GH77家族4-α-糖基轉移酶在淀粉改性中應用的研究進展

柏玉香，范旭瑤，王 禹，金征宇,，劉博群

（1.江南大學食品學院，食品科學與技術國家重點實驗室，食品安全與營養協同創新中心，食品安全國際聯合實驗室，江蘇 無錫 214122；2.吉林大學食品科學與工程學院，吉林 長春 130062）

淀粉是高分子碳水化合物，主要由直鏈淀粉分子、支鏈淀粉分子和中間級分組成，其精細結構對于淀粉的結構及功能特性均有非常大的影響[1]，許多研究通過改變淀粉的結構來改變淀粉的理化性質。在目前的各種處理方法中，酶改性比化學改性更受青睞，因為酶改性方法提供了具有“清潔標簽”優勢的產品[2]。糖苷水解酶（glycoside hydrolase，GH）77家族的4-α-糖基轉移酶（4-α-glucotransferase，4αGT）（EC 2.4.1.25）作用于α1→4糖苷鍵。由于4αGT可以利用直鏈淀粉延長支鏈淀粉的外側鏈，因此被廣泛應用于改性淀粉來生產熱可逆淀粉凝膠，其不同的催化作用可以形成大環糊精（large ring cyclodextrin，LRCD）[3]、慢消化淀粉[4]等不同產物。除了單酶催化反應外，4αGT可以與分支酶（branching enzyme，BE）進行雙酶復配[5]，降低淀粉的水解速率，產生抗消化性更強的α-葡聚糖，4αGT還可以與淀粉蔗糖酶[6]在沒有直鏈淀粉為底物的情況下，僅利用蔗糖生產LRCD。

近年來，人們將酶改性的淀粉應用于食品方面，4αGT能夠抑制年糕在冷藏期間的回生[7]，經過4αGT改性的淀粉被包含在低脂產品的配方中賦予產品獨特乳脂質地的特性[8]，例如蛋黃醬和凝固型及攪拌型酸奶，4αGT還可以合成麥芽寡糖基蔗糖替代蔗糖減少齲齒的發生[9]，合成異麥芽低聚糖替代普通甜味劑改善腸道菌群[10]，4αGT改性淀粉可替代蔗糖、麥芽糊精和碳水化合物等作為冷凍保護劑[11]，包封姜黃素來維持姜黃素的生物穩定性[12]。雖然4αGT改性淀粉在食品中應用廣泛，但仍在改善熔化溫度和質地結構等方面面臨挑戰。本綜述圍繞GH77家族4αGT在改性淀粉中應用的研究進展，通過對現有文獻的整理總結，對4αGT的功能、淀粉的改性、在食品中的應用及挑戰等方面進行系統性論證，以期對4αGT酶法改性淀粉的研究提供參考。

1 4-α-糖基轉移酶

4αGT存在于GH13、GH57和GH77家族。GH77家族的4αGT由來源分為兩種，一種是來源于Escherichia coli等細菌中的麥芽糖淀粉酶，另一種是來源于馬鈴薯塊莖、胡蘿卜根、番茄果實等植物中的D-酶[13]，兩種來源的4αGT的氨基酸序列具有明顯的同源性。

4αGT催化4 種不同類型的反應：歧化、環化、耦合和水解反應[14]（圖1）。該酶首先催化分子間轉糖基反應，切斷葡聚糖分子中一個α1→4糖苷鍵，將一個α-葡聚糖分子向另一個α-葡聚糖分子轉移（歧化反應）；也可催化分子內轉糖基反應，即分子內部葡聚糖分子的轉移生成環糊精（cyclodextrin，CD）（環化反應）；同時該酶可催化發生環化反應的逆反應，使得CD分子環打開并將其中一個線性片段轉移到另外的糖受體上（耦合反應）；此外，新生成的還原端在一定程度上并不轉移到糖受體上，而是與水分子結合，即水解反應[15]。4αGT切斷淀粉分子中的α1→4糖苷鍵，產生的游離分子片段又可在酶的作用下通過α1→4糖苷鍵連接于淀粉分子鏈上從而實現淀粉鏈與鏈之間的重組[16]。

圖1 4αGT催化反應示意圖Fig. 1 Reactions catalyzed by 4αGT

不同4αGT的獨特作用方式取決于微生物的種類。迄今為止，已經對不同來源的4αGT進行了研究，包括Acidothermuscellulolyticus[17]、Aeribacillus pallidus[18]、Aquifex aeolicus[3]、Bifidobacterium longum[19]、Corynebacterium glutamicum[20-22]、Pyrobaculum aerophilum[23]、Synechocystis[24]、Thermotoga maritima[25]、Thermus aquaticus[26-33]、Thermus scotoductus[34]、Thermus thermophilus[35-41]。

近年來，隨著生物技術的發展，4αGT的規模化制備已成為可能，其在實際應用領域的潛力也越來越受到人們的關注。研究表明，4αGT應用于淀粉中，可以改變淀粉的分子結構、調整其鏈的長度、改善淀粉凝膠特性、促成LRCD的生成，且對淀粉主鏈具有緩慢適度降解等功能[42]，從而達到對淀粉理化特性進行優化以及提高淀粉基食品品質的目的[43,44]。

2 淀粉改性應用

2.1 淀粉凝膠

在植物中，淀粉以晶體形式儲存在緊湊的球形顆粒中[45]，并且在室溫下完全不溶于水，這些顆粒的形狀和大小取決于植物來源。在水中加熱時，淀粉顆粒吸水膨脹，使直鏈淀粉分子不斷從膨潤的淀粉顆粒中溶出，并由螺旋結構伸展成線形結構。當對淀粉溶液進一步加熱與攪拌后，保留著支鏈淀粉分子的淀粉殘存顆粒發生破裂并進入水相，這是淀粉糊化過程[46]。隨后的冷卻導致回生[47]，在淀粉糊冷卻放置過程中，直鏈淀粉和支鏈淀粉分子又會通過氫鍵等作用力發生聚集，形成淀粉凝膠（圖2）。

圖2 淀粉凝膠的形成過程示意圖[46]Fig. 2 Schematic diagram of the starch gel formation process[46]

回生的過程是不可逆的，即加熱凝膠不會導致其溶解。天然淀粉抗回生性低[48]，雖然可以形成凝膠，但缺乏加熱凝膠轉變成液體的可逆相變特性，即熱可逆性。4αGT改性淀粉凝膠很好地解決了這一難題。據報道，熱可逆淀粉凝膠形成原因可能是重組側鏈形成相對分子質量較高的支鏈淀粉簇以及缺乏長直鏈淀粉鏈[49]。通常，在4αGT處理淀粉的過程中，表觀直鏈淀粉含量降低[14]，支鏈淀粉的鏈長分布變寬[7]，得到高熱穩定性的熱可逆淀粉凝膠[8]。4αGT不僅用于改性糊化淀粉，還可用于改性未糊化的淀粉顆粒。已有研究表明，糊化的高直鏈馬鈴薯淀粉、豌豆淀粉、大米淀粉、玉米淀粉經4αGT改性形成淀粉凝膠后，相比于原天然淀粉凝膠，凝膠結構更堅硬，凝膠質地均得到改善，由連續多孔網絡轉變為定向層或纖維狀結構，脆性、剛性和彈性更大[27]。Lee等[49]得到的4αGT改性的大米淀粉凝膠在4～70 ℃展現出幾乎完美的熱可逆性。Oh等[25]研制得到的經4αGT改性的玉米淀粉顆粒比原淀粉顯示出更寬的熔融溫度范圍和更低的熔融焓，相對結晶度降低，溶解度增加，糊狀透明度有所提高。

近年來，有報道稱4αGT改性的熱可逆淀粉凝膠有望在食品工業中成為明膠替代物。明膠是食品應用中廣泛使用的水膠體[50-51]，可與水結合形成熱可逆凝膠[52]，幾乎無味且透明[53]，是膠原蛋白衍生的動物蛋白。然而，由于明膠屬于動物來源制品，因此不能用于素食或猶太食品的生產和加工[35]。改性的馬鈴薯淀粉和木薯淀粉熱可逆凝膠的凝膠強度與明膠相當[23]，Hansen等[36]在實驗中發現，相同濃度下，經4αGT改性后，高直鏈馬鈴薯淀粉凝膠的硬度約為明膠的2 倍，豌豆淀粉凝膠的硬度與明膠相當。經研究，可能的原因為支鏈淀粉側鏈延長后產生長度接近直鏈淀粉的外側鏈，促進支鏈雙螺旋的形成，而雙螺旋結構更耐熱，因此改性后的淀粉凝膠熔點增加[37]。最后通過低場氫譜核磁共振弛豫法評估凝膠特性發現支鏈淀粉的長鏈（聚合度（degree of polymerization，DP）60～80）對凝膠形成有著重要作用，且影響硬凝膠的產生[38]。

除了產生熱可逆凝膠和改善凝膠質地[54]，使用4αGT改性淀粉還可以提高淀粉凝膠的凍融穩定性[55]，降低表觀分子質量和糊化淀粉黏度，增加溶解度。Lee等[49]發現經4αGT處理后的大米淀粉凝膠的相對分子質量下降明顯，在4 次凍融循環中均保持10%的脫水收縮量，極大地提高了凍融穩定性。Lee等[34]發現無論處理變量如何，所有4αGT改性的大米淀粉凝膠均在40 ℃下開始融化。

2.2 大環糊精

LRCD是葡萄糖單元由α1→4糖苷鍵首尾相連的環狀化合物，屬于CD的一種，其DP通常在9以上[56]（圖3），可形成疏水通道，例如V型直鏈淀粉螺旋結構。與CD相比，LRCD在冷水中的溶解度和穩定性更高，而且LRCD可以通過將各種有機和無機客體分子捕獲到疏水腔中，與客體分子形成包合物，從而導致客體分子的溶解度、穩定性和生物學特性發生變化[57]。LRCD在各種工業中有著多種潛在應用，在食品工業的應用中改善食品和飲料產品的質地、口感、風味、味道以及適口性[56]；在紡織印染中用于染色可提高染色效果，增加顏色的牢固度[58]；在制藥工業具有穩定和溶解大的不溶或不穩定藥物分子的高潛力，如與乙酸維生素E形成絡合物以提高溶解度[21]；在生物技術中作為蛋白質伴侶的人工伴侶添加到商業性蛋白質復性試劑盒中[59]，即將LRCD分子中摻入清潔劑，這種洗滌劑可防止變性酶的聚集，并適當促進蛋白質復性；LRCD還可以用作基因遞送系統中的生物材料[32]。通常，商業馬鈴薯直鏈淀粉被認為是生產LRCD的最佳底物，然而，由于其制備困難、費時且價格昂貴，LRCD的大量生產和廣泛應用受到極大束縛，同時，不同DP的LRCD的商業規模選擇性生產也限制了其工業實用性[60]。

圖3 部分LRCD環狀結構模式圖[56]Fig. 3 Part of large ring cyclodextrin ring structures diagram[56]

為了擺脫LRCD在工業應用中的限制，人們嘗試利用4αGT的分子內轉糖基化活性，通過環化反應改性淀粉產生LRCD，以降低LRCD生產成本并生產專門針對性的新型淀粉材料。各項研究表明，影響LRCD產量和DP的因素有4 個。1）底物的類型。以淀粉為底物時，直鏈淀粉含量越高[29]，支鏈淀粉長支鏈越長，LRCD產量越大，表明4αGT優先使用長鏈的無支鏈葡萄糖聚合物生產LRCD[39]。Kuttiyawong等[21]發現經4αGT改性的未加工木薯淀粉比可溶性木薯淀粉作底物產生的LRCD更多。但使用含直鏈淀粉和高度分支的支鏈淀粉的完整淀粉聚合物作為底物會導致LRCD產量下降[31]，且沒有支鏈淀粉脫支的LRCD產量僅為脫支支鏈淀粉的一半[32]，因此，對天然淀粉進行脫支預處理可能是一種有效提高LRCD產量的方法。以麥芽低聚糖為底物時，4αGT最小供體是麥芽糖，最小受體是葡萄糖，最小轉移單位是葡萄糖。以蔗糖為底物時，Kim等[6]聯合4αGT與淀粉蔗糖酶一鍋法合成LRCD。2）酶的種類。根據產生4αGT的微生物種類，可以生成不同聚合度的LRCD，如來源Thermus aquaticus的4αGT處理淀粉易產生DP 5的環狀葡聚糖，來自Aquifex aeolicus和Synechocystis的4αGT分別產生最小為DP 16和DP 22的LRCD等[24]。4αGT與其他酶聯合作用提高LRCD產量，Chu等[31]依次用異淀粉酶和4αGT對甘薯淀粉進行處理，得到LRCD產量為48.56%，與高直鏈淀粉的產量相當。3）有機溶劑。4αGT在二甲基亞砜體系中反應產生LRCD，相比于水體系的產量更大[22,30]。4）反應時間。隨著反應時間的延長，較小環狀分子通過耦合反應（形成較大線性分子）和環化反應（形成較大LRCD分子）形成更大的環狀分子，較小的LRCD分子減少，較大LRCD分子成為主要成分，LRCD產量下降。

2.3 慢消化淀粉

在人類營養學中，根據淀粉消化的速率和程度，用體外分析方法將其定量為3 個連續的組分[61]：在20 min內消化的淀粉組分為快速消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS），在20～120 min之間消化的淀粉組分為緩慢消化的淀粉（slowly digestible starch，SDS），其余不會再消化的組分為抗性淀粉（resistant starch，RS）。SDS在經過小腸時被緩慢消化，導致葡萄糖緩慢而長時間地釋放到血流中，即低血糖反應，有助于控制和預防高血糖相關疾病[62]。在熱加工碳水化合物產品中SDS含量較少，因此通過提高SDS含量來改善食品質量已成為工業界和學術界研究人員關注的領域。

4αGT可以形成具有緩慢消化和抗性特性的新型支鏈淀粉簇，降低淀粉消化速率[63]，增強淀粉慢消化性能。在4αGT改性淀粉的過程中，直鏈淀粉含量降低，淀粉分子質量降低，會有長側鏈支鏈淀粉、中等相對分子質量的支鏈淀粉、LRCD、低聚糖以及單糖等多種組分產生，這些復雜的組分對淀粉的消化特性作用不一，而支鏈淀粉的回生有利于淀粉慢消化特性的形成[4]。因此，在4αGT改性的不同階段，改性淀粉的消化特性有較大的差異。Jiang Huan等[17]用4αGT改性玉米淀粉，其SDS和RS含量增加。曹旭等[44]選用較高濃度的4αGT在較短的時間改性大米淀粉，可以得到較高含量的SDS；隨著改性時間的延長，淀粉中SDS質量分數明顯降低，而且4αGT濃度越高，其下降得越快。

3 4αGT與其他酶在淀粉改性中的作用

4αGT在淀粉改性方面的研究主要集中于對淀粉凝膠結構和物理化學性質的影響，而對淀粉消化性能的影響報道尚不多見。在4αGT改性淀粉生產LRCD時，類似直鏈淀粉的α-1,4-葡聚糖雖然是LRCD的有利底物，但其存在溶解性低的問題，需要額外的增溶過程[20]。因此，為打破4αGT在單獨改性淀粉時產生的淀粉消化速率問題和LRCD底物不溶等局限性，人們嘗試將4αGT與其他酶進行協同作用以發生復合反應達到理想效果。

3.1 分支酶

BE（EC 2.4.1.18）是淀粉或糖原生物合成中的關鍵酶之一，其催化反應遵循α-保留型的雙置換機制，先水解供體淀粉鏈上的某一α1→4糖苷鍵，產生具有還原性末端的鏈段，繼而將該鏈段轉移至受體糖鏈上的葡萄糖單元的C6位置形成α1→6分支點[64-65]。它能催化3 類反應：鏈間支化、鏈內環化和鏈內支化，BE反應時，若供體鏈與受體鏈為同一條糖苷鏈，則為鏈內轉移。若供體鏈與受體鏈為不同的糖苷鏈，則為鏈間轉移。若淀粉分支酶水解所得鏈段自身進行環化作用，則為鏈內環化[66]。BE通過作用于淀粉的遠程結構（即淀粉的結晶區）使得淀粉的結晶區被破壞，分子質量減小[67]。

淀粉中的α1→6糖苷鍵比α1→4糖苷鍵的水解速率低[68]，BE通過增加α1→6糖苷鍵的數量使支鏈淀粉鏈長變短，增加淀粉溶解度并減少回生沉淀[64]，4αGT對淀粉改性可增加產品的耐降解性。當二者進行雙酶催化反應時（圖4），多糖分支增加，與天然淀粉相比，增加和重新定位的α1→6糖苷鍵具有空間位阻作用，從而抑制水解消化速率。值得關注的是，雙酶的添加順序影響產物的結構，Hansen等[36]在糊化的豌豆淀粉中依次加入4αGT和BE，獲得了具有較短支鏈的改性淀粉。Sorndech等[69]按照BE→4αGT→BE的順序對木薯淀粉改性，產生具有致密支鏈、低消化率的潛在新型可溶性α-葡聚糖，他們對蠟質玉米淀粉與直鏈淀粉也進行相同的改性實驗，結果表明，與單獨使用BE相比，以BE→4αGT→BE進行的酶反應可以生產出抗消化性更強的α-葡聚糖產品[5]。

圖4 4αGT和BE催化產生改性淀粉的示意圖Fig. 4 Schematic diagram of 4αGT and branching enzyme catalyzed to obtain modified starch

3.2 淀粉蔗糖酶

淀粉蔗糖酶（amylosucrase，AS）（EC 2.4.1.4）是利用蔗糖的葡糖基轉移酶，催化類似直鏈淀粉聚合物的α-1,4-葡聚糖的合成以及多種外源受體的轉糖基反應。在以蔗糖為唯一底物時，AS催化3 種酶促反應：聚合、異構化和水解反應。可催化聚合反應是AS的獨特特征，合成僅由α1→4糖苷鍵連接的α-葡聚糖，不需要任何引物或核苷酸活化的糖（如ADP-或UDP-葡萄糖）作為前體，僅利用蔗糖中糖苷鍵的斷裂釋放的能量。同時，AS通過異構化反應產生一定數量的蔗糖異構體并催化水解反應，從蔗糖中釋放葡萄糖和果糖[70]。目前，有關4αGT與AS雙酶反應的報道較少，Kim等[6]在沒有制備合成直鏈淀粉底物的情況下，嘗試通過4αGT和AS對高可溶性蔗糖協同生物轉化合成LRCD（圖5），在同時添加4αGT與AS時，LRCD最大產量為9.6%，順序添加AS與4αGT時，LRCD最大產量為3.3%，盡管LRCD產量較低，但該反應不僅簡化了LRCD的合成過程，而且解決了如何使底物可溶和可循環這一亟待解決的問題[70]。

圖5 4αGT和AS協同催化蔗糖生物轉化的反應Fig. 5 Sucrose bioconversion reactions catalyzed by 4αGT and amylosucrase

4 淀粉改性在食品中的應用

淀粉是人們日常生活許多食品的主要基礎構成成分，如米飯、饅頭和面條等。這些食品大多數是在淀粉凝膠態下被食用，因此淀粉凝膠的質構特性決定著食品的品質和口感[42]。4αGT能夠改善淀粉凝膠特性，從而對淀粉基食品品質的提高具有積極作用。年糕是韓國最受歡迎的傳統食品，自古以來就在節日和盛宴上制作和享用，但是，年糕在儲存過程中淀粉的高凝沉速率會縮短其保質期，導致無法以工業規模生產年糕。Seo等[7]成功地將4αGT處理過的大米淀粉用于年糕的生產，顯著抑制了年糕在冷藏期間的回生。在制備即煮食品時，通常干燥步驟會消耗能量并可能導致味道損失，而凝膠型提取物由于其容易融化的特性，對于保持某些即煮食品的品質可能是有利的。4αGT改性淀粉粉末是潛在的凝膠劑，Jeong等[19]將咖喱粉與4αGT改性馬鈴薯熱可逆淀粉凝膠結合作為速溶湯粉的替代品。凝膠-咖喱懸浮在70 ℃的水中時，凝膠完全融化，等量的咖喱粉則沒有融化，還可以通過控制4αGT反應時間來調節凝膠的熔融溫度，這在工業應用中是非常有利的。

近年來，低脂食品愈發受到大眾歡迎，但在制備時很難維持傳統產品的品質，需要使用不同脫脂成分來替代去除脂肪時損失的品質。改性淀粉由于其低成本和賦予產品獨特乳脂質地的特性而經常包含在低脂產品的配方中。在蛋黃醬和低脂涂抹醬中，4αGT改性淀粉發揮脂肪替代物和乳脂狀增強劑的作用，可作為功能性產品開發。4αGT改性淀粉產生的熱可逆膠凝作用以及改性淀粉的融化可能發揮脂肪替代功能，部分結晶乳制品脂肪的融化可以替代全脂乳制品的整體奶油感。Mun等[26]將蛋黃醬脂肪與黃原膠混合后，用4αGT處理的大米淀粉糊進行部分取代，發現蛋黃醬的流變性、穩定性和微觀結構都被改變。Do等[8]用經4αGT改性的大米淀粉、橄欖油、蛋黃和一些次要成分制成食用特性類似全脂涂抹醬的熱可逆低脂涂抹醬，嘗試使用酶促反應改性淀粉開發一種具有與全脂人造黃油類似食用特性的食用可分散脂肪配方。

4αGT改性淀粉在凝固型酸奶和攪拌型酸奶中也有相同的作用，而且對后者效果更明顯。van der Marrel等[35]研發的ETENIATM457是4αGT改性馬鈴薯淀粉的凝膠產品，可增強無脂、低脂和高脂酸奶中的乳脂感并改善質地。Alting等[71]用2%（質量分數，下同）的4αGT改性馬鈴薯淀粉凝膠代替凝固型全脂酸奶中3.5%的脂肪。Kanning等[72]發現含1.5%脂肪和0.5% 4αGT改性馬鈴薯淀粉凝膠的攪拌型酸奶乳脂感與含3%脂肪的全脂酸奶相當。

目前，人們對于各種糖果、口香糖和飲料的食品添加劑的需求正在增長，而4αGT在兩種健康甜味劑開發領域具有一定潛力。一種是越來越受糖果和飲料生產商歡迎的蔗糖替代品麥芽寡糖基蔗糖[73]。麥芽寡糖基蔗糖已在人類和實驗動物中得到證明，不會被變形鏈球菌利用而誘發齲齒，因此，與蔗糖相比，麥芽寡糖基蔗糖能夠減少蛀牙的發生。Saehu等[9]利用4αGT從木薯淀粉中合成了一系列麥芽寡糖基蔗糖混合物。另一種作為甜味劑被廣泛用于各種食品和飲料中的是異麥芽低聚糖（isomalto-oligosaccharide，IMO）。IMO作為結腸益生菌種群的營養物質，可改善宿主健康狀態[74]。IMO的糖漿黏度低、抗結晶且甜度低，可用作糖尿病患者的替代糖，能夠改善腸道菌群或預防齲齒[75]。4αGT和α-轉葡糖苷酶分別單獨催化G3底物，前者催化產生含有線性麥芽低聚糖的產物，而后者催化產生短鏈IMO，有趣的是，當結合使用4αGT和α-轉葡糖苷酶時，得到的IMO鏈長于現有市售IMO產品[76]。而Kaneko等[10]研究指出，長鏈IMO在小腸中的吸收程度要比短鏈IMO低得多，并且持續時間更長。

冷凍是保存食物最有效的方法之一，但冷凍會對食物的品質造成一定程度的損傷，為了保護食物免于產生不良變化并改善冷凍產品的技術性能，經常使用冷凍保護物質，其中最有效的冷凍保護劑是碳水化合物，例如蔗糖、山梨醇、麥芽糊精等[77]，然而它們的應用受到甜味的限制。4αGT改性的大米淀粉或米粉由于其較高的結合水的能力、低甜度、低黏度和低熱量，有可能作為冷凍食品中的低甜度冷凍保護劑來代替碳水化合物冷凍保護劑。Kim等[11]在實驗中證明含有4αGT改性米粉的面條即使在凍融循環后仍可以保持硬度、彈性和耐嚼性。

姜黃素是一種可以抗癌、抗炎和抗氧化的多酚化合物[78]，然而，由于其較低的水溶性和化學穩定性，在食品工業中的應用非常有限。Park等[12]用4αGT處理的大米淀粉包封姜黃素后，姜黃素的溶解度、在紫外線和不同pH值下的穩定性以及生物利用度都有所增加，改善了姜黃素的化學穩定性，而且可以通過改變淀粉濃度或淀粉與姜黃素的比例，在提高生物利用度的同時不增加脂肪含量。

5 淀粉改性產品應用的挑戰

在生產熱可逆凝膠中使用4αGT是為明膠尋求替代品和使用凝膠化產品的突破。但是，在其可以用作明膠替代品之前，需要考慮一些問題。首先，在凝膠效果方面，明膠比植物來源的凝膠硬度更大，凝結速度更快，并且人體口腔含有的唾液淀粉酶會降解淀粉凝膠，影響口感。4αGT改性淀粉凝膠不透明，而明膠凝膠是完全透明的。其次，在凝膠質地方面，通過BE作用增加的α1→6糖苷鍵雖然減緩了淀粉在溶液中的回生，但對凝膠質地有負面影響。最后，在融化溫度方面，明膠的獨特功能是在人體溫度周圍融化，使香氣釋放達到最佳狀態[79]，而4αGT改性淀粉凝膠融化溫度較高。因此，正如Hansen等[36]指出，不管4αGT如何處理，淀粉凝膠與明膠有著很大不同，作為真正的植物來源明膠替代品，必須進一步抑制熔點。4αGT改性的熱可逆淀粉凝膠或許不一定作為明膠替代品，可視其自身特定的性質擴展為可使用的凝膠產品。而且在4αGT作用不同種類淀粉制備熱可逆凝膠時，化學氧化馬鈴薯淀粉和蠟質玉米淀粉凝膠質地沒有改善，小麥淀粉凝膠質地降低，在各項研究中對于熱可逆現象與淀粉結構的關系和解釋相對較少。

在食品中，4αGT賦予蛋黃醬和低脂涂抹醬相對較高的熱可逆性，但也導致低脂涂抹醬熔化溫度高于市售人造黃油的熔化溫度，而且4αGT對其流變及穩定性的改變高度依賴于油和淀粉的濃度以及黃原膠的存在，還需要進一步通過控制酶的類型、淀粉類型和反應條件來制備具有各種質地特性的新型改性淀粉。