淀粉，相信大家都不陌生。從古至今淀粉都是人類和許多動(dòng)物的主要食物來源之一。

事實(shí)上，淀粉不僅是一種食物成分，可以為人體提供能量，也是一種重要的可再生資源，它的用途很廣。例如，我們?nèi)粘Ｊ褂玫男l(wèi)生紙，需要添加淀粉來增強(qiáng)其強(qiáng)度和黏結(jié)力；我們吃的藥片，需要用淀粉作為賦形劑……淀粉的應(yīng)用涉及食品、造紙、紡織、化工、醫(yī)藥、建材等30多個(gè)行業(yè)。

淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種，其中，支鏈淀粉更容易被淀粉酶分解，因此，支鏈淀粉含量比較多的食物，更容易被消化，升糖指數(shù)更高，也更容易讓人長(zhǎng)胖；相比較而言，直鏈淀粉含量高的食品，消化速度較慢，對(duì)血糖的影響就沒那么大。當(dāng)然，淀粉作為一種葡萄糖的聚合物，其聚合度、環(huán)化結(jié)構(gòu)、分子片層結(jié)構(gòu)都與消化速度有關(guān)。為了調(diào)控淀粉在人體內(nèi)的消化速度，江南大學(xué)顧正彪教授團(tuán)隊(duì)通過開發(fā)淀粉結(jié)構(gòu)修飾專用酶，對(duì)淀粉分支進(jìn)行改性，首創(chuàng)短簇狀及環(huán)化狀、分子空間位阻增強(qiáng)的高支化淀粉，創(chuàng)制出不同消化性能的淀粉產(chǎn)品，滿足不同人群需求。通過淀粉結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了淀粉基功能因子緩控釋載體，它可以將功能因子包埋，使功能因子在消化道內(nèi)具有一定的緩控釋性，從而提高其生物利用率。

“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定功能”，正因?yàn)榈矸鄣墓δ苋绱硕鄻樱晕覀兿Ｍ矸劬哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)，以達(dá)到滿意的使用效果。顧正彪教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于淀粉資源挖掘與利用的研究，在淀粉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、淀粉結(jié)構(gòu)修飾機(jī)理、淀粉修飾用酶開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面取得了多項(xiàng)標(biāo)志性成果。由該團(tuán)隊(duì)完成的科研項(xiàng)目“淀粉結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)及其產(chǎn)品創(chuàng)制”獲得了2019年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

淀粉的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成果不僅應(yīng)用于食品領(lǐng)域，該團(tuán)隊(duì)發(fā)明的多種新型淀粉產(chǎn)品在膠黏劑、洗護(hù)用品等工業(yè)領(lǐng)域都得到了推廣和應(yīng)用。

現(xiàn)有的淀粉基木材膠黏劑不適用于熱壓加工，且粘接性低、耐水性差，團(tuán)隊(duì)通過淀粉結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，創(chuàng)制出熱固性淀粉膠黏劑，解決了產(chǎn)業(yè)中的實(shí)際問題；針對(duì)傳統(tǒng)膠黏劑中含有大量危害健康的游離甲醛，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出“內(nèi)外共聚+乳液聚合+助劑組合”新工藝，制備出性能優(yōu)且環(huán)境友好的淀粉基膠黏劑，解決了高淀粉比例（淀粉比例在70%以上）膠黏劑產(chǎn)品干強(qiáng)度、濕強(qiáng)度和貯存穩(wěn)定性差的三大難題。

為實(shí)現(xiàn)淀粉糖綠色低碳制造，團(tuán)隊(duì)提出復(fù)合酶輔助和梯度升溫技術(shù)，突破了高濃度玉米淀粉生物酶法液化、糖化過程中的技術(shù)瓶頸，使得淀粉糖生產(chǎn)時(shí)淀粉乳初始濃度從32%左右提高到40%以上，水耗和能耗分別降低15%和10%以上，同時(shí)利用膜耦聯(lián)等在線現(xiàn)代分離技術(shù)，使產(chǎn)物復(fù)合反應(yīng)降低了70%，達(dá)到了節(jié)能降耗、提高產(chǎn)品純度的效果，實(shí)現(xiàn)了淀粉基糖品的定向合成與綠色低碳制造。

文：顧淼飛 上海科學(xué)技術(shù)出版社《科學(xué)畫報(bào)》副編審

把關(guān)專家：祝葉華 《科技導(dǎo)報(bào)》副編審、清華大學(xué)博士

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來源: 科普中國-重大科技成果解讀

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