植物蛋白及其酶水解產(chǎn)物對(duì)淀粉消化性的影響研究進(jìn)展

唐 倩 肖華西 孫術(shù)國(guó) 林親錄 唐瑋澤

(中南林業(yè)科技大學(xué)特醫(yī)食品加工湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室; 中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410004)

淀粉是由20%左右的直鏈淀粉分子和常規(guī)支鏈淀粉分子形成的葡萄糖聚合物[1]，同時(shí)也以半結(jié)晶顆粒態(tài)的結(jié)構(gòu)存在于植物的各個(gè)器官中，不同植物來(lái)源的淀粉呈現(xiàn)不同的顆粒形狀和大小，在食物的質(zhì)構(gòu)和血糖應(yīng)答方面起著非常重要的角色。

目前糖尿病和肥胖在人群中的患病率持續(xù)增高[2]。在飲食中含有一定成分的易消化淀粉和不易消化的膳食纖維，長(zhǎng)期大量食用含快消化淀粉的食物易引起胰島素應(yīng)答障礙和代謝慢性綜合征而出現(xiàn)身體上的疾病反應(yīng)，但抗性淀粉及慢消化淀粉有利于緩解這些癥狀。淀粉還含有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、灰分和磷等部分微量成分，在某情況下這些成分會(huì)顯著影響淀粉的理化性質(zhì)[3]。淀粉在加工及食用過(guò)程中的功能特性與其結(jié)構(gòu)緊密關(guān)聯(lián)[4]，為使其在加工工序中滿(mǎn)足各種特定需求，就必須尋找其改性的辦法來(lái)改善或克服天然淀粉的缺陷[5]。研究發(fā)現(xiàn)淀粉可通過(guò)非共價(jià)作用(氫鍵、疏水和靜電相互作用及范德華力等)與蛋白、脂質(zhì)、多酚等結(jié)合形成復(fù)合物，在一定程度上改變淀粉的流變學(xué)、熱力學(xué)及凝膠特性和消化性能等理化性質(zhì)，有利于改善并調(diào)控淀粉類(lèi)食品的加工品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[6]。

在淀粉食品基質(zhì)中添加了植物內(nèi)源和外源蛋白、蛋白質(zhì)酶水解產(chǎn)物以及其他成分后可減輕淀粉消化行為，即會(huì)更快地產(chǎn)生胰島素和胰高血糖素，從而降低血糖濃度的反應(yīng)[7]。但至今為止，對(duì)闡明淀粉與植物蛋白之間的分子相互作用的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及蛋白的酶水解產(chǎn)物與淀粉形成混合體系的研究還鮮有報(bào)道，其影響程度和機(jī)理也尚不明確。因此，本綜述將概述對(duì)改善淀粉有序結(jié)構(gòu)以及與蛋白質(zhì)成分的二元復(fù)合物對(duì)調(diào)控淀粉消化行為的研究結(jié)果和現(xiàn)狀，基于已有的降低谷淀粉消化率的加工處理方式對(duì)增強(qiáng)人體飲食中血糖攝取的抑制程度，重點(diǎn)闡述淀粉與植物蛋白、淀粉與蛋白酶水解產(chǎn)物間的相互作用機(jī)制對(duì)淀粉理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)及消化性的影響。了解這些植物源蛋白質(zhì)抑制淀粉分解的方式，對(duì)于開(kāi)發(fā)和更好地控制淀粉消化率的食品體系來(lái)說(shuō)可能至關(guān)重要，由此，掌握淀粉與其他組分的相互作用以及對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)與消化性能的影響規(guī)律也是構(gòu)建淀粉類(lèi)功能食品的關(guān)鍵。

1 淀粉-植物蛋白復(fù)合物的交互作用及制備方法

在淀粉和蛋白兩相共存體系中，會(huì)在較多客觀條件下(如適宜的溫度、時(shí)間、pH、添加量及離子強(qiáng)度等)使得兩者發(fā)生相互作用形成復(fù)合物，而淀粉與蛋白質(zhì)之間的復(fù)合卻不是由單一作用完成的，而是由共價(jià)鍵、氫鍵、離子鍵、靜電力、范德華力、疏水作用、容積排阻作用等綜合作用的結(jié)果，兩者交互作用形式能使這類(lèi)復(fù)合物具有獨(dú)特加工特性及抗消化特性等功能性質(zhì)，且可應(yīng)用于食品及功能性食品等領(lǐng)域[8]，淀粉-蛋白質(zhì)交互作用如表1和圖1所示。

表1 淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物的交互作用

圖1 淀粉與蛋白質(zhì)作用[9]

淀粉和蛋白質(zhì)都是高分子物質(zhì)，由于立體效應(yīng)，淀粉化學(xué)反應(yīng)具有強(qiáng)烈的取向性，而蛋白質(zhì)因具有高級(jí)結(jié)構(gòu)且分子內(nèi)作用力及疏水作用很復(fù)雜，基團(tuán)包埋于分子結(jié)構(gòu)內(nèi)部從而不易發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致了淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物制備過(guò)程也較為復(fù)雜。目前，淀粉-植物蛋白復(fù)合物制備方法及優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。由表2可見(jiàn)，與濕熱法相比，其余4種方法因成本能耗、反應(yīng)程度等問(wèn)題均不利于復(fù)合物的制備，故濕熱法被普遍采用。

表2 淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物的制備方法

2 植物蛋白及其酶水解產(chǎn)物的功能特性

蛋白質(zhì)能經(jīng)酸法、堿法或酶法水解得到水解產(chǎn)物(多為多肽、氨基酸等小分子混合物)，使其獲得良好的功能特性(如表3)，目的是改善和提高食品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等作用。蛋白質(zhì)在決定許多食品的質(zhì)地和結(jié)構(gòu)中扮演著至關(guān)重要的角色，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、大小、形狀、氨基酸組成等能決定植物蛋白的功能性質(zhì)，但由于在水性介質(zhì)中，蛋白質(zhì)的溶解度低，植物蛋白的功能常常存在不足，與水解方法相比，部分酶促水解極大地增加了蛋白質(zhì)的溶解度，并可改變且誘導(dǎo)新的功能特性。因此，需對(duì)植物蛋白及其酶水解產(chǎn)物的功能特性有更深入的了解。

表3 植物蛋白在食品體系中的功能特性及應(yīng)用[10]

2.1 溶解性

植物蛋白的溶解度隨pH的變化呈U型，其最低溶解度接近天然蛋白的等電點(diǎn)[11]。酶促水解極大地降低了蛋白質(zhì)的平均分子質(zhì)量(MM)并釋放出可電離的基團(tuán)。在酶促水解條件下，植物蛋白在一定pH范圍內(nèi)的溶解度會(huì)大大提高。然而，大豆蛋白水解尤其在酸性pH3下會(huì)降低溶解度，這歸因于蛋白水解時(shí)疏水殘基暴露出來(lái)與蛋白質(zhì)發(fā)生相互作用，且因此導(dǎo)致了沉淀。在接近等電點(diǎn)的pH下，水解產(chǎn)物的蛋白質(zhì)溶解度比天然大豆蛋白質(zhì)更好。

2.2 持水(WHC)和保脂(FHC)能力

在一定條件下，植物蛋白水解物具有良好的WHC和FHC。對(duì)植物蛋白來(lái)源的不同研究，酶促水解均增加了其持水能力，這表明肽的固有WHC高于未修飾的蛋白的固有WHC。這可能是由于水解過(guò)程中釋放出高利用率的極性可電離基團(tuán)。相反地，也有研究表明水解后的大麻蛋白的WHC顯著降低，這歸因于親水性蛋白質(zhì)基團(tuán)的溶解[12]。同樣，Tang等[13]描述了花生蛋白水解后WHC下降，但沒(méi)有深入分析其原因?？傊?，許多研究表明蛋白質(zhì)水解可能對(duì)WHC產(chǎn)生有益的影響，但是，水解后平均MM的降低會(huì)損害蛋白質(zhì)物理持水力。此外，疏水基團(tuán)的較高可用性會(huì)對(duì)WHC產(chǎn)生負(fù)面影響，這些作用之間的平衡決定了蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物的總持水力。

水解不同的植物蛋白也大大增加了FHC，這歸因于水解疏水基團(tuán)的可用性更高。然而，Yin等[12]和Tang等[13]都發(fā)現(xiàn)水解會(huì)降低花生、芝麻、大麻和燕麥麩蛋白的FHC含量。減少的原因是由于油的較低的物理殘留和水解引起的可電離極性基團(tuán)的釋放。因此，蛋白水解產(chǎn)物的FHC在很大程度上取決于疏水基團(tuán)的釋放與平衡，而MM的降低和可電離基團(tuán)的釋放，這對(duì)FHC會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.3 凝膠化

大豆蛋白是具有膠凝特性的植物蛋白，許多有關(guān)植物蛋白水解產(chǎn)物凝膠化的研究都集中于大豆。大豆粉和大豆?jié)饪s蛋白通常在加熱時(shí)形成較軟或易碎的凝膠，而大豆蛋白則與大豆粉表現(xiàn)出來(lái)的特性相反，會(huì)形成更硬的凝膠。Lamsal等[14]表明，使用大豆粉、大豆?jié)饪s蛋白和大豆蛋白水解產(chǎn)物加熱至95 ℃之后冷卻后形成的凝膠的強(qiáng)度顯著低于使用未水解的起始原料。在對(duì)大豆蛋白和水解大豆蛋白混合物的熱誘導(dǎo)凝膠進(jìn)行的另一項(xiàng)研究中，隨著凝膠強(qiáng)度的增加，大豆蛋白水解產(chǎn)物的濃度比天然大豆蛋白的降低的更多[15]。Tsumura等[16]表明，與用木瓜蛋白酶處理的大豆蛋白相比，其水解產(chǎn)物產(chǎn)生的凝膠強(qiáng)度也要低得多。

酶水解可通過(guò)降低平均MM來(lái)降低凝膠性能，從而限制了形成牢固網(wǎng)絡(luò)的能力(圖2)[17]。但是，膠凝作用并不總是受到酶促水解的負(fù)面影響。向日葵蛋白在加熱至98 ℃時(shí)不會(huì)形成凝膠，但經(jīng)過(guò)胰蛋白酶水解后，所得的水解產(chǎn)物確實(shí)會(huì)形成凝膠。盡管有報(bào)道稱(chēng)燕麥蛋白和胰蛋白酶處理的燕麥蛋白水解產(chǎn)物形成了低硬度的凝膠，但Nieto-Nieto等[18]發(fā)現(xiàn)，熱誘導(dǎo)的燕麥蛋白的凝膠被胰蛋白酶部分水解后具有更高的硬度。最后，也有研究發(fā)現(xiàn)米糠蛋白的部分酶水解改善了其膠凝特性[19]，這些結(jié)果可能是由于疏水區(qū)的可用性更高以及可電離基團(tuán)的釋放，有益于蛋白質(zhì)之間的相互作用，因此有利于膠凝特性。總而言之，酶促水解可直接改變其膠凝性能。

圖2 蛋白質(zhì)凝膠化原理圖概述及酶解效應(yīng)[17]

2.4 起泡能力和泡沫穩(wěn)定性

通?；谄鹋菽芰?FC)和泡沫穩(wěn)定性(FS)來(lái)評(píng)估蛋白質(zhì)的泡沫潛力。一些球形植物蛋白(如豌豆蛋白)在FC和FS方面都是極好的起泡劑。但是，大多數(shù)植物蛋白由于其緊湊的結(jié)構(gòu)或低溶解度而具有有限的起泡特性[20]。

關(guān)于植物蛋白起泡潛力，植物蛋白的水解對(duì)起泡有多種影響。在許多情況下，對(duì)于不溶性蛋白質(zhì)，酶促水解可顯著增加起泡能力。有研究表明水解增加了油菜籽和芝麻中蛋白質(zhì)的FC并降低了FS，但豆類(lèi)蛋白質(zhì)中玉米谷蛋白的FC和FS卻提高[21]，結(jié)果可歸因于水解對(duì)平均MM、三級(jí)結(jié)構(gòu)和疏水區(qū)域可及性的影響。水解處理破壞了天然蛋白質(zhì)致密的三級(jí)結(jié)構(gòu)并降低了其平均分子質(zhì)量，從而促進(jìn)了它們?cè)诮缑嫔系臄U(kuò)散和吸附，蛋白質(zhì)內(nèi)部疏水基團(tuán)的暴露也增強(qiáng)了界面處蛋白質(zhì)之間的相互作用，導(dǎo)致更高的FC值。FS可能受不同機(jī)制的影響，較低的FS可能與MM的減少有關(guān)，而較高的FS可以歸因于肽之間更疏水的相互作用，使氣泡周?chē)牡鞍踪|(zhì)膜更穩(wěn)定。

3 淀粉的消化

淀粉的消化是在人體消化道中被各類(lèi)淀粉酶水解的過(guò)程(圖3)[22]。血糖生成指數(shù)(GI)可反映淀粉的消化，它是評(píng)價(jià)淀粉及其衍生產(chǎn)品功能特性的主要指標(biāo)，反映了淀粉消化過(guò)程中對(duì)血糖水平以及人體腸道微生物菌群的影響。一般而言，GI值高的食品更易被消化吸收，引起血糖應(yīng)答水平較大的波動(dòng)，

圖3 淀粉的酶水解過(guò)程

這更易導(dǎo)致高血糖和糖尿病等疾病。反之，長(zhǎng)期食用GI<70的低血糖生成指數(shù)食物(例如各種全麥、豆類(lèi)、粗糧和根莖類(lèi)蔬菜)能有效減緩血糖波動(dòng)水平，減少Ⅱ型糖尿病(非胰島素依賴(lài)型)和心血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)，并有利于調(diào)節(jié)腸道菌群和控制能量攝入，其在預(yù)防癌癥或齲齒方面也可能有所益處[23]。

淀粉的消化率在很大程度上取決于食品的成分和在食品加工過(guò)程中形成的微結(jié)構(gòu)。根據(jù)淀粉在人體消化速率與消化程度的差異分為快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗消化淀粉(RS)。RDS是指在20 min內(nèi)被α-淀粉酶和葡萄糖苷酶迅速消化的淀粉片段；SDS是指20～120 min內(nèi)被α-淀粉酶和葡萄糖苷酶緩慢消化的淀粉；RS是指在120 min內(nèi)不被α-淀粉酶和葡萄糖苷酶消化且只能被結(jié)腸的微生物發(fā)酵利用的淀粉。由于每種淀粉片段的餐后血糖應(yīng)答水平存在差異，RDS、SDS和RS分別與人體的特定生理功能密切相關(guān)。有研究表明，長(zhǎng)期食用SDS或RS高的食品對(duì)人類(lèi)健康有益[24]，在小腸中緩慢消化的SDS可提供持續(xù)的葡萄糖釋放，且初始血糖水平較低，隨后釋放緩慢且延長(zhǎng)，RS逃避了小腸的消化，并產(chǎn)生短鏈脂肪酸以改善結(jié)腸健康[25]。

淀粉的消化不僅為人體提供能量，其消化的速率與程度同時(shí)影響人體的健康水平。淀粉食品的消化與其酶水解作用以及與餐后血糖水平迅速升高有關(guān)，淀粉的消化性也受到較多的內(nèi)外因素影響，例如淀粉結(jié)晶的類(lèi)型和程度、直鏈淀粉/支鏈淀粉的比例以及淀粉顆粒中的通道等。消化較快的淀粉在短時(shí)間內(nèi)引起血糖的升高并為人體提供能量，但同時(shí)也促進(jìn)胰島素分泌增加，長(zhǎng)時(shí)間食用該類(lèi)淀粉容易引發(fā)Ⅱ型糖尿病，損害健康；消化速率較為緩慢的淀粉在人體消化道內(nèi)停留時(shí)間長(zhǎng)，被持續(xù)緩慢消化并釋放葡萄糖，可為機(jī)體長(zhǎng)時(shí)間供能且不引起胰島素的大幅波動(dòng)。淀粉消化特性顯著影響著淀粉食品的血糖生成指數(shù)，而慢消化淀粉和抗性淀粉在減少能量攝入、控制血糖波動(dòng)、降低膽固醇水平、維系腸道益生菌等有益作用與人體健康緊密聯(lián)系[23]。

4 植物蛋白及其酶水解產(chǎn)物對(duì)淀粉消化性的影響

外源可食性成分的添加及其誘導(dǎo)的淀粉-非淀粉組分復(fù)合物已經(jīng)成為米制品功能特性的調(diào)控因子之一[26]。將淀粉與其他食物來(lái)源成分(如蛋白質(zhì))以復(fù)合的方式來(lái)改變淀粉的消化行為，這被認(rèn)為是一種安全、環(huán)保且具有成本效益的技術(shù)，這些食品成分之間的相互作用對(duì)食品質(zhì)量起著重要作用。研究表明非淀粉組分如蛋白質(zhì)、蛋白酶水解產(chǎn)物等復(fù)合方式或形成淀粉-非淀粉組分復(fù)合物的有序結(jié)構(gòu)可抑制淀粉的消化[27]。由此，為了控制淀粉的消化和血糖反應(yīng)，將深入概述且明晰植物蛋白作用下的淀粉復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及消化性的影響。

4.1 淀粉-植物蛋白二元體系下的影響

淀粉和蛋白質(zhì)之間的結(jié)合其實(shí)是淀粉分子和蛋白質(zhì)分子的不同片段與側(cè)鏈間引起大量不同分子間相互作用的結(jié)果，其中兩者間的結(jié)合存在著許多分子結(jié)構(gòu)、大小、濃度等相互作用的理化性質(zhì)影響。

葉曉汀等[28]闡釋了淀粉顆粒通道蛋白對(duì)淀粉理化性質(zhì)的影響比淀粉顆粒表面蛋白更為顯著。當(dāng)?shù)矸垲w粒結(jié)合蛋白并與淀粉分子間結(jié)合時(shí)，其促進(jìn)了淀粉體系的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，而對(duì)淀粉顆粒表面蛋白的剝離過(guò)程可能削弱了對(duì)淀粉顆粒的保護(hù)作用，從而導(dǎo)致消化性RDS含量、結(jié)晶度、黏度及糊化溫度等理化性質(zhì)的下降。屈展平等[29]研究表明，在馬鈴薯淀粉—小麥蛋白共混體系的相互作用中，小麥蛋白對(duì)淀粉糊化起抑制作用，同時(shí)對(duì)該體系的黏度起到削弱作用，抑制淀粉凝沉。余世峰等[8]研究了在玉米淀粉和大豆蛋白兩相共存體系中，蛋白和淀粉發(fā)生相互作用而具有獨(dú)特加工特性及功能性質(zhì)，結(jié)果表明，玉米淀粉-大豆蛋白復(fù)合凝膠微觀結(jié)構(gòu)致密且孔隙增多，熱穩(wěn)定性更高。盧薇等[30]研究表明，以不同添加量的大米谷蛋白與大米淀粉之間混合，其會(huì)逐漸降低大米淀粉的持水能力，延遲其水化過(guò)程。此外，復(fù)合物熱特性其實(shí)不僅與蛋白分子大小有關(guān)，也與其結(jié)構(gòu)相關(guān)。劉成梅等[31]研究發(fā)現(xiàn)隨著淀粉的添加，谷蛋白的溶解性和起泡性由原來(lái)降低的程度呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這種現(xiàn)象是由于淀粉的添加影響了老化過(guò)程中谷蛋白的三級(jí)結(jié)構(gòu)，色氨酸和酪氨酸殘基周?chē)奈h(huán)境發(fā)生了變化引起的。除此，也有研究證實(shí)隨著蛋白質(zhì)的添加量，對(duì)減輕淀粉的消化性程度越好，大米淀粉和谷蛋白的作用就表明了谷蛋白比例的增加會(huì)引起淀粉消化率的下降。劉成龍等[32]也指出大豆蛋白添加量為5%時(shí)使得淀粉凝膠硬度、咀嚼性及抗剪切應(yīng)力均提高，當(dāng)添加量達(dá)到15%時(shí)的大豆蛋白使糊化溫度由85.3 ℃降至76.6 ℃，而15%的豌豆蛋白使峰值黏度由 168 BU 降至 91 BU，由此可知，影響淀粉糊化、質(zhì)構(gòu)和流變特性不僅與蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其與淀粉間的相互作用密切相關(guān)，還與蛋白質(zhì)含量有關(guān)。Xu等[33]對(duì)稻谷蛋白(RG)與直鏈淀粉的相互作用通過(guò)光譜和分子對(duì)接研究進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了RG可以自發(fā)地與直鏈淀粉結(jié)合，RG的固有熒光隨直鏈淀粉的添加而增加，RG的表面疏水性隨直鏈淀粉含量的增加而降低。Ye等[34]研究發(fā)現(xiàn)，去除淀粉顆粒表面蛋白質(zhì)的淀粉消化性能顯著高于不處理組的淀粉，證實(shí)了淀粉與蛋白的相互作用對(duì)淀粉消化性能的影響。López-Barón等[35]研究了小麥、玉米、大豆、豌豆和大米中蛋白質(zhì)分離物對(duì)小麥淀粉體外淀粉消化率的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與天然豌豆蛋白和小麥粉相比，添加天然豌豆蛋白不影響可溶性淀粉和葡萄糖的釋放。Jenkins等[36]研究了淀粉-蛋白質(zhì)相互作用在小麥中的作用及其對(duì)淀粉消化率的影響，結(jié)果表明小麥粉中淀粉與蛋白相互作用是導(dǎo)致血糖反應(yīng)降低和消化速率降低的原因。

由此，對(duì)淀粉-蛋白質(zhì)形成的二元體系中，蛋白質(zhì)的存在對(duì)淀粉的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、消化率均有影響。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)對(duì)淀粉具有包埋作用，黏附在淀粉顆粒表面而增大分子結(jié)構(gòu)，也使得淀粉酶與糊化淀粉難以接觸，淀粉難以消化吸收，從而使淀粉水解率降低。蛋白質(zhì)組分也可能會(huì)黏附在淀粉顆粒的周?chē)|(zhì)成為消化率的阻礙，而淀粉和蛋白質(zhì)的消化率也就受到兩者相互作用的顯著影響。

4.2 淀粉-蛋白酶水解產(chǎn)物二元體系下的影響

根據(jù)有關(guān)植物蛋白在淀粉食品中的研究，酶水解植物蛋白所獲得水解產(chǎn)物本身的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)改善食品品質(zhì)有一定的影響，在與淀粉相互作用后也存在一定的性質(zhì)變化。

大米蛋白的胃蛋白酶和胰蛋白酶水解物可促進(jìn)V型結(jié)晶的形成，抑制大米淀粉的消化。麥谷蛋白和麥醇溶蛋白經(jīng)谷氨酰胺酶的改性后通過(guò)氫鍵與靜電相互作用力促進(jìn)了馬鈴薯淀粉在冷藏期間的重排作用，提高了短程有序結(jié)構(gòu)及結(jié)晶結(jié)構(gòu)的比例，進(jìn)而抑制淀粉酶對(duì)淀粉的酶解，提高RS含量。Chi等[37]實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所有蛋白質(zhì)及其水解產(chǎn)物均顯著減輕了大米淀粉的消化。天然和胃蛋白酶水解的蛋白在水熱條件下提高了淀粉的熱穩(wěn)定性，胃蛋白酶-胰酶水解蛋白可延緩淀粉的回生，從而降低淀粉的整體有序結(jié)構(gòu)，大米蛋白及其酶解產(chǎn)物誘導(dǎo)的淀粉消化減少的機(jī)制應(yīng)歸因于有序的結(jié)構(gòu)變化和酶活性抑制，即天然和胃蛋白酶水解的蛋白通過(guò)增加淀粉分子的數(shù)量而降低了淀粉的消化率，而胃蛋白酶-胰酶原水解蛋白通過(guò)協(xié)同增加V型結(jié)構(gòu)并抑制α-淀粉酶的活性來(lái)減輕淀粉的消化。López-Barón等[35]還研究通過(guò)壓力蒸煮或煮沸確定在天然，變性或酶水解形式的小麥、玉米、大豆、豌豆和大米蛋白存在下小麥淀粉的體外淀粉消化。表明變性和/或水解的植物蛋白會(huì)顯著降低RDS含量，蛋白質(zhì)變性或蛋白酶水解促進(jìn)淀粉-蛋白質(zhì)相互作用，從而限制淀粉的水合作用和酶促裂解。

植物蛋白比例的增加更能減輕淀粉消化性，也有研究證明植物蛋白酶水解產(chǎn)物隨著添加量的增多也能對(duì)淀粉性質(zhì)和消化性有不同程度的影響和改善。付田田等[38]研究在大米淀粉中分別以不同程度添加量的大豆肽和豌豆肽進(jìn)行共糊化的相互作用及對(duì)其理化性質(zhì)的影響。結(jié)果表明，兩者的加入對(duì)體系RVA值和RSD均有不同程度的降低，對(duì)于消化性而言，大豆肽的效果顯著大于豌豆肽。與原淀粉和大豆肽相比，碗豆肽的加入使大米淀粉糊的透明度顯著增加。大豆肽和碗豆肽的加入均能顯著改善原淀粉的凍融穩(wěn)定性、溶解度和膨脹度，且大豆肽的影響比豌豆肽更加明顯。孫小紅等[39]研究結(jié)果表明隨著大豆蛋白酶水解產(chǎn)物添加量的增加，面粉糊化特性的峰值黏度、最終黏度、最低黏度、衰減值和回生值均顯著降低。

蛋白質(zhì)酶水解產(chǎn)物在抑制淀粉消化方面可能比完整蛋白質(zhì)更有效，因?yàn)橥愣?，小麥，大米和大豆等谷制品的蛋白質(zhì)酶水解產(chǎn)物在健康參與者中產(chǎn)生的胰島素和胰高血糖素的激素反應(yīng)比單獨(dú)使用完整蛋白質(zhì)更快[40]。

5 結(jié)論

淀粉類(lèi)食品的快速消化特性對(duì)人體健康產(chǎn)生了負(fù)面影響，這也是糖尿病、肥胖癥和其他代謝并發(fā)癥的主要原因。在淀粉的特性和與外在成分加工之間相互作用的研究中，淀粉結(jié)構(gòu)的性質(zhì)以及淀粉-蛋白質(zhì)形成二元復(fù)合體系的相互作用，在消化率中起著重要的作用。

以淀粉復(fù)合物體系去控制淀粉結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變，以及調(diào)節(jié)淀粉消化性是目前開(kāi)發(fā)新型淀粉類(lèi)食品的有效方法。本綜述主要概述淀粉-植物蛋白、淀粉-蛋白酶水解產(chǎn)物形成二元體系下相互作用所呈現(xiàn)的不同影響特征及研究結(jié)果。在研究結(jié)果中各項(xiàng)表明，淀粉結(jié)合蛋白質(zhì)及其酶水解產(chǎn)物在減輕淀粉消化行為方面呈現(xiàn)出較好的效果，此外，在蛋白質(zhì)的存在形式下，更能進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)淀粉性質(zhì)的改善。本文以探究蛋白質(zhì)對(duì)淀粉性質(zhì)結(jié)構(gòu)及消化率的影響為主線(xiàn)，探索它們共同參與相互作用的規(guī)律，了解淀粉與植物蛋白成分之間的相互作用才能充分理解并增進(jìn)我們對(duì)淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物影響其結(jié)構(gòu)、功能和理化性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，從而進(jìn)一步加深對(duì)淀粉消化率的調(diào)控方式，以調(diào)節(jié)現(xiàn)有淀粉食品的淀粉消化率，將為后續(xù)研究開(kāi)發(fā)新型淀粉功能性食品提供參考。