导读

根据结构的品质差异

淀粉是茶多初探植物通过光合作用产生的一种碳水化合物，也是酚对食品工业中一种重要的生产原料。根据结构的品质差异，淀粉可大致分为直链淀粉和支链淀粉。响及其中，机理直链淀粉主要由α-D-吡喃葡萄糖通过α-1,茶多初探4糖苷键连接形成；支链淀粉在直链淀粉结构的基础上，分子中还具有由α-1,酚对6糖苷键连接形成的侧链分支。在淀粉制品的品质加工及储运中，淀粉理化特性的响及改变以及它与食品中其他组分的相互作用，对其品质和感官有较大影响。机理同时，茶多初探淀粉理化特性的酚对变化可能会使其风味、质地和营养价值在加工和贮藏过程中发生褪变。品质相关研究表明，响及通过添加聚丙烯酸钠和偶氮二甲酰胺等淀粉改良剂可改善和保护馒头、机理面包及饼干等淀粉类食品的营养和品质。但是，随着人们对化学合成类淀粉改良剂对人体潜在毒性的认识，使其在食品加工中被逐渐限制或禁止使用。因此，从食物资源中筛选出安全、高效的淀粉改良剂已成为食品相关领域的研究热点。

茶多酚是茶叶中酚类化合物的总称，是茶叶中主要的生物活性物，主要包括表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯等4种成份。研究表明，茶多酚具有抗氧化、抗辐射、抗菌、抗肿瘤等多种有益人体健康的生物活性。同时，茶多酚还对改善和提高食品的质量与感官品质有积极的作用，在食品、生物及医药行业展现出广阔的应用前景。

分子动力学模拟是一种分析分子在微观反应体系中运动状态的有效技术，能系统观察各种微观分子在反应过程中的运动轨迹，适用于探讨分子水平上的相互作用机理。近年来，通过与波谱分析技术的耦合，分子动力学模拟已被用于分析化合物之间的分子相互作用，进而揭示相关反应机理。本文研究茶多酚对馒头品质及淀粉理化特性的影响，并进一步通过分子动力学模拟，从分子水平上初步探究茶多酚与淀粉在热加工条件下的分子相互作用，为茶多酚在食品工业中的进一步开发和高值转化利用提供理论与实验基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

金龙鱼低筋粉：益海嘉里食品工业有限公司；干酵母安琪酵母股份有限公司；茶多酚来源于绿茶，纯度≥99%，西安通泽生物科技有限公司；实验用水为蒸馏水；所有其他试剂均为分析纯。

MM-ESC1510型面包机：美的集团股份有限公司；JYL-350型搅拌机九阳股份有限公司；UV1800BPC紫外可见分光光度计上海美谱达仪器有限公司；DSC-1型差示扫描量热仪梅特勒-托利多公司；TA.XT.Plus型质构仪英国StableMicroSystems有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 馒头的制作

将100g低筋粉、1g干酵母以及不同添加量（1%、2%、3%、4%和5%，w/w，基于低筋粉的质量）的茶多酚混合均匀，然后向混合后的干粉中加入50g蒸馏水，使用面包机的和面程序与发酵程序完成面团的搅揉与发酵。随后，以50g/个的标准对面团进行分割、滚圆及松弛。将整形后的面团置于100℃条件下蒸制20min。将蒸制好的馒头冷却至25℃，分别测定其比容、质构、硬化速度和α-淀粉含量。

1.2.2 比容的测定

采用油菜籽等体积置换法测定馒头的体积。用烧杯量取250mL的油菜籽，倒出油菜籽后将馒头样品放入该烧杯，接着将倒出的油菜籽缓缓放入，至总体积达到250mL为止，剩余油菜籽的体积即为馒头的体积。通过下式计算馒头的比容：

式中：S为比容，单位mL/g；v为馒头体积，单位mL；m为馒头的质量，单位g。

1.2.3 质构的测定

将馒头切割成厚度为2cm的均匀薄块，取中间面积最大的一块用于测定样品的硬度、黏度、胶粘性和咀嚼性等质构参数。测试模式为TPA二次咀嚼模式，测试探头为P/36R柱形探头，触发力为5g，下压速度为1mm/s，压缩形变量为50%。每个样品选取3个测试点，每个测试点重复测定3次，测定结果取平均值。

1.2.4 硬化速度的测定

将馒头储存在4℃条件下，分别取保存0和24h的馒头，对其硬度进行测定，测试方法同1.2.3。硬化速度计算公式如下：

式中：R为硬化速度，单位g/h；H24为储存24h后的馒头的硬度，单位g；H0为储存0h的馒头的硬度，单位g。

1.2.5 α-淀粉含量的测定

取储存24h后的馒头，去除外表皮后用搅拌机将其打成均一的粉末。取400mg粉末加入30mL蒸馏水中，在25℃条件下连续搅拌20min，随后于4000r/min、25℃条件下离心10min，收集上清液。取5mL上清液与1mL碘试剂（2%碘化钾和0.2%碘单质的混合溶液，w/v）混匀，于25℃下避光孵育15min，测定反应混合溶液在620nm波长下的吸光度。溶液的吸光度值越大，α-淀粉含量越高。

1.2.6 小麦淀粉的制备

将75g低筋粉与40g蒸馏水混匀，充分揉捏使其形成面团，随后将面团置于含有100mL蒸馏水的烧杯中，25℃静置20min，然后用手轻轻揉洗，而后多次用蒸馏水对面团进行冲洗，直至将淡黄色面筋组分分离。把揉洗和冲洗所得的乳浊液保留并过30目筛，将所得滤液于4000r/min、25℃条件下离心10min，取下层沉淀于45℃条件下干燥12h，所得干物质即为小麦淀粉。

1.2.7 碘结合能力的测定

将0.1g小麦淀粉与不同添加量的茶多酚（0%、5%、10%和20%，w/w，基于淀粉质量）加入50mL蒸馏水中，置于沸水浴中加热30min，其间不断搅拌。随后置于冰水浴中将其迅速冷却至25℃。取2.5mL上述溶液与0.5mL碘试剂（组成同1.2.5）混匀，并将混合溶液用蒸馏水稀释至50mL，25℃避光孵育15min，于500～900nm范围内测定混合溶液的吸光度，以吸光度值反映样品的碘结合能力。

1.2.8 溶解度和膨胀势的测定

向2%（w/w）的小麦淀粉悬浊液中加入不同添加量的茶多酚（0%、5%、10%和20%，w/w，基于淀粉质量），将混合溶液置于沸水中加热30min，其间不断搅拌，接着于冰水中快速冷却至室温（25℃）。然后，将其于5000r/min、25℃条件下离心20min，分别收集上清液和下层沉淀，将上清液于105℃条件下干燥至恒重，记录所得干物质的质量；称量并记录下层沉淀质量。淀粉的溶解度和膨胀势分别按下列公式计算：

式中：M₀为所加淀粉总质量，单位g；M₁为上清液中干物质的质量，单位g；M₂为下层沉淀的质量，单位g。

1.2.9 热特性的测定

在铝坩埚中加入2mg淀粉，随后加入4μL的茶多酚溶液，使得茶多酚的最终浓度为0%、5%、10%和20%（w/w，基于淀粉质量）。将铝坩埚密封，并在20℃下孵育24h，随后置于差式量热扫描仪内，从20℃加热至100℃，升温速率为10℃/min。记录淀粉糊化的起始温度、峰值温度、终值温度以及糊化焓。然后将坩埚迅速冷却至20℃，并于4℃条件下储存5d，储存结束后再将坩埚置于仪器内，从80℃加热至100℃，升温速率为5℃/min，记录样品的回生焓。样品的回生程度（%）按下式计算：

式中：ΔHr为回生焓，单位J/g；ΔHg为糊化焓，单位J/g。

1.2.10 分子动力学模拟

在分子动力学模拟中，分别以短链葡萄糖（SGS，由12个α-D-吡喃葡萄糖通过α-1,4糖苷键连接构成的左手螺旋链糖链）、表没食子儿茶素没食子酸酯（Epigallocatechingallate，EGCG）和水溶剂盒子（TIP3PBOX，65×46×49A³）作为淀粉、茶多酚和反应溶剂的模型开展后续的实验。然后，对SGS和EGCG分别加载GLYCAM-06j-1力场和GAFF小分子力场，之后载入TIP3PBOX水溶剂盒子对SGS和EGCG进行溶剂化处理。接着，通过AMBER软件的能量最小化程序分别对水溶剂盒子及整个反应体系的能量进行优化，之后采用加热程度将反应体系的温度由0K升高至370K，升温时间为5×10^-11s，再对反应体系的状态（包括分子常数、压力和温度）进行平衡，平衡时间为5×10^-11s。最后，在稳定的反应体系下，对EGCG和SGS在370K下的相互作用进行共计4×10^-9s（2000帧轨迹）的观察，记录和分析实验过程中SGS空间结构的变化、结合位点的数量和变化、结合力的类型和强度等。同时，采用SHAKE规则限制氢原子的作用，并将步长设置为2×10^-15s。

1.3 数据统计与分析

每组实验重复3次，结果以“平均值±标准差”的形式表示。实验结果用SPSS22.0（version22.0forWindows,SPSSInc.,Chicago,IL,USA）进行统计分析，显著性差异P＜0.05。

相关链接：茶多酚，绿茶，表没食子儿茶素没食子酸酯，表儿茶素

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