功能性大分子能够调节人体生理机能，预防疾病并促进健康状况的改善。然而，相关研究领域面临的主要问题包括其稳定性较差、靶向性不足以及生物利用度低。基于此，大分子递送系统的开发应运而生，该系统在食品工业、营养科学以及精准医疗等多个领域均具有显著的应用价值。
采用淀粉复合物制备的递送系统，其优势在于原料的天然来源广泛，制备的复合物展现出卓越的抗消化性能，同时具备高度的稳定性和可塑性。
根据人体内消化程度的不同，淀粉可以被分类为快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）以及RS。淀粉可以与不同大分子通过相互作用形成结构稳定的复合物，对淀粉的流变特性、糊化特性、消化性等都有显著的影响。通过淀粉与多种大分子的有效结合，能够针对不同的应用需求，开发出稳定性高、缓释性能良好、功效性强的活性分子递送体系和功能食品开发。
广东药科大学食品科学学院的赖海彬、高静*从多个维度系统地探讨了淀粉与大分子的相互作用，涵盖了淀粉-大分子二元复合物和三元复合物的制备方法、相互作用及功能特性，对于精确设计功能性淀粉复合物具有重要指导意义。
01
淀粉-大分子复合物的制备方法
淀粉复合物的制备方法主要分为共沉淀法、酶法和热机械法。共沉淀法根据溶剂的不同，可以进一步细分为热湿法、碱法、有机溶剂法。该方法的操作工艺和理论基础在于将淀粉与大分子溶解于特定的溶剂中，通过调整体系条件（如温度或成分）促使淀粉螺旋结构的解构，从而使得大分子在螺旋内部所受的疏水作用或氢键作用力大于其在溶剂中的溶解力，以此达到复合的目的。酶法按照酶解程度分为完全酶解法和部分酶解法。完全酶解法利用葡萄糖残基制备复合物，利用磷酸化酶在温和条件下选择性构建α-糖苷键，导致大分子在疏水相互作用下渗入构建的糖链中形成复合物，部分酶促则先对淀粉或大分子进行部分不完全酶解再进行复合处理，以提高复合率。热机械法是在共沉淀法的基础上，通过添加适当的辅助手段实现，例如高压均质、超声处理以及机械挤压法。
1.1 共沉淀法
1.1.1 热湿法
热湿法通常是将淀粉溶于高温水（90～100 ℃）中，混入大分子后冷却以形成复合物。利用淀粉在预糊化过程中展开的淀粉螺旋对大分子进行“包裹”，避免热降解及被氧化。同时热湿效应会对大分子产生影响，在热能作用下大分子受到的疏水相互作用增强，促进分子向淀粉颗粒的迁移。乳清蛋白、果胶、豆薯多糖、多酚和不饱和脂肪酸等大分子都可以通过热湿法与淀粉结合。热湿法的特点是在高温（且疏水）条件下提高水分子、大分子迁移率，或者通过解离双螺旋结构（氢键受到破环）和破坏无定形区域的晶体结构诱导淀粉分子间相互作用，然后重新排列降解的分子。Lu Xiaoxue等利用热湿法制备大米淀粉-蛋白质复合物，使复合物的散射体更致密，表面更光滑，且RS含量高达40.26%（质量分数，下同）。热湿法制备淀粉与月桂酸、油酸和亚油酸等复合物时能产生RS，具有良好的抗消化性能。
1.1.2 碱法
将淀粉和大分子溶解在碱液中，通过酸化获得沉淀复合物。Di Marco等将玉米淀粉与脂质溶解在0.1 mol/L的KOH溶液中，期间用氮气吹扫以防止多不饱和脂肪酸氧化，之后用浓HCl溶液沉淀复合物，产率达到72.0%。碱法的特点在于制备温度低，淀粉沉淀量较高，大分子包裹效果较好。但是碱性环境对于大分子可能产生不利影响，所以碱化结束后需要进一步酸化和冷却。
1.1.3 有机溶剂法
在制备淀粉-大分子复合物中主要采用有机溶剂（二甲基亚砜和乙醇）提高体系疏水力，抑制短链淀粉分子的重结晶效应，提高复合物的有序排列。Deng Nan等先将多酚溶于乙醇中，再加入二甲基亚砜制备多酚溶液后加入脱支淀粉，在90～100 ℃条件下加热制备淀粉-多酚复合物。Wang Chan等将橘皮素溶解在乙醇溶液中冻干后得到淀粉-橘皮素复合物，其中橘皮素质量分数高达48.64%。与二甲基亚砜相比，淀粉在乙醇溶液中的溶解度差，使用率较低。
1.2 酶法
利用酶法制备淀粉-大分子复合物专一性，可控性高，但对于大分子体系的条件要求高，所以应用受限。利用酶解法制备淀粉-大分子复合物的相关研究主要集中于部分酶解法。Lu Xiaoxue等利用胃蛋白酶和胰蛋白酶先后水解梗米蛋白，然后在95 ℃条件下糊化10 min，冷却冻干得到样品。利用蛋白酶处理后制备的复合物淀粉降解程度降低，SDS和RS含量之和下降了15.9%。Wang Kun等则利用支链淀粉酶处理豌豆淀粉后，与黄原胶、海藻酸钠复合进行复合物的制备，直链淀粉含量提高（49.35%），抑制了淀粉颗粒的溶胀能力。酶法特点是通过酶预处理过程克服热、pH值对淀粉诱导降解的问题，具有高专一性的特点。
1.3 热机械法
1.3.1 高压均质
高压均质法是一种动态过程，其中淀粉颗粒在均质作用下经历剪切、空化和碰撞等力的作用，导致其晶型结构被破坏并重新组合。研究表明，当均质压力从40 MPa上升到100 MPa时，复合物的结晶度从45.28%下降到39.10%，直链淀粉双螺旋程度增加。在高压作用下淀粉晶体结构转变，有助于抑制淀粉重结晶。随着压力的提升，形成的复合物展现出更为显著的延缓淀粉回生的特性。
1.3.2 超声处理
超声波产生的机械力和空化效应能够分解膨胀的淀粉颗粒，释放出线性直链淀粉，从而提升淀粉分子的分散性，并促进直链淀粉与大分子之间的络合反应。Kang Xuemin等发现淀粉经过超声处理后，玉米淀粉-脂肪酸复合膜表面变得光滑，且络合指数提升10%。Hao Zongwei等研究发现超声后的淀粉浆表观黏度显著降低，平均分子质量降低至323.989 kDa，透明度增加至38.55%。超声处理30 min后，复合物的络合指数提高了14.03%。
1.3.3 微波处理
微波通过其电磁场的作用，能够对极性分子的定向、振动与摩擦的方式施加热效应，具有短时升温和高效加热的优势。与传统的水浴加热法相比，微波加热在制备淀粉-大分子复合物方面表现出更高的效率。Kang Xuemin等研究了微波处理对小麦淀粉与不同脂质络合的影响，表明微波可导致淀粉颗粒快速溶胀破裂并在短时间内释放直链淀粉，从而促进淀粉与脂质之间的相互作用。微波加热过程中淀粉的熔点从99 ℃增加到111 ℃，且微波处理的淀粉-月桂酸样品的熔融焓ΔH（4.158 J/g）低于水浴样品（6.881 J/g）。Jiang Xiangfu等也证实与水热处理相比，微波处理利用“热效应”高效打破淀粉螺旋之间氢键，更快地破坏莲子淀粉的螺旋结构，从而促进淀粉与绿原酸的有效络合。
1.3.4 机械挤压
通过应用挤出加工技术，借助单螺杆或双螺杆产生的摩擦力与剪切力，可以在短时间内对淀粉结构进行改造，从而生成复合材料。López-Barón等利用机械挤压法成功制备了豌豆蛋白-小麦淀粉复合物，在低血糖食品方面具有应用潜力。机械挤压使淀粉暴露出更多亲水基团，以提高分散性、持水力和溶解速率。Zeng Qinghan等制备了黄原胶-改性淀粉复合物，黄原胶的水溶性提高至96.63%，复合物黏度显著提高。挤压法的优势在于其对温度、水分、剪切力和压力等关键参数的灵活控制，这赋予了复合物功能上的多样性。
1.4 协同法
1.4.1 超声-微波协同法
超声-微波协同处理可以显著破坏淀粉颗粒，降解淀粉胶束结构，释放直链螺旋，促进淀粉与大分子间的相互作用。Zhao Beibei等研究揭示，超声波与微波的协同作用处理莲子淀粉，导致其结晶区域发生永久性的变形。这一过程释放了直链淀粉，绿茶多酚与淀粉复合物的结晶度显著提高，达到4.41%的增幅。
1.4.2 热湿处理-超声协同法
热湿处理与超声协同法可以显著提高大分子在淀粉腔中的分散性，并提高二者的络合指数，这归因于超声的机械效应，可以促进颗粒聚集体的分解并增强分子在基质内的扩散。Raza等利用热湿处理-超声协同法制备了慈姑淀粉与酚酸（阿魏酸和没食子酸）的复合物，协同处理的复合物ΔH分别为5.92 J/g和4.98 J/g，高于常规物理混合制备的复合物（3.90 J/g）。复合物ΔH值表明热辅助超声波对淀粉颗粒结构崩解的影响，并促进淀粉与酚酸络合导致吸热反应。
1.4.3 超声-高压均质协同法
利用超声机械波产生声空化效应，导致淀粉颗粒结构的破坏，从而促进了淀粉的溶解和糊化，而高压均质则对淀粉与大分子施加高压，从而产生温度梯度、湍流和剪切力，以此改变淀粉的结晶度并刺激分子重排，促进复合效应。两种热机械法的协同效应可以加速淀粉的糊化、颗粒分解，从而产生更稳定的复合物。Raza等利用热重分析（TGA）发现超声和高压均质的联合处理增强了大米淀粉-绿原酸复合物的热稳定性，其最终质量为原质量的22.93%，显著高于对照组6.24%，表明热分解水平低。
一般来看，共沉淀法适用于淀粉与多酚复合物的制备，而对于蛋白质和脂类则需注意溶剂对该体系的影响。热机械法可以有效减轻溶剂对大分子的影响，同时提高复合物得率。采用多种方法协同作用有利于加快淀粉结构的破坏，促进与大分子的相互结合，但是在实际生产中需要投入更多的设备和能耗。表1列举了不同淀粉-大分子复合物的制备方法、工艺条件以及优缺点分析。
02
淀粉-大分子相互作用
明确淀粉与大分子复合物的作用机制，可为大分子稳定体系的制备与应用提供基础理论。Wang Yusheng等利用分子动力学研究月桂酸与玉米淀粉的络合机制，发现复合物不同构象间的平均原子位移的均方根差（RMSD）为0.9 nm，显著小于直链淀粉的RMSD（1.6 nm），此结果表明月桂酸的存在可以维持直链淀粉的螺旋构象，而月桂酸的缺失会拉伸和延伸直链淀粉的结构。Zhu Jianzhong等借助分子对接技术研究多酚对提高淀粉抗消化性质的构效关系，指出没食子儿茶素与Tyr151（2.00 Å）和Asp300（2.10、2.61 Å）形成3 个氢键，并与Leu162（5.34 Å）、His201（4.59 Å）和Ile235（4.87 Å）发生疏水相互作用。总体来看，淀粉-大分子复合物的相互作用主要包括共价作用和非共价作用。
2.1 共价作用
除了脂质，淀粉与大分子之间主要通过共价键形成非包合型复合物。酚类化合物的羟基和羰基能够与淀粉分子发生聚集作用，通过吸附、包埋、微胶囊化或聚合等方法构建非包合复合物。相较于V型络合物，非包合型复合物的结合力较弱，然而，这种复合作用能够改善淀粉和多酚的理化性质及功能特性，因为它们之间的相互影响是显著的。淀粉与其他多糖之间的共价作用不占主导，通常作为一种非共价作用的辅助效应。Wang Kun等研究发现，黄原胶能够通过交联和缠绕的方式包裹在豌豆淀粉颗粒的表面，形成一层水化膜。这一过程不仅增强了淀粉的持水能力，而且显著提升了RS的含量——从35.12%增加到38.90%，同时延缓了淀粉颗粒的糊化过程。淀粉与蛋白质的共价相互作用包括美拉德反应、化学交联和酶结合。Wang Wei等利用交联剂作用于淀粉基微凝胶与玉米醇溶蛋白，改善了淀粉微凝胶的稳定性、耐热性差、机械强度不足等缺点。化学交联使共价键可以发生在淀粉分子上的末端羰基还原基团和蛋白质上的氨基之间。
2.2 非共价作用
淀粉与大分子之间的非共价作用力主要由氢键、疏水相互作用、静电相互作用以及范德华力构成。在淀粉与大分子复合物的形成过程中，淀粉粒的膨胀、胶束的重组以及晶型的转变是普遍现象。脂质的疏水性强，其与淀粉相互作用过程中疏水力的影响更为显著；多糖则因含有较多的羟基，易于与淀粉胶束溶解后暴露的羟基形成氢键，因此氢键是主要的相互作用力。事实上，在淀粉-大分子复合物形成过程中多种相互作用共同存在。但是在不同体系中主要作用力有所差异，体现为协同作用或拮抗作用，一般包括2～3 个主要的非共价相互作用。
2.2.1 疏水相互作用与氢键
疏水作用和氢键是形成淀粉与大分子复合物的关键驱动力，而且二者通常协同作用。淀粉和多酚主要在疏水效应的促进下形成直链淀粉单螺旋形式的V型络合物。多酚通过疏水相互作用进入淀粉的内部疏水螺旋，再通过氢键作用发生特异性结合。直链淀粉的（单或双）螺旋空腔内的基团和大分子因疏水相互作用而缔合，从而形成同时带有亲水、亲油性配体的V型淀粉-多酚复合物。氢键和疏水作用是淀粉与蛋白质形成稳定结构的关键因素，并且主要取决于蛋白质的多级结构。例如，大米中淀粉与蛋白质主要存在疏水作用及弱氢键作用。多糖、蛋白质和多酚三元体系之间存在拮抗作用，蛋白质与淀粉之间的氢键相互作用可以有效减少蛋白与多酚的键合，促进多酚的持续释放。如乳清分离蛋白与淀粉之间的疏水相互作用和氢键作用抑制了多酚与蛋白质之间的氢键作用。
2.2.2 静电相互作用与氢键
在淀粉与多酚、淀粉与蛋白质体系中，静电相互作用起到稳定和加强淀粉凝胶网络结构的作用。Jiang Xiangfu等利用绿原酸与淀粉成功制备了非共价复合物，发现其通过淀粉链之间的氢键和静电相互作用以及淀粉链还原端的羟基对绿原酸上的H原子的吸引力（静电相互作用）来稳定。Wang Jing等明确了添加NaCl、尿素和十二烷基硫酸钠对籼稻淀粉与3 种不同蛋白质的结合分别起到静电作用、氢键和疏水相互作用。此外，氢键和静电相互作用可以提高淀粉-凉粉草多糖复合物的凝胶强度和硬度。由于淀粉和多糖都含有多个羟基结构，因此它们之间的氢键作用相较于静电作用对复合物的影响更为显著。
2.2.3 范德华力与氢键
与其他非共价相互作用力相比，范德华力在二元体系中的作用并不明显。对于典型的V型淀粉晶体，淀粉与配体之间由范德华力驱动，这种力比氢键弱得多。Gao Tingting等利用分子动力学模拟发现，小麦淀粉和硬脂酸通过氢键和范德华力产生紧密稳定的螺旋结构。其中范德华力伴随着氢键的产生，在相邻的区域形成，共同促进了淀粉与硬脂酸的络合。借助分子模拟，Wang Cuiping等发现在三元体系中直链淀粉和β-乳球蛋白之间的范德华力（-81.52 kJ/mol）比淀粉和月桂酸之间的范德华力（-29.32 kJ/mol）强。且范德华力是驱动淀粉-月桂酸复合物形成的主要力量，但静电相互作用和氢键以及直链淀粉与蛋白质之间较小程度的范德华力，都参与了三元复合物的形成。
03
淀粉-大分子复合物的功能特性
3.1 二元体系
常见的二元体系包括淀粉-多酚体系（如咖啡酸、阿魏酸和没食子酸等）、淀粉-蛋白质体系（如乳清蛋白、酪蛋白和乳球蛋白等）、淀粉-多糖体系（如果胶、黄原胶和海藻酸钠等）、淀粉-脂质体系（如亚油酸、月桂酸和棕榈酸等）。大分子与淀粉之间的相互作用对淀粉分子的热力学性质、流变特性、糊化过程、回生现象以及消化性能等特性有持续相关的影响。表2列举了淀粉-大分子二元复合物的功能特性、制备方法、相互作用及应用。
3.1.1 热力学特性
热稳定性可以反映复合物的结构有序度，一般通过差示扫描量热（DSC）仪和TGA仪测定。在DSC热谱图上，如果形成包合物，将分别在加热过程中和冷却过程中显示放热峰，表明形成的包合物的解离和再缔合。Zhang Yanqi等研究表明，烷基没食子酸盐与直链淀粉复合物的解离焓平均为15 J/g，而与高直链淀粉则为7 J/g，烷基没食子酸盐与直链淀粉形成的复合物更稳定。Di Marco等通过TGA发现，奇亚籽油中的脂肪酸与直链淀粉形成的复合物展现出卓越的氧化稳定性。研究结果表明，相较于纯水解产物，该复合物的氧化稳定性显著提高。
淀粉可以提高脂质的稳定性。如Di Marco等发现利用直链淀粉-脂质复合物制备的递送系统表现出高α-亚麻酸和α-亚油酸含量（共2.4%～3.1%），其峰值温度在85～95 ℃范围内，随着结晶温度的升高而增加。脂质与淀粉结合形成不同的晶体结构，这降低了淀粉的溶解度和膨胀能力，同时提高了其热稳定性，并延缓了淀粉的降解过程，抑制了淀粉的回生和消化。脂质分子与脱支玉米淀粉的相互作用导致生成的复合物能在相对较高的温度下溶解，从而改变了淀粉本身的热力学特性。随着碳链长度的增加，熔融焓值降低，其中辛酸-淀粉复合物的焓值（（6.82±0.47）J/g）高于月桂酸-淀粉复合物的焓值（（5.17±0.39）J/g）。
3.1.2 流变特性
在淀粉的糊化过程中，多酚能够干扰淀粉分子链的相互结合与缠绕，导致反应体系的黏度下降。例如，茶多酚能够与直链淀粉形成较为松散的复合物，减弱剪切稀化行为，并使得直链淀粉流体的损耗模量呈现下降趋势。由氢键维持的蛋白网络结构可以保护淀粉颗粒的完整性，增加淀粉糊的剪切阻力。Wang Jing等发现淀粉-球状蛋白相互作用加速了淀粉颗粒的膨胀，产生蛋白聚集体，期间加速了黏度的增加并削弱了膨胀颗粒的抗剪切能力。多糖对淀粉流变特性的影响在宏观上主要是淀粉颗粒的膨胀，集中在多糖对体系中水分的控制。Xie Fan等发现罗望子多糖通过氢键限制了淀粉的网络结构，使淀粉的峰值黏度从（842.3±8.1）cP降低到（827.7±47.0）cP，复合物表现出典型的弱凝胶流变行为。多糖可以减少加工过程中的机械剪切力对淀粉结构的破坏，虫草多糖可以抑制小麦淀粉中直链淀粉的浸出，抑制其网络结构，保护复合物不被进一步破坏。淀粉的长链结构在脂质作用下会产生体相分离。Cui Mengmeng等对的淀粉-脂肪酸体系的动态黏弹性测量，发现淀粉的聚集受到脂肪酸分子的限制。
3.1.3 糊化特性
多酚提取物的种类会影响其与淀粉分子的相互作用，并改变淀粉糊化性。如Li Min等研究酚酸对淀粉影响，发现咖啡酸-淀粉复合物的糊化因子（22.0±3.3）高于没食子酸-淀粉复合物（26.1±5.6）。Zhao Beibei等发现绿茶多酚有助于淀粉体系溶解，其通过氢键与线性片段络合，使淀粉颗粒膨胀，粒径增大，流变性提高的同时，糊化焓提高。蛋白质可以在淀粉颗粒表面覆盖，延缓糊化并延长储藏时间。Wang Jing等发现球蛋白-淀粉复合物加速了淀粉颗粒的膨胀和吸水作用，降低了糊化过程中加热和冷却的稳定性，糊化温度范围从77.95～84.90 ℃变为79.50～87.90 ℃。多糖对淀粉糊化特性的影响与蛋白质类似。Luo Yu等认为仙草多糖通过限制水分活度抑制淀粉糊化，糊化温度提高（（1.31±0.07）℃）。Liu Wenmeng等发现加热处理可以促进多糖分子附着在淀粉颗粒表面，导致淀粉的糊化温度升高。Zhang Chuangchuang等研究发现，表面脂质与支链淀粉的相互作用破坏了淀粉的结构，表面脂质抑制了淀粉对水分的限制作用，导致糊化温度从6.1 ℃升高至13.3 ℃。大分子在对淀粉糊化特性的影响方面表现一致，分别体现在对体系中水分的限制、淀粉颗粒的膨胀和糊化温度的升高。
3.1.4 回生特性
回生后的淀粉分子间氢键作用增强，并在无定形区形成牢固结构，导致持水性下降，硬度增大。多酚抑制淀粉回生的能力与其羟基数量有关，形成的氢键越多，对回生的抑制就越强。Raza等认为绿原酸与淀粉产生了比淀粉微晶束之间的键更强的作用力，阻碍了分子顺序重排，从而限制淀粉回生。蛋白质与多糖除了能够显著改善淀粉的流变特性、水解速率以及消化性能以外，同样有抗回生作用。Zhang Yifu等的研究表明，大米蛋白能够减少淀粉分子间的交联作用，抑制凝胶中水分的迁移，从而增强其持水性，并有效抑制淀粉的回生现象，抑制效果可持续长达7 d。Tu Juncai等发现香菇多糖通过静电相互作用促进淀粉脱水，提高抗回生能力。RS5的形成可以有效地改变淀粉的理化特性，脂质可以降低淀粉的溶解度和溶胀力，增加热稳定性和延缓淀粉的降解，抑制淀粉老化。
3.1.5 消化特性
在消化过程中，由复合物释放的多酚能够抑制α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶的活性，从而减缓淀粉的进一步消化，导致淀粉-多酚复合物展现出RS的特性。Wang Siqi等的研究指出，玉米淀粉与大豆异黄酮形成的复合物中RS的含量由10.53%增至21.78%，有效减少淀粉的消化率。蛋白质能够在淀粉颗粒表面形成保护层，阻碍淀粉与溶剂或酶的相互作用，从而抑制淀粉颗粒的膨胀、水解和消化过程。例如，内源性蛋白质通过氢键与梗米淀粉结合，加强有序胶束结构，导致SDS和RS含量提升15.9%。多糖能在淀粉颗粒表面形成保护膜，减少淀粉在体内和体外与消化酶、水解酶等的接触机会。例如，葡聚糖可使淀粉复合物的凝胶结构更加稳定，RS含量提升11.84%。此外，淀粉与多糖之间由于氢键产生的网络结构可以抵御水解酶的作用，有助于血糖调控。脂质可与淀粉形成不同的晶体结构，有序结构的形成影响淀粉消化。通过向玉米淀粉添加月桂酸，RS含量从18.95%提高到24.88%。相反的，向糯玉米淀粉添加月桂酸，可以增加24.1%的RDS含量，提高淀粉的消化率。总体来看，大分子对淀粉消化特性的影响表现在RS含量的变化。
3.2 三元体系
为了丰富和加强大分子对淀粉特性的影响，淀粉-大分子三元复合物的研究越来越多。常见的淀粉-大分子三元体系包括淀粉-蛋白质-脂质、淀粉-蛋白质-多酚、淀粉-多糖-多酚等。表3列举了淀粉-大分子三元复合物的功能特性、制备方法、相互作用及应用效果。三元复合物的质地结构更为复杂且有序，通过调整其组分，可以实现比二元或单一成分更优越的功能特性，主要体现在消化特性、稳定性和释放特性的提升。
3.2.1 消化特性
向淀粉-脂质复合物中添加蛋白质可以提高结构的致密度，增加复合物黏度并降低消化速率。Zheng Mengge等发现β-乳球蛋白的乳化作用导致三元系统的复合物黏度比淀粉-脂肪酸二元系统高。Chen Jin等加入蛋白质和脂肪酸后，籼米淀粉的黏弹性提高，结构更致密、热稳定性好，且淀粉的相对结晶度提高。淀粉-脂质复合物在蛋白质的参与下形成更致密和紧凑的结构，阻碍了水和α-淀粉酶向淀粉颗粒的扩散，RS含量从8.3%提升到10.5%，复合物的消化速率大大降低。
在淀粉-多糖-多酚复合体系中，协同作用机制同样存在。Zhang Yu等的研究表明，南瓜多糖与咖啡酸的结合显著降低了淀粉的峰值黏度和消化率，使得RDS含量从67.69%降至58.98%，同时，这种复合物还使淀粉凝胶网络的结构变得更加有序和稳定。同样地，Meng Ning等发现阿魏酸与岩藻多糖在调节淀粉凝胶性能方面具有协同效应。具体来说，阿魏酸改善了岩藻多糖对淀粉黏弹性的负面影响，并有效地减缓了淀粉的短期和长期老化过程。
3.2.2 体系稳定性
淀粉加入蛋白质-多酚二元体系时，可以提高体系的稳定性。Geng Tenglong等利用改性淀粉、大豆蛋白（SP）与表没食子儿茶素-3-没食子酸酯（EGCG）制备复合物乳液。改性淀粉和SP-EGCG复合物之间的共价结合提供了很强的空间位点抗性，使乳液液滴减小，从而提升复合物的储藏稳定性。而且，淀粉对于保护二元大分子的生物活性具有显著的作用。Qiu Zhipeng等将绿原酸引入热加工淀粉-油酸体系中，通过分子间的相互作用调控有序结构，从而抑制油酸的氧化。在二元体系中，油酸能够借助疏水作用力进入淀粉的螺旋腔内，形成V型晶体结构，这有助于延缓氧化过程；而绿原酸则通过自由基反应进一步抑制油酸的氧化。在三元体系中，淀粉-油酸-绿原酸复合物通过氢原子转移反应，与活性酚羟基协同作用，有效降低了总氧化值（19.07 meq/kg），并延长了氧化诱导时间（达到114.6 min），以此保护α-亚甲基。
3.2.3 释放特性
多糖、蛋白质和多酚三元体系之间存在拮抗作用，蛋白质与淀粉之间的氢键相互作用可以有效减少蛋白与多酚的键合，促进多酚的持续释放。如乳清分离蛋白与淀粉之间的疏水相互作用和氢键作用抑制了多酚与蛋白质之间的氢键作用。在较高淀粉浓度下，淀粉分子亲水性的增加对酚类物质的释放起主要作用。综合来看，明确各种功能成分与淀粉之间的协同效应和拮抗作用，对于调控淀粉的结构特性以及发挥大分子的功能属性至关重要。
04
结语
本文从制备方法、相互作用以及功能特性3 个层面综述了淀粉与多种大分子复合物的研究进展。淀粉-大分子结合使RS含量提高，有效地降低淀粉的消化率并控制血糖。目前，对于淀粉-大分子复合物的研究仍有不足。对于淀粉-大分子二元体系的各项表征和机制的研究已经比较充分，但是复合物各领域的产业化应用进程相对缓慢。另一方面，三元体系中各大分子间同时存在竞争与协同效应，其中复杂的机制也包含了二元体系间的相互作用，对于机制的研究仍有待深化。此外，复合物制备过程中的热效应不容忽视，其对于复合物功能的影响和应用安全性有待进一步研究。未来应利用分子动力学和分子对接技术在原子或分子水平上模拟淀粉复合物的形成过程、结构变化，并与实验数据相结合，深入探究淀粉与不同大分子之间的相互作用，为实验研究提供理论支持和指导，促进淀粉复合物在食品、医疗和材料等领域功能性产品的开发。
引文格式：
赖海彬, 高静. 淀粉-大分子复合物的制备方法、相互作用和功能特性[J]. 食品科学, 2025, 46(6): 285-294. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240925-203.
LAI Haibin, GAO Jing. Preparation methods, interactions and functional properties of starch-macromolecule complexes: a review[J]. Food Science, 2025, 46(6): 285-294. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20240925-203.
实习编辑：南伊；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网
为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、重庆三峡学院、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室（筹） 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。
长按或微信扫码进行注册
为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。
长按或微信扫码进行注册
会议招商招展
联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）
热门跟贴