《食品科学》：郑州轻工业大学纵伟教授等：脱乙酰基魔芋葡甘聚糖理化性质及其对凉皮质构和体外消化的影响

　　凉皮是我国独特的传统食品，是淀粉在水中经过糊化和老化而形成的凝胶体，因其适口性、速食性而备受喜爱，但淀粉的热不稳定性及易老化特性导致其储藏期较短、易发生品质劣变，阻碍了凉皮的工业化生产进程。

　　魔芋葡甘聚糖（KGM）是从魔芋块茎中提取的一种天然高分子多糖，因其较好的溶胀性、增稠性、持水性等被广泛应用到面制品中。但KGM机械性能和稳定性较差，且其分子质量高，吸水性强，在水溶液中形成高黏度而使其添加剂量受到限制，此外其凝胶性较低，需要提高浓度或与其他多糖复配使用。因此，通过脱乙酰基、氧化、羧甲基化等改性对KGM进行处理，以拓展其在食品加工中的应用。

　　乙酰基是保持KGM结构与功能特性的关键基团，脱乙酰化可使KGM的溶解度、黏度、热稳定性等性质发生改变。郑州轻工业大学食品与生物工程学院的葛珍珍、纵 伟*等通过制备不同脱乙酰度的脱乙酰基魔芋葡甘聚糖（DKGM），在对其结构表征的基础上，分析其黏度、持水性和热稳定性的变化，并研究高脱乙酰度的DKGM对凉皮质构特性和体外消化特性的影响，旨在为DKGM在小麦淀粉相关产品的开发提供一定理论参考。

　　由图1可知，1735 cm -1 附近是KGM乙酰基上—C＝O的特征伸缩振动峰，可用于表征乙酰基的存在。从KGM到DKGM1、DKGM2、DKGM3的过程中，1735 cm -1 附近吸收峰强度逐渐减弱，即吸收峰强度与脱乙酰度呈反比。此外，随着脱乙酰度增加，DKGM中3500 cm -1 附近羟基伸缩振动的吸收峰，逐渐变宽并向低波数移动（3400 cm -1 ），表明KGM分子间形成了更多的氢键。除上述特征峰外，DKGM中的其他峰几乎没有变化，说明反应前后分子链结构基本保持不变。

　　由图2可知，KGM在2θ 20°附近出现一个宽衍射峰，表明KGM是一种无定型的非晶态物质，与Xu等的研究结果一致。经脱乙酰改性后，在2θ 11.96°、20.07°附近观察到两个衍射峰，且峰强度随着脱乙酰度的增大呈增大趋势，表明脱乙酰后KGM的晶体结构发生改变。该现象可能是由于DKGM体系空间位阻减小，更易于分子内和分子间的缔和。

　　由图3可知，KGM脱乙酰基团前后的微观形貌存在明显差异。KGM颗粒表面相对光滑平整，呈不规则形状；而DKGM颗粒形貌发生改变，表面变得相对粗糙，出现纹理清晰的沟槽，且随着脱乙酰度的增大，DKGM颗粒结构被破坏得更加明显，出现一些孔洞，即乙酰基对维持KGM的微观结构至关重要。

　　由表1可知，KGM的黏度和持水力均随脱乙酰度的增大而降低。研究表明，乙酰基的存在使KGM具有良好的水溶性。乙酰基存在时，会产生空间位阻效应，从而阻碍KGM分子间氢键的缔合，使其形成具有空隙的双螺旋结构，增强持水性。而DKGM的双螺旋结构被破坏，螺条相互交织成网状结构，分子链聚集，导致其持水性下降。多糖的黏度通常与其分子质量有关，脱乙酰度越高，DKGM黏度越低。

　　由图4可知，KGM和DKGM在30～200 ℃范围内的质量损失基本一致，主要是因为其水分含量基本相同。KGM热分解温度在200 ℃左右，而DKGM热分解温度在260 ℃左右，即脱去乙酰基可有效提高KGM的热稳定性。在250～320 ℃范围内，DKGM的质量损失低于KGM，且DKGM1的质量损失低于DKGM3，DKGM2的质量损失与DKGM3基本相等，这可能是脱乙酰度越大，DKGM持水性越弱，结合水越易丧失。在320～500 ℃范围内，质量损失归因于样品的分解；DKGM的最终质量损失小于KGM，且DKGM3比KGM最终质量损失减少了18.30%，这是由于KGM脱去乙酰基后，空间位阻减小，线性结构转变为微球状，分子链相互缠绕使内部结构更致密，从而提高DKGM的热稳定性。

　　如表2所示，加入脱乙酰度72.20%的DKGM后，凉皮的硬度、咀嚼性和黏聚性呈相似趋势，均整体呈随DKGM添加量的增加而降低的趋势；弹性（除2%添加量）和内聚性随着DKGM添加量的增加无显著变化趋势，当添加量为3%时，两者与未添加DKGM相比均无显著变化（P＞0.05），与豁银强等的结果类似。

　　如表3所示，添加脱乙酰度72.20%的DKGM后，RDS、SDS和RS含量均发生变化。随DKGM添加量的增加，RDS含量由50.94%降低到28.03%，RS含量由23.20%增加到58.62%，说明DKGM能够降低小麦淀粉的消化性，且存在一定的剂量关系。这可能是DKGM与小麦淀粉通过氢键结合，覆盖在小麦淀粉颗粒表面，从而抑制了淀粉糊化，导致RDS含量降低，RS含量升高；与此同时，DKGM附着在淀粉颗粒表面，阻碍了淀粉酶和α-葡萄糖苷酶与淀粉颗粒接触，使可消化的淀粉相对减少。除此之外，DKGM本身是一种α-葡萄糖苷酶抑制剂，能够与淀粉竞争性地与α-葡萄糖苷酶结合，从而抑制淀粉的消化。

　　由图5可知，水解0～60 min，所有样品的淀粉水解率均随消化时间的延长而增加，且添加DKGM凉皮的淀粉水解率低于空白组。此外，与空白组相比，水解60 min后，各组淀粉水解率相对趋于稳定，且添加3% DKGM的淀粉水解率低于其他组，说明DKGM限制了淀粉的消化。以上结果表明，高脱乙酰度DKGM的添加能够明显提高凉皮的抗消化能力。

　　不同脱乙酰度对KGM结构特性、黏度、持水力有明显影响，且不同添加量DKGM（脱乙酰度为72.70%）对凉皮的质构、消化特性也有明显改变。脱乙酰度越大，KGM在1735 cm -1 处的乙酰基特征吸收峰强度越弱，结晶度越明显，黏度和持水性越低。随DKGM添加量的增加，凉皮的咀嚼性和黏聚性整体均呈下降趋势，其体外消化产生的RDS含量降低，RS含量升高，表明DKGM的添加抑制了淀粉的水解，可明显改善凉皮的口感和消化特性，提升口感，为DKGM在凝胶型淀粉类食品，如凉粉、肠粉等中的应用提供一定参考。本实验分析了DKGM对凉皮质构和体外消化特性的影响，但其分子内的结构变化及分子间的作用机理还有待进一步研究。

　　纵伟，男，1965年6月生，博士，二级教授，博士生导师，郑州轻工业大学食品与生物工程学院副院长，享受河南省政府特殊津贴，河南省科技创新杰出人才，河南省创新型科技团队带头人，教育部食科学与工程专业教学指导委员会委员（2013-2017），中国工程教育专业认证协会食品科学与工程专业工程认证专家，河南省轻工技术与工程教学指导委员会主任委员，中国经济林协会冻干产业联盟副理事长，河南省食品科学技术学会常务理事，河南省农产品加工与贮藏学会常务理事，河南省食品安全委员会委员。主讲《食品科学概论》、《食品科学技术前沿讲座》等课程。近年来，主持完成国家“十二五”科技支撑课题、“十三五”重点研发计划3项，主持和参与国家自然科学基金项目3项，承担新疆自治区重大科技专项1项，承担省厅级重点研发计划3项和横向项目15项。发表论文60篇，其中SCI/EI收录26篇，出版著作和教材6部。获省部级科技进步二等奖4项、三等奖2项，授权国家发明专利7件。

　　本文《脱乙酰基魔芋葡甘聚糖理化性质及其对凉皮质构和体外消化的影响》来源于《食品科学》2023年44卷4期85-90页，作者：葛珍珍，许明月，靳学远，高珊珊，赵光远，纵伟。DOI:10.7506/spkx0628-317。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

　　为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

　　Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。