从平菇（Pleurotus ostreatus）中利用低温超声波辅助深共晶溶剂萃取法提取麦角硫因：一种可持续的新策略

时间：2026年3月29日

来源：Food Chemistry

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稻米加工通过发芽和蒸煮协同作用重塑淀粉多尺度结构，影响热力学行为、回生特性和消化性。发芽轻微降低短程有序性、结晶度及螺旋结构，蒸煮显著改变淀粉结构。组合处理（GPR）提升V型结晶度（15.45±0.82%）和单螺旋含量（28.88±1.68%），增强抗性淀粉并降低酶解难度。

赵波|秦王艳|易翠萍

长沙理工大学食品科学与生物工程学院，中国湖南省长沙市410114

摘要

大米加工会显著改变淀粉的结构，从而影响其品质和营养特性。本研究利用多种检测技术系统地阐明了发芽和预煮如何重塑大米淀粉的多尺度结构。发芽过程略微降低了淀粉的短程有序性、相对结晶度（RC）、双螺旋结构以及结晶层厚度；而预煮则导致了更显著的变化。这两种处理的结合协同作用提高了发芽预煮大米（GPR）中的V型结晶度（15.45 ± 0.82%）和单螺旋含量（28.88 ± 1.68%）。结构变化与功能特性之间存在密切关联，表现为糊化温度的升高、抗性淀粉（RS）含量的增加，以及糊化焓（ΔH）和糊化粘度的降低。发芽过程破坏了淀粉颗粒表面的有序性，促进了预煮过程中的分子重排；随后的冷却虽然导致了一些分子聚集，但增强了短程有序性和结晶度。这些发现表明，可以通过定制加工方法来设计具有调节消化特性的米制品，为有胃肠敏感问题的人提供更合适的主食选择。

引言

作为大米中的主要碳水化合物，淀粉是人类的重要能量来源。其结构从根本上决定了大米的食用品质、加工性能和营养价值（Li等人，2020年）。淀粉是一种具有复杂多层次结构的生物聚合物。其关键功能特性，如糊化、回生和消化性，都受到其结构特征的调控。这些结构特征包括结晶排列、螺旋构象、短程分子有序性和颗粒形态（Chi等人，2021年）。常用的研究方法包括物理、生物和化学手段。因此，阐明淀粉多尺度结构与其物理化学性质（如热行为、回生倾向和抗性淀粉含量）之间的结构-功能关系对于推动大米产业发展至关重要。

近期研究表明，有两种关键机制影响大米的消化性：一是功能性活性成分（如膳食纤维和多酚）含量的变化，二是淀粉分子结构的变化（Sivakamasundari等人，2020年；Sun、Lyu等人，2023年）。与碾磨大米（代表淀粉的原始状态）相比，全谷物糙米富含膳食纤维、多酚和其他生物活性化合物，这些成分有助于调节餐后血糖。膳食纤维能有效阻碍烹饪过程中水分的渗透，限制淀粉颗粒的膨胀，并降低消化酶对淀粉的接触，从而影响淀粉的消化性和糊化焓（Zheng等人，2021年）。多酚可以与淀粉结合形成复合物，增加抗性淀粉含量并抑制淀粉的消化性（Wu等人，2025年）。总之，大米的营养成分与其消化特性密切相关。因此，采用适当的加工方法来优化大米的营养成分对于提升其健康价值至关重要。

此外，还有一些非传统的加工方法，如蒸汽爆破、超高压处理和伽马辐照。例如，用过热蒸汽处理的大米淀粉可以降低糊化焓（ΔH）和相对结晶度（RC）（Wang等人，2025年）。超高压预处理可以促进糙米内部水分的均匀分布，降低糊化温度，并改变颗粒形态（Xu等人，2019年）。然而，这些技术的实际应用仍存在局限性，因为它们可能对大米品质（如糙米的质地或储存稳定性）产生不利影响（Li等人，2021年）。常见的加工方法，如发芽和预煮，常用于改善大米的食用品质和消化性。发芽作为一种绿色的传统生物加工方法，可以通过激活生物酶来促使淀粉颗粒内的水解反应，改变其结晶结构，并增强γ-氨基丁酸（GABA）和酚类化合物等功能性成分的含量（Ilowefah等人，2017年）。糙米的发芽过程可以降低淀粉的平均分子量、相对结晶度和糊化温度（You等人，2016年）。预煮则是一种热处理方法，直接改变了淀粉的物理结构，导致预糊化现象和分子重排，同时保留了米糠中的多种营养成分。理论上，发芽预煮大米（GPR）结合了生物和物理加工方式，可能对淀粉结构产生更复杂的影响（Srichamnong & Lasukhang，2022年）。这些加工方法通过不同的物理、化学或生物途径调节了淀粉的多尺度结构，不同程度地破坏或重构了分子链之间的氢键、晶体类型和颗粒形态，最终影响大米产品的热性质、回生特性和营养价值（如抗性淀粉含量）。然而，目前的研究主要集中在大米的宏观结构上，直接关联其加工引起的微观结构与消化行为的系统研究仍较为匮乏。

本研究旨在探讨不同的加工方法（精炼、发芽、预煮及其组合）如何改变大米淀粉的多尺度结构，并阐明这些结构变化如何影响其热力学行为、回生特性和消化性。因此，研究将考察淀粉的多尺度结构（包括结晶结构、螺旋构象、短程有序结构和颗粒形态）及其物理化学性质（如热力学行为、回生特性、糊化性质、抗性淀粉含量和体外消化性）。研究结果旨在揭示发芽和预煮过程影响大米淀粉消化性的内在机制，为开发具有定制功能和营养特性的优质大米产品提供科学依据。

材料

本研究选用的是正汉10号粳稻，来自江苏省宿迁市，收获时间为2024年10月。α-淀粉酶（EC 3.2.1.1，来源于Aspergillus oryzae，酶活性≥4 U/mg）由Kulaibo Technology Co., Ltd.（北京）提供。糖化酶（EC 3.2.1.3，酶活性≥100 U/mg）和胰蛋白酶粉（EC 3.4.21.4，酶活性≥4 U/mg）购自Ruiyong Biotechnology Co., Ltd.（上海）。

淀粉可消化组分及其相关总多糖含量的变化

经过发芽和预煮处理后，四种大米样品的淀粉可消化组分发生了变化（图1A）。与WR（46.41% ± 1.23%）相比，GR中的RDS含量显著增加到50.32% ± 0.25%，而PR（46.39% ± 0.70）和GPR（47.45% ± 0.26%）保持不变。发芽过程激活了淀粉酶，部分将淀粉分解为简单糖和糊精，从而增加了RDS含量（Do Nascimento等人，2022年；Wang、Chen、He等人，2022年）。实际上，预煮过程也有类似效果。