高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺研究.pdf

张雅琦，董莹，阮长青，等.高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺研究 J.食品工业科技，2023，44（18）：19.doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110228ZHANG Yaqi,DONG Ying,RUAN Changqing,et al.Research on the Preparation of Light Speckled Kidney Bean with HighResistance Starch by Autoclaving ProcessingJ.Science and Technology of Food Industry,2023,44(18):19.(in Chinese withEnglish abstract).doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110228 青年编委专栏杂粮与主粮复配的营养学基础（客座主编：彭镰心、李志江）高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺研究制备工艺研究张雅琦1，董莹2，阮长青1,*，张东杰1,*，李志江1（1.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江省杂粮加工及质量安全工程技术研究中心，国家杂粮工程技术中心，黑龙江大庆 163319；2.黄埔海关技术中心，广东东莞 523710）摘要：为提高奶白花芸豆中抗性淀粉含量，保留其他营养成分，对压热法制备高抗性淀粉奶白花芸豆的工艺进行了研究，并评价了处理前后奶白花芸豆的基本营养成分、体外模拟消化的变化及其结构特征。结果表明，压热法制备高抗性淀粉奶白花芸豆的最佳工艺条件为：压热温度 124，料液比 1:1.9（g:g），老化时间 73 h，压热时间 24 min，在此优化条件下抗性淀粉含量为 35.63%；结构特性分析结果表明：淀粉原有颗粒形貌显著改变，分子晶型发生转变，但无新的基团产生。压热处理前后奶白花芸豆中粗脂肪、粗蛋白无显著性变化，淀粉及抗性淀粉含量显著（P0.05）增加；处理后体外消化速率明显降低；压热处理提高奶白花芸豆中抗性淀粉含量的方法为其工业化生产及在食品中的应用提供了参考。关键词：奶白花芸豆，抗性淀粉，压热法，响应面法，体外消化，结构特征本文网刊:中图分类号：TS235.2 文献标识码：A 文章编号：10020306（2023）18000109DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2022110228ResearchonthePreparationofLightSpeckledKidneyBeanwithHighResistanceStarchbyAutoclavingProcessingZHANGYaqi1，DONGYing2，RUANChangqing1,*，ZHANGDongjie1,*，LIZhijiang1（1.College of Food Science,Heilongjiang Bayi Agricultural University,Heilongjiang Engineering Research Center forCoarse Cereals Processing and Quality Safety,National Coarse Cereals Engineering Research Center,Daqing 163319,China；2.Huangpu Customs Technology Center,Dongguan 523710,China）Abstract：In order to improve the content of resistant starch of light speckled kidney bean and reserve the other nutrients,anautoclaved method for preparing light speckled kidney bean with high resistant starch was studied.The essential nutrients,in vitro digestibility and structural characteristics of autoclaving light speckled kidney bean were evaluated.Results showedthat,the process conditions of autoclaved method for preparing light speckled kidney bean with high resistant starch wereoptimized as follows:Autoclaving temperature 124,solid-liquid ratio 1:1.9(g:g),retrograded time 73 h,and autoclavingtime 24 min.Under the optimized conditions,the content of resistant starch was 35.63%,which was close to thecorresponding theoretical value.An analysis on the structural characteristics showed that the original starch grains waschanged significantly in morphology and in molecular crystal form,but no new group was generated.After autoclaving,the 收稿日期：20221124 基金项目：国家重点研发计划（2018YFE0206300）；黑龙江省自然基金研究团队项目（TD2020C003）；黑龙江省杂粮产业技术协同创新体系杂粮食品加工技术协同创新岗、优势特色学科资助项目（黑教联 20184 号）；黑龙江八一农垦大学“三横三纵”科研创新团队项目（TDJH201806）。作者简介：张雅琦（1998），女，硕士研究生，研究方向：食品营养与安全，E-mail：。*通信作者：阮长青（1968），男，博士，教授，研究方向：食品营养与安全，E-mail：。张东杰（1966），男，博士，教授，研究方向：食品质量与安全，E-mail：。第 44 卷 第 18 期食品工业科技Vol.44 No.182023 年 9 月Science and Technology of Food IndustrySep.2023 crude fat,crude protein in the light speckled kidney bean did not obviously changing,but the content of starch and resistantstarch increased obviously(P0.05).The in vitro digestion rate of high resistant starch in the light speckled kidney beandecreased significantly after autoclaving.The method of autoclaving improve the content of resistant starch of light speckl-ed kidney bean would provide a reference for the commercialization and its application in food industry as well.Key words：light speckled kidney bean；resistant starch；autoclaving processing；response surface methods；in vitrodigestibility；structural properties 抗性淀粉（Resistant Starch，RS）又称抗酶解淀粉，是在健康人体的胃和小肠中不能被酶解，在大肠中完成部分或全部发酵的一部分淀粉1。研究表明，RS 可以影响葡萄糖的代谢，食用后可略微降低餐后葡萄糖浓度，显著降低餐后胰岛素浓度23，同时还可以改变肠道内的微生物群，降低大肠和结肠的 pH4、另外，高 RS 饮食可显著增加脂质氧化，减少体内脂肪堆积5，改善胰岛素敏感性6，降低糖尿病、心血管疾病和某些癌症的风险78，可以作为新型的、具有保健功能的“食品添加剂”加入到食品中911。芸豆（Phaseolus vulgaris L.）又名菜豆，蝶形花科菜豆属，品种主要有大白芸豆、花芸豆及红芸豆12等，在我国种植面积广泛13。芸豆中含有丰富的蛋白质、脂类和淀粉，其中直链淀粉含量较高，是制备抗性淀粉的优质原料1417。近年来抗性淀粉的制备方法层出不穷，相比较化学方法和其他方法，物理法工艺简单，成本低且安全，更适合应用于食品领域，常用的物理法主要有压热法、超声法和微波法1819。研究表明压热法是在较高的温度和压力下使淀粉颗粒结构被破坏，直链淀粉分子浸出，形成淀粉凝胶，从而促进抗性淀粉的形成20。与抗性淀粉制品相比较，如果能够既提高原料中抗性淀粉的含量，又保留其中蛋白、脂类等营养物质，开发出新型高抗性淀粉食品原料，是一种有益的探索21。本试验以奶白花芸豆原豆为原料，探究压热法制备高抗性淀粉奶白花芸豆的工艺，旨在提高奶白花芸豆的营养作用，并为后续高抗性淀粉奶白花芸豆、芸豆粉的复配产品的工业化生产提供参考。1材料与方法 1.1材料与仪器奶白花芸豆吉林省白城市；3,5-二硝基水杨酸上海迈科尔科学技术有限公司；S10027 胃蛋白酶（30000 U/g）、S10005 耐高温-淀粉酶（20000/mL）、S10027 糖化酶（100000 U/mL）、S31302 猪胰腺-淀粉酶（12 U/mg）北京源叶生物科技有限公司；其他试剂均为分析纯；试验用水为蒸馏水。S4800 电子扫描显微镜日本日立公司；RigakuSmartLab SE X-射线衍射仪日本理学公司；VEC-TOR33 傅里叶变换红外光谱仪德国 Bruker 公司；SQ810C 立式压力蒸汽灭菌器重庆雅马拓科技有限公司；723N 可见分光光度计上海仪电分析仪器有限公司制造；CTH1850R 型离心机湖南湘立科学仪器有限公司；SHA-C 水浴恒温振荡器常州荣华仪器制造有限公司；DGG-9140A 电热恒温鼓风干燥箱上海森信实验仪器有限公司。1.2实验方法 1.2.1 高抗性淀粉奶白花芸豆的制备工艺采用不同的加热蒸煮条件对奶白花芸豆进行加热糊化处理。糊化结束后，自然冷却至室温，在 4 下老化不同的时间，最后在 70 下烘干 24 h，得到高抗性淀粉奶白花芸豆。1.2.2 单因素实验 1.2.2.1 压热时间对抗性淀粉含量的影响称取15.00.5 g 奶白花芸豆，按照 1.2.1 方法制备的高抗性淀粉奶白花芸豆，在压热温度 120，料液比 1:2.0（g:g），老化时间 24 h 的条件下，探究压热时间 10、15、20、25 和 30 min 时对抗性淀粉含量的影响。1.2.2.2 压热温度对抗性淀粉含量的影响称取15.00.5 g 奶白花芸豆，按照 1.2.1 方法制备高抗性淀粉奶白花芸豆，在压热时间 20 min，料液比 1:2.0（g:g），老化时间 24 h 的条件下，探究压热温度 110、115、120、125 和 130 时对抗性淀粉含量的影响。1.2.2.3 料液比对抗性淀粉含量的影响称取 15.00.5 g 奶白花芸豆，按照 1.2.1 方法制备高抗性淀粉奶白花芸豆，在压热时间 20 min，压热温度 120，老化时间 24 h 的条件下，探究料液比 1:1.5、1:2.0、1:2.5、1:3.0 和 1:3.5（g:g）时对抗性淀粉含量的影响。1.2.2.4 老化时间对抗性淀粉含量的影响称取15.00.5 g 奶白花芸豆，按照 1.2.1 方法制备高抗性淀粉奶白花芸豆，在压热时间 20 min，压热温度120，料液比 1:2.0（g:g）的条件下，探究老化时间0、24、48、72 和 96 h 时对抗性淀粉含量的影响。1.2.3 响应面试验在单因素实验的基础上，以压热温度（A）、料液比（B）、老化时间（C）和压热时间（D）为自变量，奶白花芸豆抗性淀粉含量（Y）为响应值，设置低（1）、中（0）、高（1）三个水平进行响应面试验。应用 Box-Behnken 试验设计，通过 Design-Expert8.0.6.1 软件确定最佳制备工艺，Box-Behnken 试验设计因素与水平见表 1。表 1 Box-Behnken 试验设计因素与水平Table 1 Factors and levels of Box-Behnken experiments design水平 A.压热温度（）B.料液比（g:g）C.老化时间（h）D.压热时间（min）11201:1.5482001251:2.0722511301:2.59630 2 食品工业科技2023 年 9 月 1.2.4 抗性淀粉含量测定采用改进的 AOAC2002.02 法测定制备前后奶白花芸豆中抗性淀粉含量22。1.2.5 基本营养成分测定水分测定参照 GB 5009.3-2016食品中水分的测定23；粗蛋白测定参照 GB5009.5-2016食品中蛋白质的测定24；淀粉测定参照 GB 5009.9-2016食品中淀粉的测定25；粗脂肪测定参照 GB 5009.6-2016食品中脂肪的测定26。1.2.6 体外模拟消化测定采用王宁22的方法稍作修改，测定制备前后奶白花芸豆中淀粉的体外模拟消化率称取样品 2.0 g，加入 40 mL 蒸馏水，沸水浴糊化 30 min，取出冷却至室温后，加入氯化钾-盐酸缓冲溶液（20 mL，pH1.5）和胃蛋白酶（1 mL，3000 U/mL）于 37 水浴中震荡 30 min。将 pH 调至中性，加入乙酸钠缓冲溶液（20 mL，pH5.2）和 5 mL 混酶（4 mL猪胰腺-淀粉酶 1000 U/mL，1 mL 淀粉葡萄糖苷酶2500 U/mL），置于 37 水浴震荡中，分别于 0、20、40、60、90、120、150、180、240 min 时吸取 1 mL 上清液于试管中，加乙醇灭活，用 DNS 法测定其还原糖含量。水解率(%)=Gt0.9m100Gt式中：为不同时间水解后葡萄糖的质量，mg；m 为样品总淀粉质量，mg。1.2.7 奶白花芸豆的淀粉提取工艺将经压热法处理或未经处理的奶白花芸豆粉碎，过 80 目筛，按照料液比 1:3 加入蒸馏水搅拌均匀提取 30 min，所得溶液用蒸馏水洗涤过滤数次直至淀粉内无杂质后4000 r/min 离心 5 min，除去上清液，将得到的淀粉转移至平皿中，放入 60 烘箱烘干 24 h27。1.2.8 淀粉结构特性分析 1.2.8.1 电子扫描显微镜观察将两种淀粉样品均匀涂抹在样品台上，进行喷金处理，通过 SEM 观察颗粒形貌。扫描条件：加速电压 2.0 kV；放大 1000、2000 倍28。1.2.8.2 结晶结构测定取两种淀粉样品在 25 和相对湿度 100%的条件下平衡 24 h，进行 XRD 检测。衍射条件；电压 40 kV；电流 44 mA；扫描范围580；扫描速率 4/min。使用 MDI Jade 6 软件计算淀粉的相对结晶度29。1.2.8.3 红外光谱分析采用溴化钾压片法，在波数4004000 cm1，分辨率 4 cm1条件下对两种淀粉进行红外光谱分析。1.3数据处理从所购奶白花芸豆样品中抽取 5 个样本，每个样本做 3 次平行试验，结果用平均值标准差表示。利用SPSS 21.0、Excel 2016 统计软件和Design-Expert8.0.6.1 软件对试验数据进行统计处理，采用 Origin2019 作图。2结果与分析 2.1高抗性淀粉奶白花芸豆的制备的单因素试验 2.1.1 压热时间对抗性淀粉含量的影响由图 1 可知，压热时间在 1030 min 内，抗性淀粉含量随压热时间的延长呈先上升后下降的趋势，在压热时间为25 min 时，抗性淀粉含量达到最大值 26.16%0.17%。当压热时间较短时奶白花芸豆淀粉未完全糊化，直链淀粉不能从淀粉中充分游离30，导致抗性淀粉含量较低，而当压热时间过长时则会导致淀粉分子降解过度，形成相对分子质量较小、运动速度过快且不易聚集的直链淀粉分子和糊精31，影响抗性淀粉的形成。根据试验结果考虑，压热时间宜选择为 25 min。26.526.025.5抗性淀粉含量(%)25.024.55101520压热时间(min)253035图 1 压热时间对抗性淀粉含量的影响Fig.1 Effect of autoclaving time on content of resistant starch 2.1.2 压热温度对抗性淀粉含量的影响由图 2 可知，压热温度在 110130 内，抗性淀粉含量随压热温度的升高呈先上升后下降的趋势，这与韩丽瑶等32的研究结果一致在压热温度为 125 时，抗性淀粉含量达到最大值 25.70%0.05%。这主要是由于压热温度较低时，淀粉分子未完全糊化，从而影响抗性淀粉含量。当压热温度逐渐升高时，淀粉分子的膨胀度和溶解度随之增加，有利于直链淀粉从淀粉分子中分离形成晶核，使抗性淀粉含量呈上升趋势33，但当压热温度过高时，淀粉分子发生过度糊化，分子间氢键断裂、范德华力减弱，导致抗性淀粉含量降低34。根据试验结果考虑，压热温度宜选择为125。26.025.5抗性淀粉含量(%)25.024.524.0105110115120压热温度()125130135图 2 压热温度对抗性淀粉含量的影响Fig.2 Effect of autoclaving temperature on content ofresistant starch 第 44 卷 第 18 期张雅琦，等：高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺研究 3 2.1.3 料液比对抗性淀粉含量的影响由图 3 可知，随料液比减小，抗性淀粉含量呈先上升后下降的趋势，在料液比为 1:2.0（g:g）时，抗性淀粉含量达到最大值 26.71%0.05%。当料液比大于 1:2.0（g:g）时，体系内固形物含量过多，淀粉颗粒不能充分吸水，从而导致淀粉分子间氢键不能被完全破坏，因此不易溶出直链淀粉形成双螺旋结构和重结晶，导致抗性淀粉含量偏低；当料液比小于 1:2.0（g:g）时，体系内液体含量增多，溶出的直链淀粉之间不能相互靠近，难以形成分子间氢键，阻碍了分子重排的过程，因此当料液比越小时，抗性淀粉含量越低35。根据试验结果考虑，料液比选择 1:2.0（g:g）为宜。27.0026.5026.75抗性淀粉含量(%)26.2526.0025.5025.751:1.51:2.01:2.51:3.01:3.5料液比(g:g)图 3 料液比对抗性淀粉含量的影响Fig.3 Effect of ratio of material to liquid on content ofresistant starch 2.1.4 老化时间对抗性淀粉含量的影响由图 4 可知，老化时间小于 72 h 时，随老化时间的增加抗性淀粉含量呈上升趋势，72 h 时抗性淀粉含量最大为27.65%0.11%。因为淀粉的老化是指糊化后的淀粉分子由无序状态重新进行有序排列的过程36，这个过程可分为短期和长期，其中由直链淀粉通过氢键连接重组形成结构致密的双螺旋结构的过程称为短期老化，糊化后较短时间内即可完成；由支链淀粉外侧短链的重结晶所引起的老化为长期老化，糊化后需要较长时间才能完成37。当超过 72 h 后奶白花芸豆抗性淀粉含量极速下降，可能是由于没有加入防腐剂，淀粉分子发生严重腐败，导致抗性淀粉得率降低。根据试验结果考虑，老化时间宜选择为 72 h。28.527.528.0抗性淀粉含量(%)27.026.026.525.025.52402448老化时间(h)7296120图 4 老化时间对抗性淀粉含量的影响Fig.4 Effect of retrograded time on content of resistant starch 2.2高抗性淀粉奶白花芸豆的制备的响应面试验 2.2.1 Box-Behnken 响应面试验按照 Box-Behnken试验设计的统计学要求，根据试验因素和水平的要求，设计 29 次实验，实验结果如表 2。表 2 Box-Behnken 试验设计及结果Table 2 Box-Behnken experimental design andcorresponding results实验号A.压热温度B.料液比C.老化时间D.压热时间Y抗性淀粉含量（%）1010132.882110030.553101030.334101030.685000035.816110027.377101026.968001129.869010131.7510010132.6911000036.2712001129.7113011028.1514101027.1515010029.2116110030.9617101128.4918001127.6119010026.9120011129.1521001129.1122010030.9223000036.5124000035.4225100128.1926000035.3527110032.8728100131.2229100130.69 2.2.2 建立模型方程与方差分析对表 2 中的数据进行回归分析，得到多项回归方程：抗性淀粉含量Y=35.870.59A0.90B+0.17C0.61D1.48AB1.72AC0.21AD1.27BC0.60BD+0.41CD3.23A22.24B24.34C22.49D2利用 Design-Expert8.0.6.1 软件分析表 2 中数据，得到方差分析及回归方程显著性检验结果见表 3。由表 3 可看出，整体模型差异极显著（P0.00010.05），因此二次模型成立。由方差分析得知 R2=0.9490，说明二次模型与实际情况具有较好的拟合度，能够反映响应值的变化，可用来对高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺进行分析和预测。分析表 3 的 P 值可知，在所取因素水平范围内，各因素对抗性淀粉含量的影响依次为：料液比压热时间压热温度老化时间。该模型中一次项 B 对响应值的影响极显著（P0.01），A、D 对响应值的影响显著（P0.05）；二次项 A2、B2、C2、D2对响应值的影响均极显著（P0.01）；交互项 AB、AC 对响应值的影响 4 食品工业科技2023 年 9 月极显著（P0.01），BC 对响应值的影响显著（P0.05）。2.2.3 奶白花芸豆抗性淀粉含量响应面分析图 5图 7 是通过响应面分析料液比、压热温度和老化时间对奶白花芸豆抗性淀粉含量影响的等高线与响应 表 3 回归方程系数显著性检验表Table 3 Test of significance for regressionequation coefficients方差来源平方和自由度均方F值P值显著性模型225.631416.1218.590.0001*A4.1314.134.760.0466*B9.7719.7711.280.0047*C0.3310.330.380.5491D4.4314.435.110.0406*AB8.7318.7310.070.0068*AC11.90111.9013.730.0024*AD0.1710.170.200.6626BC6.4316.437.410.0165*BD1.4511.451.680.2165CD0.6810.680.790.3905A267.63167.6378.020.0001*B232.41132.4137.380.0001*C2121.981121.98140.70.0001*D240.30140.3046.490.0001残差12.14140.87失拟项11.09101.114.240.0882纯误差1.0540.26总和237.7728注：*表示差异显著P0.05；*表示差异极显著P0.01。1:2.5ab抗性淀粉含量(%)1:2.31:2.1B:料液比(g:g)B:料液比(g:g)1:1.91:1.71:2.51:2.31:2.11:1.91:1.71:1.53836343230抗性淀粉含量(%)2826241:1.5120.00120.00122.00124.00126.00128.00130.00122.00124.00126.00A:压热温度()A:压热温度()128.00130.00图 5 压热温度与料液比对抗性淀粉得率的等高线图（a）与响应面图（b）Fig.5 Contour plot(a)and response surface plot(b)of the yieldof antagonistic starch based on the relationship between pressureheating temperature and material liquid ratio 96.00ab抗性淀粉含量(%)88.0080.00C:老化时间(h)C:老化时间(h)64.0072.0056.0096.0088.0080.0072.0064.0056.0048.003836343230抗性淀粉含量(%)28262448.00120.00120.00122.00124.00126.00128.00130.00122.00124.00126.00A:压热温度()A:压热温度()128.00130.00图 6 压热温度与老化时间对抗性淀粉得率的等高线图（a）与响应面图（b）Fig.6 Contour plot(a)and response surface plot(b)of the yieldof antagonistic starch on the relationship between pressureheating temperature and aging time 96.00ab抗性淀粉含量(%)88.0080.00C:老化时间(h)C:老化时间(h)64.0072.0056.0096.0088.0080.0072.0064.0056.0048.003836343230抗性淀粉含量(%)28262448.001:1.51:1.71:1.91:2.11:2.21:2.51:1.51:1.71:1.91:2.11:2.31:5.5B:料液比(g:g)B:料液比(g:g)图 7 料液比与老化时间对抗性淀粉得率的等高线图（a）与响应面图（b）Fig.7 Contour plot(a)and response surface plot(b)of the yieldof antagonistic starch based on the relationship between materialliquid ratio and aging time 第 44 卷 第 18 期张雅琦，等：高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺研究 5 曲面图。由图 5a 可知，等高线图呈现椭圆形，表明压热温度与料液比的交互作用对响应值影响显著。图 5b 可以看出，随着料液比的减小，响应曲面有明显变化，响应值先升高后降低，表明料液比对抗性淀粉含量影响较大，料液比在 1:1.91:2.3（g:g）之间，抗性淀粉含量较高。由图 6a 可知，等高线图呈现椭圆形，表明压热温度与老化时间交互作用显著。图 6b 可知随着压热温度的增加，响应曲面有明显变化，响应值先升高后降低，表明压热温度对抗性淀粉含量影响较大，压热温度在 122126 之间，抗性淀粉含量较高。由图 7a 可知，等高线图呈现椭圆形，表明料液比与老化时间交互作用显著。图 7b 可以看出随着老化时间的延长，响应曲面有明显变化，表明老化时间对抗性淀粉含量影响较大，老化时间在 7280 h 之间，抗性淀粉含量最高。2.2.4 最优工艺条件的确定及验证通过回归模型的预测，压热法制备高抗性淀粉奶白花芸豆的最佳理论条件为压热温度 124.7，料液比 1:1.9（g:g），老化时间 73.29 h，压热时间 24.53 min，此条件下预测抗性淀粉得率为 36.00%。结合实际情况将最优工艺条件修改为压热温度 124，料液比 1:1.9（g:g），老化时间 73 h，压热时间 24 min，在此条件下进行 3次平行试验，实际测得抗性淀粉平均得率为 35.63%，与理论值偏差 0.37%，由此可见使用响应面法优化高抗性淀粉奶白花芸豆的压热法制备工艺条件准确可靠，有实际应用价值。2.3高抗性淀粉奶白花芸豆的基本营养成分由表 4 可以看出，奶白花芸豆含有丰富的淀粉、蛋白质及脂肪，其中抗性淀粉约占总淀粉的 1/2 左右。与原豆相比经压热、老化处理后的高抗性淀粉奶白花芸豆水分含量显著性（P0.05）减小，粗淀粉及抗性淀粉含量显著性（P0.05）增加，粗脂肪和粗蛋白含量无显著性变化。这可能是由于在高压蒸煮过程中芸豆籽粒中自由水含量减少；脂肪与淀粉复合形成具有 V 型结构的淀粉-脂质复合物即 RS5型抗性淀粉38，使得粗脂肪含量小幅降低；粗淀粉含量显著（P0.05）增加可能是由于奶白花芸豆经压热处理后少量非淀粉多糖发生水解；糊化淀粉在老化过程中，部分直链淀粉发生了不可逆的重结晶，支链淀粉发生了完全可逆的重结晶，导致抗性淀粉含量显著（P0.05）升高39。制备前后奶白花芸豆中各项基本营养成分都未大幅度的增加或减少而抗性淀粉含量显著（P0.05）增加，表明压热法制备高抗性淀粉奶白花芸豆既能最大程度的保留芸豆中原有的营养物质，又增加了抗性淀粉含量。2.4体外模拟消化实验结果由图 8 可知，随着体外消化时间的延长，两种奶白花芸豆中淀粉的水解率均不断增加，但高抗性淀粉奶白花芸豆在 120 min 后逐渐趋于平缓。在前 20 min内，淀粉分子在胰酶以及糖化酶的作用下分解为小分子还原糖，消化率迅速增加；随着消化时间的延长，淀粉分子不断被水解，与酶结合的位点减少40，反应速率减慢，产物的生成速率减慢，但整个系统的产物量仍在增加。在相同的消化时间里，奶白花芸豆中淀粉的消化速率大于高抗性淀粉奶白花芸豆中淀粉的体外消化速率，表明高抗性淀粉奶白花芸豆可以使机体血糖值升高较慢。504540353025消化率(%)201510时间(min)奶白花芸豆高抗性淀粉奶白花芸豆50020406080100120140160180200220240260图 8 压热处理前后奶白花芸豆中淀粉的体外消化率Fig.8 In vitro digestibility of starch in light speckled kidneybean before and after autoclaving processing 2.5淀粉结构特性分析 2.5.1 扫描电镜分析如图 9（a）图 9（b）所示，奶白花芸豆中淀粉颗粒呈肾形或椭球形，表面完整、光滑、饱满。图 9（c）图 9（d）表明，经压热处理的高抗性淀粉奶白花芸豆中淀粉颗粒呈不规则且棱角分明的无定形团块状结构，表面粗糙且存在孔状凹陷，横断面呈片层状结构，淀粉颗粒完整性丧失，这可能是由于高温高压处理后，淀粉颗粒发生了糊化现象，颗粒结构遭到严重破坏，支链淀粉分子分解，在老化一段时间后，重组为了直链淀粉，表面形成了孔状，且形状不规则41。2.5.2 晶体结构分析如图 10 所示奶白花芸豆中淀粉的 X-射线衍射图谱的 2 在 15，17，23附近出现较强的衍射峰，表明奶白花芸豆中淀粉的典型结晶结构为 A 型，这与黄智慧等41报道的结果一致。与奶白花芸豆中淀粉相比，高抗性淀粉奶白花芸豆中淀粉的 X-射线衍射图谱的 2 在 13，22，23时出现新的强衍射峰，表明经过压热处理后出现了更稳定的 B 型、C 型和 V 型结晶结构，这可能是由于糊化，表 4 高抗性淀粉奶白花芸豆基本营养成分分析结果Table 4 Analysis results of basic nutritional composition oflight speckled kidney bean with high resistance starch样品水分（%）粗蛋白（%）粗脂肪（%）淀粉（%）抗性淀粉（%）原豆8.160.14a24.150.35a9.480.36a47.250.66a24.060.57bRS芸豆 6.340.30b23.850.15a8.990.29a49.400.85b36.400.65a注：同列上标字母不同者表示差异显著，P压热时间压热温度老化时间；通过Box-Behnken 试验设计，运用响应面分析结果结合实际值，确定了最佳工艺条件为：压热温度 124，料液比 1:1.9（g:g），老化时间 73 h，压热时间 24 min。在此优化条件下抗性淀粉含量为 35.63%，与理论模型预测值 36.00%接近。压热处理前后奶白花芸豆基本营养成分及体外模拟消化率的变化进行分析，表明经压热、老化处理后，奶白花芸豆中淀粉的体外模拟消化率明显降低，但最大程度的保留了基本营养成分。另外，对压热前后奶白花芸豆淀粉的结构特性进行分析，发现与奶白花芸豆淀粉相比，高抗性淀粉奶白花芸豆淀粉的颗粒形貌明显改变，由光滑、饱满球形或椭球形变成了表面粗糙且棱角分明的无定形团块状结构，产生了更稳定的 B 型、C 型和 V 型结晶结构，没有形成新的基团，但分子间氢键作用有所增强。本研究提高了奶白花芸豆的抗性淀粉含量，高抗性淀粉芸豆与大米复配制作中低 GI 杂豆饭、杂豆粥，或与小麦粉复配制作中低 GI 饼干、面包等面制品等提供一定理论基础，这对于淀粉类杂豆的深加工具有一定的参考价值。参考文献 1 MCCLEARY B V,MONAGHAN D A.Measurement of resis-tant starchJ.Journal of AOAC International，2002（3）：665675.2 KIM Y J,KIM J G,LEE W K,et al.Trial data of the anti-obe-sity potential of a high resistant starch diet for canines using Do-damssal rice and the identification of discriminating markers in fe-ces for metabolic profilingJ.Metabolomics，2019，15（2）：111.3 MANUEL GMEZ,OLIETE B,ROSELL C M,et al.Studieson cake quality made of wheat-chickpea flour blendsJ.Food Sci-ence and Technology，2008，41（9）：17011709.4 HIGGINS J A.Resistant starch and energy balance:Impact onweight loss and maintenanceJ.Critical Reviews in Food Scienceand Nutrition，2014，54（9）：11581166.(a)2000(b)1000(c)2000(d)100020.0 m50.0 m20.0 m50.0 m图 9 奶白花芸豆淀粉（a、b）及高抗性淀粉奶白花芸豆淀粉（c、d）的扫描电子显微镜图Fig.9 Pa