方竹筍因其形態(tài)方正，肉厚鮮美，營養(yǎng)豐富，被譽為“竹筍之冠”，富含蛋白質(zhì)、氨基酸、膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，是川渝地區(qū)的重要特色食品之一。在方竹筍加工過程中，會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物。將方竹筍加工副產(chǎn)物中提取的膳食纖維加入米糊、面包、餅干等淀粉基食品中，從而提升淀粉基食品的營養(yǎng)品質(zhì)，是實現(xiàn)方竹筍加工副產(chǎn)物高值化利用的重要方式。針對竹筍膳食纖維（BSDF）對淀粉理化性質(zhì)、消化特性、多尺度結(jié)構(gòu)的影響及互作機制尚不清楚等問題。川渝共建特色食品重慶市重點實驗室成員，西南大學食品科學學院闞建全教授和鄭炯副教授聯(lián)合國家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心吳良如研究員在BSDF調(diào)控淀粉性能及機制研究方面取得了系列研究進展。

 

　　研究表明，擠壓處理破壞了淀粉的短程有序結(jié)構(gòu)和分布，隨著BSDF的加入，雙螺旋分布的短程有序結(jié)構(gòu)增加。擠壓處理后，淀粉分支程度下降，表明α-1,6糖苷鍵斷裂，直鏈淀粉含量增加，而BSDF與支鏈淀粉和直鏈淀粉相互作用，減少了α-1,6糖苷鍵的斷裂。擠壓處理促進了淀粉分子鏈的運動、取向、重排和聚集，形成了新的螺旋和V型晶體結(jié)構(gòu)。加入的BSDF與淀粉鏈通過氫鍵相互作用，減少了淀粉顆粒的破壞，氫鍵的形成增加了淀粉短程有序結(jié)構(gòu)。當BSDF添加量較低時，淀粉凝膠黏彈性增加，由于BSDF與淀粉之間的相互纏結(jié)。同時，淀粉凝膠黏度的增加限制了葡萄糖的分散以及部分釋放的葡萄糖被BSDF吸收，導致快消化淀粉含量降低。當BSDF添加量較高時，抑制了淀粉的溶脹和淀粉鏈間的纏結(jié)，導致淀粉凝膠黏彈性降低，從而降低了酶對淀粉的可及性，同時隨著BSDF含量的增加，可消化淀粉含量降低，因此，抗性淀粉含量增加。該部分研究成果在食品國際期刊《Food Chemistry》在線發(fā)表，題名為“Modifying the rheological properties, in vitro digestion, and structure of rice starch by extrusion assisted addition with bamboo shoot dietary fiber”。 西南大學食品科學學院碩士研究生汪楠為論文第一作者，闞建全教授和鄭炯副教授為共同通訊作者，國家林業(yè)和草原局竹子研究開發(fā)中心吳良如研究員為主要合作者。

 

　　研究團隊在前期研究中發(fā)現(xiàn)，BSDF與淀粉分子通過分子內(nèi)和分子間氫鍵相互作用形成緊密的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)。同時，在動態(tài)高壓微射流（DHPM）加工過程中，淀粉和BSDF分子重排形成有序的復雜結(jié)構(gòu)，無定型區(qū)和α-1,6糖苷鍵被破壞。淀粉顆粒嵌入到BSDF網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。在糊化過程中，BSDF形成的“屏障”抑制了淀粉顆粒的膨脹和崩解，致密的“屏障”結(jié)構(gòu)抑制了淀粉酶對淀粉的水解，降低了淀粉的消化程度和速率。然而，在100-200MPa壓力下DHPM的強機械力破壞了淀粉與BSDF之間的相互作用，有序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞。該部分研究成果在食品國際期刊《Food Chemistry》、《LWT-Food Science and Technology》在線發(fā)表（Food Chemistry, 2021, 350, 128724；LWT-Food Science and Technology, 2020, 129: 109509）。

 

　　該研究成果不僅為BSDF在淀粉基食品中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，也為方竹筍加工副產(chǎn)物的資源化利用奠定了理論基礎(chǔ)。以上研究得到了重慶市自然科學基金面上項目（cstc2020jcyj-msxmX0392）、重慶市科技興林項目（2021-08）、貴州省特色林業(yè)產(chǎn)業(yè)研發(fā)項目（2020-28）、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費（XDJK2020B045）等項目的資助。