藜麥淀粉和藜麥抗性淀粉的理化性質(zhì)

牛海力，盧柏志，馬朗天，趙方佳，劉小軒，岳田利*

（1. 西北大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710069；2. 陜西省營養(yǎng)健康食品個(gè)性制造工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069；3. 陜西省食品安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別控制技術(shù)研究中心，陜西 西安 710069；4. 陜西省食品安全與營養(yǎng)健康創(chuàng)新轉(zhuǎn)化平臺(tái)，陜西 西安 710069）

藜麥為藜科藜屬一年生草本植物，性喜強(qiáng)光，原產(chǎn)于南美洲安第斯山脈的哥倫比亞、秘魯?shù)戎懈吆０蔚貐^(qū)，有著6 000 多年的種植和食用歷史。藜麥中含有豐富的營養(yǎng)素，如淀粉、蛋白質(zhì)、膳食纖維、必需脂肪酸和微量元素等，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織推薦為適宜人類的“全營養(yǎng)食品”。淀粉是藜麥的主要成分，占藜麥干物質(zhì)含量的50%以上[1]，其對(duì)食品的營養(yǎng)功能及加工特性具有重要作用。因此，藜麥淀粉（quinoa starch，QS）的理化性質(zhì)很大程度上影響著藜麥粉的性質(zhì)和藜麥淀粉制品的品質(zhì)。但由于淀粉類物質(zhì)常會(huì)引起血糖的升高，因此，抗性淀粉近年來引起了人們廣泛的關(guān)注。

抗性淀粉（resistant starch，RS）是指不能在小腸內(nèi)消化、吸收及降解，但能在結(jié)腸中被腸道菌群酵解的一類淀粉和淀粉類食品的總稱?？剐缘矸劬哂性S多良好的生理功能，如維持血糖穩(wěn)定、增強(qiáng)免疫力和改善腸道環(huán)境等。根據(jù)抗酶機(jī)制不同，抗性淀粉主要分為5類：物理包埋淀粉（RS1），主要存在于谷物和種子中，由植物細(xì)胞壁和蛋白質(zhì)基質(zhì)包裹而形成；天然淀粉顆粒（RS2），是指一些具有特殊晶體結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，從而不易被小腸消化吸收的淀粉顆粒；老化回生淀粉（RS3），主要是經(jīng)過糊化和冷卻老化過程后，直鏈淀粉互相纏繞形成的結(jié)構(gòu)緊密的新結(jié)晶體；化學(xué)改性淀粉（RS4），是通過化學(xué)改性（如醋酸酯化、羧甲基醚化和磷酸交聯(lián)化等）改變淀粉分子結(jié)構(gòu)以及引入新的官能團(tuán)而形成的一類淀粉；淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物（RS5），主要是通過淀粉與脂質(zhì)的相互作用，形成直鏈淀粉/支鏈淀粉與脂肪酸/脂肪醇的單螺旋復(fù)合物。隨著人們生活水平的提高，人們更加注重飲食結(jié)構(gòu)的合理性，尤其是增加膳食纖維的攝入量，而抗性淀粉作為膳食纖維的一種，逐漸成為了食品工業(yè)的熱門原料。近年來，藜麥由于其較高的營養(yǎng)價(jià)值也受到廣泛關(guān)注，但目前關(guān)于藜麥抗性淀粉的研究鮮見報(bào)道。由于RS1 和RS2 為天然存在的兩種抗性淀粉，含量低，穩(wěn)定性較差，在食品工業(yè)中較不常用，因此，該文對(duì)比研究QS 和三型、四型、五型藜麥抗性淀粉（quinoa resistant starch，QRS）的理化性質(zhì)，以期為科學(xué)指導(dǎo)QS 和藜麥抗性淀粉在精準(zhǔn)食品制造中的應(yīng)用、開發(fā)特定的益生元補(bǔ)充劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

白藜麥（種子為青藜一號(hào)）：青海三江沃土生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司；普魯蘭酶（1 000 U/mL，P9841）：北京索萊寶科技有限公司；糖化酶（10 萬U/mL，S10018）、胰蛋白酶（250 USPU/mg，S10032）、棕櫚酸、十二烷基硫酸鈉、考馬斯亮藍(lán)G-250、牛血清白蛋白、氫氧化鈉、四硼酸鈉、偏重亞硫酸鈉、醋酸鈉、乙醇、冰醋酸、鹽酸、磷酸（均為分析純）：上海源葉生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

分析天平（BSA323S）：賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；恒溫振蕩水浴鍋（SHZ-88A 型）：蘇州培英有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱（101 型）：上?？坪銓?shí)業(yè)發(fā)展有限公司；離心機(jī)（L550）：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室開發(fā)有限公司；紫外可見光分光光度計(jì)（UV-2600）：島津儀器蘇州有限公司；液晶超聲波清洗器（KS-5200DE）：昆山潔力美超聲儀器有限公司；高壓滅菌鍋（LDZX-50KBS）：上海申安醫(yī)療器械廠；快速黏度分析儀（RVA 4500）：瑞典波通儀器公司；流變儀（ANTON-PAAR/MCR302）：安東帕商貿(mào)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 QS 的提取

參考Li 等[2]的方法提取QS。將藜麥粉碎、過篩，得到藜麥粉。取100 g 藜麥粉加入1 L 四硼酸鈉緩沖液（12.5 mmol/L，pH10.0，含0.5% 十二烷基硫酸鈉和0.5% Na2S2O5），攪拌30 min 去除蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，然后3 000×g離心10 min，去掉上層液體，用去離子水（1 L）洗滌殘?jiān)?，繼續(xù)在3 000×g離心10 min，隨后將殘?jiān)稚⒃谌ルx子水中，攪拌過夜，進(jìn)一步去除蛋白質(zhì)。淀粉漿用四層棉布過濾，并通過140 μm 尼龍網(wǎng)，隨后將漿體3 000×g離心10 min，用小勺刮去淀粉層頂部的棕色層，此步驟重復(fù)6 次以去除棕色顆粒和十二烷基硫酸鈉，得到的組分在35 ℃的烘箱中烘干12 h，所得淀粉即為QS，密封保存在塑料容器中。經(jīng)測(cè)定，QS 中總淀粉含量為84.27%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。

1.3.2 三型藜麥抗性淀粉（QRS3）的制備

參考Simesk 等[3]的方法制備QRS3。將QS 懸浮液（8 g/100 mL）在沸水浴中加熱10 min，糊化后的淀粉在121 ℃高壓滅菌鍋中加熱20 min 使之完全糊化，然后冷卻至60 ℃，加入10 mL 0.5 mol/L 醋酸鹽緩沖液（pH5.0）和普魯蘭酶（80 U/g 淀粉）?；旌衔镌?0 ℃的水浴鍋中振蕩8 h 進(jìn)行酶解。酶解結(jié)束后，在沸水浴中加熱10 min 使酶失活，隨后將混合物轉(zhuǎn)移至平皿中，在4 ℃放置24 h 進(jìn)行淀粉老化，老化淀粉在60 ℃下烘干，然后粉碎。以上所有步驟重復(fù)進(jìn)行1 次，所得淀粉為QRS3，密封保存于塑料容器中。

1.3.3 四型藜麥抗性淀粉（QRS4）的制備

根據(jù)Ashwar 等[4]的方法制備QRS4。將QS（50.0 g，干基）加入含有三偏磷酸鈉5.94 g、三聚磷酸鈉0.06 g和硫酸鈉5.00 g 的水（70.0 g）中，用1 mol/L 氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH 值至11.5，然后在45 ℃下攪拌反應(yīng)混合物3 h，反應(yīng)后pH 值降至10.8。加入1 mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)混合物pH 值至6.5，并在1 500×g離心10 min。收集沉淀淀粉，用蒸餾水洗滌7 次。提純后的產(chǎn)品在40 ℃下干燥過夜后細(xì)磨。

1.3.4 五型藜麥抗性淀粉（QRS5）的制備

根據(jù)Qin 等[5]的方法并稍加修改制備QRS5。將QS溶解于0.2 mol/L 醋酸鈉緩沖液（pH5.0）中制備淀粉漿料（10 g/100 mL），然后在121 ℃高壓滅菌鍋中加熱20 min，使淀粉完全糊化。將淀粉糊冷卻至60 ℃，加入普魯蘭酶（80 U/g 淀粉），并在60 ℃水浴鍋中振蕩酶解12 h。隨后混合物在沸水浴中加熱10 min 使酶滅活，加入棕櫚酸（10%，淀粉干基重）在90 ℃振蕩水浴鍋中保持1 h，將混合物冷卻至25 ℃，繼續(xù)攪拌2 h，2 000×g離心20 min 得到淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物，并用50%乙醇洗滌。此步驟重復(fù)3 次，以去除未絡(luò)合的脂肪酸。在40 ℃烘箱中干燥樣品12 h，并在常溫下密封保存。

1.3.5 持水性測(cè)定

參考張綿松等[6]的方法，稱取1.00 g（m1）樣品分散于15 mL 蒸餾水中，分別置于45、55、65、75、85 ℃水浴中加熱30 min，冷卻至25 ℃后，3 000 r/min 離心15 min，棄去上清液，稱量沉淀質(zhì)量m2，持水性（H，%）按公式（1）計(jì)算。

1.3.6 透明度測(cè)定

參考徐忠等[7]的方法測(cè)定淀粉透明度，制備淀粉乳（1 g/100 mL），置于沸水浴中加熱15 min，然后冷卻至室溫，使用蒸餾水作為空白對(duì)照，在620 nm 處測(cè)定樣品吸光度。

1.3.7 凍融穩(wěn)定性測(cè)定

參考楊雙盼等[8]的方法并稍作修改，將淀粉配成淀粉乳（6 g/100 mL），在90 ℃的水浴鍋中加熱振蕩30 min，取出后冷卻至室溫。取10 mL 淀粉糊于離心管中，記錄淀粉糊的質(zhì)量（C1），然后放入-20 ℃的冰箱內(nèi)冷凍24 h 后取出。在室溫條件下自然解凍，然后4 000 r/min 離心10 min，棄去上清液，稱量沉淀物質(zhì)量（C2），析水率（S，%）按公式（2）計(jì)算。

1.3.8 溶解度與膨脹度測(cè)定

參考Gao 等[9]的方法并做適當(dāng)修改。稱取0.1 g 淀粉樣品（質(zhì)量記作m）于試管內(nèi)（空試管質(zhì)量記作m1），加入10 mL 去離子水，振蕩10 s，然后在95 ℃的振蕩水浴鍋中加熱60 min。隨后將試管冷卻至室溫，4 500 r/min離心20 min。將離心后的上清液倒入鋁桶中（空鋁桶質(zhì)量記作m3），在80 ℃的烘箱中干燥至恒重，質(zhì)量記作m4。將帶有沉淀的試管在80 ℃干燥20 min，取出稱質(zhì)量記作m2。溶解度（W，%）和膨脹度（P，g/g）按公式（3）和公式（4）計(jì)算。

1.3.9 糊化特性

參考Lin 等[10]的方法，用快速黏度分析儀測(cè)定4種淀粉的糊化特性。稱取3.0 g 樣品（干基質(zhì)量）于鋁罐中，加入25.0 mL 蒸餾水，攪拌20～30 s 使其完全混合，然后放入快速黏度分析儀中進(jìn)行檢測(cè)。運(yùn)行程序如下：以160 r/min 的速度攪拌淀粉漿，同時(shí)加熱到50 ℃，保持1 min。然后在222 s 內(nèi)加熱至95 ℃，保持2.5 min，再在228 s 內(nèi)冷卻至50 ℃，保持2 min。

1.3.10 流變特性測(cè)定

參考Jan 等[11]的方法，制備淀粉乳（12 g/100 mL），在沸水浴中加熱攪拌10 min 使其糊化，然后迅速將淀粉糊放置到流變儀樣品盤上，對(duì)淀粉糊進(jìn)行剪切速率掃描和頻率掃描測(cè)試，表征淀粉樣品的表觀黏度和動(dòng)態(tài)黏彈性參數(shù)。在剪切速率掃描中，設(shè)置探頭與樣品盤的間隙為98 μm，剪切速率由0.01 s-1升高至100 s-1。然后通過應(yīng)變掃描測(cè)試來確定樣品的線性黏彈性區(qū)域及應(yīng)變值，最終設(shè)置測(cè)試應(yīng)變?yōu)?.5%。頻率掃描時(shí)，在角頻率為0.1～100 rad/s 條件下，測(cè)定儲(chǔ)能模量（G′）和損耗模量（G″）。

由于QRS3、QRS4 和QRS5 在沸水浴加熱條件下不能糊化形成凝膠，因此本文只對(duì)QS 的流變特性進(jìn)行分析。

1.3.11 淀粉碘吸收特性

參考程冰等[12]的方法，準(zhǔn)確稱取0.020 g 淀粉樣品，加入0.5 mL 無水乙醇潤濕，再加入1 mL 2 mol/L KOH 溶液，使樣品充分溶解，然后加入10 mL 蒸餾水，用0.1 mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH 值至6.5，使用蒸餾水定容至50 mL。準(zhǔn)確移取10 mL 定容好的溶液，加入80 mL蒸餾水和2 mL 碘液（2 mg/mL I2和20 mg/mL KI），定容至100 mL，立即混勻，用紫外分光光度計(jì)在450～800 nm 波長條件下掃描，記錄最大吸收波長。

1.3.12 體外消化性

參考程冰等[12]的方法并稍加修改，進(jìn)行4 種淀粉體外消化性分析，并以葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品測(cè)定具體方法：稱取0.5 g 淀粉樣品，加入20 mL乙酸鈉緩沖液（0.2 mol/L，pH5.2），充分混合后，加入10 mL 現(xiàn)配的胰蛋白酶（110 U/mL）和40 μL 糖化酶（1 000 U/mL），然后放入37 ℃的恒溫水浴鍋中振蕩酶解，分別于0、20、120 min 時(shí)取1 mL 酶解液加入4 mL無水乙醇終止反應(yīng)，混合液在3 500 r/min 下離心2 min，取2 mL 上清液至25 mL 具塞試管中，加入1.5 mL 3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）顯色，沸水浴加熱5 min，取出后迅速流水冷卻，以蒸餾水定容至25 mL，搖勻，在540 nm 下測(cè)量吸光度，根據(jù)公式（5）～（7）計(jì)算快速消化淀粉（rapid digestiable starch，RDS）、慢速消化淀粉（slowly digestiable starch，SDS）和抗性淀粉（RS）含量。葡萄糖溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.437 3x-0.044 9，R2=0.996 3。

式中：X 為RDS 含量，%；Y 為SDS 含量，%；Z 為RS 含量，%；G0、G20、G120分別為混合液被酶解0、20 min和120 min 后產(chǎn)生的葡萄糖質(zhì)量，mg；Ts為樣品中的總淀粉含量，mg。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Sigmaplot 12.5 軟件作圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用Statistix 8.1（St Paul，MN） 軟件包中Linear Models 程序進(jìn)行，使用Tukey HSD 程序進(jìn)行差異顯著性（P＜0.05）分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 持水性

當(dāng)?shù)矸叟c水混合加熱時(shí)，隨著溫度接近糊化溫度，淀粉結(jié)晶區(qū)的膠束中較弱的氫鍵被破壞，水分子能更好地侵入淀粉分子內(nèi)部，與淀粉分子中暴露出的羥基形成氫鍵。因此，淀粉的持水性主要反映淀粉與水的結(jié)合程度以及對(duì)水分子的保持能力[6]。

QS 和QRS 的持水性結(jié)果見圖1。

圖1 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的持水性Fig.1 Water holding capacities of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

由圖1 可知，在45～55 ℃時(shí)，QS、QRS4 和QRS5 的持水性均呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì)，其中QS 的上升幅度最大，這是由于55 ℃接近QS 的糊化溫度，因此QS 會(huì)大量吸水。隨著溫度繼續(xù)升高，在55～85 ℃，QS 相比于其他3 種抗性淀粉，表現(xiàn)出最強(qiáng)的持水性，這是由于此時(shí)已超過QS 的糊化溫度，更多的水分子進(jìn)入淀粉晶體內(nèi)部，淀粉分子中的氫鍵與水分子發(fā)生了高度水化作用，從而提高了QS 的持水性[13]。QRS5 的持水性僅小于QS，可能是由于淀粉中螺旋結(jié)構(gòu)的非極性區(qū)域與脂類物質(zhì)發(fā)生疏水相互作用，使得脂類的疏水部分分布在淀粉螺旋結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，葡萄糖中的羥基分布在螺旋結(jié)構(gòu)表面，使得QRS5 具有較高的持水性，但內(nèi)部疏水空腔又使QRS5 的持水性低于QS[14]。QRS4 的持水性介于QS 和QRS3 之間，可能是由于引入新的磷酸交聯(lián)鍵增強(qiáng)了淀粉分子的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，使水分子難以滲透到淀粉分子內(nèi)部[15]，但這種阻礙水分子的作用力低于QRS3。QRS3 在45～85 ℃時(shí)持水性最差，這可能是因?yàn)樵诘矸劾匣^程中淀粉分子鏈重新排列形成高度緊密的結(jié)構(gòu)，阻礙了淀粉分子與水形成氫鍵，導(dǎo)致了較弱的持水性[16]。同時(shí)。在此溫度區(qū)間，QRS3 的持水性始終處于較低水平，也說明淀粉老化后很難再次糊化。

2.2 透明度

淀粉的透明度是淀粉制品的一種外觀性質(zhì)，合適的透明度可以改善食品的色澤，因此，透明度的高低是評(píng)判淀粉是否適合作為食品添加劑的一項(xiàng)重要指標(biāo)。淀粉的透明度受淀粉吸水膨脹能力、分子結(jié)構(gòu)、淀粉分子間的締合程度以及淀粉中支鏈淀粉含量等多種因素的影響，通常，樣品的吸光度越低，透光率越高，透明度也越高。

藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的透光率結(jié)果見表1。

表1 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的透光率和析水率Table 1 Light transmittance and water segregation rates of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

從表1 中可以看出，QRS3 的透光率最高，所以其透明度最好，QS 與QRS4、QRS5 透光率沒有顯著性差異（P＞0.05）。QRS3 的透明度比QS 高，這是由于普魯蘭酶脫支作用破壞了淀粉顆粒表面和晶體區(qū)域，從而導(dǎo)致淀粉溶解度增加，當(dāng)?shù)矸廴芙舛仍酱?，淀粉糊溶解越均勻，透明度就越高[17]。由此可以看出，QRS3 適用于透明度較高的飲料產(chǎn)品，而QRS4 和QRS5 可以用于增加攪拌型酸奶的不透明度。

2.3 凍融穩(wěn)定性

凍融穩(wěn)定性反映淀粉分子在冷凍和解凍過程中保持原有性質(zhì)的能力，也是評(píng)判淀粉是否適合制作冷凍食品的重要指標(biāo)。在凍融過程中，淀粉分子會(huì)發(fā)生脫水收縮，游離水析出，因此可以用析水率間接表示淀粉的凍融穩(wěn)定性，析水率越低，淀粉的凍融穩(wěn)定性越好。

藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的析水率結(jié)果見表1。

從表1 中可以看出，4 種淀粉的析水率從大到小依次是QRS3、QRS4、QRS5 和QS，因此凍融穩(wěn)定性最好的是QS，最差的是QRS3。淀粉的析水率與淀粉的持水性有關(guān)，一般淀粉的持水性越強(qiáng)，析水率越低，凍融穩(wěn)定性越好。本研究中，析水率的結(jié)果與圖1 中溫度高于55 ℃時(shí)的持水性結(jié)果相一致，與尹樂斌等[18]關(guān)于豌豆淀粉和豌豆抗性淀粉的凍融穩(wěn)定性結(jié)果相似。淀粉的凍融穩(wěn)定性決定了淀粉制品在加工烹飪過程中的性質(zhì)，凍融穩(wěn)定性越好，其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用越廣泛，因此與QRS 相比，QS 更適合制作冷凍食品。

2.4 溶解度與膨脹度

淀粉的溶解度和膨脹度反映淀粉與水相互作用的強(qiáng)弱，溶解度表示淀粉樣品在水中溶解程度的大小，膨脹度則是其糊化過程中吸水特性和持水能力的體現(xiàn)。溶解度和膨脹度可以反映以淀粉為原料的制品（如粉條、粉絲）在蒸煮過程中的糊湯和膨脹情況，對(duì)其蒸煮特性尤為重要。

藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的溶解度和膨脹度結(jié)果見表2。

表2 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的溶解度與膨脹度Table 2 Solubility and swelling power of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

由表2 可以看出，QS 膨脹度顯著高于其他QRS，表明QS 的分子間鍵的結(jié)合能力最弱，膨脹能力最強(qiáng)。QRS3 的溶解度最高，為59.19%，這是由于QRS3 制備過程中，還存在一些可溶性淀粉，增加了QRS3 的溶解度。QRS3 的膨脹度顯著低于QS，是由于其顆粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為緊密，難以吸水，導(dǎo)致膨脹度較小[19]。QRS4、QRS5 的溶解度略低于QS，但沒有顯著性差異（P＞0.05）。QRS4 的溶解度稍降低是由于淀粉磷酸化增強(qiáng)了直鏈淀粉和支鏈淀粉分子之間的結(jié)合，且磷酸基共價(jià)鍵保留了淀粉顆粒的完整性，因此，淀粉顆粒緊密地結(jié)合在一起抵抗溶脹[20]。QRS5 的溶解度與膨脹度均降低，說明脂肪酸的存在能抑制淀粉顆粒的溶解和膨脹，減小直鏈淀粉的溶出。由于直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)內(nèi)部非極性區(qū)域與脂肪酸尾部的碳鏈之間形成單螺旋包接結(jié)構(gòu)，從而形成更大的疏水空間，對(duì)水分子的排斥作用增強(qiáng)[21]，因此，QRS5 的溶解度與膨脹度降低。

2.5 糊化特性

圖2 為4 種淀粉的糊化曲線。

圖2 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的糊化曲線Fig.2 Pasting curves of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

由圖2 可知，QS 初始黏度變化不大，原因是低溫促進(jìn)了淀粉顆粒的膨脹，隨著溫度升高，淀粉顆粒破裂，黏度迅速達(dá)到最大。在隨后的冷卻過程中，直鏈淀粉老化并重新排序，增加了最終黏度[22]。QRS3、QRS4和QRS5 的糊化曲線幾乎呈直線，說明在50～95 ℃下，3 種RS 制備方法（糊化酶解回生、磷酸鹽交聯(lián)修飾、淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成）均抑制了淀粉的膨脹，不產(chǎn)生糊化黏度。結(jié)果表明，RS 對(duì)淀粉酶具有抗性，并且在常規(guī)食品加工過程中不會(huì)引起黏度變化。

2.6 流變學(xué)特性

淀粉糊的流變學(xué)特性對(duì)預(yù)測(cè)淀粉類食品加工過程中的結(jié)構(gòu)特性具有重要意義。圖3 為QS 的流變學(xué)特性曲線。

圖3 藜麥淀粉的流變特性曲線Fig.3 Rheological properties of quinoa starch

從圖3 可以看出，隨著剪切速率的升高，藜麥淀粉糊的表觀黏度逐漸下降，說明藜麥淀粉糊為假塑性流體，在剪切過程中，凝膠結(jié)構(gòu)被破壞，淀粉分子內(nèi)部的作用力變?nèi)?，?dǎo)致了黏度的下降。

動(dòng)態(tài)黏彈性參數(shù)中，儲(chǔ)能模量（G′）是物質(zhì)在每個(gè)變形的循壞中儲(chǔ)存或可以恢復(fù)的能量，表示物質(zhì)的彈性，損耗模量（G″）是每個(gè)變形周期消耗或損失的能量，表示物質(zhì)的黏性[23]。從圖3 可以看出，在整個(gè)角頻率掃描范圍中，QS 的G′數(shù)值始終大于G″，說明藜麥淀粉糊呈現(xiàn)出弱凝膠特性，且彈性性質(zhì)占主導(dǎo)地位[24]，這與Ahmed 等[25]的研究結(jié)果相一致。

2.7 碘吸收特性

直鏈淀粉與碘反應(yīng)會(huì)形成有色復(fù)合物，該復(fù)合物在紫外吸收波長下的吸收峰范圍、吸光度的大小以及最大吸收波長與淀粉的分子鏈長關(guān)系密切，因此碘吸收曲線常用來表征淀粉中直鏈淀粉或支鏈淀粉的分子鏈長和平均聚合度[26]。直鏈淀粉和支鏈淀粉的碘最大吸收峰分別為600～640 nm 和520～560 nm[26]。

圖4 為藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的碘吸收曲線。

圖4 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的碘吸收曲線Fig.4 Iodine absorption curves of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

從圖4 可以看出，QS、QRS3 和QRS5 的碘最大吸收峰分別在552、556 nm 和566 nm，說明3 種淀粉均向支鏈淀粉吸收波長方向偏移，這是由于QS、QRS3 和QRS5 中直鏈淀粉含量低、聚合度較小，支鏈淀粉含量高、聚合度較大導(dǎo)致，支鏈淀粉與碘反應(yīng)呈紫紅色，因此，3 種淀粉的碘最大吸收峰在支鏈淀粉吸收范圍內(nèi)。QRS4 在450～800 nm 無明顯吸收峰，可能是由于QRS4 的淀粉聚合度極小，導(dǎo)致顯色不明顯。QS 和QRS3 的碘吸收曲線分布情況相似，而QRS5 的碘吸收峰最窄，說明QRS5 分子量分布更集中[27]。QRS5 的碘吸收曲線在相同波長下的吸光度最大，說明QRS5 中直鏈淀粉含量高于QS，也高于其他類型的QRS[28]。

2.8 體外消化性

根據(jù)淀粉在人體內(nèi)的消化特點(diǎn)，將淀粉按照酶解時(shí)間長短分為RDS、SDS 和RS。RDS 能在人體20 min內(nèi)被消化并引起血糖升高。SDS 在人體20～120 min 內(nèi)被緩慢消化并持續(xù)釋放能量，緩慢提升血糖。RS 不能在人體內(nèi)被消化但能在小腸內(nèi)被微生物發(fā)酵，可以控制餐后血糖水平的提升，因此，RS 含量代表抗消化能力。

4 種淀粉的RDS、SDS 和RS 含量如表3 所示。

表3 藜麥淀粉與三型、四型、五型藜麥抗性淀粉的體外消化性Table 3 In vitro digestibility of quinoa starch and types 3，4，and 5 quinoa resistant starch samples

由表3 可知，將QS 制備成QRS3 后，RDS 含量沒有發(fā)生顯著變化，而SDS 含量下降，RS 含量上升，說明RS 主要由SDS 轉(zhuǎn)變而來；將QS 制備成QRS4 和QRS5 后，RDS 和SDS 含量均有所下降，而RS 含量明顯上升，說明磷酸化交聯(lián)修飾和淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物形成中，部分RDS 和SDS 轉(zhuǎn)變成了RS；QRS3、QRS4 和QRS5 的RS 含量遠(yuǎn)高于QS，說明3 種抗性淀粉具有良好的抗消化性。QRS3 中，由于普魯蘭酶的脫支作用產(chǎn)生了較多的直鏈淀粉，這些直鏈淀粉之間通過氫鍵相連，定向排列形成許多雙螺旋微晶，該結(jié)構(gòu)難以與消化酶的活性部位結(jié)合，因此賦予了QRS3 抗酶解的功能[16]；QRS4 的抗消化性是由于引入的磷酸基團(tuán)具有空間位阻作用，阻礙了酶與淀粉分子結(jié)合，使酶難以進(jìn)入淀粉分子，從而降低了淀粉的酶解程度[29]。QRS5的抗消化性是棕櫚酸進(jìn)入淀粉疏水空腔并通過氫鍵與淀粉牢固結(jié)合，形成了更為致密、穩(wěn)定的V-型螺旋狀淀粉晶型結(jié)構(gòu)，阻礙消化酶與淀粉發(fā)生作用，從而提高了RS 含量[30]。綜上所述，QRS3、QRS4 和QRS5 均適合于開發(fā)抗消化的健康減肥類產(chǎn)品。

3 結(jié)論

藜麥?zhǔn)墙陙碇饾u興起的一種營養(yǎng)全面的糧食作物，因此，QS 和QRS 在食品領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本研究對(duì)比分析了QS、QRS3、QRS4 和QRS5 的理化性質(zhì)，結(jié)果表明，與QRS 相比，QS 的持水性好、透明度高、凍融穩(wěn)定性強(qiáng)，且具有弱凝膠特性，因此，QS 在冷凍食品的制作中具有顯著的優(yōu)勢(shì)。QRS3 是淀粉糊化后經(jīng)老化制備得到的抗性淀粉，其溶解度和透明度高，具有穩(wěn)定的抗酶解特性，但凍融穩(wěn)定性差，因此，QRS3 在常溫食品中可以作為穩(wěn)定的抗性淀粉來源。QRS4 是磷酸化交聯(lián)的藜麥抗性淀粉，具有較好的抗酶解性，因此添加其到食品中，在優(yōu)化食品感官性質(zhì)的同時(shí)，還可以增加食品中益生元含量，提高食品的營養(yǎng)價(jià)值。QRS5 中形成了淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物，其持水性、凍融穩(wěn)定性和抗酶解性較好，且直鏈淀粉含量較高，是冷凍食品中添加抗性淀粉的優(yōu)質(zhì)選擇。以上研究結(jié)果表明，QS 與QRS3、QRS4、QRS5 表現(xiàn)出不同的理化特性，具有不同的應(yīng)用范圍。本研究結(jié)果可為QS、QRS 及其相關(guān)制品的開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。