Heat-induced amorphous aggregates assembly of soy protein modulate in vitro digestibility of potato starch

2022年12月，东莞理工学院食品营养健康工程与智能化加工研究中心陈旭博士（第一作者兼通讯作者）和朱杰副教授（通讯作者）在国际食品顶级期刊《International journal of biological macromolecules》（IF: 8.025, Q1 TOP）发表了题为“Heat-induced amorphous aggregates assembly of soy protein modulate in vitro digestibility of potato starch”的研究论文。

糖尿病患者的糖代谢和血糖应答水平与食物组分间的相互作用和淀粉的消化速率有着密不可分的关系。在淀粉基食品体系中，蛋白质是影响淀粉消化的重要组分之一。蛋白质受pH值、离子强度和温度等因素的影响，其结构容易发生自组装聚集行为。前期课题组已经发表多篇论文证明蛋白不同层次结构（蛋白质、肽和氨基酸）对淀粉的消化有显著的影响。本研究在前期研究基础上，主要聚焦通过理性调控蛋白质的自组装结构，探究不同尺寸和结构的蛋白自组装聚集体对淀粉消化的影响机制。

本研究通过在pH=7和不同温度热诱导条件下，使大豆分离蛋白自组装形成不同结构的无定形聚集体（SPAA），对SPAA的粒径分布、形貌特征和结构特性进行表征，系统研究了不同热处理条件下SPAA聚集行为和在聚集过程中的结构变化规律。

图1 大豆蛋白无定形聚集体的形貌和结构特征

研究表明，在pH=7.0的条件下，SPAA均呈现类似球状的形态，且随着处理温度的升高，聚集行为呈现出逐渐增强的趋势，粒径逐渐增大。在不同的热处理温度条件下由于蛋白质去折叠程度差异和自组装过程中疏水作用的强弱，因此会形成不同尺寸和形貌的初级聚集体和二次聚集体。

图2 马铃薯淀粉-无定形聚集体复合物结构和消化特性

同时，在模拟蒸煮条件下构建了马铃薯淀粉-大豆分离蛋白无定形聚集体的复合物（PS-SPAA），探究其理化、形貌、结构和体外消化特性。研究发现，SPAA可以提高PS的热稳定性，降低PS的糊化粘度，提高其短程有序性。在模拟蒸煮条件下，由于SPAA的物理包裹或吸附以及与PS的非共价相互作用，可以明显降低PS的消化速率。不同温度处理下的SPAA对淀粉消化表现出不同的抑制作用，其中PS-SPAA130呈现出最明显的效果。SPAA对α-淀粉酶没有抑制作用。研究结果对丰富蛋白调控淀粉消化的作用理论，促进具有抗消化性的营养健康食品开发具有重要意义。

陈旭，女，讲师，硕士生导师，华南理工大学-美国艾奥瓦州立大学联合培养工学博士。主要从事功能碳水化合物及淀粉功能化修饰与调控和食物组分互作与品质调控等相关研究，主持国家自然科学基金青年项目1项，广东省自然科学基金面上项目1项，高等学校“创新强校工程”青年创新人才项目1项，东莞市社会发展科技重点项目1项，东莞理工学院引进人才科研启动项目1项，东莞市科技特派员项目1项和功能性碳水化合物精深加工产学研基地建设项目1项；在Food Chemistry、Food Hydrocolloids、Carbohydrate Polymers 等国内外期刊累计接收和发表学术论文30余篇。曾获化能学院教师教学比赛二等奖，2022年度东莞理工学院优秀共产党员，广东省食品学会优秀论文奖，指导学生承担省级和校级大学生创新创业训练项目5项，指导学生多次参加省市级生物化学技能大赛并获奖10余次，并获得第五届东莞市大学生生物化学实验技能竞赛优秀指导教师奖。兼职Food Research International等国内外学术期刊审稿人。