间歇湿热处理对黄原胶体系中玉米淀粉-赖氨酸复合物结构、理化性质及消化性的影响

《Journal of Food Engineering》：Effects of intermittent heat-moisture treatment on the structure, physicochemical properties and digestibility of the corn starch-lysine complex under the xanthan gum system

　　**摘要**- XG可在低赖氨酸浓度下促进赖氨酸-淀粉的络合反应。- 在XG存在下，赖氨酸显著降低了淀粉的峰值黏度。- IHMT及其与赖氨酸的组合均降低了淀粉的L*值和浊度指数（WI）。- 在XG存在下，赖氨酸与淀粉的络合降低了快速消化淀粉（RDS）的含量。**引言**玉米淀粉资源丰富且成本效益高，是食品、制药及其他工业领域的基础性关键原料。然而，其固有的功能性局限限制了其应用的进一步拓展（Qin等，2026；Wang等，2025）。此外，原生玉米淀粉主要由快速消化淀粉（RDS）组成。过量摄入此类淀粉与代谢异常相关，包括餐后血糖波动和胰岛素抵抗，可能对健康造成潜在风险（?ubuk等，2026；Zheng等，2024）。因此，通过适当的改性方法改善淀粉的理化性质并提高慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的含量，不仅是拓宽玉米淀粉应用范围的有效策略，也为其在功能性食品开发中的高值化利用提供了重要支撑。作为人类必需的基础氨基酸，赖氨酸无法在体内合成，必须通过膳食摄入获得（Gunarathne等，2025；Yuan等，2023）。先前的研究已证实，赖氨酸可通过氢键、静电作用和疏水相互作用与淀粉分子形成稳定的络合物（Yang等，2026；Zhou等，2022）。这不仅可以优化淀粉类食品的氨基酸组成和营养平衡，还可以通过限制消化酶对淀粉分子的可达性来调节淀粉的消化速率和性质。然而，在淀粉-赖氨酸二元复合体系中，由于淀粉链的空间位阻以及赖氨酸在水相中较差的分散性，两者的络合效率相对较低，从而严重限制了功能性质的进一步提升。因此，开发增强淀粉-赖氨酸相互作用的策略对于制备高性能淀粉基功能材料至关重要。非淀粉多糖凭借其独特的结构和理化性质，常被用作食品体系中生物分子络合的介体，为提高不同分子之间的相互作用效率提供了有效途径（Cao等，2025；Lin等，2025）。黄原胶（XG）是由*Xanthomonas campestris*发酵产生的微生物多糖，具有优异的水溶性、分散稳定性和界面活性（Hassanisaadi等，2025；Xia等，2021）。其分子链富含羟基、羧基和乙酰基等亲水基团，可与淀粉和氨基酸等生物分子形成多重氢键。此外，其半刚性链构象赋予了显著的立体位阻效应（Wong等，2024）。然而，XG是否能够促进淀粉-赖氨酸的络合尚不清楚，相关的系统性机制研究仍然匮乏。据此，本研究假设XG通过其棒状结构产生的立体位阻效应抑制淀粉颗粒和赖氨酸分子的自聚集，改善其分散性，从而促进淀粉-赖氨酸的相互作用。热处理对于淀粉-赖氨酸络合物的形成至关重要。湿热处理（HMT）是一种无需化学添加剂的物理改性技术，因其环保性和安全性而被广泛应用于淀粉改性领域。然而，以往的研究大多局限于连续HMT对淀粉性质的影响。长时间的连续HMT可能导致淀粉品质下降，如变色和糊液透明度降低（Dhull等，2024；Sudheesh和Pillai，2025）。相比之下，间歇式湿热处理（IHMT）涉及反复的加热-冷却循环，可以避免对淀粉品质的不良影响。在此过程中，温度和湿度的交替作用可诱导淀粉分子链的重排、晶体结构的破坏与重建以及分子间相互作用的增强，从而改变淀粉的理化性质和消化特性（Hong等，2025；Thuan等，2026；Thuengtung等，2023）。然而，IHMT对淀粉-赖氨酸络合的影响仍不清楚。因此，为验证上述假设，本研究将XG引入淀粉-赖氨酸体系，并通过IHMT制备络合物。通过研究结构、理化及消化特性的变化，阐明了在XG存在下IHMT与赖氨酸对玉米淀粉的协同机制。这些发现不仅为功能性淀粉类食品的精准设计提供了理论基础，也为开发低升糖指数和高营养价值的食品原料提供了新的策略。---**片段内容****材料**玉米淀粉（CS，直链淀粉含量：26.85%，蛋白质含量：0.35%（干基），脂肪含量：0.13%，水分含量：13.64%）购自天津中营健康食品有限公司（中国天津）。其重量平均分子量（*M*_w）为7.73 × 10⁷ Da。支链淀粉含量按照Wang等（2023）的方法测定。黄原胶（XG，CAS号：11138-66-2；纯度≥99%；*M*_w：1.03 × 10⁷ Da；PI：4.31）购自千盛生物科技有限公司（中国合肥）。赖氨酸——**FTIR分析**图1展示了CS和改性淀粉的FTIR光谱。与原生淀粉相比，单独IHMT处理或IHMT与赖氨酸联合处理后的淀粉样品FTIR光谱中未出现新的吸收峰或峰消失，表明淀粉与赖氨酸之间的相互作用以非共价作用为主（Navaf等，2024）。在淀粉的FTIR光谱中，1640 cm^?1处的峰归属于吸附水分子的H-O-H弯曲振动。在——附近的宽而强的吸收峰——**结论**这些结果证实了我们的假设，即XG可通过其棒状结构产生的立体位阻效应抑制淀粉和赖氨酸的自聚集，改善其分散均匀性，从而在低赖氨酸浓度下促进淀粉-赖氨酸络合物的形成。原生CS呈现A型结晶结构，颗粒完整且光滑。经IHMT处理后，淀粉的相对结晶度显著降低，长程有序的晶体结构——**CRediT作者贡献声明****王伟：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，验证，监督，软件，项目管理，方法学，调查，经费获取，形式分析，数据管理，概念化。**黄冬冬：** 写作——初稿撰写，软件，方法学，调查，形式分析，数据管理。**丁泽鹏：** 写作——初稿撰写，软件，方法学，调查。**胡爱民：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，可视化——**资金来源**资助：本研究得到以下项目支持：**河南省自然科学基金**[项目编号：262300422080]；**河南科技学院高层次引进和培养人才计划项目**[项目编号：103010425001/049]；以及**河南省"三区"科技人才项目**[项目编号：1210202226006/021]。**利益冲突声明**无。王伟 | 黄冬冬 | 丁泽鹏 | 胡爱民