Structural factors that determine the amylolysis of starch–lipid complexes have remained unclear. Understanding the relationship between the structure and amylolysis of starch–lipid complexes is important for the design and preparation of complexes with predictable digestibility. In this study, the multiscale structures and amylolytic properties of complexes formed under different conditions between debranched high-amylose starch (DHAMS) and lauric, myristic, palmitic, and stearic acids were investigated. Higher complexing temperatures facilitated the formation of DHAMS–fatty acid (FA) complexes, especially the more stable type II crystallites. Longer complexing times also promoted the formation of complexes and the type II crystallites, except for DHAMS–lauric acid (LA). Molecular dynamics simulations showed that the binding free energy for the formation of DHAMS–LA complexes (10 kJ/mol) was lower than those for the other three DHAMS–FA complexes (20–50 kJ/mol), accounting for the lower stability of DHAMS–LA complexes at longer complexing times. The rate and extent of enzymatic digestion of the DHAMS–FA complexes were much lower in comparison to those of gelatinized HAMS. Correlation analyses showed that the rate and extent of enzymic digestion of DHAMS–FA complexes were mainly determined by the degree of crystallite perfection of the complexes.

The effects of complexing conditions on the formation of amylose-lipid-protein complexes and relationships between structure and digestion of amylose-lipid and amylose-lipid-protein complexes were poorly understood. The objective of this study was to investigate the effects of complexing time (0, 0.5, 2, 4 and 6 h) and temperature (60, 70, 80, 90 and 100 °C) on the structure and in vitro amylolysis of amylose-lauric acid (AM-LA) and amylose-lauric acid-β-lactoglobulin (AM-LA-βLG) complexes, and to understand the relationships between structure and in vitro digestiblity of these complexes. Longer complexing time and higher complexing temperature promoted the formation of greater amounts of the more stable type II crystallites than type I crystallites in both AM-LA and AM-LA-βLG complexes, which in turn decreased the rate and extent of the complexes digestion to a greater extent. Correlation analyses between parameters for structure and digestion kinetics showed that both the quantity of AM-LA and AM-LA-βLG complexes and the quality of their arrangement into V-type crystallites influenced their rate and extent of digestion. This study demonstrates that AM-LA and AM-LA-βLG complexes can be prepared with designed structural and functional properties tailored for various applications.

This study aimed to understand structure and functionality of starches from different Xiaozhan rice varieties grown in the same region and from the same variety grown in different regions. The amylose content varied from 15.6% to 23.2% among all rice starches, and the proportions of A, B1, B2, and B3 chains of amylopectin were in the range of 28.4%∼38.1%, 46.2%∼51.4%, 8.0%∼13.4%, and 2.5%∼12.0%, respectively. Significant differences were noted in swelling power, gelatinization, pasting, gel textural properties and in vitro enzymic digestibility of rice starches from different varieties grown at the same region and from the same variety grown in different regions. Correlation analysis results showed that amylose content and chain length distribution of amylopectin were the major determinants for the functional properties and amylolysis of starches, respectively. This study suggests that the quality of Xiaozhan rice related to starch properties was affected by the rice varieties and growing regions. The results obtained in this study are of importance for optimizing breeding strategies to produce better rice varieties.

The amylolytic susceptibility of starch–lipid complexes with different forms of crystallites has been studied extensively, but the fermentation properties of these complexes remain little understood. Hence, the in vitro fecal fermentation properties of starch–lipid complexes with VI-type and VII-type crystallites were investigated in the present study. Compared to VI-type complexes, fermentation of VII-type complexes caused more severe disruption to the crystallites and resulted in greater acid, reducing sugar, and short-chain fatty acids (SCFAs) production. Moreover, fermentation of VII-type complexes promoted a greater relative abundance of SCFAs-producing bacteria in the fecal microbiota than did VI-type complexes. Our results show that the more stable VII-type complexes are utilized more effectively than VI-type complexes, which can be attributed to the bacteria binding more readily to VII-type than to VI-type complexes. Therefore, VII-type complexes were considered to deliver better health benefits than VI-type complexes due to their greater potential for producing SCFAs and stimulating beneficial gut microbial activity in the colon.

Resistant starch (RS) has been shown to modulate intestinal microbiota in animal models in ways that could reduce the effects of dysbiosis-related diseases. However, the mechanism of how this is achieved is not understood. The present study aimed to reveal the mechanism of how RS mitigates dextran sulfate sodium (DSS)-induced colitis in mice by using a starch-lipid complex (RS type 5), with an RS type 2 from high-amylose maize starch as a comparison. Both RS5 and RS2 induced changes in the diversity and composition of the gut bacteria, leading to the alleviation of the induced colitis symptoms including decreasing the loss in body weight, disease activity index score, and colonic shortening. The levels of inflammatory cytokines were modulated and accompanied by an increase in goblet cell numbers and thickening of the intestinal mucus layer. RS5 was more effective, compared to RS2, in alleviating all of the colitis symptoms, mainly through improving the gut microflora dysbiosis and stimulating the generation of short-chain fatty acids (SCFAs). Our study shows that RS5 could effectively alleviate the symptoms of colitis, highlighting a potential use for RS5, particularly in relieving inflammatory bowel disease.