|
2022年6月4月，華南理工大學(xué)的研究人員在農(nóng)林科學(xué)1區(qū)Top期刊Food Chemistry(Q1；IF=7.514)上在線發(fā)表了題為“Effect of starch-catechin interaction on regulation of starch digestibility during hot-extrusion 3D printing: Structural analysis and simulation study(熱擠壓3D打印過程中淀粉-兒茶素相互作用對(duì)淀粉消化率調(diào)節(jié)的影響：結(jié)構(gòu)分析與模擬研究)”的研究性論文。華南理工大學(xué)鄭波為第一作者，陳玲為通訊作者，香港中文大學(xué)Li Tianjie為共同通訊作者。 迄今為止，很少有研究清楚地闡明熱擠壓3D打印(HE-3DP)對(duì)淀粉的多尺度結(jié)構(gòu)和消化性能的調(diào)控，尤其是與其他食品成分的相互作用。因此，在該研究中，研究人員利用現(xiàn)代分析技術(shù)研究了淀粉-兒茶素相互作用對(duì)HE-3DP過程中大米淀粉結(jié)構(gòu)和消化率的影響，并進(jìn)一步闡明了它們之間的關(guān)系。總體而言，這些見解有助于合理設(shè)計(jì)HE-3DP工藝來生產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)淀粉和低消化率的淀粉基產(chǎn)品。3D打印與兒茶素相互作用增強(qiáng)了淀粉的抗消化能力。 通過促進(jìn)與兒茶素的相互作用誘導(dǎo)出新的有序結(jié)構(gòu)。 通過CH-π相互作用和氫鍵形成了松散的配合物。 兒茶素能與淀粉競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合胰α-淀粉酶的Trp59。 揭示了兒茶素對(duì)淀粉消化率的調(diào)節(jié)機(jī)制。
總體而言，淀粉-兒茶素相互作用的HE-3DP能有效降低大米淀粉的消化率。 主要是在HE-3DP誘導(dǎo)的剪切力、熱量和水分子的遷移作用下，通過大米淀粉與兒茶素之間的氫鍵和疏水作用，形成了包括螺旋結(jié)構(gòu)、V型晶體結(jié)構(gòu)和納米聚集體在內(nèi)的更有序的結(jié)構(gòu)，從而降低淀粉的消化率。 同時(shí)，兒茶素可以通過CH-π相互作用和無定形域中的氫鍵與大米淀粉相互作用形成松散的配合物。這樣一來，由于結(jié)合較弱，兒茶素很容易與消化環(huán)境系統(tǒng)中的無定形結(jié)構(gòu)域分離。脫落的兒茶素可能與淀粉競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合胰α-淀粉酶的Trp59，從而阻礙了淀粉的變構(gòu)結(jié)合，從而進(jìn)一步降低淀粉的消化率。 該研究可為利用HE-3DP設(shè)計(jì)健康淀粉基食品提供有益信息。
圖1. (a) 優(yōu)化的穩(wěn)定構(gòu)象異構(gòu)體和 (b) 葡萄糖二聚體-兒茶素系統(tǒng)的 RDG 散點(diǎn)圖，非共價(jià)相互作用在真實(shí)空間中的分布。原子用紅色(O)、灰色(C)和白色(H)球體表示；氫鍵用虛線表示，給出了長(zhǎng)度(?)和角度(deg)(括號(hào)內(nèi))。
圖2. (a) 兒茶素與大米淀粉的對(duì)接姿態(tài)。氫鍵以黑色虛線顯示。在 (b) 復(fù)合淀粉酶分子動(dòng)力學(xué)模擬和 (d) 兒茶素-淀粉酶分子動(dòng)力學(xué)模擬的最后100 ns 期間內(nèi)到活性口袋中 Trp59 的最小距離。兒茶素(藍(lán)色)和淀粉(紫色)的占有率以網(wǎng)格顯示。(c) 兒茶素與胰腺α-淀粉酶的主要結(jié)合位置來自總共1.6μs的分子動(dòng)力學(xué)模擬。 
圖3. HE-3DP處理大米淀粉的多尺度結(jié)構(gòu)和消化率變化與EC相互作用的示意圖。 http://www2./sp/2017/0717/c11280a173283/page.htm論文鏈接： https:///10.1016/j.foodchem.2022.133394
|
