近日，中國(guó)熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)在香蕉多酚的生物可及性變化機(jī)制研究方面取得新進(jìn)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(fù)合后的香蕉多酚的生物可及性的變化機(jī)制。
香蕉是熱帶地區(qū)居民飲食中的重要能量來(lái)源。它廣泛種植于熱帶地區(qū)，是僅次于水稻、小麥和玉米的全球第四大農(nóng)作物。香蕉富含多酚、維生素和類(lèi)胡蘿卜素，被認(rèn)為是天然抗氧化劑的良好來(lái)源。其中，香蕉多酚是一類(lèi)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(guò)程中，香蕉多酚可能會(huì)受到pH值、離子強(qiáng)度、膽汁鹽和酶的影響，導(dǎo)致香蕉多酚異構(gòu)化和降解差異，無(wú)法達(dá)到預(yù)期功效。此外，人類(lèi)膳食系統(tǒng)十分復(fù)雜，由多酚、淀粉和多糖等各種活性物質(zhì)組成。活性物質(zhì)的生物可及性可能會(huì)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(guò)氫鍵、疏水作用和靜電作用與帶有酚羥基的多酚進(jìn)行非共價(jià)結(jié)合。可見(jiàn)，香蕉多酚的生物可及性可能會(huì)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(fù)合后，其生物可及性發(fā)生了變化。然而，這些研究多集中于探討與淀粉共加熱復(fù)合后多酚生物可及性的變化。但有些多酚熱不穩(wěn)定，可能會(huì)在熱處理過(guò)程中降解。因此，非共加熱復(fù)合是一種有價(jià)值的策略。目前，多酚與淀粉非共熱復(fù)合后的生物可及性的變化機(jī)制尚不清楚。特別是淀粉晶型對(duì)香蕉多酚生物可得性的影響也未見(jiàn)報(bào)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(duì)象，通過(guò)非共加熱復(fù)合處理，研究了三種淀粉-香蕉多酚復(fù)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(shí)，從絡(luò)合度、短程有序性、晶體結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)合力等方面探討了香蕉多酚與不同結(jié)晶淀粉的相互作用，進(jìn)一步揭示了香蕉多酚生物可及性變化的機(jī)理。結(jié)果表明，與三種淀粉非共熱復(fù)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(nèi)被釋放并發(fā)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(fù)合過(guò)程中，香蕉多酚通過(guò)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(jié)構(gòu)。這阻止了馬鈴薯淀粉和豌豆淀粉在再生階段雙螺旋結(jié)構(gòu)的聚集和堆積，改善了短程有序性，降低了相對(duì)結(jié)晶度。其中，馬鈴薯淀粉-香蕉多酚的相對(duì)結(jié)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(fù)合物，這破環(huán)了玉米淀粉的短程有序結(jié)構(gòu)和沒(méi)有損傷結(jié)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(jìn)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(xiàng)研究為香蕉多酚的膳食攝入、開(kāi)發(fā)和利用提供了理論指導(dǎo)。
相關(guān)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(fā)表于《Food Hydrocolloids》。中國(guó)熱科院香飲所培養(yǎng)的在讀博士覃亞娟為該論文第一作者，中國(guó)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(zhì)控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，得到海南省科技人才創(chuàng)新項(xiàng)目、中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)、中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國(guó)家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)和木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專(zhuān)項(xiàng)資金等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2025.111133
