近日，中國熱科院香飲所加工與工程技術研究團隊在香蕉多酚的生物可及性變化機制研究方面取得新進展，該研究分析了與玉米淀粉、馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉非共熱復合后的香蕉多酚的生物可及性的變化機制。
香蕉是熱帶地區居民飲食中的重要能量來源。它廣泛種植于熱帶地區，是僅次于水稻、小麥和玉米的全球第四大農作物。香蕉富含多酚、維生素和類胡蘿卜素，被認為是天然抗氧化劑的良好來源。其中，香蕉多酚是一類次生代謝物，具有抗氧化、抗炎和抗癌等多種生物活性。然而，在胃腸道消化過程中，香蕉多酚可能會受到pH值、離子強度、膽汁鹽和酶的影響，導致香蕉多酚異構化和降解差異，無法達到預期功效。此外，人類膳食系統十分復雜，由多酚、淀粉和多糖等各種活性物質組成。活性物質的生物可及性可能會受到其他膳食成分的干擾。其中，淀粉作為食物中的主要碳水化合物，可以通過氫鍵、疏水作用和靜電作用與帶有酚羥基的多酚進行非共價結合。可見，香蕉多酚的生物可及性可能會受到其與淀粉相互作用的影響。已有研究表明，多酚與淀粉復合后，其生物可及性發生了變化。然而，這些研究多集中于探討與淀粉共加熱復合后多酚生物可及性的變化。但有些多酚熱不穩定，可能會在熱處理過程中降解。因此，非共加熱復合是一種有價值的策略。目前，多酚與淀粉非共熱復合后的生物可及性的變化機制尚不清楚。特別是淀粉晶型對香蕉多酚生物可得性的影響也未見報道。
因此，本研究選擇了食品加工中常用的三種不同晶型的淀粉即玉米淀粉（A型）、馬鈴薯淀粉（B型）和豌豆淀粉（C型），作為研究對象，通過非共加熱復合處理，研究了三種淀粉-香蕉多酚復合物在不同體外消化階段的生物可及性和抗氧化活性的變化。同時，從絡合度、短程有序性、晶體結構、微觀結構和結合力等方面探討了香蕉多酚與不同結晶淀粉的相互作用，進一步揭示了香蕉多酚生物可及性變化的機理。結果表明，與三種淀粉非共熱復合后的香蕉多酚的生物可及性均被顯著提高。在口服和胃消化階段，淀粉減少了香蕉多酚在胃中的損失，阻斷了香蕉多酚與胃中自由基的接觸。而在腸道消化階段，淀粉酶和葡萄糖苷酶裂解了淀粉的糖苷鍵，使香蕉多酚在小腸內被釋放并發揮其抗氧化作用。其中，香蕉多酚-馬鈴薯淀粉的生物可及性最高，香蕉多酚-玉米淀粉的生物可及性最低。在非共加熱復合過程中，香蕉多酚通過疏水相互作用插入馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉的淀粉螺旋空腔，形成了V形包合物結構。這阻止了馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉在再生階段雙螺旋結構的聚集和堆積，改善了短程有序性，降低了相對結晶度。其中，馬鈴薯淀粉-香蕉多酚的相對結晶度下降率最高，為59.73% ± 1.38%。相反，香蕉多酚與玉米淀粉形成了非包合體復合物，這破環了玉米淀粉的短程有序結構和沒有損傷結晶型。激光共聚焦顯微鏡顯示，大量香蕉多酚被吸附在玉米淀粉表面，而被包裹在馬鈴薯淀粉的膠體聚集體中。這進一步表明馬鈴薯淀粉能最有效地阻止香蕉多酚的降解。這項研究為香蕉多酚的膳食攝入、開發和利用提供了理論指導。
相關研究成果以“The interaction between banana polyphenols and starch improves the bioavailability of polyphenols after non-co-heating complexation”為題發表于《Food Hydrocolloids》。中國熱科院香飲所培養的在讀博士覃亞娟為該論文第一作者，中國熱科院香飲所張彥軍研究員為論文通訊作者。研究成果依托海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質控制重點實驗室，得到海南省科技人才創新項目、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項、中國熱帶農業科學院國家熱帶農業科學中心科技創新團隊和木薯產業技術體系專項資金等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111133
日期：2025-02-05
香蕉是熱帶地區居民飲食中的重要能量來源。它廣泛種植于熱帶地區，是僅次于水稻、小麥和玉米的全球第四大農作物。香蕉富含多酚、維生素和類胡蘿卜素，被認為是天然抗氧化劑的良好來源。其中，香蕉多酚是一類次生代謝物，具有抗氧化、抗炎和抗癌等多種生物活性。然而，在胃腸道消化過程中，香蕉多酚可能會受到pH值、離子強度、膽汁鹽和酶的影響，導致香蕉多酚異構化和降解差異，無法達到預期功效。此外，人類膳食系統十分復雜，由多酚、淀粉和多糖等各種活性物質組成。活性物質的生物可及性可能會受到其他膳食成分的干擾。其中，淀粉作為食物中的主要碳水化合物，可以通過氫鍵、疏水作用和靜電作用與帶有酚羥基的多酚進行非共價結合。可見，香蕉多酚的生物可及性可能會受到其與淀粉相互作用的影響。已有研究表明，多酚與淀粉復合后，其生物可及性發生了變化。然而，這些研究多集中于探討與淀粉共加熱復合后多酚生物可及性的變化。但有些多酚熱不穩定，可能會在熱處理過程中降解。因此，非共加熱復合是一種有價值的策略。目前，多酚與淀粉非共熱復合后的生物可及性的變化機制尚不清楚。特別是淀粉晶型對香蕉多酚生物可得性的影響也未見報道。
因此，本研究選擇了食品加工中常用的三種不同晶型的淀粉即玉米淀粉（A型）、馬鈴薯淀粉（B型）和豌豆淀粉（C型），作為研究對象，通過非共加熱復合處理，研究了三種淀粉-香蕉多酚復合物在不同體外消化階段的生物可及性和抗氧化活性的變化。同時，從絡合度、短程有序性、晶體結構、微觀結構和結合力等方面探討了香蕉多酚與不同結晶淀粉的相互作用，進一步揭示了香蕉多酚生物可及性變化的機理。結果表明，與三種淀粉非共熱復合后的香蕉多酚的生物可及性均被顯著提高。在口服和胃消化階段，淀粉減少了香蕉多酚在胃中的損失，阻斷了香蕉多酚與胃中自由基的接觸。而在腸道消化階段，淀粉酶和葡萄糖苷酶裂解了淀粉的糖苷鍵，使香蕉多酚在小腸內被釋放并發揮其抗氧化作用。其中，香蕉多酚-馬鈴薯淀粉的生物可及性最高，香蕉多酚-玉米淀粉的生物可及性最低。在非共加熱復合過程中，香蕉多酚通過疏水相互作用插入馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉的淀粉螺旋空腔，形成了V形包合物結構。這阻止了馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉在再生階段雙螺旋結構的聚集和堆積，改善了短程有序性，降低了相對結晶度。其中，馬鈴薯淀粉-香蕉多酚的相對結晶度下降率最高，為59.73% ± 1.38%。相反，香蕉多酚與玉米淀粉形成了非包合體復合物，這破環了玉米淀粉的短程有序結構和沒有損傷結晶型。激光共聚焦顯微鏡顯示，大量香蕉多酚被吸附在玉米淀粉表面，而被包裹在馬鈴薯淀粉的膠體聚集體中。這進一步表明馬鈴薯淀粉能最有效地阻止香蕉多酚的降解。這項研究為香蕉多酚的膳食攝入、開發和利用提供了理論指導。
相關研究成果以“The interaction between banana polyphenols and starch improves the bioavailability of polyphenols after non-co-heating complexation”為題發表于《Food Hydrocolloids》。中國熱科院香飲所培養的在讀博士覃亞娟為該論文第一作者，中國熱科院香飲所張彥軍研究員為論文通訊作者。研究成果依托海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質控制重點實驗室，得到海南省科技人才創新項目、中央級公益性科研院所基本科研業務費專項、中國熱帶農業科學院國家熱帶農業科學中心科技創新團隊和木薯產業技術體系專項資金等項目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111133
日期：2025-02-05
