中國熱科院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

　　近日，中國熱科院香飲所加工與工程技術(shù)研究團(tuán)隊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、維生素和類胡蘿卜素，被認(rèn)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(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，無法達(dá)到預(yù)期功效。此外，人類膳食系統(tǒng)十分復(fù)雜，由多酚、淀粉和多糖等各種活性物質(zhì)組成?；钚晕镔|(zhì)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(jìn)行非共價結(jié)合?？梢?，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(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，可能會在熱處理過程中降解。因此，非共加熱復(fù)合是一種有價值的策略。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(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，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(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，降低了相對結(jié)晶度。其中，馬鈴薯淀粉-香蕉多酚的相對結(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。這項研究為香蕉多酚的膳食攝入、開發(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)實驗室，得到海南省科技人才創(chuàng)新項目、中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院國家熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)中心科技創(chuàng)新團(tuán)隊和木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)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