淀粉是人类碳水化合物和葡萄糖的主要膳食来源，也是食品工业的基本成分。其物理化学和营养特性对食品的质地、稳定性、加工性能和人类健康至关重要（Zheng等人，2025年）。然而，天然淀粉存在明显的实际局限性：回生作用会导致不希望的质地劣化并缩短保质期，而快速消化则会引起明显的餐后血糖升高，无法满足血糖控制的需求（Lv等人，2025年；Zheng等人，2025年）。鉴于高血糖指数（GI）饮食与肥胖和2型糖尿病等代谢疾病之间的明确关联，开发绿色且有效的策略来调节淀粉消化并减少餐后血糖反应具有重要的科学和实际意义（Zhou等人，2022年）。
膳食纤维因其益生元功能和多种健康益处而受到广泛关注（Opperman等人，2025年）。它可以通过多种机制调节淀粉的多尺度结构，包括直接分子相互作用、竞争性水合作用以及形成物理屏障，从而增强其功能性和营养价值（Zhuang等人，2024年）。特别是可溶性膳食纤维（SDF），由于其优异的水溶性、亲水性、增稠能力和形成凝胶状网络的能力，在淀粉改性方面比不溶性膳食纤维（IDF）更有效。这些网络在加热过程中限制了淀粉颗粒的膨胀，在冷却过程中阻碍了直链淀粉的浸出和再结晶，并产生了空间障碍，限制了酶对淀粉底物的接触（Zhou等人，2022年）。因此，果胶、瓜尔胶、β-葡聚糖和菊粉等SDF已被广泛用于调节淀粉的糊化、回生和流变行为（Opperman等人，2025年；Zhang等人，2019年；Zhang & Xu，2022年）。然而，它们依赖于特定的植物来源，往往导致生产成本较高且可扩展性有限。
随着对清洁标签和可持续食品成分需求的增加，将农业加工副产品转化为功能性可溶性膳食纤维（SDF）已成为一种有前景的策略（Cheng等人，2025年；Zhang & Xu，2021年）。玉米穗约占玉米加工废物的40%，是一种富含纤维的木质纤维素副产品，含有35-40%的半纤维素、32-36%的纤维素和17-20%的木质素，使其成为提取膳食纤维的理想原料（Maqsood等人，2025年）。然而，它仍然被大量未被利用，通常被焚烧或丢弃，导致资源浪费和环境压力。解决这些系统性挑战需要将农业废弃物利用纳入循环经济和资源治理的更广泛框架中（Xu，2018年）。正如近期文献所强调的，将农业副产品升级为高价值资源的技术进步在减轻环境负担和促进社会经济发展方面发挥着关键作用（Xu & Zhang，2024年）。基于这些可持续的视角，将玉米穗升级为功能性SDF是一个非常可行的解决方案。尽管玉米穗纤维主要是不溶性的，但可以通过化学、酶法或发酵处理将其转化为水溶性和生物活性的SDF，从而显著提高其功能性和营养价值（Zhou等人，2024年）。由于其高度分支的、富含半纤维素和多羟基的结构，从玉米穗中提取的可溶性膳食纤维（CSDF）可能表现出优异的亲水性和链灵活性，这有助于与淀粉分子形成复杂的非共价网络。
然而，CSDF与淀粉之间的相互作用仍知之甚少。因此，在本研究中，通过结合碱性过氧化氢和酶法的工艺从玉米穗中制备了CSDF，并系统地评估了其对玉米淀粉的影响，包括糊化行为、流变学和热性质、质地、体外消化率以及多尺度结构特征。这些发现将阐明CSDF如何调节淀粉的功能，并突出玉米穗作为食品级成分的潜力，为开发低GI淀粉基食品提供了一条可持续的途径。
