近日,中国热科院生物所在物理处理与多酚协同改性香蕉淀粉方面取得新进展。研究团队通过三种物理方法对香蕉淀粉进行改性,强化了香蕉淀粉结构,提高了其热稳定性和抗性淀粉含量,研究成果为香蕉淀粉在食品工业的应用开辟了新路径。
香蕉淀粉作为青香蕉的主要成分,通常占青香蕉果实干重的 70%-80%,且抗性淀粉含量高达 60g/100g(干基)。然而,其固有的低溶解性、热稳定性差和抗老化能力不足等问题,严重限制了在食品工业中的应用。例如,在食品增稠、保水、凝胶等方面难以发挥理想效果,在制备食品内包装水溶性薄膜以及作为热敏性生物活性物质包装材料时也存在明显缺陷。
为攻克这些难题,研究团队创新性地采用介质阻挡放电(DBD)等离子体、超声波和湿热处理三种物理方法,并结合白藜芦醇协同对香蕉淀粉进行改性。研究结果显示,在与白藜芦醇结合时,三种物理处理方法均有效提高了香蕉淀粉的复合指数(CI)。其中,DBD 等离子体和超声波处理初期使 CI 上升,后续虽有下降,但整体仍有改善;湿热处理(HMT)则持续促进 CI 增加。通过扫描电子显微镜和 X 射线衍射分析可知,改性后淀粉的 A 型结晶度保持稳定,但 HMT 对淀粉的长程和短程有序结构影响最为突出,并且会显著破坏淀粉颗粒形态,而 DBD 等离子体和超声波处理基本维持颗粒外形不变。在理化性质方面,DBD 等离子体和超声波处理显著增强了香蕉淀粉的溶解度、糊化温度和粘弹性,对消化率影响轻微;HMT 处理后的淀粉糊化温度大幅提升,不过溶解度和粘弹性降低,消化率显著上升。值得一提的是,三种处理都有效增强了淀粉的吸油能力。尤为关键的是,白藜芦醇的加入不仅强化了淀粉结构,还进一步提高了其热稳定性和抗性淀粉含量。
图1.本研究图文摘要
经改性后的香蕉淀粉,凭借其改善后的理化性质,在功能性食品研发方面潜力巨大。例如,可用于生产低升糖指数食品,满足糖尿病患者及健康人群对血糖控制的需求;在食品包装领域,其增强的热稳定性和结构特性,有望提升包装材料的性能,延长食品保质期;在烘焙食品中,可改善面团的流变学特性和成品的品质;在饮料行业,也可作为增稠剂或稳定剂使用,丰富产品口感和稳定性。
相关研究成果以“Integrative approach to modifying banana starch: The role of physical treatment and polyphenol enrichment on physicochemical and digestive characteristics”为题发表于《Food Research International》。中国热科院生物所研究生孙颖和助理研究员校导为该论文第一作者,中国热科院加工所盛占武研究员和生物所艾斌凌研究员为论文通讯作者。研究得到海南省科技人才创新项目、中央级公益性科研院所基本科研业务费等项目的资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0963996925000122