Polygonatum多糖和低分子量果聚糖對淀粉糊化過程的抑制作用：蒸汽誘導的結構變化的影響
《Food Chemistry》：Inhibition of starch gelatinisation by Polygonatum polysaccharides and low-molecular-weight fructans: effects of steam-induced structural modifications
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時間：2026年02月27日
來源：Food Chemistry 9.8
編輯推薦：
降低GI大米制品研究：蒸汽處理Polygonatum多糖及低分子量果糖有效抑制淀粉糊化（GI降8.08%-9.34%），分子量與單糖組成起關鍵作用。
張玉潔|王子燕|程歡|陳世國|葉星倩|陳建樂
浙江大學生物系統工程與食品科學學院，智能食品技術與裝備國家地方聯合工程實驗室，浙江省農業食品加工重點實驗室，中國杭州310058
摘要
與飲食相關的慢性疾病日益普遍，這凸顯了降低淀粉類食物血糖指數（GI）的必要性。本研究從蒸煮0–24小時的 Polygonatum 根莖中提取多糖和低分子量果聚糖，并將其加入米淀粉中，以評估其對米淀粉物理化學性質的影響。所有糖類處理均顯著降低了糊狀物的粘度，提高了糊化溫度，并降低了糊化焓（p < 0.05）。蒸煮12小時后獲得的多糖和低分子量果聚糖表現出最強的抑制作用，分別使糊化溫度提高了7.6%和9.4%。這些效應受分子量和單糖組成的影響。添加了 Polygonatum 多糖和低分子量果聚糖的米糕，其血糖指數估計降低了8.08%和9.34%，同時未影響其硬度和彈性（p > 0.05）。本研究為開發富含 Polygonatum 糖類的低GI米制品提供了機制上的見解和實際指導。
引言
淀粉類食物是膳食能量的主要來源；然而，它們也是餐后血糖升高的主要原因，許多加工過的淀粉產品被歸類為高血糖指數（GI）食品。隨著全球糖尿病發病率的上升，降低富含淀粉的食物的GI已成為一個關鍵的研究領域。越來越多的證據表明，可溶性膳食纖維會干擾淀粉的糊化過程并延緩酶促水解（Zhang, Liu等人，2025年）。
Polygonatum（Polygonatum Mill.）是一種屬于天門冬科的多年生草本植物，在中國長期以來被用作傳統的藥用和食用資源（常被稱為“藥食同源”）。其根莖富含多糖和低分子量果聚糖（LMW-Fructans），這兩種物質都被認為是具有潛在代謝益處的可溶性膳食纖維（Mei等人，2025年）。由于草酸鈣針刺引起的刺激，生 Polygonatum 很少被直接食用，因此采用蒸煮這一傳統加工方法已有1400多年的歷史，以減少草酸含量并提高口感（Li, Chen & Zhang, 2024年）。
將多糖加入淀粉系統中已被證明可以有效調節淀粉的物理化學性質和消化性（Gong等人，2025年）。此外，Polygonatum 衍生碳水化合物的結構特征和生物活性已被記錄在案，蒸煮過程顯著改變了 Polygonatum 多糖（Guan等人，2026年）和 LMW-Fructans（Mei等人，2025年）的含量和分子結構，后者被鑒定為龍舌蘭型果聚糖（Si等人，2025年）。然而，不同蒸煮時間下米淀粉（RS）與 Polygonatum 多糖或 LMW-Fructans 之間的相互作用及其不同效應的機制仍需進一步研究。
本研究將蒸煮0–24小時的 Polygonatum 根莖中提取的多糖和 LMW-Fructans 加入米淀粉中，以評估其對淀粉物理化學性質的影響。對這些糖類的分子量分布和單糖組成進行了表征，以闡明其作用機制。基于這些結果，選擇蒸煮12小時后獲得的糖類作為代表性樣品，并將其加入粳米粉中制備 Polygonatum 強化的米糕。然后對這些米糕的烹飪性能、質地特性和估計的血糖指數（eGI）進行了評估。本研究為 Polygonatum 衍生糖類的降GI潛力提供了機制上的見解，并從產品質量的角度為優化蒸煮時間提供了合理的依據。
材料
從中國山東省泰安市采集了5年生Polygonatum sibiricum（Delar. ex Red.）的新鮮根莖，采集時間相同。所有根莖均來自同一種植園，在相同的農藝條件下獲得，以盡量減少變異性。收集的樣本混合后形成一批代表性樣品用于后續實驗。我們之前的研究全面表征了原始根莖的基本化學組成
抑制淀粉糊化行為
在室溫下，淀粉顆粒不溶于水，但在加熱過程中會膨脹并部分溶解，導致粘度迅速增加（Kong等人，2020年）。如圖1a所示，所有樣品在初始階段的粘度相當；然而，在加熱過程中出現了明顯差異，表明 RS 與 Polygonatum 糖類之間的相互作用主要發生在糊化過程中。
結論
從蒸煮0–24小時的根莖中提取的 Polygonatum 糖類顯著改變了米淀粉的物理化學性質，降低了糊狀物的粘度，提高了糊化溫度（To、Tp 和 Tc），同時使 ΔH 降低了20.06–35.09%（p < 0.05）。值得注意的是，P12 和 L12 表現出最強的抑制作用，分別使糊化溫度提高了7.6%和9.4%，而 P12 還使穩態剪切流變學 K 值降低了36.87%。除了分子量之外
CRediT 作者貢獻聲明
張玉潔：撰寫——初稿，正式分析，數據管理。王子燕：研究，數據管理。程歡：撰寫——審稿與編輯，概念構思。陳世國：監督，概念構思。葉星倩：撰寫——審稿與編輯，監督，概念構思。陳建樂：撰寫——審稿與編輯，監督，資金獲取，概念構思。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的競爭性財務利益或個人關系可能影響本文所述的工作。
致謝
本研究得到了寧波市科學技術局（2023Z119）、山東省研發計劃（2023TZXD025）以及龍泉市科技研究項目（2024CYNY-003）的財政支持。
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