淀粉/石榴皮多酚自组装体形成及消化性分析

郭晋彪，曲迎辉，李欣宇，张 蕾，何希宏，张黎明,*，郝利民,*

（1.天津科技大学 工业发酵微生物教育部重点实验室，天津 300457；2.军事科学院系统工程研究院，北京 100010）

淀粉是一种由直链淀粉与支链淀粉构成的天然高分子化合物，其中直链淀粉通常以双螺旋的形式存在[1]。在外部条件作用下，直链淀粉分子构象发生转变，形成具有“内腔疏水、外腔亲水”特性的单螺旋腔体结构[2]，这种特殊结构可使其作为主体分子，通过非共价作用与客体分子发生自组装[3]，使客体分子包于淀粉螺旋空腔内或介于直链淀粉两个螺旋之间。形成自组装体之后，由于客体分子的作用使淀粉的理化性质发生明显改变，如结晶性、黏弹性、糊化性、凝沉性和消化性等[4]。

目前制备淀粉与客体分子自组装体的方法主要包括化学法和物理法等。化学法主要有二甲基亚砜法[5]、KOH/HCl法[6]、乙醇法[7]等，其优点是容易形成单螺旋结构，进而自组装成V型结构[8]，然而这些方法存在加工流程繁琐、生产成本高，化学试剂残留等问题，因此不适于功能食品生产加工。物理法相比较于化学法具有操作简便、生产可控和绿色环保等优点，已经受到越来越多研究者的青睐。球磨法是一种典型的物理加工法，主要利用摩擦、碰撞和剪切力等组合作用来改变淀粉理化性质[9]，如淀粉直链淀粉与支链淀粉比、颗粒形态、粒径分布等[10]。Juarez-Arellano等[11]通过控制球磨能量来处理马铃薯淀粉，发现球磨可破坏天然马铃薯淀粉糖苷键及淀粉内氢键，使马铃薯淀粉（potato starch，PS）颗粒发生破裂，降低淀粉结晶度，同时伴有新聚集体的形成。本课题组前期通过球磨法制备淀粉/茶多酚复合物[12]（自组装体）及淀粉/芹菜素复合物[13]（自组装体），经球磨处理后的淀粉晶体结构改变，转为无定形结构；同时，球磨也可降低客体分子结晶度，淀粉颗粒的破裂及团聚的发生有助于淀粉与客体分子的充分接触，并形成自组装体。

近些年，相关研究[14]发现多酚类化合物可通过氢键、疏水相互作用及静电作用等非共价作用与淀粉发生主客体相互作用，所形成的自组装体的理化性质与营养性质均发生明显改善，因而淀粉/多酚自组装体的形成及功效日益成为研究热点。Han Meijun等[15]通过咖啡酸与玉米淀粉制备复合物（自组装体），发现咖啡酸可改变淀粉晶体结构，提高无定形淀粉稳定性及有序性，所释放的咖啡酸可抑制淀粉酶活性，该自组装体具有良好的抗消化能力；Cohen等[16]发现高直链淀粉/染料木黄酮络合物（自组装体）相较于二者的物理混合物，可有效维持消化过程中客体分子的稳定性，具有将其靶向释放于大肠与结肠的潜力，提高染料木黄酮的生物利用度。淀粉/多酚自组装体还具有益生元潜力，其中抗性淀粉及慢消化淀粉的比例显著升高，可通过胃和小肠到达结肠，在肠道微生物菌群发酵后，可降解生成有益的短链脂肪酸和有机酸等，对肠道微生物群的丰度和组成起着关键作用[17]。

石榴皮多酚（pomegranate peel polyphenols，PP）是一种富含安石榴苷、没食子酸、原儿茶素、绿原酸、表儿茶素、咖啡酸、芦丁、槲皮素、山柰素的多酚类物质[18]，鉴于其具有良好抑制淀粉酶的活性，本实验选择PP作为客体分子，探究将PP和PS共球磨处理对PS/PP自组装体的形成、理化性质和抗消化性能的影响，旨在寻找一种绿色环保、生产可控的制备淀粉与多酚类物质自组装体的方法，提高抗性淀粉营养片段的比例，更好地保护PP使其发挥高效的生物活性。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

PP（鞣花酸含量≥98%） 西安首禾生物技术有限公司；PS（直链淀粉含量18%，水分含量20%）张家口富鑫农业开发有限公司；猪胰α淀粉酶（编号7545，280 U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（编号9913，2 500 U/mg）美国Sigma公司；胃蛋白酶、胰酶、福林-酚试剂、没食子酸标准品（HPLC＞98%） 北京索莱宝科技有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

XQM-0.4型立式行星球磨机 长沙天创粉末技术有限公司；TU-1810型紫外-可见分光光度计 天津市冠泽科技有限公司；D/max 2500型X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）仪 日本理学株式会社；TENSOR 27型傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy，FTIR）仪 德国布鲁克公司；XL-30型扫描电子显微镜（scanning electron microscopy，SEM）荷兰飞利浦有限公司；Q50热重分析（thermogravimetric analysis，TGA）仪 上海莱睿科学仪器有限公司；BS-2FS型立式恒温恒湿摇床 苏州威尔实验用品有限公司；Vortex Genie2涡旋振荡器 美国SI公司；PB1502-S分析天平 德国梅特勒-托利多仪器公司。

1.3 方法

1.3.1 PS/PP自组装体的制备

参考Shi Lei等[19]的方法稍作修改制备PS/PP自组装体，按不同比例向陶瓷罐中加入PS及PP，加入半径不同（2.5、5、7.5 mm）的氧化锆球，罐中球与料质量比接近2∶1，球与料总体积约占陶瓷罐总体积1/3～2/3，调节球磨机转速、球磨时间及PS与PP质量比制备并探究PS/PP自组装体特性。首先探究球磨时间对自组装体特性的影响：称取10.0 g PS及1.0g PP混匀置于陶瓷罐中，球磨0～25 h，以5 h为间隔获得较优球磨处理时间；之后，研究球磨转速对PP/PS自组装体特征的影响，按照所得条件分别在100～700 r/min条件下得到较佳转速条件；最后探究PS与PP质量比以获得较好质量比，得到制备PS/PP自组装体的方法。

球磨产物使用无水乙醇洗涤去除未参与自组装的PP，抽滤，置于37 ℃恒温干燥箱12 h，将干燥后的滤饼充分研磨，使用100 目筛筛分得到PS/PP自组装体。对照组选用PS，即不添加PP的PS于500 r/min球磨10 h。PP/PS物理混合物的制备方法：在较佳制备自组装体条件下，称取10.0 g PS及1.0 g PP，置于50 mL离心管中使用涡旋振荡器振荡10 min，抽滤干燥后通过100 目筛筛分。

取1.0 g PP/PS自组装体于100 mL容量瓶，无水乙醇定容，室温超声60 min，静置90 min，离心机3 000 r/min离心3 min，上清液用于多酚含量的测定。

1.3.2 PS/PP自组装体总酚质量比及组装率测定

PS/PP自组装体多酚浓度测定使用福林-酚比色法[20]并稍作修改，取500 μL PS/PP自组装体上清提取液与500 μL福林-酚试剂混匀，静置3 min，加入7.5%碳酸钠溶液1.5 mL，室温反应30 min，于765 nm波长处测定吸光度，以不同质量浓度（0～100 μg/mL）没食子酸绘制标准曲线（y=0.021 7x＋0.009 2，R2=0.997 6）。利用式（1）计算总酚含量，组装率按式（2）计算：

式中：Y1为总酚含量；Y2为PP组装率；ma为测得自组装体中总酚质量/mg；mb为初始称取PP/PS自组装体样品总质量/g；mc为添加PP质量/mg。

1.3.3 PS/PP自组装体结构表征

1.3.3.1 SEM分析

适量样品覆盖导电胶，洗耳球吹扫边缘样品颗粒，样品表面镀金60 s。加速电压设为6 kV，放大2 000 倍进行观察。

1.3.3.2 XRD分析

取适量样品压成薄片，厚度约为1 mm、宽约为13 mm。扫描条件为：U=40 kV，I=35 mA，2θ扫描区域4°～35°，扫描速率4°/min，采样步宽0.02°，缝宽2 mm，接收狭缝宽1 mm。

1.3.3.3 FTIR分析

取2.0 mg样品与150.0 mg溴化钾充分混匀研磨，压片器制成近透明状片材，扫描范围500～4 000 cm-1，光谱分辨率为4 cm-1对样品薄片进行红外光谱扫描，累计扫描16 次。

1.3.3.4 TGA

选用铟标定仪器，称取10.0 mg样品于铂坩埚内，升温区间25～600 ℃，升温速率为10 ℃/min。保护气体采用氮气，流量设置为60 mL/min。

1.3.4 PS/PP自组装体消化实验

使用体外消化模型[21]，并稍作修改。称取100.0 mg PS/PP自组装体，加入20.0 mL醋酸钠缓冲溶液（pH 5.2），使用摇床于37 ℃、110 r/min反应5 min后倒入透析袋，加入10 mL混合酶液（α-淀粉酶200 U/mL、糖化酶20 U/mL），置于磷酸盐缓冲溶液中。定期取样一次，每次1.0 mL，取样后加入1.0 mL醋酸钠缓冲溶液。葡萄糖浓度的测定使用3,5-二硝基水杨酸（3,5-dinitrosalicylic acid，DNS）法[22]，取500 μL样液与1 000 μL DNS溶液混匀，沸水浴加热10 min，于520 nm波长处测定吸光度，以不同质量浓度（0～0.5 mg/mL）葡萄糖溶液绘制标准曲线（y=1.424x＋0.012，R2=0.998），按式（3）计算消化率：

式中：ma为葡萄糖释放量/mg；mb为自组装体质量/mg。

根据Englyst等[23]对淀粉消化的描述，淀粉可分为快速消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）、缓慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS），分别是20、20～120 min内水解成葡萄糖的淀粉量和在120 min内未水解的淀粉量。根据式（4）～（6）计算RDS、SDS与RS的比例：

式中：G20为淀粉酶水解20 min后产生葡萄糖的质量/mg；G120为淀粉酶水解120 min后产生葡萄糖的质量/mg；FG为酶水解前淀粉中游离葡萄糖的质量/mg；TG为样品中总葡萄糖的质量/mg。

1.3.5 PP/PS自组装体体外胃肠道消化稳定性评价

参考Sun Binghua等[24]的方法，稍作修改。称取100.0 mg PP/PS自组装体，加入20 mL模拟胃液（体积分数0.05%吐温80、9 mg/mL胃蛋白酶），使用摇床于37 ℃、100 r/min反应60 min，加入NaOH溶液（1.0 mol/L）将体系pH值调节至6.8，然后加入模拟肠液（体积分数0.05%吐温80、7.2 mg/mL胰酶）反应至180 min。定期取样一次，每次1.0 mL，取样后加入1.0 mL 0.05%吐温80，按上述多酚浓度测定的方法测定消化液中的PP浓度。

1.4 数据统计

2 结果与分析

2.1 制备条件对PS/PP自组装体总多酚含量及组装率的影响

2.1.1 球磨时间对PS/PP自组装体总多酚含量及组装率的影响

由图1可知，球磨过程中PS/PP自组装体总多酚含量及多酚组装率均呈平稳上升，后迅速下降的趋势。当球磨处理5～10 h时，自组装体总多酚含量及多酚组装率显著上升（P＜0.05），到达10 h时自组装体中总多酚含量最高（7.12±0.13）mg/g，这可能是由于球磨处理破坏了PS颗粒的晶体结构，由直链淀粉形成的单螺旋空腔充分释放[13]，促进PS与PP进行自组装；球磨处理还可增加PP的分散度，使PS与PP充分接触，因此自组装体总多酚含量及多酚组装率均呈现上升的趋势。当球磨处理15～25 h时，PS/PP自组装体总多酚含量与多酚组装率呈现显著降低（P＜0.05）趋势，这可能与球磨处理进一步破坏了PS的直链淀粉单螺旋空腔有关，因此PS与PP自组装能力下降。综上可知制备PS/PP自组装体较好球磨处理时间为10 h。

图1 球磨处理时间对PS/PP自组装体总多酚含量及多酚组装率的影响Fig.1 Effect of ball milling time on the total phenol content and self-assembly rate of the self-assembled complex

2.1.2 球磨转速对PS/PP自组装体总多酚含量及多酚组装率的影响

从图2可知，随着球磨处理转速升高，PS/PP自组装体总多酚含量及多酚组装率趋势为先稳定上升后急剧下降。当球磨处理的转速由100 r/min升高至500 r/min时，PS/PP自组装体中总多酚含量及多酚组装率显著升高（P＜0.05），当球磨处理的转速为500 r/min时，该条件下PS/PP自组装体总多酚含量达到峰值（11.15±0.10）mg/g，这可能是由于当球磨处理时间一致时，PS与PP晶体结构破坏程度随球磨处理转速的升高而增加，利于PS与PP形成自组装体。当球磨处理的转速持续升高，PS/PP自组装体中总多酚含量及多酚组装率均显著降低（P＜0.05），由此可知球磨法制备PS/PP自组装体的球磨转速应取500 r/min。

图2 球磨转速对PS/PP自组装体总多酚含量及多酚组装率的影响Fig.2 Effect of ball milling speed on the total phenol content and selfassembly rate of the self-assembled complex

2.1.3 PS与PP质量比对自组装体总多酚含量及多酚组装率的影响

从图3可得，随着PP用量增加，PS/PP自组装体体总多酚含量平稳升高。当PS与PP质量比由1∶0.02变化至1∶0.15时，PS/PP自组装体总多酚含量显著升高（P＜0.05），当质量比为1∶0.15时，总多酚含量最高（19.91±0.32） mg/g，这可能由于球磨时间和转速相同，PP用量升高可促使其与直链淀粉单螺旋空腔充分接触，故PS/PP自组装体总酚含量呈现平稳升高的走势。多酚组装率由PS与PP质量比1∶0.02变化至1∶0.05时呈现增长的趋势，在1∶0.05时最高（76.14±0.55）%，当PP的质量比持续升高，表现显著下降趋势（P＜0.05），这可能是由于直链淀粉单螺旋空腔不足以满足与过量PP形成自组装体，故表现为先升高后显著下降的趋势。Zheng Yuxue等[25]发现多酚质量比对淀粉理化性质影响较大，因而制备PS/PP自组装体较佳的质量比为1∶0.15（PS/PP）。

图3 PS与PP质量比对自组装体总多酚含量及多酚组装率的影响Fig.3 Effect of PS/PP mass ratio on the total phenol content and selfassembly rate of the self-assembled complex

2.2 PS/PP自组装体的结构表征

2.2.1 SEM结果

从图4可知，PP呈不规则多面体颗粒，散布随机，颗粒间粒径差异较小（图4A）。PS为表面光滑球状或椭球状颗粒，轮廓圆润，颗粒完整，个体间大小差异明显（图4C）。观察PS与PP物理混合物，PP与PS外观及形态未有明显变化，PP颗粒随机附着于PS表面（图4E）。球磨后PP呈团聚状态，颗粒体积增大（图4B）。PS球磨后颗粒表面粗糙程度增加，伴随团聚现象的发生，有部分较小颗粒出现，这与Liu Tianyi等[10]球磨玉米淀粉的现象类似，可能是由于球磨后淀粉比天然淀粉的黏度更高[26]，在球磨过程中淀粉颗粒不断发生破损和黏附，淀粉颗粒受损出现较小碎块，部分颗粒黏附于较大的PS颗粒表面（图4D）。PS/PP自组装体颗粒破损程度及团聚程度相较球磨后的PS进一步增加，表面分布大量凹陷、空隙；相较于PS/PP物理混合物，PS/PP自组装体表面未见PP颗粒附着（图4F）。

图4 PP、球磨后的PP、PS、球磨后的PS、PS/PP物理混合物、PS/PP自组装体的扫描电子显微镜照片（×2 000）Fig.4 SEM micrographs of PP, ball-milled PP, PS, ball-milled PS,PS/PP physical mixture, and PS/PP self-assembled complex (× 2 000)

2.2.2 XRD结果

从图5可看到，PP存在数个强弱不一的X射线衍射峰，特别当2θ为27.2°时，出现尖衍射峰，当2θ介于10.5°～26.3°及31.7°～45.5°之间，伴随数个相对较弱衍射峰，由此可判断PP具有良好的晶体结构（图5A）。球磨后的PP 2θ在10.5°～26.3°及27.2°、31.7°与45.5°衍射峰强度明显减弱或消失，可知PP在球磨后部分晶体结构发生改变，但仍具有相对良好的结晶性（图5B）。PS在2θ为5.0°、17.0°、22.8°及24.0°时存在衍射峰，可知PS属于B型晶体[27]，13.0°和20.0°处的小衍射峰主要与PS中直链淀粉和脂质之间存在复合物有关（图5C）。球磨后PS较于PS，2θ为17.0°的衍射峰明显减弱，其余衍射峰均已消失，这是由于球磨破坏了PS结晶区域，分子内和分子间氢键被部分破坏，淀粉链的排布方式发生改变[11]，导致PS转为无定形结构（图5D）。PS/PP物理混合物衍射峰涵盖部分PP与PS特征峰，保留了二者结晶特征，这与SEM观察PS/PP物理混合物中PP仅附着于PS颗粒表面，二者形态未发生变化一致（图5E）。PS/PP自组装体在2θ为27.2°处有微弱衍射峰，2θ为17°时，PS特征衍射峰消失（图5F），据推断，当PP存在时，球磨可加速破坏PS颗粒结晶区，PS从半结晶结构向无定形态过渡。Huang Zuqiang等[28]发现，球磨处理可通过破坏淀粉分子间的氢键，导致淀粉颗粒双螺旋的结晶排列崩解。因此，PS结晶度的降低可能有利于PP的渗透，并促进PS与PP相互作用。

图5 PP、球磨后的PP、PS、球磨后的PS、PS/PP物理混合物、PS/PP自组装体的XRDFig.5 XRD patterns of PP, ball milled PP, PS, ball milled PS, PS/PP physical mixture, and PS/PP self-assembled complex

2.2.3 FTIR结果

由图6可知，PP位于3 600～3 400 cm-1处红外吸收峰是由羟基O—H伸缩振动形成，1 600 ～1 480 cm-1处吸收峰主要是苯环伸缩振动形成，880 cm-1处吸收峰是苯环弯曲振动的结果（图6A）。球磨后PP相较于PP红外吸收峰类型未有明显变化，没有新基团产生，3 600～3 400 cm-1处红外吸收峰强度变弱，可能是由于球磨破坏PP晶体结构，破坏了PP晶体中部分氢键（图6B）。PS中3 600～3 400 cm-1处吸收峰由羟基O—H伸缩振动形成，由于PS分子内氢键和分子间氢键的存在，故表现出较宽的吸收峰，在3 000～2 800 cm-1处所产生的吸收峰是由饱和C—H键伸缩振动所形成，C—O—C伸缩振动及C—OH弯曲振动使PS在990～1 300 cm-1处有吸收峰[29]（图6C）。球磨后PS相较于PS在3 600～3 400 cm-1处吸收强度变弱，是由于球磨破坏了PS结晶域，直链淀粉与支链淀粉双螺旋结构破坏，PS分子氢键数目下降[11]（图6D）。PS与PP物理混合物涵盖PS与PP的红外吸收特征峰，但仍具有明显的苯环吸收特征峰（图6E）。PS/PP自组装体相较于球磨PS，在3 600～3 400 cm-1处羟基O—H伸缩振动所形成红外吸收峰明显变强，这与球磨后无定形马铃薯淀粉通过氢键与石榴皮多酚形成自组装体有关[30]（图6F）；相比较PP及PS/PP物理混合物，自组装体于1 600～1 480 cm-1及880 cm-1处苯环红外特征峰明显减弱，是因为PS与PP发生自组装，PS部分特征峰强度降低。这些特征峰的变化提供了明确的证据，可知PP和PS之间发生了相互作用，球磨可有效破坏淀粉颗粒的晶体结构，增加无定形状态的PS比例。由于PP的含有丰富的羟基，可能通过氢键夹在淀粉链之间，从而导致新的低阶晶体结构[31]。因此，氢键可能是PS和PP之间相互作用的主要原因。

2.2.4 TGA结果

PP（图7A）及球磨PP（图7B）在455 ℃左右出现第1个热失重峰，比较球磨PP，未球磨PP热稳定性略高，这是由于球磨破坏了PP晶体结构，热稳定性下降。PS（图7C）、球磨后的PS（图7D）、物理混合物（图7E）及自组装体（图7F）在温度达到300 ℃之前差异较小，在达到100 ℃之前有一个小的热失重峰，是由于淀粉中水分挥发，在100～300 ℃之间质量分数未发生明显变化，处于第一个平台期；当温度达到300～350 ℃时，出现第2个失重峰，这与PS分解有关[32]，依次出现失重峰的分别是PS、复合物、物理混合物及球磨后的PS。在2 次失重阶段均可看出自组装体质量损失最小，最终PS、球磨PS、物理混合物及自组装体剩余质量分别为最初质量的15.51%、11.09%、18.34%与22.86%，由此可以看出PP通过与PS自组装提高了PS的热稳定性。

图7 PP、球磨后的PP、PS、球磨后的PS、PS/PP物理混合物、PS/PP自组装体TGA曲线Fig.7 TGA curves of PP, ball milled PP, PS, ball milled PS, PS/PP physical mixture, and PS/PP self-assembled complex

2.3 PS/PP自组装体体外消化性能分析

如图8所示，球磨后的PS消化率在5 h内显著升高（P＜0.05），5 h时消化率达到（36.76±0.74）%，PS/PP自组装体前4 h消化率显著上升（P＜0.05），4 h后其消化率趋于平稳。随着PP用量的升高，PS/PP自组装体的抗消化能力增加，当PS与PP质量比为1∶ 0.15时，PS/PP自组装体的消化率最低，5 h消化率为（23.84±0.60）%，消化率约为球磨后PS消化率的65%。如表1所示，球磨后的PS中SDS和RS比例分别为13.75%和80.11%。Kim等[33]报道了天然PS中SDS和RS的比例分别为1.95%和93.08%，可知球磨后PS中RS的比例降低，这是由于天然PS颗粒的结晶度主要与支链淀粉的有序结构有关，PS紧密排列的结构使其他小分子物质不易渗透其中，因此淀粉酶不易将其水解；球磨处理可诱导PS中支链淀粉和直链淀粉的空间排列紊乱，导致淀粉颗粒中结晶区域破坏，促进无定形区域的形成，淀粉酶容易渗入PS颗粒内部，淀粉酶与PS接触的程度升高[10]，因此球磨后的PS更容易被淀粉酶水解。随着PP用量升高，PS/PP自组装体中RS与SDS的比例显著升高（P＜0.05），RDS、SDS和RS比例分别介于3.53%～5.07%、8.02%～12.84%和82.09%～88.46%之间，这可能是由于PS与PP相互作用所形成的氢键妨碍淀粉分子的重新排列，淀粉与多酚复合使淀粉颗粒增大，导致底物较少暴露于酶，这与SEM观察的结果一致，因此淀粉表现出缓慢的消化特性。在水溶液中直链淀粉和多酚之间的自组装效果相对较弱[34]。随着消化的进行，PS/PP自组装体中的PP被缓慢释放出来，Liu Yi等[35]发现PP通过氢键和疏水作用力与α-葡萄糖苷酶的催化位点结合起到抑制α-葡萄糖苷酶活性的作用，从而阻断淀粉酶与底物的反应。因此，从PS/PP自组装体中释放的PP将以剂量依赖性的方式抑制消化酶的活性。上述当PS与PP质量比为1∶0.15时，其RDS比例为3.52%，SDS比例为8.02%，RS比例为88.46%，该条件所制得的PS/PP自组装体抗性淀粉的比例显著升高，具有较好的抗消化效果。

表1 球磨PS、PS/PP自组装体RDS、SDS、RS的比例Table 1 Proportions of RDS, SDS, and RS in ball-milled PS and PS/PP self-assembled complexes

图8 球磨后的PS、PS/PP自组装体体外消化分析Fig.8 In vitro digestibility of ball milled PS and PS/PP self-assembled complexes

2.4 PS/PP自组装体体外胃肠道消化稳定性分析

由图9可知，PS/PP物理混合物在20 min内有少量的PP释放，后趋于稳定，这可能是由于PS颗粒上附着的少量PP在该过程中脱离。PS/PP自组装体在前60 min内稳定性较好，由此可知PS/PP自组装体可有效保护PP，避免其受胃部酸性环境及酶的作用而失活。在模拟肠道消化阶段（60～180 min），所释放出的PP含量显著升高，当PS与PP质量比为1∶0.15、模拟消化至180 min时，PP含量为（0.76±0.02）mg/100 mg。

图9 PS/PP物理混合物、PS/PP自组装体体外胃肠道消化稳定性分析Fig.9 Gastrointestinal stability of PS/PP physical mixture and PS/PP self-assembled complexes

天然多酚经由口腔输送到达结肠的过程中，由于上消化道的酸性环境及酶的作用，使多酚发生降解、代谢或变性，导致到达结肠的多酚浓度降低[36]，因此通过口服的方式会导致多酚的生物利用度降低，不利于多酚的吸收。淀粉和多酚通过非共价作用形成的淀粉/多酚自组装体中RS和SDS的比例升高，SDS在消化道中消化缓慢，在小肠淀粉酶的作用下消化吸收[37]，RS可通过胃和小肠到达结肠部分[38]，在结肠微生物的作用下破坏淀粉/多酚自组装体结构并释放参与自组装的多酚类物质[39]。近些年有报道称RS还可作为部分肠道微生物益生元，通过溴瘤胃球菌和双歧杆菌[40-41]的发酵，RS可降解为有益的短链脂肪酸，利于其他肠道微生物群的进一步分解利用。

因此，球磨处理是一种较好的制备PS/PP自组装体的方法，所制备的PS/PP自组装体有望作为PP的良好输送载体，较好地保护被包含的客体分子，使其更好地发挥相关的功效。

3 结 论

通过球磨处理制备了PS/PP自组装体，得到较佳的制备条件为球磨处理时间10 h，球磨转速为500 r/min，PS/PP质量比为1∶0.15，该条件下PS/PP自组装体中总多酚含量为（19.91±0.32）mg/g。SEM结果显示PS/PP自组装体颗粒体积变大且表面分布大量沟壑。XRD结果显示球磨破坏了PS和PP的晶体结构，结晶度下降，衍射峰减弱或消失，PS/PP自组装体中保留了PP部分特征峰。FTIR结果显示，球磨处理破坏了PS分子内的氢键，PP与PS通过氢键作用形成自组装体。TGA结果显示PS/PP自组装体热稳定性显著增强。通过对PS/PP自组装体的消化性能分析，PS/PP自组装体消化率相比球磨PS下降了35%，抗性淀粉的比例显著升高，这类PS/PP自组装体有望作为PP的输送载体，可有效维持消化过程中客体分子的稳定性，并将其靶向释放于大肠和结肠部位，高效发挥相关功能因子的作用。因此，球磨法是一种方便快捷，绿色环保的制备淀粉/多酚自组装体的方法，具有较好的应用前景。