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淀粉分子脱支增强了与壳聚糖的络合作用及其在疏水化合物递送中的潜在应用
De-branching of starch molecules enhanced the complexation with chitosan and its potential utilization for delivering hydrophobic compounds
Food Hydrocolloids
（中科院一区，JCR一区，影响因子10.7）
1.研究背景
我国淀粉资源丰富，并且具有可再生、可降解、绿色、天然等优势，但因其大分子以及热处理后其分子间的缠绕导致难以再次高度有序排列，过程可操控性也不理想，从而限制了其在食品以及新材料中的开发与应用，如何有效控制其短程有序性一直是该领域研究的热点。
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3.研究内容
本研究采用双修饰技术开展了创新性研究，一是通过脱支酶（普鲁兰酶）选择性水解α-1,6-糖苷键而形成低分子量的线性短链分子（Debranched Starch, DBS），使其分子范围处于聚合度（DP）20与60之间。二是在形成短程有序过程中，通过分子嵌入技术使其与壳聚糖形成复合物，在诱导条件下，两类多聚物形成共结晶。
研究结果表明，DBS多呈纳米大小的规则球形，随着壳聚糖含量的增加，抑制脱支淀粉的再结晶，导致复合物的相对结晶度降低，但形成的复合物的致密性增强。脱支处理使得淀粉的晶体结构由A型转变为B型。FTIR和1H NMR图谱分别在1560 cm-1和1.8 ppm处出现了新的特征峰，并发生峰的特征性迁移，证实淀粉和壳聚糖分子之间存在相互作用形成复合物，并且说明淀粉的短程有序性的变化与脱支处理和壳聚糖分子嵌入水平有关。此外，流变性能分析表明壳聚糖的共价键与非共价键的耦合增强了复合物的黏度和触变行为，抗剪性能也有所提高。在淀粉支链分子短程有序形成过程中，通过分子嵌入技术使其与壳聚糖形成复合物，具备纳米颗粒特征，开发了一种新的缓释与靶向生物活性物质传输新材料。
由该复合物制备的Pickering乳液的结构特征和流变性能的研究，发现复合物DBS-CS Pickering乳液比对照样NS-CS Pickering乳液具有更好的乳化稳定性和更好的流变性能。以DBS-CS复合物为载体制备的姜黄素Pickering乳液可有效提高姜黄素的包封率（82%以上）和生物利用度（14%以上），这为生物活性物质的潜在新载体的开发提供新的选择。本团队还持续开发该新材料在其他生物领域中的应用。
4.专家简介
周中凯，男，博士，教授，博士生导师、国家高层次人才、新疆维吾尔自治区“天池英才”特聘教授、“海河学者”特聘教授，曾任天津科技大学食品工程和生物技术学院副院长。担任《Cereal Chemistry》,《Journal of Functional Foods》等本领域期刊的副主编、编辑等，食品领域国际顶级杂志的特邀评阅专家；以第一或通讯作者发表了300余篇科研论文，其中SCI论文150余篇，Elsevier 高被引作者；先后荣获5项国际科技奖项。近五年承担了国家自然基金面上、国家自然基金地方联合基金重点项目（合作方负责人）、科技部中欧合作基金、科技部重点星火计划项目和科技部农业成果转化项目、国家外专局高端外专项目近20项；研究成果入围世界科学影响力榜单，以第一完成人获得5项国内省部级科技进步奖，被美国Life Science Weekly，Food Weekly News 和Obesity, Fitness & Wellness Week等评论为食品界的新发现，多次被邀在国际科技大会上作口头报告。