近日,上海市农业科学院食用菌研究所加工团队成功采用蒸汽爆破预处理技术高效提取鹿茸菇多糖,系统研究了其对小麦淀粉性质及体外消化率的影响,并解析了其作用机制,为开发低升糖指数和质构改良的淀粉基食品提供理论依据。相关研究成果发表于国际期刊 International Journal of Biological Macromolecules(二区Top,IF=8.5)。
小麦是全球第三大谷物作物,小麦淀粉为人体提供约20%的日常能量。然而,天然小麦淀粉存在热不稳定、易老化、消化快等缺点,也可能增加代谢性疾病风险。通过与非消化性天然多糖复合进行物理改性,是一种绿色、安全的淀粉改良策略。鹿茸菇(Lyophyllum decastes)是一种营养丰富的食用真菌,其多糖具有抗氧化、免疫调节及降血糖等多种生物活性,是潜在的功能性淀粉改良剂。
研究团队分别采用常规粉碎和蒸汽爆破预处理法提取鹿茸菇多糖(分别记为LDCP和LDSP),并系统比较了其理化性质。结果表明,蒸汽爆破预处理可显著提高多糖得率(从9.81%提升至20.09%)、总多糖含量(从36.93%提升至62.96%)及关键活性组分β-葡聚糖含量(从17.89%提升至40.73%),为高效获取活性多糖提供了新路径。
将鹿茸菇多糖与小麦淀粉复合后对淀粉特性的进行表征,结果发现,鹿茸菇多糖(尤其是LDSP)能有效抑制淀粉的糊化过程,表现为峰值粘度降低、糊化温度升高,并显著减少了糊化过程中淀粉颗粒的膨胀和直链淀粉的溶出。体外消化实验表明,添加10% LDSP可使小麦淀粉中的快速消化淀粉含量显著降低,抗性淀粉含量显著提高,整体水解速率放缓,表明其能有效调控淀粉的消化进程。扫描电镜和激光共聚焦显微镜观察显示,鹿茸菇多糖包裹在淀粉颗粒表面,物理阻隔了消化酶与淀粉的接触。进一步解析明确鹿茸菇多糖对淀粉消化特性的改良作用主要通过以下三重机制实现:首先,该多糖能够直接抑制α-葡萄糖苷酶的活性,降低其对淀粉水解产物的降解效率;其次,在淀粉糊化过程中,多糖与淀粉分子竞争结合水分,从而有效抑制淀粉的溶胀及直链淀粉的溶出;最后,多糖可在淀粉表面形成物理屏障,阻隔消化酶与淀粉的接触,并限制酶在体系内的扩散,进一步延缓淀粉的酶解过程。

鹿茸菇多糖降低小麦淀粉体外消化率及其机制示意图
该研究首次系统揭示了鹿茸菇多糖在改善小麦淀粉功能特性及调控消化行为方面的效果与多重作用机制。研究结果为利用食用菌多糖开发低升糖指数的功能性食品提供了科学依据,满足消费者对健康、营养功能性食品的需求。
食用菌研究所加工团队助理研究员耿洁和天津科技大学联合培养硕士研究生罗羽为论文的第一作者,刘艳芳研究员和天津科技大学郭庆彬教授为通讯作者。(来源:漫步菇道)