長支鏈淀粉與棕櫚酸鈉或脂質能夠更好地形成復合物或自組裝構成有序結構，繼而有效降低淀粉性能，有助于淀粉類食品的營養功能調控。目前，長支鏈淀粉主要是通過多糖奈瑟菌源的淀粉蔗糖酶催化作用獲得。然而，淀粉蔗糖酶的制備僅僅還存在于實驗室水平，還難以量產，意味著長支鏈淀粉生產也難以工業化。因此，開發一種簡便可行的長支鏈淀粉制備方法，將有助于長支鏈淀粉的大規模生產。

2022年11月，Industrial crop and products（IF= 6.4）雜志上發表一篇題為“A facile method for isolating long branch-chains of amylopectin from starch by preheating and pullulanase treatment”的研究論文。該論文建立了一種預熱（58-73℃）耦合普魯蘭酶消化和離心從蠟質玉米淀粉中分離出長支鏈淀粉的簡便方法。該研究將為生產長支鏈淀粉提供一條簡便可行的途徑。我公司參與淀粉分子量及鏈長分布檢測，同時在數據分析提供技術支持。

經過預熱耦合普魯蘭酶消化和離心處理的淀粉的得率如圖1所示。隨著預熱溫度從58℃升高到73℃，得率從81.17%顯著降低到41.00%。在較高溫度下的預熱可能促進淀粉糊化、普魯蘭酶消化和離心過程中淀粉在水中的溶解，進而降低了處理后的淀粉產量。

圖1不同溫度處理下的消化淀粉的得率

淀粉顆粒的形態變化如圖2所示。S58和S63是圓形、有角顆粒和一些小的不規則顆粒的混合物，大小約為5-15μm。隨著溫度的升高（68-73℃），淀粉顆粒逐步糊化（約5-20μm），并在73℃完全失去了其原始形態。與S58相比，DS58在顆粒表面出現更多的空洞和腐蝕，表明普魯蘭酶消化淀粉顯著。隨著預熱溫度的升高，消化淀粉顆粒表面的腐蝕變得更加嚴重，這與普魯蘭酶消化程度的增加相對應。因此，預熱溫度顯著影響普魯蘭酶對淀粉顆粒的消化。

圖2 處理后的淀粉顆粒形態

淀粉的晶體結構如圖3所示。所有淀粉在XRD曲線上的15、17、18和23°（2θ）處顯示出特征峰，對應于A型晶體結構。隨著預熱溫度的升高，峰值強度顯著降低，表明淀粉顆粒的糊化程度增加。而經過普魯蘭酶消化處理后，淀粉的結晶衍射峰提高，這表明普魯蘭酶消化除去了淀粉的無定型結構。

圖3 淀粉的結晶結構

根據圖4A，在35-52分鐘觀察到WMS的一個洗脫峰，對應支鏈淀粉的洗脫。經過較低溫度(≤ 68℃）熱處理后的淀粉顯示出與WMS相似的洗脫峰，而DS73在較高的洗脫時間具有洗脫峰，說明淀粉經普魯蘭酶的水解效果明顯。此外，DS73的分子尺寸遠低于WMS（圖4B），進一步證實DS73被普魯蘭酶顯著消化。這些結果表明，較高溫度(≥ 68℃）熱處理可能促進淀粉顆粒的糊化，繼而促進普魯蘭酶對支鏈淀粉的消化。

圖4 SEC-RI色譜圖（A）的RI響應以及淀粉的SEC重量分布（w（log（Vh））和分子大小（Rh）之間的關系

支鏈淀粉的鏈長分布如表1所示。DS58的平均鏈長與WMS的相似，而其他收集的淀粉的平均鏈長度相較于WMS的更長，這表明熱處理溫度高于58 ℃的組合處理可用于長支鏈淀粉的分離。當預熱溫度為73 ℃時，短支鏈淀粉（DP 6-12）含量（19.69%）遠低于WMS（24.04%）。這些觀察表明，高溫預熱促進了長支鏈淀粉的分離。

表1 支鏈淀粉的鏈長分布

圖5為長支鏈淀粉分離的機制示意圖。由鏈長較長的淀粉構成的有序結構的熱穩定性較高。因此，由鏈長較短的分子鏈構成的有序結構在熱處理過程可能解旋形成無定型結構，而這些無定型結構很容易被普魯蘭酶水解并使其溶解在溶液中。通過離心分離即可分離獲得熱穩定性較高的淀粉結構，實現長支鏈淀粉的富集。較高溫度的熱處理促進了由短支鏈淀粉構成的有序結構的糊化，這有助于淀粉被普魯蘭酶消化及長支鏈淀粉的富集。

圖5 長支鏈淀粉分離的機制示意圖