曾凱驍，王鵬杰，任發(fā)政,，張樹成，張嘉茜，劉思源,*，文鵬程,*

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)營養(yǎng)與健康系，北京 100083；3.煙臺雙塔食品股份有限公司，山東 煙臺 265400）

1982年英國生理學(xué)家Englyst等[1]發(fā)現(xiàn)了一類不能被淀粉酶水解的淀粉，并將這種具有酶抗性的淀粉稱之為抗性淀粉[2]。目前，抗性淀粉可分為5 類[3]：I型（物理包埋淀粉），主要存在于部分研磨的谷物和種子中；II型（抗性淀粉顆粒），主要存在于天然高直鏈玉米、綠香蕉和生馬鈴薯等淀粉中；III型（回生淀粉），指淀粉經(jīng)過糊化、老化過程而產(chǎn)生的抗消化淀粉；IV型（化學(xué)改性淀粉），指通過酯化、醚化作用形成的交聯(lián)淀粉；V型（直鏈淀粉-脂類復(fù)合物），指淀粉與脂肪酸或脂肪醇等形成的復(fù)合物。其中III型抗性淀粉具有熱穩(wěn)定性高、持水性低、無異味、口感細(xì)膩等特性[4]，在食品研究、開發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用中潛力巨大。

近些年，雖然有關(guān)III型抗性淀粉的制備研究較多，但以高直鏈玉米淀粉為原料研制III型抗性淀粉，并研究其結(jié)構(gòu)和消化特性卻鮮有報道。相較于普通谷物類、薯類和豆類淀粉，高直鏈玉米淀粉具有直鏈淀粉含量高、淀粉分子鏈線性好、分子質(zhì)量小、淀粉鏈排列緊密等特性，有研制高得率III型抗性淀粉的優(yōu)勢。III型抗性淀粉也因其具備綠色標(biāo)簽、抗性淀粉含量高、具有飽腹感、消化率低、血糖生成指數(shù)低等特點，受到人們的廣泛關(guān)注[5]。

本研究以高直鏈玉米淀粉G50（直鏈淀粉占比約50%）和G70（直鏈淀粉占比約70%）為原料研制高抗消化性的III型抗性淀粉；采用掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、X射線衍射（X-ray diffraction，XRD）對抗性淀粉的結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行分析，并采用差示掃描量熱（differential scanning calorimetry，DSC）、快速黏度分析儀（rapid viscosity analyser，RVA）、體外模擬抗性淀粉在人體的消化等方法對抗性淀粉的功能特征進(jìn)行分析，以探究抗性淀粉結(jié)構(gòu)和功能特征與其抗消化特性之間的關(guān)系，有助于進(jìn)一步了解抗消化性機(jī)制，為國產(chǎn)III型抗性淀粉的商業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用提供一定參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

Gelose 50高直鏈玉米淀粉（G50）、Gelose 70高直鏈玉米淀粉（G70） 荃銀祥玉（北京）生物科技有限公司；普魯蘭酶（濃度1 000 NPUN/g）、α-淀粉酶（比活力30 U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（濃度260 U/mL）西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；D-葡萄糖檢測試劑盒（GOPOD法） 愛爾蘭Megazyme公司；其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

JSM-7610F型SEM 日本電子株式會社；D8 Advance型XRD儀 德國Bruker公司；214 Polyma DSC儀美國TA Instruments公司；4800型RVA 澳大利亞Perten公司；DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；KA-1000臺式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠；ME2002電子天平 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 高直鏈玉米III型抗性淀粉的制備

參考Li Liying等[6]方法并稍作修改，以G50和G70為原料，采用酸解、糊化、脫支和重結(jié)晶制備高直鏈玉米III型抗性淀粉，記為G50-RS3和G70-RS3。

1.3.1.1 酸解

精確稱取一定質(zhì)量的G50或G70（干基）于錐形瓶中，加入0.8 mol/L HCl溶液配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%的淀粉乳，置于50 ℃恒溫?fù)u床中振蕩水解20 h。用4.0 mol/L NaOH溶液將酸解后的淀粉乳中和至中性，再用無水乙醇和蒸餾水分別清洗3次，置于45 ℃烘箱中隔夜烘干，得到酸解淀粉。按下式計算酸解后得率：

1.3.1.2 糊化

精確稱取一定質(zhì)量的G50或G70酸解淀粉于燒杯中，加入適量0.01 mol/L pH 4.0乙酸鈉緩沖液配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.25%的淀粉乳，置于130 ℃恒溫油浴鍋中劇烈攪拌2 h（預(yù)糊化），轉(zhuǎn)移至121 ℃高壓滅菌鍋中糊化1 h，得到糊化淀粉。

1.3.1.3 脫支

將G50或G70糊化淀粉乳冷卻至50 ℃，然后按照酸解淀粉（干基）的質(zhì)量計算，每克淀粉添加0.13 mL普魯蘭酶，置于50 ℃恒溫?fù)u床中脫支反應(yīng)24 h，轉(zhuǎn)移至121 ℃高壓滅菌鍋中滅酶殺菌30 min，得到脫支淀粉。

1.3.1.4 重結(jié)晶

將G50或G70脫支淀粉乳置于30 ℃恒溫培養(yǎng)箱中老化24 h，用蒸餾水清洗后置于45 ℃烘箱中隔夜干燥，粉碎通過125 μm篩得到G50-RS3和G70-RS3。按下式計算重結(jié)晶后得率：

1.3.2 高直鏈玉米III型抗性淀粉的退火處理

采用Jacobasch等[7]的方法并進(jìn)行少量修改。精確稱取一定質(zhì)量的G50-RS3或G70-RS3于錐形瓶中，分別使用蒸餾水配制成含水率為40%、50%、60%、70%（淀粉質(zhì)量按干基計）的淀粉乳樣品。將不同含水率的樣品分別混合均勻，密封后水合12 h，置于烘箱中90 ℃加熱24 h。加熱結(jié)束后在室溫下冷卻3 h停止退火，將樣品于45 ℃隔夜烘干得到退火處理的抗性淀粉樣品，記為G50-RS3-退火40%、G50-RS3-退火50%、G50-RS3-退火60%、G50-RS3-退火70%、G70-RS3-退火40%、G70-RS3-退火50%、G70-RS3-退火60%、G70-RS3-退火70%。

1.3.3 高直鏈玉米III型抗性淀粉的壓熱處理

采用Jacobasch等[7]的方法并進(jìn)行少量修改。精確稱量一定質(zhì)量的G50-RS3或G70-RS3于錐形瓶中，分別使用蒸餾水配制成含水率為10%、20%、30%、40%（淀粉質(zhì)量按干基計）的淀粉乳樣品。將不同含水率的樣品分別混合均勻，密封后水合12 h，置于121 ℃高壓滅菌鍋中壓熱1 h。壓熱結(jié)束后在室溫下冷卻2 h停止壓熱，將樣品于45 ℃隔夜烘干得到壓熱處理的抗性淀粉樣品，記為G50-RS3-壓熱10%、G50-RS3-壓熱20%、G50-RS3-壓熱30%、G50-RS3-壓熱40%、G70-RS3-壓熱10%、G70-RS3-壓熱20%、G70-RS3-壓熱30%、G70-RS3-壓熱40%。

1.3.4 高直鏈玉米III型抗性淀粉的形貌測定[8]

將抗性淀粉樣品均勻涂抹在樣品臺上，進(jìn)行噴金處理，通過SEM觀察淀粉顆粒形貌。掃描條件：電壓100 kV；加速電壓20 kV；放大100、300、1 000 倍。

1.3.5 高直鏈玉米III型抗性淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)測定[9]

取抗性淀粉樣品在25 ℃和100%相對濕度下平衡24 h，進(jìn)行XRD檢測。衍射條件：特征射線CuKα；電壓40 kV；電流44 mA；掃描范圍1°～45°；掃描速率2°/min。使用MDI Jade 6軟件計算淀粉的相對結(jié)晶度。

1.3.6 高直鏈玉米III型抗性淀粉的溶解度與膨脹度測定

在15 mL離心管中加入0.1 g抗性淀粉樣品，用蒸餾水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的淀粉乳，于80 ℃加熱30 min，每5 min振蕩1次。待其冷卻至室溫后，置于離心機(jī)中4 500 r/min離心15 min，稱量沉淀質(zhì)量（m1）。將上清液置于105 ℃烘箱中烘至質(zhì)量恒定，稱量被溶解的抗性淀粉質(zhì)量（m2）。按式（3）、（4）計算抗性淀粉的溶解度和膨脹度[10]。

式（3）、（4）中：m為淀粉干基質(zhì)量。

1.3.7 高直鏈玉米III型抗性淀粉的熱性能測定[11]

采用DSC儀進(jìn)行測定，準(zhǔn)確稱取10 mg淀粉樣品到不銹鋼盤中，然后使用微量注射器加入3 倍質(zhì)量的蒸餾水徹底水合。將盤密封后，樣品在室溫下平衡2 h以上，然后以10 ℃/min速率從10 ℃掃描到140 ℃。使用Pyris 13.3.1.0014軟件分析DSC譜圖中吸熱峰的起始糊化溫度（To）、峰值糊化溫度（Tp）和終止糊化溫度（Tc）。每個樣品測試3次[11]。

1.3.8 高直鏈玉米III型抗性淀粉的糊化特性測定

采用RVA標(biāo)準(zhǔn)程序，通過TCW3軟件得到抗性淀粉糊化溫度、峰值時間、峰值黏度、最終黏度、低谷黏度、崩解值和回生值等糊化參數(shù)[12]。

1.3.9 高直鏈玉米III型抗性淀粉的體外消化特性測定

采用Englyst等[13]的方法并進(jìn)行少量修改。實驗使用的高直鏈玉米淀粉G50和G70的總淀粉含量均為97.5%。具體方法如下：精確稱量600 mg抗性淀粉樣品（干基）于50 mL離心管中，加入15 mL蒸餾水在沸水浴中攪拌蒸煮10 min。蒸煮結(jié)束后向淀粉樣品中加入5 mL乙酸緩沖液、50 mg瓜爾膠，并在37 ℃水浴中平衡樣品10～15 min。然后加入5 mL新制備的α-淀粉酶（30 U/mg）和淀粉葡萄糖苷酶（260 U/mL）的混合酶，充分渦旋，于37 ℃水浴中水解淀粉。水解至第20、120分鐘時，分別取出250 μL樣品（記為G20、G120樣品），將其轉(zhuǎn)移至含有10 mL 66%乙醇溶液的離心管中充分渦旋，3 000×g離心10 min。取100 μL上清液，用MegazymeD-葡萄糖檢測試劑盒測定酶解20、120 min后釋放的葡萄糖量。并按下式計算抗性淀粉樣品的快速消化淀粉（20 min內(nèi)消化）、慢消化淀粉（消化20～120 min）和抗性淀粉（120 min內(nèi)不消化）含量：

式（5）～（7）中：AG20、AG120和Astd分別為G20、G120樣品和葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液的吸光度；m1為淀粉濕基質(zhì)量/g；m0為淀粉干基質(zhì)量/g；10為乙醇體積/mL；0.25為加入離心管的樣品體積/mL；25為淀粉消化液總體積/mL；0.9為葡萄糖含量轉(zhuǎn)換為淀粉含量的換算系數(shù)；97.5為高直鏈玉米淀粉的總淀粉含量/%。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 酸解、重結(jié)晶對高直鏈玉米III型抗性淀粉得率的影響

淀粉是由直鏈淀粉和支鏈淀粉組成，其片層結(jié)構(gòu)是由有序的結(jié)晶區(qū)域和無序的無定形區(qū)域構(gòu)成[14]。無定形區(qū)中淀粉分子鏈排列疏松容易被酸和酶水解，分子平均聚合度降低，其中聚合度小于10的短分子鏈容易被洗脫[15]。由表1可知，G70酸解后和重結(jié)晶后的得率均大于G50，原因是G70中直鏈淀粉含量大于G50，而支鏈淀粉對酸解和酶解的抵抗性弱，導(dǎo)致G50更容易被酸和酶水解，該結(jié)果與閆溢哲等[16]研究結(jié)果一致。

表1 G50和G70高直鏈玉米淀粉酸解后和重結(jié)晶后的得率Table 1 Yields of type III resistant starch from high-amylose maize starch G50 and G70 after acid hydrolysis and recrystallization

2.2 高直鏈玉米III型抗性淀粉的形貌分析

結(jié)合抗性淀粉樣品消化特性的結(jié)果，選擇退火和壓熱處理時抗性淀粉含量最高的G50-RS3-退火60%、G70-RS3-退火60%、G50-RS3-壓熱20%、G70-RS3-壓熱20%樣品做形貌分析，探究淀粉顆粒的形貌與高抗消化性之間的關(guān)系。

由圖1a和b可知，兩種高直鏈玉米淀粉表面光滑，都出現(xiàn)長條狀復(fù)合顆粒結(jié)構(gòu)，其中G70顆粒尺寸更小，大小相對均一。由圖1c和d可知，G50-RS3和G70-RS3與G50和G70相比發(fā)生了明顯的變化，兩種III型抗性淀粉均形成了大小不等、顆粒形貌不規(guī)則的聚集體。還可明顯地看出G50-RS3原有的淀粉顆粒形貌已被完全破壞，而G70-RS3還存在顆粒狀形貌（黃色箭頭），這可能是因為G70比G50直鏈淀粉含量高，分子排列更緊密，所以G70耐高溫、抗酸解和抗脫支能力更強(qiáng)。此外，G50-RS3和G70-RS3經(jīng)過退火和壓熱后形成了由更為細(xì)小的顆粒組成的聚集體，這可能是由于退火和壓熱處理細(xì)化了重結(jié)晶淀粉的晶粒，完美了結(jié)晶結(jié)構(gòu)，消除了結(jié)構(gòu)缺陷，所以使高直鏈玉米III型抗性淀粉的抗酶解性更強(qiáng)。

圖1 放大1 000 倍下G50、G70高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的SEM圖Fig. 1 SEM images of high-amylose maize starch and type III resistant starch

2.3 高直鏈玉米III型抗性淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)分析

由圖2可知，原G50和G70的XRD曲線在5.5°、15.0°、17.3°和20.0°附近呈現(xiàn)4個強(qiáng)衍射峰，這是典型的B+V型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，其中20.0°處的衍射峰說明，高直鏈玉米淀粉中直鏈淀粉與淀粉本身的脂質(zhì)形成了直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物，顯示出V型的結(jié)晶結(jié)構(gòu)[17-18]；改性后淀粉樣品的XRD曲線在17.3°、20.0°、22.5°和24.0°附近呈現(xiàn)4個強(qiáng)衍射峰，并伴隨5.5°處衍射峰的消失，這表明經(jīng)過改性處理高直鏈淀粉的結(jié)晶類型由B+V型向A+V型轉(zhuǎn)變[19]。原因是G50和G70淀粉經(jīng)酸解和酶解脫支以后，淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)重新排列，晶胞中的水分減少，因此變?yōu)榻Y(jié)晶結(jié)構(gòu)更為緊密的A+V型，而退火和壓熱處理修復(fù)了G50-RS3和G70-RS3的殘缺結(jié)晶結(jié)構(gòu)，使結(jié)晶結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，所以退火和壓熱處理后淀粉樣品的結(jié)晶型保持A+V型。

依據(jù)結(jié)晶峰面積占總面積的百分比可計算淀粉樣品的結(jié)晶度[20]。如圖2所示，G50-RS3和G70-RS3相比于G50和G70衍射峰強(qiáng)度增大，結(jié)晶度明顯提升，這主要是淀粉酶解脫支后形成了大量短直鏈，這些短直鏈通過氫鍵相連，重新定向排列形成了大量雙螺旋微晶所致。經(jīng)退火和壓熱處理后，除G70-RS3-壓熱10%淀粉樣品的結(jié)晶度略低于G70-RS3以外，所有淀粉樣品的結(jié)晶度均進(jìn)一步提升，其中以含水率60%的退火和含水率20%的壓熱處理的淀粉樣品最為明顯，說明該處理可以有效增強(qiáng)淀粉微晶的有序性，優(yōu)化其穩(wěn)定性[19,21-22]。Martens等[23]報道淀粉較高的結(jié)晶度與其較低的消化率有關(guān)，說明淀粉結(jié)晶度高，晶體結(jié)構(gòu)更為致密、穩(wěn)定性較好、抗酶解性能更強(qiáng)。

圖2 G50（A）、G70（B）高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的XRD圖譜Fig. 2 XRD patterns of high-amylose maize starch G50 and type III resistant starch (A), and G70 and type III resistant starch (B)

2.4 高直鏈玉米III型抗性淀粉的溶解與膨脹特性分析

由圖3可知，G50在改性前后，其溶解度均高于G70，該結(jié)果證明直鏈淀粉具有抑制淀粉顆粒糊化和吸水膨脹的作用。原G50和G70經(jīng)過酸解、糊化、脫支和重結(jié)晶后溶解度顯著升高（P＜0.05），這主要與原淀粉的脫支酶解有關(guān)，脫支酶解使原高直鏈玉米淀粉的短直鏈含量增加，支鏈淀粉被部分酶解，溶解度增加。Koo等[24]對類似的結(jié)果進(jìn)行了解釋：普魯蘭酶的脫支作用降低了酶解淀粉的分子質(zhì)量，提高了其溶解性。經(jīng)退火和壓熱處理后，除G50-RS3-壓熱10%樣品外，其他淀粉樣品的溶解度均顯著下降（P＜0.05），這是因為G50-RS3和G70-RS3在退火和壓熱處理后，淀粉中不完整的雙螺旋組成的微晶結(jié)構(gòu)被修復(fù)，游離的淀粉分子鏈緊密排列，形成了更多微晶結(jié)構(gòu)，因此有效抑制了淀粉鏈的析出。

圖3 G50、G70高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的溶解度Fig. 3 Solubility of high-amylose maize starch and type III resistant starch

淀粉顆粒的膨脹度可以反映淀粉顆粒內(nèi)氫鍵度，淀粉膨脹度越低，表明淀粉分子鏈之間氫鍵結(jié)合更為緊密[25-26]。如圖4所示，由于直鏈淀粉含量較高，原G70膨脹度低于原G50。酸解、糊化、脫支和重結(jié)晶后G50的膨脹度沒有發(fā)生顯著變化；退火和壓熱處理后，淀粉樣品的結(jié)晶度進(jìn)一步提高，使G50-RS3在退火和壓熱后膨脹度顯著降低（P＜0.05）。原G70淀粉顆粒結(jié)構(gòu)緊密，改性后G70的膨脹度均高于原G70。

圖4 G50、G70高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的膨脹度Fig. 4 Swelling power of high-amylose maize starch and type III resistant starch

2.5 高直鏈玉米III型抗性

采用DSC分析淀粉樣品的熱性質(zhì)時，由于淀粉顆粒中的無定形區(qū)與結(jié)晶區(qū)連結(jié)，隨著溫度的升高，淀粉顆粒在過量水中受熱吸水膨脹，無定形區(qū)先被破壞，結(jié)晶區(qū)在持續(xù)的高熱條件下也開始熔融，說明結(jié)晶區(qū)的耐熱性要高于無定形區(qū)[27-28]。因此，結(jié)合對淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)和消化特性結(jié)果的分析，選擇經(jīng)退火和壓熱處理后結(jié)晶度和抗性淀粉含量最高的G50-RS3-退火60%、G70-RS3-退火60%、G50-RS3-壓熱20%、G70-RS3-壓熱20%的淀粉樣品進(jìn)行熱性質(zhì)分析，探究淀粉的糊化溫度和結(jié)晶度與消化特征的關(guān)系。

由表2可知，G50和G70經(jīng)過酸解、糊化、脫支和重結(jié)晶后，To、Tp和Tc均較原淀粉顯著提高（P＜0.05），退火與壓熱處理使得淀粉糊化溫度進(jìn)一步升高。結(jié)合圖2發(fā)現(xiàn)，淀粉結(jié)晶度與糊化溫度的變化趨勢一致，可能是由于結(jié)晶度增加，淀粉的內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密堅固，熱穩(wěn)定性越高，糊化越困難。

表2 G50、G70高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的熱特性參數(shù)Table 2 Thermal properties of high-amylose maize starch and type III resistant starch

2.6 高直鏈玉米III型抗性淀粉的糊化特性分析

淀粉的糊化特性與其結(jié)構(gòu)特征相關(guān)，而穩(wěn)定且結(jié)晶度高的淀粉結(jié)構(gòu)能保證淀粉不被快速消化。因此，結(jié)合對淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)和消化特性結(jié)果的分析，選擇經(jīng)退火和壓熱處理后結(jié)晶度和抗性淀粉含量最高的G50-RS3-退火60%、G70-RS3-退火60%、G50-RS3-壓熱20%、G70-RS3-壓熱20%的淀粉樣品進(jìn)行糊化特性分析，探究淀粉的糊化黏度和結(jié)晶度與消化特征的關(guān)系。

由圖5可知，原G50的峰值黏度遠(yuǎn)大于原G70，表明直鏈淀粉有效抑制了淀粉顆粒的膨脹；冷卻過程中直鏈淀粉分子間的相互作用強(qiáng)于支鏈淀粉，導(dǎo)致原G70的最終黏度高于原G50。改性后的淀粉樣品黏度基本為零，且溫度的升高對其黏度幾乎沒有影響，這是由于淀粉顆粒在熱加工中無法吸水膨脹貢獻(xiàn)黏度，表明樣品熱穩(wěn)定性良好，退火和壓熱處理沒有破壞G50-RS3和G70-RS3淀粉顆粒的熱穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這與Lee等[29]使用普魯蘭酶處理大米淀粉后黏度的變化結(jié)果一致。原G50和G70淀粉因酸解和酶解脫支后，形成的大量由直鏈淀粉通過氫鍵相連的雙螺旋微晶結(jié)構(gòu)，增加了顆粒內(nèi)淀粉鏈之間的內(nèi)部結(jié)合力，抑制了淀粉顆粒的溶脹和直鏈淀粉的析出，使淀粉顆粒很難發(fā)生溶脹，黏度無法增加。此外，退火和壓熱處理優(yōu)化了G50-RS3和G70-RS3結(jié)晶結(jié)構(gòu)，消除了結(jié)構(gòu)缺陷，使高直鏈玉米III型抗性淀粉的熱穩(wěn)定性更強(qiáng)。

圖5 G50（A）、G70（B）高直鏈玉米淀粉及其III型抗性淀粉的RVA曲線Fig. 5 RVA curves of high-amylose maize starch G50 and type III resistant starch (A), and G70 and type III resistant starch (B)

2.7 高直鏈玉米III型抗性淀粉的體外消化特性分析

如表3、4所示，原G70的抗性淀粉含量顯著大于原G50（P＜0.05），這可能與G70較高的直鏈淀粉含量有關(guān)，直鏈淀粉限制了淀粉顆粒膨脹，降低了G70在應(yīng)用蒸煮條件下的溶解度，進(jìn)而降低了淀粉消化性。原G50和G70的快速消化淀粉含量經(jīng)酸解、糊化、脫支和老化制備成G50-RS3和G70-RS3后顯著下降，抗性淀粉含量顯著提高（P＜0.05），這主要是因為脫支處理產(chǎn)生了更多的短直鏈淀粉，這些短直鏈淀粉之間通過氫鍵相連，定向排列形成許多雙螺旋微晶，這種微晶結(jié)構(gòu)使得酶與淀粉的接觸位點減少，增強(qiáng)抗酶解性。Zhang Huanxin等[30]研究了普魯蘭酶對玉米抗性淀粉含量的影響，得出了相似的結(jié)果。此外，不同含水率下退火和壓熱處理均能進(jìn)一步降低G50-RS3和G70-RS3的快速消化淀粉含量并提高抗性淀粉含量，其中含水率60%下的退火處理和含水率20%下的壓熱處理對抗性淀粉含量的提高最顯著：例如，含水率20%下的壓熱處理后，G50-RS3的快速消化淀粉含量從35.0%降至13.5%，抗性淀粉含量從53.6%提高至79.4%；G70-RS3的快速消化淀粉含量從33.4%降至13.0%，抗性淀粉含量從63.6%提高至80.5%。

Jayakody等[31]研究了退火對小麥抗性淀粉性質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)退火處理時水分子參與淀粉鏈氫鍵的結(jié)合，增強(qiáng)淀粉的塑化效果，半結(jié)晶結(jié)構(gòu)中不定形薄層區(qū)域內(nèi)的葡聚糖鏈的流動性增加，使淀粉顆粒中已經(jīng)部分解開的雙螺旋結(jié)構(gòu)重新排列成微晶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致顆粒中更多微晶結(jié)構(gòu)的形成[32]。因此可以推斷，退火和壓熱處理優(yōu)化了G50-RS3和G70-RS3中的微晶結(jié)構(gòu)，使得淀粉無定形區(qū)的剛性增強(qiáng)，熱穩(wěn)定性升高，水解耐受性增強(qiáng)，因而抗消化能力更強(qiáng)。結(jié)合改性前后所有高直鏈玉米III型抗性淀粉的抗性淀粉含量與結(jié)晶度和糊化溫度的相關(guān)性分析表明（表5），高直鏈玉米III型抗性淀粉中抗性淀粉含量與淀粉的結(jié)晶度和糊化溫度呈顯著正相關(guān)，說明淀粉樣品的高抗消化性與淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和功能特性存在必然聯(lián)系。

表3 退火處理的淀粉樣品消化結(jié)果Table 3 Digestibility of annealed starch samples %

表4 壓熱處理的淀粉樣品消化結(jié)果Table 4 Digestibility of autoclaved starch samples%

表5 高直鏈玉米III型抗性淀粉的抗性淀粉含量與結(jié)晶度和糊化溫度的Pearson相關(guān)性Table 5 Pearson correlation coefficients of resistant starch content with crystallinity and pasting temperature of high-amylose maize type III resistant starch

3 結(jié) 論

以高直鏈玉米淀粉為原料通過酸解、糊化、脫支和重結(jié)晶步驟獲得III型抗性淀粉。退火與壓熱處理可進(jìn)一步提升淀粉的抗性比例，其中在含水率20%下壓熱處理，抗性淀粉含量最高，可達(dá)80.5%。酸解協(xié)同脫支酶酶解改性可改變淀粉形貌，使得淀粉結(jié)晶類型由B+V型轉(zhuǎn)變?yōu)锳+V型，所得III型抗性淀粉熱穩(wěn)定性良好，加熱過程中幾乎不產(chǎn)生黏度；后續(xù)退火與壓熱處理優(yōu)化了淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、提高了結(jié)晶度、降低了其溶解性與膨脹度。Pearson相關(guān)性分析表明，III型抗性淀粉中抗性淀粉含量與結(jié)晶度、糊化溫度呈顯著正相關(guān)。具有高耐熱性的III型抗性淀粉可作為新型原料應(yīng)用于部分功能食品。