2型糖尿?。═2DM）是全球性公共衛(wèi)生問題。傳統(tǒng)藥物治療雖可控制血糖，但長期使用易引發(fā)副作用?？剐缘矸郏≧S）作為一類不被小腸消化的碳水化合物，無法在小腸中被

-淀粉酶分解為葡萄糖，而是直接進(jìn)入大腸，在大腸中發(fā)酵，產(chǎn)生有益的短鏈脂肪酸（SCFAs），因其能夠延緩胃排空與葡萄糖的吸收從而調(diào)控餐后血糖波動，并且有助于改善胰島素敏感性及調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，成為代謝性疾病研究的熱點(diǎn)。同時RS常來源于天然食物（如青香蕉、冷米飯等）或通過加工獲得（如冷卻、回生等），生產(chǎn)過程無需高溫或復(fù)雜化學(xué)處理（部分改性淀粉除外），低碳生產(chǎn)能耗低，長期食用不會產(chǎn)生耐受性，因此RS的合理攝入可視為一種理想的營養(yǎng)干預(yù)策略，具有安全、可持續(xù)開發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。

目前，RS的核心分類依據(jù)包含3 個維度：1）物理化學(xué)結(jié)構(gòu)特征（如結(jié)晶度、聚合度）；2）抗消化性產(chǎn)生機(jī)制（物理包埋、分子構(gòu)象等）；3）加工處理方式（熱處理、糊化等）的交互作用。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)可將RS分為5 類（表1）：物理包埋型（RS1）、未糊化的天然淀粉顆粒（RS2）、回生型（RS3）、化學(xué)改性型（RS4）和RS5。上述不同類型的RS因種類、原料以及加工等過程不同，其結(jié)構(gòu)差別較大，抗消化機(jī)制各異。結(jié)合前人研究，本綜述將RS的多尺度結(jié)構(gòu)歸納為以下層級：分子尺度結(jié)構(gòu)（1～10 nm）：直鏈/支鏈淀粉比例、分支度及化學(xué)修飾位點(diǎn)；晶體尺度結(jié)構(gòu)（10～100 nm）：A型（致密單斜）、B型（開放六方）、C型（A與B的混合態(tài)）和V型（脂肪酸等復(fù)合）晶型；基質(zhì)相結(jié)構(gòu)（100 nm～10 μm）：天然基質(zhì)，如植物細(xì)胞壁網(wǎng)絡(luò)（纖維素/半纖維素包裹）、淀粉-蛋白交聯(lián)結(jié)構(gòu)，以及加工基質(zhì)，如回生淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)、擠壓膨化形成的多孔結(jié)構(gòu)。

合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院的雷青和、劉鳳茹*從多尺度結(jié)構(gòu)特性出發(fā)，系統(tǒng)闡述RS的消化抗性機(jī)制及其對T2DM代謝網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控作用，并評述其在營養(yǎng)干預(yù)中的技術(shù)創(chuàng)新。通過交叉分析體外模擬、動物實驗及臨床研究數(shù)據(jù)，提出未來需結(jié)合人工腸道模型與多組學(xué)技術(shù)，開發(fā)基于RS的精準(zhǔn)干預(yù)方案，為代謝性疾病的膳食防治提供新思路。 分別設(shè)置纖維素酶-乳桿菌協(xié)同發(fā)酵組、單一纖維素酶處理組、單一乳桿菌發(fā)酵組、緩沖液處理組及未處理對照組，并在溫度40 ℃、相對濕度75%條件下開展糙米加速儲藏實驗，分析其在儲藏0、5、10、15 d和25 d時的水分含量、黃度指數(shù)（YI）、脂肪水解氧化程度及微生物菌落總數(shù)和霉菌數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律，旨在提升糙米儲藏穩(wěn)定性、優(yōu)化加工儲藏工藝，為開發(fā)綠色高效的糙米儲藏技術(shù)提供理論依據(jù)。

01

不同類型RS的結(jié)構(gòu)特性與消化抗性機(jī)制

1.1 不同類型RS的分子尺度結(jié)構(gòu)特性

RSRS作為一類特殊的碳水化合物，其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)是理解其功能特性的關(guān)鍵。RS的分子架構(gòu)主要由直鏈淀粉與支鏈淀粉的短鏈部分協(xié)同構(gòu)建而成。直鏈淀粉本質(zhì)上是線性聚合物，由葡萄糖單元通過

-1,4-糖苷鍵首尾相連。其分子質(zhì)量一般在10 5 ～10 6 Da之間，在溶液中可呈現(xiàn)隨機(jī)線團(tuán)、單螺旋或雙螺旋等多種構(gòu)象狀態(tài)。盡管結(jié)構(gòu)看似簡單，但直鏈淀粉卻是RS短程有序結(jié)構(gòu)形成的核心骨架。支鏈淀粉則具有更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它以

-1,4-糖苷鍵連接形成主鏈，同時每隔20～30 個葡萄糖單元，就會通過

-1,6-糖苷鍵產(chǎn)生分支。這些分支結(jié)構(gòu)使得支鏈淀粉呈現(xiàn)高度分支化的樹狀形態(tài)，而其短鏈區(qū)域（分支點(diǎn)間通常包含15～25 個葡萄糖單元）在RS結(jié)構(gòu)的形成中扮演著不可或缺的角色。

在RS形成過程中，直鏈淀粉與支鏈淀粉短鏈部分通過分子間及分子內(nèi)的氫鍵相互作用，共同促成了類似雙螺旋的短程有序結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)通常為左手雙螺旋，每圈含有6 個葡萄糖單元，其特殊的空間排布使得RS能夠抵御人體消化系統(tǒng)中淀粉酶的水解作用，進(jìn)而展現(xiàn)出抗消化性等特殊性質(zhì)。RS短程有序結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和形態(tài)并非固定不變，而是受到多種因素的動態(tài)調(diào)控，其中氫鍵的形成程度是關(guān)鍵的影響因子，它主要通過改變直鏈淀粉鏈構(gòu)象、螺旋結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度等影響RS的分子結(jié)構(gòu)。且由于來源、加工方式等不同，各類RS在分子結(jié)構(gòu)層面存在顯著差異，其結(jié)構(gòu)形成機(jī)制與抗消化特性緊密相關(guān)。

RS1主要存在于全谷物、種子等食物中。植物細(xì)胞壁中的纖維素、半纖維素等通過氫鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)，將淀粉顆粒嚴(yán)密包裹。其抗消化性主要依賴外部物理屏障，通過限制消化酶與淀粉分子的接觸實現(xiàn)，內(nèi)部淀粉的直鏈-支鏈相互作用模式與普通淀粉相似，無顯著分子層面有序結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化。

RS2常見于未成熟香蕉、生馬鈴薯等。淀粉顆粒具有高度有序的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。直鏈淀粉與支鏈淀粉短鏈通過分子間/內(nèi)氫鍵形成穩(wěn)定短程有序結(jié)構(gòu)，抵御淀粉酶水解。XRD分析顯示，RS2的結(jié)晶度與抗消化性呈正相關(guān)。例如高直鏈玉米淀粉的B型結(jié)晶度可達(dá)35%～40%。

RS3由糊化淀粉冷卻重結(jié)晶形成。具體形成機(jī)理為：淀粉在加熱時吸收水分，顆粒膨脹致使結(jié)晶區(qū)瓦解，直鏈淀粉分子釋放。冷卻過程中，特定聚合度的淀粉分子相互纏繞形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，再經(jīng)分子間氫鍵作用折疊，逐步有序排列成緊密晶體。直鏈淀粉結(jié)晶區(qū)的形成阻隔淀粉酶接近，阻礙其活性中心與淀粉結(jié)合，從而產(chǎn)生消化抗性，最終形成RS3。Han Shengjun等探討了不同處理方式對高直鏈玉米RS（RS3）結(jié)構(gòu)的影響及其與消化特性的關(guān)聯(lián)。水熱和水熱聯(lián)合超聲處理未顯著改變RS3顆粒結(jié)構(gòu)，分子質(zhì)量及支化度保持穩(wěn)定；而水熱堿處理及與超聲協(xié)同作用，致使RS3顆粒崩解，分子支化度與分子質(zhì)量降低。處理后形成的RS3具備更高結(jié)晶度與短程有序性，熱穩(wěn)定性顯著提升，進(jìn)而使RS3相對含量從47.06%提高至69.40%，顯著增強(qiáng)其抗消化性能。相較于高度支化的支鏈淀粉，直鏈淀粉更易發(fā)生重結(jié)晶，利于RS3的形成。為提升RS3含量，常采用酸水解或異淀粉酶、普魯蘭酶等去支鏈酶，特異性水解淀粉鏈中的

-1,6-糖苷鍵，釋放更多直鏈分子，從而促進(jìn)重結(jié)晶過程，顯著增加RS3的生成量。Zeng Kaixiao等以豌豆淀粉為原料，經(jīng)酸水解和普魯蘭酶脫支處理后回生制備RS3，并運(yùn)用退火（90 ℃、40%～70%水分）和壓力加熱（121 ℃、10%～40%水分）兩種熱濕處理方式提高其RS含量。研究發(fā)現(xiàn)，處理后豌豆RS3的結(jié)晶度、粒徑等顯著提升，并且觀察到，結(jié)晶度與RS含量呈顯著正相關(guān)（

r

＝0.94）。其中，20%水分加壓處理使RS相對含量達(dá)85.6%，較處理前提升近一倍，為高RS3含量食品開發(fā)提供理論依據(jù)。

RS4為通過乙?；?、磷酸化等修飾改變淀粉結(jié)構(gòu)得到。以乙酰化為例，乙?；〈u基后，破壞分子內(nèi)氫鍵，使直鏈淀粉從卷曲態(tài)轉(zhuǎn)為伸展態(tài)，削弱天然短程有序結(jié)構(gòu)；同時，引入的乙?；ㄟ^空間位阻效應(yīng)（如阻礙淀粉酶活性中心與糖苷鍵結(jié)合）和電荷排斥，直接阻斷酶解作用，賦予新的抗消化特性。研究表明，乙?；墒勾竺椎矸鄣腞S4含量增加6～10 倍，顯著降低酶解速率，提高消化抗性。化學(xué)改性可以通過調(diào)控淀粉鏈間的交聯(lián)程度，實現(xiàn)對鏈長比的調(diào)節(jié)。以酯化反應(yīng)為例，該過程可在淀粉分子的特定位點(diǎn)引入脂肪酸鏈，直接改變原有分子鏈的長度；同時，新引入的官能團(tuán)能夠在空間上形成位阻效應(yīng)，阻礙消化酶與淀粉分子的有效接觸，從而顯著降低酶解效率，促使更多長鏈結(jié)構(gòu)得以保留。這種結(jié)構(gòu)改造不僅重塑了淀粉的物理化學(xué)性質(zhì)，更為RS的定向制備提供了重要技術(shù)路徑。

RS5是一種自組裝的V型淀粉復(fù)合物，由直鏈淀粉的單螺旋結(jié)構(gòu)和配體之間的相互作用產(chǎn)生。此過程改變直鏈淀粉構(gòu)象，重新分布分子間氫鍵以穩(wěn)定螺旋結(jié)構(gòu)，支鏈淀粉短鏈可能參與維持復(fù)合物整體結(jié)構(gòu)，共同構(gòu)成抗消化基礎(chǔ)。在淀粉-脂質(zhì)相互作用體系中，淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生解聚時，分子內(nèi)氫鍵重排促使疏水環(huán)境構(gòu)建。該特殊區(qū)域不僅具備對極性配體的高親和結(jié)合位點(diǎn)，還為脂質(zhì)分子提供適配的結(jié)合空間。在此過程中，脂質(zhì)分子的非極性基團(tuán)能夠嵌入疏水腔，通過范德華力、疏水作用等多重分子間作用力，驅(qū)動形成熱力學(xué)穩(wěn)定的淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物。CH-π相互作用作為非共價相互作用的特殊類型，已在淀粉與酚類化合物形成的復(fù)合物中得到證實。研究發(fā)現(xiàn)，該作用機(jī)制通過烷基氫原子與酚類π電子云之間的弱靜電吸引，促使淀粉分子與酚類化合物產(chǎn)生特異性結(jié)合，進(jìn)而形成穩(wěn)定的超分子結(jié)構(gòu)。這種相互作用不僅豐富了淀粉-酚類復(fù)合物的形成機(jī)制，也為解析天然產(chǎn)物間的分子互作提供了新視角。Yang Deyi等研究發(fā)現(xiàn)CH-π相互作用也可以增強(qiáng)白藜蘆醇與淀粉分子間的氫鍵作用，這是驅(qū)動復(fù)合物形成的關(guān)鍵因素。隨著體系中淀粉含量的逐步增加，白藜蘆醇與淀粉分子間的氫鍵作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng)，促使分子構(gòu)象發(fā)生有序轉(zhuǎn)變。在此過程中，二者先后形成單螺旋結(jié)構(gòu)、短程有序排列，進(jìn)而發(fā)展為V型晶體結(jié)構(gòu)，最終通過分子間的協(xié)同作用組裝成致密的聚集體，形成高度有序的分子結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)演變顯著提升了體系中的RS含量，增強(qiáng)了其消化抗性。

盡管RS抗消化機(jī)制多樣，除RS1依賴物理屏障外，其他類型均依賴直鏈淀粉與支鏈短鏈通過氫鍵作用形成的分子有序結(jié)構(gòu)（如雙螺旋、結(jié)晶區(qū)或復(fù)合物）。這類特殊空間排布通過阻礙酶與糖苷鍵接觸或增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，抵御消化酶水解。其中，氫鍵形成程度是核心調(diào)控因子，分子內(nèi)氫鍵促使直鏈淀粉折疊為螺旋，分子間氫鍵驅(qū)動螺旋聚集為結(jié)晶，而水分子過度介入或化學(xué)修飾會破壞氫鍵，削弱有序結(jié)構(gòu)。

直鏈淀粉聚合度（DP）對RS的結(jié)構(gòu)形成至關(guān)重要。DP在100～300時更易通過分子鏈回折形成穩(wěn)定聚集體，DP過低導(dǎo)致鏈間結(jié)合力不足，而DP過高（＞300）則因分子纏結(jié)降低結(jié)構(gòu)致密性；這是RS3結(jié)晶、RS5復(fù)合物形成的關(guān)鍵條件。高直鏈玉米淀粉因具備天然良好的DP特性成為制備RS5的理想原料。

在結(jié)構(gòu)表征中，可通過傅里葉變換紅外光譜的800～1 200 cm -1 區(qū)觀察C—C和C—OH振動模式變化，監(jiān)測RS從無序到有序的構(gòu)象轉(zhuǎn)化。當(dāng)前研究多為靜態(tài)分析，未來需借助實時追蹤技術(shù)，揭示酶解過程中螺旋解旋、氫鍵斷裂與酶攻擊的時空耦合機(jī)制。

RS的分子結(jié)構(gòu)是直鏈淀粉與支鏈短鏈在氫鍵作用下的協(xié)同產(chǎn)物：RS1依賴物理屏障，其余類型依賴分子層面的有序結(jié)構(gòu)。深入解析其結(jié)構(gòu)特征與形成機(jī)制，可為食品功能化改性及健康產(chǎn)品開發(fā)提供理論支撐?；谶@些理論認(rèn)知，近年來，科研人員通過基因編輯和化學(xué)修飾等前沿技術(shù)，實現(xiàn)了對RS含量的精準(zhǔn)調(diào)控，這種從基礎(chǔ)研究到技術(shù)應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，為高RS營養(yǎng)型作物培育和功能食品研發(fā)開辟了新路徑。

1.2 不同類型RS的晶體尺度結(jié)構(gòu)特性

RS具有多種晶體結(jié)構(gòu)類型，主要包括A型、B型、C型和V型。A型晶體結(jié)構(gòu)常見于谷類淀粉，以單斜晶胞為特征。B型晶體結(jié)構(gòu)的RS主要由支鏈淀粉與直鏈淀粉交錯纏繞組成，以六方晶胞為特征，常見于蕓豆、紅豆等豆類淀粉。C型晶體結(jié)構(gòu)是A型與B型的混合，存在于塊根淀粉（如甘薯、芋頭）和某些豆類淀粉中，分為Ca型（接近A型）、Cb型（接近B型）和Cc型。V型晶體結(jié)構(gòu)主要存在于直鏈淀粉與脂質(zhì)復(fù)合物及RS5型RS中，特征衍射角為7.4°、13°、19.8°，包括V6I、V6II、V6III、V8等亞型。

RS顆粒所呈現(xiàn)的晶型，往往和其原料來源以及具體的加工方式等因素存在關(guān)聯(lián)。壓熱處理通常（指高壓熱處理，結(jié)合高溫和高壓條件）通過破壞淀粉顆粒表面結(jié)構(gòu)，促進(jìn)直鏈淀粉重結(jié)晶形成B型晶體結(jié)構(gòu)。梁浩等采用壓熱協(xié)同酶解技術(shù)制取山藥RS（RS3）時，淀粉晶型由A型向B型轉(zhuǎn)變，其抗酶解性能提升。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生可能是由于糊化后的淀粉在低溫條件下發(fā)生回生時，其內(nèi)部的直鏈與支鏈淀粉分子通過氫鍵作用重新有序排列，進(jìn)而形成了具有更高消化抗性的B型微晶結(jié)構(gòu)。濕熱處理通過調(diào)控溫度、水分等工藝參數(shù)，可顯著增強(qiáng)RS晶體穩(wěn)定性，降低其消化率并改善熱穩(wěn)定性，同時維持顆粒完整性；實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)酸解處理后，豌豆淀粉的晶體結(jié)構(gòu)由C型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型。這一轉(zhuǎn)變表明，在較低的重結(jié)晶溫度下，更長的淀粉鏈更有助于B型多晶型的形成；天然紫甘薯淀粉（C型）經(jīng)高壓滅菌、普魯蘭酶脫支處理或二者協(xié)同作用后，不僅RS含量顯著提升，其晶體結(jié)構(gòu)也發(fā)生轉(zhuǎn)變，由初始的C型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型結(jié)構(gòu)；經(jīng)超聲輔助韌化處理后，糯玉米淀粉發(fā)生顯著結(jié)構(gòu)變化，其晶體類型從初始的A型完全轉(zhuǎn)變?yōu)锽型，同時相對結(jié)晶度由31.9%升高至80.1%，充分表明該處理方式能有效重塑淀粉晶體結(jié)構(gòu)，顯著提升結(jié)晶程度；超高壓協(xié)同酶改性處理可使蓮子RS的晶體結(jié)構(gòu)從C型轉(zhuǎn)變?yōu)锽型；芋頭淀粉原本呈現(xiàn)Ca型晶體結(jié)構(gòu)，在與橙皮苷復(fù)合后，其晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，轉(zhuǎn)變?yōu)閂型RS，揭示了橙皮苷與芋頭淀粉的復(fù)合作用，能夠有效誘導(dǎo)淀粉晶體結(jié)構(gòu)的重塑。通過高靈敏差示掃描量熱法（DSC）分析甘薯淀粉退火工藝對晶體穩(wěn)定性的影響發(fā)現(xiàn)，延長退火時間可顯著促進(jìn)B型晶體向熱穩(wěn)定性更高的A型轉(zhuǎn)化，但受限于亞穩(wěn)態(tài)特性。從33 ℃土壤溫度下生長的甘薯中所提取的淀粉因初始A型結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出更強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，而15 ℃土壤溫度下栽培的甘薯中所提取的淀粉C型復(fù)合結(jié)構(gòu)（A+B型）經(jīng)退火后晶體層厚度增加，表明加工工藝可以通過調(diào)控退火時長誘導(dǎo)晶體有序重排。這些結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變反映了淀粉分子鏈相互作用及聚集方式的改變，為RS的定向制備提供了結(jié)構(gòu)調(diào)控依據(jù)。

RS的晶體類型與有序度直接決定其抗消化效率。B型晶體因晶面形成高密度氫鍵網(wǎng)絡(luò)，其抗酶解能力顯著優(yōu)于A型：體外消化實驗表明，B型樣品的葡萄糖釋放速率比A型低。以綠豆淀粉為原料，通過壓熱協(xié)同酶法制備高RS，原淀粉A型經(jīng)脫支處理重結(jié)晶后轉(zhuǎn)變?yōu)楦哂行駼型晶體，其致密雙螺旋結(jié)構(gòu)顯著增強(qiáng)了酶解屏障。XRD與DSC分析證實，B型晶體熔融溫度升高及焓值增加表明分子鏈排列更緊密，熱穩(wěn)定性提升，這直接關(guān)聯(lián)其抗消化性能。該工藝通過調(diào)控晶型與結(jié)晶度定向強(qiáng)化淀粉的抗酶解特性?？赏ㄟ^向V型復(fù)合物（如RS5）中則引入疏水基團(tuán)（棕櫚酸、月桂酸等）強(qiáng)化其抗性，使直鏈淀粉-脂肪酸復(fù)合物的消化率顯著降低。Zhu Zhijie等研究發(fā)現(xiàn)，大豆分離蛋白水解物（SPIH）通過氫鍵優(yōu)先結(jié)合淀粉末端區(qū)域，可顯著提升3 種天然淀粉（小麥、馬鈴薯、豌豆）中的RS含量，增幅分別為39.71%、125.66%和37.83%。其中，馬鈴薯淀粉（B型高結(jié)晶度）因SPIH誘導(dǎo)產(chǎn)生更強(qiáng)的有序氫鍵網(wǎng)絡(luò)和水分競爭效應(yīng)，馬鈴薯淀粉（B型高結(jié)晶度）因SPIH誘導(dǎo)產(chǎn)生更強(qiáng)的有序氫鍵網(wǎng)絡(luò)和水分競爭效應(yīng)，抗酶解效率提升最顯著。分子動力學(xué)與實驗表明，SPIH可通過降低淀粉-水相互作用及淀粉酶催化效率，強(qiáng)化淀粉晶體結(jié)構(gòu)的抗消化屏障，結(jié)果可為定向調(diào)控晶型依賴性RS的低GI食品開發(fā)提供理論依據(jù)。

1.3 不同類型RS的晶體尺度結(jié)構(gòu)特性

在本文所闡述的RS多尺度結(jié)構(gòu)體系中，基質(zhì)維度是連接分子特性與宏觀功能的核心樞紐，其通過整合淀粉顆粒內(nèi)無序區(qū)域、外部環(huán)境物質(zhì)及加工誘導(dǎo)的結(jié)構(gòu)變化，構(gòu)建起物理屏障與化學(xué)作用協(xié)同的復(fù)合抗消化體系。

從結(jié)構(gòu)組成來看，基質(zhì)涵蓋淀粉顆粒內(nèi)的無定形非晶區(qū)及顆粒外的復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)。非晶區(qū)由排列松散的直鏈/支鏈淀粉分子構(gòu)成，為晶體結(jié)構(gòu)提供物理支撐；而外部介質(zhì)包含水分、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、膳食纖維等成分，與淀粉分子形成動態(tài)互作網(wǎng)絡(luò)。例如，RS3型抗性淀粉與纖維素通過氫鍵和范德華力交織形成三維網(wǎng)絡(luò)，這種由多分子互作構(gòu)建的物理屏障，不僅直接阻礙淀粉酶的滲透，還能通過吸附膽汁酸改變腸道微環(huán)境，間接調(diào)控酶促反應(yīng)效率。

在抗消化機(jī)制層面，基質(zhì)維度呈現(xiàn)物理阻隔與化學(xué)修飾的雙重調(diào)控。物理層面，加工手段可顯著重塑基質(zhì)結(jié)構(gòu)：超聲波處理通過空化效應(yīng)使蕎麥RS表面孔隙率降低60%，形成致密保護(hù)層；凍融循環(huán)利用冰晶生長誘導(dǎo)基質(zhì)網(wǎng)絡(luò)重組，將持油性提升1.8 倍，可有效延緩酶與淀粉的接觸進(jìn)程?；瘜W(xué)層面，基質(zhì)內(nèi)的分子相互作用可進(jìn)一步強(qiáng)化抗消化性能：RS5型淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物中，脂質(zhì)烷基鏈的疏水作用在淀粉表面形成分子級屏障，經(jīng)3 h酸水解后，殘余率仍維持在65%～72%之間；相較于未改性淀粉和RS2型高直鏈玉米淀粉，RS4通過羥基丙基化磷酸二淀粉的化學(xué)修飾可顯著增強(qiáng)抗消化特性，降低餐后葡萄糖依賴性促胰島素肽（GIP）的分泌，并提升肝臟脂肪酸氧化能力。機(jī)制上，RS4的化學(xué)交聯(lián)結(jié)構(gòu)可延緩酶解過程，減少腸道GIP釋放，進(jìn)而促進(jìn)脂肪分解代謝和能量消耗。交聯(lián)反應(yīng)通過調(diào)節(jié)交聯(lián)度改變基質(zhì)性質(zhì)。Ma Mengting等通過三偏磷酸鈉（STMP）交聯(lián)構(gòu)建玉米淀粉抗消化體系，揭示了交聯(lián)度與基質(zhì)性質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系。高交聯(lián)度使磷含量提升，形成了致密磷酸酯網(wǎng)絡(luò)，表面和通道脂質(zhì)與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)形成疏水-共價協(xié)同體系，通過調(diào)控tan

值增強(qiáng)凝膠彈性，使酶解速率常數(shù)下降。

相較于分子維度（聚焦單鏈或雙鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)）與晶體維度（關(guān)注有序排列的結(jié)晶態(tài)），基質(zhì)維度的獨(dú)特性在于其多組分、動態(tài)性和環(huán)境響應(yīng)性。它既包含分子改性的結(jié)果（如化學(xué)修飾的淀粉鏈），又涉及這些分子在非晶態(tài)下的組裝行為，以及與蛋白質(zhì)、多酚等其他成分的協(xié)同作用。同時，基質(zhì)結(jié)構(gòu)對加工條件高度敏感，不同處理方式（擠壓、發(fā)酵、超聲等）可顯著改變其孔隙率、交聯(lián)密度和水分分布，進(jìn)而影響RS在腸道中的消化特性。因此，基質(zhì)維度是RS實現(xiàn)抗消化功能的關(guān)鍵執(zhí)行者，也是未來開發(fā)功能性食品的重要調(diào)控靶點(diǎn)。

02

RS對T2DM的代謝調(diào)控機(jī)制

2.1 RS的糖代謝調(diào)控機(jī)制

2.1.1 RS延緩葡萄糖吸收與改善餐后血糖應(yīng)答

RS在小腸中不被

-淀粉酶分解，直接進(jìn)入結(jié)腸發(fā)酵，生成SCFAs，這一特性使得含有RS的食物具有較低的血糖生成指數(shù)（GI），從而能夠延緩葡萄糖的吸收速度，有效減少餐后血糖水平的波動。例如，馬鈴薯RS通過調(diào)節(jié)腸道菌群和SCFAs的產(chǎn)生，改善T2DM小鼠的葡萄糖吸收。米飯冷卻后由于淀粉中所含的直鏈淀粉經(jīng)加熱冷卻后，形成難以被消化酶接近的晶體結(jié)構(gòu)，會轉(zhuǎn)化成不易被消化、吸收的RS，導(dǎo)致RS含量顯著增加，富含直鏈淀粉的食物因RS含量增加，從而延緩葡萄糖的吸收速度，減少餐后血糖波動。葛根RS可通過抑制

-葡萄糖苷酶活性，減少腸道葡萄糖吸收，顯著降低空腹血糖水平。高直鏈玉米RS也被證實可通過降低餐后血糖峰值改善胰島素抵抗。此外，Meta分析顯示，RS干預(yù)可顯著降低T2DM患者的空腹血糖和餐后血糖水平（

P

＜0.05），且對糖化血紅蛋白的改善作用具有劑量依賴性。研究證實RS干預(yù)不僅可降低空腹血糖水平，同時可提升胰腺 β 細(xì)胞功能密度及胰島素儲備，這種血糖改善效應(yīng)可能通過調(diào)控母體糖代謝，進(jìn)而優(yōu)化宮內(nèi)微環(huán)境實現(xiàn)，為妊娠期糖代謝異常的營養(yǎng)干預(yù)提供了新依據(jù)。

2.1.2 RS通過結(jié)腸發(fā)酵產(chǎn)生SCFAs介導(dǎo)肝糖輸出

RS在結(jié)腸中被微生物發(fā)酵生成SCFAs，如丁酸、丙酸、乙酸等。其中丁酸可通過激活A(yù)MP活化蛋白激酶（AMPK）通路抑制肝臟糖異生，減少肝糖輸出，即減緩肝臟通過糖原分解和糖異生途徑向血液循環(huán)釋放葡萄糖的過程，這是維持空腹血糖穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵機(jī)制。在胰島素抵抗?fàn)顟B(tài)下，肝臟釋放葡萄糖糖輸出異常增加（T2DM患者可升高20%～30%），可能導(dǎo)致空腹高血糖。研究顯示，RS5（淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物）可顯著提高T2DM大鼠模型的丁酸水平，并通過磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶（PI3K/Akt）信號通路增強(qiáng)胰島素敏感性；丙酸可通過抑制肝臟糖異生關(guān)鍵酶（如磷酸烯醇式丙酮酸碳羧化酶（PEPCK））的表達(dá)，進(jìn)一步調(diào)控血糖穩(wěn)態(tài)。值得注意的是，RS對肝糖代謝的調(diào)控可能獨(dú)立于腸道菌群，其直接通過改變膽汁酸代謝和脂肪組織能量消耗發(fā)揮作用。

2.1.3 RS激活腸道激素分泌

SCFAs通過刺激腸道L細(xì)胞分泌胰高血糖素樣肽-1（GLP-1）和肽YY（PYY），抑制食欲并促進(jìn)胰島素分泌。例如，高直鏈玉米RS2可顯著增加嚙齒類動物血清中GLP-1和PYY的濃度，改善胰島素抵抗。馬鈴薯RS3干預(yù)后，腸道菌群產(chǎn)生的丁酸可進(jìn)一步激活G蛋白偶聯(lián)受體（GPR）41/43，從而增強(qiáng)腸道激素的釋放。臨床研究揭示，RS干預(yù)可提高T2DM患者餐后GLP-1水平，改善血糖控制。此外，蕉芋RS3與二甲雙胍聯(lián)用可協(xié)同增強(qiáng)腸道激素分泌，且對血脂異常的改善效果優(yōu)于單一藥物干預(yù)。RS通過胰島素受體底物（IRS）-1/PI3K/Akt/葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體4信號軸改善胰島素抵抗的機(jī)制已得到動物實驗證實。高RS飲食可上調(diào)肝臟IRS3、p-PI3K和p-Akt蛋白表達(dá)，激活糖原合成酶。研究表明，RS對胰島素敏感性的調(diào)節(jié)存在劑量效應(yīng)和種屬差異。Zhou等發(fā)現(xiàn)RS2干預(yù)可顯著提高大鼠血清GLP-1水平，而Souza da Silva等在研究發(fā)現(xiàn)，在高脂/STZ誘導(dǎo)的胰島素抵抗豬模型中，補(bǔ)充RS可導(dǎo)致GLP-1下降，但胰島素敏感性改善，提示RS可能通過減少營養(yǎng)吸收和改變能量分配發(fā)揮代償調(diào)節(jié)作用。RS對T2DM代謝調(diào)控機(jī)制如圖1所示。

2.2 RS的糖代謝調(diào)控機(jī)制

2.2.1 RS對特定菌群的增殖作用

腸道微生物群作為人體“第二基因組”，其組成和功能異常與T2DM的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。而RS可以通過選擇性促進(jìn)特定菌群如雙歧桿菌、乳酸菌和枯草芽孢桿菌等益生菌的增殖，優(yōu)化腸道菌群結(jié)構(gòu)。例如，馬鈴薯RS3可顯著改變腸道菌群結(jié)構(gòu)，具體表現(xiàn)為厚壁菌門和疣微菌門的相對豐度明顯提升，而擬桿菌門、變形菌門、脫硫桿菌門和放線桿菌門的相對豐度呈現(xiàn)下降趨勢。葛根RS則通過增加擬桿菌屬和減少乳桿菌屬的豐度改善腸道菌群多樣性。高直鏈玉米RS2可顯著富集產(chǎn)丁酸的羅斯氏菌屬（

Roseburia

）和普氏菌屬（

Prevotella

）。薏苡仁RS可通過降低紫單胞菌科和梭菌科豐度、增加丁酸弧菌屬，進(jìn)一步優(yōu)化腸道微生態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，RS對菌群多樣性的調(diào)控存在結(jié)構(gòu)異質(zhì)性，RSc-2（20% RS2、80%米粉和0.15%羧甲基纖維素）和RSc-4（25% RS4、75%米粉和0.15%羧甲基纖維素）在24 h時的益生元指數(shù)（prebiotics index，PI）分別為對照組（100%米粉）的3.8 倍和2.8 倍，可顯著促進(jìn)雙歧桿菌增殖；48 h時，RSc-2組雙歧桿菌豐度（44.12±0.09）高于RSc-4組（42.74±0.17）和對照組（39.54±0.01）。RS2（顆粒狀高直鏈淀粉）因結(jié)構(gòu)致密可抗上消化道酶解，更易被雙歧桿菌利用；RS4（磷酸基團(tuán)交聯(lián)）則依賴產(chǎn)酸菌的協(xié)同代謝。兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致結(jié)腸菌群酶活性分化（如

-淀粉酶與磷酸酯酶活性差異），驅(qū)動菌群競爭性代謝與動態(tài)失衡。臨床研究證實，RS干預(yù)可恢復(fù)T2DM患者腸道菌群多樣性，提高普氏糞桿菌（

Faecalibacterium prausnitzii

）等丁酸鹽產(chǎn)生菌比例，降低變形菌門豐度。值得關(guān)注的是，阿克曼氏菌屬（

Akkermansia

）作為黏蛋白降解菌，其豐度與腸道屏障功能和葡萄糖耐量呈負(fù)相關(guān)，成為代謝調(diào)節(jié)的重要靶點(diǎn)。

2.2.2 菌群代謝產(chǎn)物與胰島素敏感性的關(guān)聯(lián)

RS作為結(jié)腸微生物發(fā)酵的關(guān)鍵底物，其代謝過程由腸道共生菌群主導(dǎo)完成。這一發(fā)酵過程可分為兩個階段：首先，微生物分泌的淀粉酶將RS分解為葡萄糖等單糖；隨后通過磷酸戊糖途徑和糖酵解途徑進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，最終生成揮發(fā)性脂肪酸——主要包括乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽。丁酸不僅是能量底物，還可通過激活GPR41/43調(diào)控糖脂代謝基因表達(dá)，增強(qiáng)胰島素信號通路（如PI3K/Akt）活性。研究證實，RS5干預(yù)的T2DM大鼠腸道中丁酸水平升高，與胰島素敏感性改善呈正相關(guān)。此外，RS3通過增加鼠糞桿菌（

Faecalibaculum rodentium

）和嗜黏蛋白阿克曼菌（

Akkermansia muciniphila

）的豐度，促進(jìn)丁酸生成，緩解系統(tǒng)性炎癥；丁酸還可通過抑制組蛋白去乙酰化酶增強(qiáng)IRS的磷酸化效率。

2.2.3 腸道屏障功能改善與系統(tǒng)性炎癥緩解

炎癥在T2DM的發(fā)展過程中扮演著關(guān)鍵角色。促炎性細(xì)胞因子，如IL-6、TNF-α和高敏C反應(yīng)蛋白（hs-CRP），在β細(xì)胞功能障礙和胰島素抵抗中發(fā)揮重要作用。此外，炎癥還與T2DM相關(guān)的其他代謝異常密切相關(guān)，包括脂質(zhì)代謝紊亂和氧化應(yīng)激的增加，這些因素共同促進(jìn)了糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。RS通過增加緊密連接蛋白（如Occludin）表達(dá)減少腸道通透性，抑制LPS易位，從而降低系統(tǒng)性炎癥因子（如TNF-α、IL-6）水平。例如，PRS3干預(yù)可顯著抑制T2DM小鼠肝臟和胰腺中的炎癥因子表達(dá)。食用富含直鏈淀粉（高直鏈玉米RS2）的飲食可減輕氧化應(yīng)激和炎癥。此外，RS4可通過減少促炎菌（如脫硫弧菌屬）的豐度、抑制核因子（nuclear factor，NF）-κB通路激活，改善慢性低度炎癥；Meta分析表明，RS干預(yù)可顯著降低T2DM患者血清TNF-α水平（

P

＜0.05），但對IL-6的調(diào)控效果存在爭議。

2.3 RS的脂代謝調(diào)控機(jī)制

2.3.1 RS調(diào)控肝臟脂質(zhì)沉積

RS可通過激活A(yù)MPK通路抑制肝臟脂質(zhì)合成（如乙酰輔酶A羧化酶、脂肪酸合成酶活性降低），同時上調(diào)PPARγ促進(jìn)脂肪酸氧化，減少肝臟甘油三酯積累。例如，蓮子抗性淀粉（LRS）干預(yù)可通過調(diào)節(jié)小腸菌群結(jié)構(gòu)，降低與脂質(zhì)沉積相關(guān)的菌屬豐度，促進(jìn)膽汁酸代謝，特別是提高次級膽汁酸水平，從而改善高脂血癥大鼠的血脂譜，抑制肝臟脂質(zhì)沉積，揭示LRS可能通過膽汁酸-菌群軸調(diào)控脂質(zhì)代謝。RS5可通過抑制肝臟脂質(zhì)合成基因（如

SREBP-1c

）減少脂質(zhì)沉積。膽汁酸作為肝臟中膽固醇代謝的終產(chǎn)物，在脂肪乳化與吸收過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。大部分膽汁酸在小腸完成脂肪乳化后，于末端回腸被主動重吸收進(jìn)入肝腸循環(huán)。RS的存在提供了另一種代謝路徑：RS能夠在大腸中捕獲膽汁酸，阻礙其重吸收過程，促使膽汁酸隨糞便排出體外。這一機(jī)制打破了膽汁酸的正常循環(huán)，迫使肝臟消耗更多膽固醇合成新的膽汁酸，進(jìn)而實現(xiàn)血液膽固醇水平的降低。以豌豆RS3為例，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)賦予了其高效結(jié)合膽汁酸的能力。豌豆RS3憑借雙螺旋結(jié)構(gòu)形成疏水空腔，該空腔與膽汁酸（如膽酸）之間通過范德華力和氫鍵實現(xiàn)特異性結(jié)合，從而降低膽固醇水平，改善肝臟脂質(zhì)代謝。此外，經(jīng)過磷酸化修飾的RS4因帶有電荷，能夠通過靜電作用進(jìn)一步增強(qiáng)與膽汁酸的結(jié)合穩(wěn)定性。RS通過物理吸附和菌群調(diào)控雙重機(jī)制影響膽汁酸代謝。體外實驗顯示，RS表面粗糙度和雙螺旋等結(jié)構(gòu)特性決定其膽汁酸結(jié)合能力。高RS含量的飲食可促進(jìn)膽固醇分解。腸道菌群通過膽汁酸水解酶將結(jié)合型膽汁酸轉(zhuǎn)化為次級膽汁酸，如脫氧膽酸和石膽酸，激活TGR5促進(jìn)GLP-1分泌。Bang等發(fā)現(xiàn)RS2干預(yù)可顯著增加阿克曼菌豐度，降低?；悄懰?、鼠膽酸等初級膽汁酸水平，同時促進(jìn)次級膽汁酸代謝；這種膽汁酸譜改變可能通過FXR信號通路調(diào)節(jié)肝糖異生和脂肪生成。臨床研究表明，RS干預(yù)可顯著降低T2DM患者總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平（

P

＜0.05），其機(jī)制與膽汁酸的代謝調(diào)控作用密切相關(guān)：膽汁酸作為脂質(zhì)、葡萄糖代謝及能量消耗的代謝整合者，通過激活FXR通路，一方面抑制肝臟脂肪酸與甘油三酯的生物合成，另一方面通過FXRPPARα軸促進(jìn)脂肪酸氧化，從而減少甘油三酯的生成。更重要的是，F(xiàn)XR的激活可上調(diào)脂蛋白脂肪酶活性，加速血漿甘油三酯的水解，進(jìn)而降低膽固醇及LDL-C水平，并抑制肝臟糖異生。但RS對高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）的影響存在異質(zhì)性。表現(xiàn)不同人群在攝入RS后，HDL-C水平的變化不一致，部分研究發(fā)現(xiàn)RS能顯著升高HDL-C（可能通過改善腸道菌群和減少炎癥）；也有研究顯示，HDL-C水平在干預(yù)后無顯著變化，甚至輕微下降（可能與替代其他碳水化合物的能量攝入有關(guān)）。RS對HDL-C影響的異質(zhì)性說明其效果受多種因素調(diào)控。RS對HDL-C的作用需結(jié)合個體健康狀況和整體飲食模式等評估。

2.3.2 RS誘導(dǎo)脂肪組織褐化與能量代謝重編程

RS可誘導(dǎo)白色脂肪組織褐變，增加線粒體生成和解偶聯(lián)蛋白1表達(dá)，促進(jìn)能量消耗。研究表明，高直鏈玉米RS2可通過腸道菌群-丁酸軸激活脂肪褐化，減少內(nèi)臟脂肪堆積。此外，RS5可通過調(diào)節(jié)PI3K/Akt通路增強(qiáng)脂肪組織胰島素敏感性，改善能量代謝。木薯RS4可通過增加產(chǎn)熱基因（如

PGC-1α

）表達(dá)，促進(jìn)脂肪組織能量消耗。

RS的多尺度結(jié)構(gòu)特性在T2DM代謝調(diào)控中發(fā)揮核心作用。其化學(xué)結(jié)構(gòu)（如直鏈淀粉含量、磷酸基團(tuán)交聯(lián)）和物理特性（如顆粒大小、表面粗糙度）決定了其抗消化性，使其在小腸中不被分解，直接進(jìn)入結(jié)腸發(fā)酵，生成SCFAs。這些SCFAs通過激活A(yù)MPK、PI3K/Akt等信號通路，調(diào)控肝糖異生、脂肪酸氧化和胰島素敏感性。RS的結(jié)構(gòu)異質(zhì)性（如RS2的B型晶體與RS4的磷酸交聯(lián)修飾）通過改變酶解抗性、發(fā)酵動力學(xué)及底物選擇性，定向富集瘤胃球菌（RS2）或雙歧桿菌（RS4），優(yōu)化菌群結(jié)構(gòu)并增強(qiáng)短鏈脂肪酸生成，從而改善腸道屏障和系統(tǒng)性炎癥。此外，RS的物理特性（如雙螺旋結(jié)構(gòu)）可增強(qiáng)其與膽汁酸的結(jié)合能力，促進(jìn)次級膽汁酸生成，進(jìn)一步調(diào)控脂質(zhì)代謝。因此，RS的多尺度結(jié)構(gòu)特性可通過調(diào)控糖脂代謝、改善胰島素抵抗和優(yōu)化腸道微環(huán)境，成為其代謝調(diào)控功能的核心驅(qū)動力。不同RS對T2DM及其相關(guān)癥狀的影響如表2所示。

盡管現(xiàn)有研究揭示了RS對T2DM多維調(diào)節(jié)機(jī)制，仍需解決以下關(guān)鍵問題：1）RS類型和劑量效應(yīng)的系統(tǒng)比較；2）菌群-SCFAs-宿主代謝軸的因果驗證；3）個體化干預(yù)策略的開發(fā)（基于基線菌群特征）；4）長期干預(yù)的安全性和依從性評估。未來研究應(yīng)結(jié)合多組學(xué)技術(shù)和人工腸道模型，解析RS-菌群互作的空間異質(zhì)性，開發(fā)精準(zhǔn)營養(yǎng)干預(yù)方案。

03

RS在T2DM營養(yǎng)干預(yù)中的創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)進(jìn)展

隨著全球糖尿病患病率持續(xù)上升，開發(fā)安全、高效的營養(yǎng)干預(yù)技術(shù)成為研究焦點(diǎn)。RS因其抗消化性、生物相容性及可加工性，在遞送系統(tǒng)構(gòu)建與功能食品開發(fā)中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢。近年來，研究者通過微膠囊技術(shù)、藥物控釋系統(tǒng)及食品加工技術(shù)創(chuàng)新，顯著提升了RS在糖尿病干預(yù)中的應(yīng)用潛力。以下將系統(tǒng)綜述RS在靶向遞送體系設(shè)計、緩釋載體開發(fā)及膳食干預(yù)策略中的最新進(jìn)展，重點(diǎn)探討其通過物理屏障構(gòu)建、釋放動力學(xué)調(diào)控及食品基質(zhì)改良實現(xiàn)功能優(yōu)化的技術(shù)路徑，并針對遞送系統(tǒng)穩(wěn)定性、臨床轉(zhuǎn)化瓶頸等關(guān)鍵問題提出未來研究方向，為糖尿病營養(yǎng)干預(yù)技術(shù)的革新提供理論支持。

3.1 基于RS的營養(yǎng)素遞送體系構(gòu)建

RS憑借其抗消化性、生物相容性及良好的加工性能，成為構(gòu)建靶向遞送體系的理想材料。微膠囊技術(shù)通過噴霧干燥、乳化交聯(lián)及擠壓法將RS與益生菌、胰島素等活性成分結(jié)合，顯著提升了功能物質(zhì)的結(jié)腸靶向性。研究表明，RS基微膠囊可抵抗胃酸侵蝕，在腸道pH值環(huán)境下實現(xiàn)精準(zhǔn)釋放。Snelson等采用噴霧冷凍干燥法制備的RS-益生菌微膠囊使菌體存活率提升，而Situ等開發(fā)的RS-糖蛋白復(fù)合載體，通過以RS作為主體材料提供抗消化性與結(jié)腸靶向性，并利用糖蛋白增強(qiáng)穩(wěn)定性和生物黏附性，成功包埋胰島素，并對STZ誘導(dǎo)的T2DM大鼠具有良好的降血糖效應(yīng)，可使其血糖穩(wěn)定在正常范圍。Wang Xueyu等發(fā)現(xiàn)當(dāng)玉米RS作為壁材時，5-氨基水楊酸在結(jié)腸的釋放率增加。這種遞送特性不僅可降低胰島素等藥物的首過效應(yīng)，更為益生元或益生菌協(xié)同調(diào)控腸道菌群-宿主代謝軸提供了技術(shù)支撐。

3.2 RS在藥物控釋系統(tǒng)的創(chuàng)新應(yīng)用

高直鏈玉米淀粉因RS含量較高，成為藥物緩釋載體的研究熱點(diǎn)，可通過物理包埋、化學(xué)交聯(lián)等方式調(diào)節(jié)分子網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而調(diào)控藥物釋放動力學(xué)。Zhang Zhihua等開發(fā)的氧化高直鏈玉米淀粉凝膠在模擬消化實驗中表現(xiàn)出pH值響應(yīng)性釋放特性，其對茶多酚、

-胡蘿卜素等活性成分的保護(hù)效率較高。Ravenelle等證實交聯(lián)高直鏈玉米淀粉水凝膠可降低藥物擴(kuò)散速率降低，而王齊放等通過優(yōu)化構(gòu)建的水楊酸-直鏈淀粉包合物可提升藥物的利用率。值得關(guān)注的是，靜電紡絲技術(shù)制備的高直鏈玉米淀粉納米纖維憑借高比表面積和獨(dú)特孔隙結(jié)構(gòu)，有潛力成為生長因子遞送的新型載體，這可能為糖尿病創(chuàng)面愈合治療開辟新途徑。

3.3 RS為功能性食品開發(fā)中提供新策略

RS在食品工業(yè)中的創(chuàng)新應(yīng)用為T2DM膳食干預(yù)提供了新策略。臨床研究表明，添加RS4的面包可使餐后血糖峰值降低，其機(jī)制涉及延緩淀粉酶與淀粉分子接觸和調(diào)節(jié)GLP-1分泌。在油炸食品中，RS可通過與油脂形成V型結(jié)晶復(fù)合物，使洋蔥條吸油量減少，這對控制糖尿病患者脂質(zhì)攝入具有實際意義。更具突破性的是，RS基Pickering乳液技術(shù)中，納米淀粉顆粒在油-水界面形成的致密物理屏障可將脂質(zhì)氧化速率降低，同時通過調(diào)節(jié)乳液流變特性實現(xiàn)營養(yǎng)素的梯度釋放；這種雙重作用既保障了必需脂肪酸的緩慢吸收，又通過抗氧化效應(yīng)維持了脂代謝穩(wěn)態(tài)。針對RS的降糖特性，最新研究采用體外模擬消化-動物實驗聯(lián)用模型進(jìn)行系統(tǒng)驗證。以固原馬鈴薯淀粉為例，建立基于1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮（PMP）柱前衍生化-高效液相色譜（HPLC）法的精準(zhǔn)血糖檢測體系（準(zhǔn)確度89.7%～110.4%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差＜6.5%），結(jié)合體外消化模型與糖尿病大鼠實驗，證實了固原馬鈴薯淀粉及其淀粉制品可使餐后血糖峰值降低。該體系揭示了通過特異性淀粉篩選構(gòu)建膳食調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的可行性，為糖尿病特醫(yī)食品開發(fā)提供了基于原料特性的干預(yù)路徑。其機(jī)制可能涉及：1）RS發(fā)酵產(chǎn)物丁酸激活A(yù)MPK通路，增強(qiáng)骨骼肌葡萄糖攝?。?）調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)，使產(chǎn)丁酸菌豐度增加；3）抑制TLR4/NF-κB通路減輕胰島素抵抗。通過PMP柱前衍生-HPLC法建立的血糖監(jiān)測體系，為精準(zhǔn)評估RS干預(yù)效果提供了可靠方法學(xué)支撐。

04

結(jié) 語

本文首先從分子尺度結(jié)構(gòu)特性、晶體尺度結(jié)構(gòu)特性、基質(zhì)相結(jié)構(gòu)特性的協(xié)同作用解析了RS抗消化的多層次機(jī)制；其次闡述RS通過調(diào)控腸道菌群-代謝物-宿主互作網(wǎng)絡(luò)改善T2DM糖脂代謝和系統(tǒng)性炎癥等，同時強(qiáng)調(diào)其多尺度結(jié)構(gòu)特性在T2DM代謝調(diào)控中發(fā)揮的作用；最后聚焦RS的創(chuàng)新應(yīng)用與技術(shù)進(jìn)展，為糖尿病及其他代謝性疾病精準(zhǔn)營養(yǎng)提供新路徑。

當(dāng)前研究證實RS通過多級結(jié)構(gòu)屏障與代謝網(wǎng)絡(luò)調(diào)控，為T2DM干預(yù)提供了“從分子到宿主”的整合策略。但仍存在以下關(guān)鍵問題：1）RS不同類型（RS1～RS5）對糖脂代謝的差異化效應(yīng)機(jī)制尚未明晰；2）現(xiàn)有遞送體系在復(fù)雜食品基質(zhì)中的穩(wěn)定性需進(jìn)一步驗證；3）臨床轉(zhuǎn)化中個體化劑量效應(yīng)關(guān)系缺乏系統(tǒng)研究。未來研究應(yīng)聚焦于開發(fā)智能響應(yīng)型RS載體，結(jié)合多組學(xué)技術(shù)解析其跨器官代謝網(wǎng)絡(luò)，同時加強(qiáng)RS基功能食品的循證醫(yī)學(xué)研究，有望推動RS從基礎(chǔ)研究向臨床應(yīng)用的跨越，為代謝性疾病的精準(zhǔn)營養(yǎng)干預(yù)開辟新路徑。

作者簡介

第一作者：

雷青和 在讀本科生

合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院

1、學(xué)習(xí)經(jīng)歷：

2022年9月-至今 合肥工業(yè)大學(xué) 本科。

2、獲得榮譽(yù)：

國家獎學(xué)金（2次）

優(yōu)秀三好學(xué)生（2次）

優(yōu)秀共青團(tuán)員（2次）

2023全國大學(xué)生英語翻譯大賽國家級三等獎

2024全國大學(xué)生一帶一路英語大賽寫作賽項國家級三等獎

2024第三屆中外傳播杯全國大學(xué)生英語翻譯大賽國家級三等獎

2022安徽省第四屆大學(xué)生翻譯（筆譯）大賽優(yōu)秀獎

2024中國國際大學(xué)生創(chuàng)新大賽校銀

2025年合力挑戰(zhàn)杯大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽校一等獎

2024年挑戰(zhàn)杯大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃競賽校二等獎

通信作者：

劉鳳茹 副教授

合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院

1、學(xué)習(xí)經(jīng)歷：

2007年9月-2014年6月 江南大學(xué) 碩士、博士。

2、工作經(jīng)歷：

2017年12月-至今 合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院 副教授；

2014年12月-2017年11月合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院講師。

3、研究方向

（1）糧油食品精深加工及增值轉(zhuǎn)化；

（2）食品加工過程中組分結(jié)構(gòu)變化與品質(zhì)功能調(diào)控研究；

（3）蛋白質(zhì)資源開發(fā)與利用。

4、獲得榮譽(yù)

（1）面粉加工副產(chǎn)品小麥胚芽精深加工關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化示范，河北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎三等獎，2016年，證書號：2015JB3075-2；

（2）安徽省大學(xué)生食品設(shè)計創(chuàng)新大賽二等獎，指導(dǎo)老師，2017年，2022年；

（3）本科畢業(yè)設(shè)計（論文）優(yōu)秀指導(dǎo)教師，2019年。

引文格式：

雷青和, 劉鳳茹. 抗性淀粉多尺度結(jié)構(gòu)特性及其對2型糖尿病的代謝調(diào)控與營養(yǎng)干預(yù)[J]. 食品科學(xué), 2025, 46(21): 304-316. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250304-027.

LEI Qinghe, LIU Fengru. Multi-scale structural characteristics of resistant starch and its metabolic regulation and nutritional intervention in type 2 diabetes mellitus[J]. Food Science, 2025, 46(21): 304-316. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20250304-027.

實習(xí)編輯：李杭生；責(zé)任編輯：張睿梅。點(diǎn)擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

為匯聚全球智慧共探產(chǎn)業(yè)變革方向，搭建跨學(xué)科、跨國界的協(xié)同創(chuàng)新平臺，由北京食品科學(xué)研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監(jiān)督管理總局技術(shù)創(chuàng)新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜志社《食品科學(xué)》雜志（EI收錄）、中國食品雜志社《Food Science and Human Wellness》雜志（SCI收錄）、中國食品雜志社《Journal of Future Foods》雜志（ESCI收錄）主辦，西南大學(xué)、 重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、 重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、重慶工商大學(xué)、重慶三峽學(xué)院、西華大學(xué)、成都大學(xué)、四川旅游學(xué)院、西昌學(xué)院、北京聯(lián)合大學(xué)協(xié)辦的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創(chuàng)新國際研討會 ”， 將于2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

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