超微/普通粉碎下香蕉粉及其抗性淀粉的性質(zhì)比較

涂師運，王娟，盛鷗

（1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510641）（2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，農(nóng)業(yè)部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點實驗室，廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，廣東廣州 510640）

1992 年，歐洲抗性淀粉研究協(xié)會（European Flair Concerted Action on Resistant Starch，EURESTA）將抗性淀粉（Resistant Starch，RS）定義為不被健康個體小腸所吸收的淀粉及其降解產(chǎn)物的總稱[1]。目前，抗性淀粉也被細分為5 個類型：RS1、RS2、RS3、RS4、RS5[2]。RS1代表植物種子和根莖中普遍存在的物理包埋淀粉[2]，RS2為具有抗酶消化性的淀粉顆粒[2]，RS3為回生淀粉[2]，RS4是化學(xué)改性淀粉，具有不同于α-(1-4)或α-(1-6)以外的新化學(xué)鍵[2]，RS5是淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物[2]。在蔬菜和水果中，青香蕉是主要的天然抗性淀粉來源，香蕉的抗性淀粉含量與品種、成熟程度有關(guān)，青香蕉中的抗性淀粉RS2型抗性淀粉，含量明顯高于成熟香蕉[3]，具有調(diào)節(jié)腸道健康、控制體重增長、緩解高血糖等生理功能，在食品工業(yè)中應(yīng)用前景廣闊[3,4]。

當(dāng)下，食品原料的制粉方法主要包括：石磨研磨、鋼磨研磨以及超微粉碎等[5]，各種研磨方式的溫度和強度不同，處理得到的食品粉體的表面形態(tài)和特性也有很大差別，主要體現(xiàn)在淀粉粒度、營養(yǎng)物質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)上[6]。超微粉碎是利用機械力或流體動力的方法將毫米級別（3 mm 以上）的物料顆粒粉碎至粒徑10 μm 以下的粉碎加工技術(shù)[7]。Niu 等[8]對小麥淀粉進行了超微粉碎，發(fā)現(xiàn)小麥淀粉顆粒尺寸越小，其表觀黏度越低，糊化穩(wěn)定性越好。關(guān)倩倩[9]研究說明了粉碎方式對于物料抗性淀粉含量的影響，超微粉碎處理的山藥粉比普通粉碎處理的具有更低的抗性淀粉含量。李璐等[10]報道超微粉碎提高了雷竹筍的可溶性膳食纖維的含量。

本研究對比普通粉碎和超微粉碎對香蕉粉、香蕉抗性淀粉的顆粒形貌、香蕉粉升糖指數(shù)以及香蕉抗性淀粉熱糊化性質(zhì)的影響，以期為香蕉制粉方式的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 原材料與設(shè)備

香蕉（Musaspp.，Dajiao ABB Group），表皮青綠，果指飽滿，購于廣州五山農(nóng)貿(mào)市場。白面包為曼可頓無糖切片面包，曼可頓食品（上海）有限公司。

實驗試劑：抗性淀粉快速檢測試劑盒，愛爾蘭Megazyme 公司；豬胰酶（P7545）、胃蛋白酶（P7012）、淀粉葡萄糖苷酶（A7095），美國Sigma-Aldrich 公司；復(fù)合果膠酶（Pectinex XXL）、淀粉酶（Amylase AG 300L），諾維信生物技術(shù)有限公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

設(shè)備：大德DFT-200 鋼磨粉碎機，溫嶺市林大機械有限公司；電子掃描顯微鏡，ZEISS 公司；D8 ADVANCE X-射線衍射分析儀，德國BRUKER 公司；DSC 214 Polymer 差式掃描量熱儀，德國耐馳公司；Vanox BHS-2 偏光顯微鏡，日本OLYMPUS 公司；THZ-82A 恒溫水浴振蕩器，榮華公司；HWS28 電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科技有限公司；SL 16R 離心機，ThermoFisher 科技公司；BP 221S 萬位電子分析天平，德國Sartorius 公司；722S 紫外/可見分光光度計，上海菁華公司；PHS-25 pH 計，上海虹益儀器儀表有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 香蕉干片的制備及其超微粉碎、普通粉碎工藝

香蕉干片的制備：選用果皮青綠色，果指飽滿，棱角分明的香蕉，去皮、切片，采用熱風(fēng)干燥的方式，在60 ℃烘干72 h，制得香蕉干片[11]。

超微粉碎工藝：將500 g 的香蕉干片加入超微粉碎機，開啟低溫設(shè)備，控制溫度至10 ℃，進行超微粉碎，粉碎時間100 min，然后用100 目篩過篩，得到超微粉碎香蕉粉，儲存于干燥器中備用[12]。

普通粉碎工藝：稱取60 g 香蕉干片置于鋼磨粉碎機中，研磨3 min，過100 目篩網(wǎng)，取篩下物，得到普通粉碎香蕉粉，存放于干燥器中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2 香蕉抗性淀粉的提取工藝

取超微粉碎后的香蕉粉10 g，與蒸餾水配成10%（質(zhì)量分數(shù)）漿液，調(diào)節(jié)pH 值為2.5，往其中添加0.15%（質(zhì)量分數(shù)）果漿酶（10 000 PECTU/g）、0.15%（質(zhì)量分數(shù)）Amylase 酶（300 AGU/mL），40 ℃條件下酶解2 h，然后離心分離，取沉淀，在50 ℃下干燥12 h，經(jīng)100 目篩網(wǎng)篩分，取篩下物，得到超微粉碎的香蕉抗性淀粉。取普通粉碎的香蕉粉10 g，按同樣方法制得普通粉碎的香蕉抗性淀粉[13]。

1.2.3 抗性淀粉含量測定

參考團體標(biāo)準(zhǔn)T/GDIFST 001-2021 進行香蕉粉抗性淀粉含量測定[14]。稱取100 mg 香蕉粉，加入α-胰淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶（AMG）混合工作液，放入37 ℃水浴搖床中振蕩孵育16 h；離心后得到的絮狀沉淀即為樣品中的RS，通過GOPOD 使樣品中RS 顯色，進而測定RS 含量。

1.2.4 香蕉抗性淀粉的結(jié)構(gòu)特征

1.2.4.1 顯微結(jié)構(gòu)和偏光特性觀察

將適量的試樣配成甘油溶液中，滴在載玻片內(nèi)，并蓋上蓋玻片，置于顯微標(biāo)本臺上，利用光學(xué)顯微鏡和偏光顯微鏡，對其結(jié)構(gòu)進行觀察，并記錄[15]。

1.2.4.2 掃描電鏡觀察

用小匙將樣品平整地置于粘有電導(dǎo)膠的載物臺上，經(jīng)離子濺射噴金后，于2.0 kV 的加速電壓下，放大至500 倍進行觀察和拍攝[15]。

1.2.4.3 X-射線衍射分析

利用X-射線衍射儀對樣品進行分析，實驗條件為：40 kV、2θ：4～60°、40 mA、步長0.04°、17.7 s/步，進行掃描[15]。結(jié)晶度按照Cleven 等[16]的方法，在X-衍射圖譜中繪制一條光滑的基線，計算衍射峰面積與總衍射面積比值得到。

1.2.4.4 紅外光譜分析

采用溴化鉀壓片法，將香蕉抗性淀粉樣品與溴化鉀細粉末按1:50 的比例混勻，用壓片機壓成薄片，而后置于傅里葉變換紅外光譜儀下，在4 000～400 cm-1的掃描范圍內(nèi)，以4 cm-1的分辨率，掃描累加次數(shù)為64 次，測定紅外圖譜[15]。

1.2.5 香蕉抗性淀粉的理化性質(zhì)測定

1.2.5.1 碘吸收曲線

精確稱取50 mg 的香蕉抗性淀粉，放入50 mL 容量瓶中，加入10 mL 90%（質(zhì)量分數(shù)）二甲基亞砜溶液，在60 ℃下浸泡10 min，立即冷卻，用蒸餾水定容。取2 mL 該溶液置于50 mL 容量瓶中，加入25 mL的蒸餾水和1 mL 碘液，定容到50 mL，立即混勻，顯色10 min。用紫外-可見分光光度計掃描，波長500～800 nm[17]。

1.2.5.2 差式掃描熱分析

將10.00 mg 的試樣稱重，加入40%（質(zhì)量分數(shù)）的蒸餾水，密封于鋁托盤中，室溫下平衡24 h，采用差式掃描量熱儀進行分析[15]。

1.2.6 預(yù)計升糖指數(shù)

參考蔡攀福[18]的方法，利用體外消化的方法研究香蕉粉的預(yù)計升糖指數(shù)。

稱取0.25 g 香蕉粉，置于100 mL 錐形杯中，加入30 mL 的蒸餾水，在37 ℃水中浸泡10 min。取出錐形瓶，將pH 值調(diào)至2.5，加入0.8 mL 2%（質(zhì)量分數(shù)）的胃蛋白酶（≥2 500 units/mg）溶液，置于磁力攪拌器上，調(diào)整轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度至130 r/min，孵育30 min，吸取1 mL 該反應(yīng)液并收集于裝有4 mL 無水乙醇的錐形瓶中。往該錐形瓶中加入1 mL 1 mol/L NaHCO3，將pH 值調(diào)整到6.2，再加入5 mL 的胰腺酶-葡萄糖轉(zhuǎn)苷酶，加蒸餾水至總?cè)芤毫繛?5 mL。將錐形瓶置于37 ℃恒溫水浴鍋中，在0、20、60、120 和180 min時，取1 mL 的瓶中溶液加入已添加4 mL 無水乙醇的離心管中。將離心管置于離心機中，在3 000g下離心10 min，后取0.1 mL 的上清液，用GOPOD 試劑盒測定葡萄糖質(zhì)量濃度。取0.25 g 白面包，按上述相同方法操作，作為標(biāo)準(zhǔn)參照物。

淀粉水解率按以下公式進行計算：

式中：

A——淀粉水解率，%；

Cg——取樣點葡萄糖當(dāng)量，g；

Cs——樣品總淀粉含量，g。

以淀粉水解率為縱坐標(biāo)，以時間為橫坐標(biāo)，繪出淀粉水解曲線。計算曲線下面積（Area Under Curve，AUC），進而得出樣品的淀粉水解指數(shù)（Hydrolysis Index，HI），從而根據(jù)計算公式得到預(yù)計升糖指數(shù)（Predicted Glycemic Index，pGI）[18]。

計算公式為：

式中：

B——香蕉粉的淀粉水解指數(shù)（HI），%；

D1——樣品淀粉的水解曲線下面積；

D0——白面包淀粉的水解曲線下面積；

E——香蕉粉的預(yù)計升糖指數(shù)。

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

使用Origin 2018 繪制圖像。使用SPSS 21 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，實驗重復(fù)三次，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表達結(jié)果，通過獨立樣本t檢驗分析數(shù)據(jù)間差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 超微粉碎和普通粉碎對香蕉粉抗性淀粉含量、非抗性淀粉含量的影響

由表1 可知，普通粉碎和超微粉碎處理的香蕉抗性淀粉含量分別為51.96、48.76 g/100 g，非抗性淀粉含量分別為20.87、21.93 g/100 g。通過獨立樣本T 檢驗的方法，分析了兩種粉碎方式處理的香蕉粉在抗性淀粉含量、非抗性淀粉含量上的差異。結(jié)果顯示，超微粉碎和普通粉碎對香蕉粉的抗性淀粉、非抗性淀粉含量影響顯著（P＜0.05）。傅金鳳等[19]研究表明，香蕉抗性淀粉含量為40.00～70.00 g/100 g，非抗性淀粉含量為20.00～40.00 g/100 g。兩種粉碎方式處理后香蕉的抗性淀粉含量：超微粉碎＜普通粉碎，曹英等[12]報道：超微粉碎可使天然木薯淀粉的抗性淀粉含量從51.38 下降到47.21 g/100 g，本研究中超微粉碎對香蕉粉的影響也表現(xiàn)出同樣規(guī)律。超微粉碎方式處理后香蕉粉表現(xiàn)出更低抗性淀粉含量的原因可能是，一方面，超微粉碎處理影響了淀粉中直鏈淀粉-支鏈淀粉的比例，減小了直鏈淀粉的分子鏈段，導(dǎo)致其難以形成雙螺旋結(jié)構(gòu)，從而降低抗性淀粉含量[20]，另一方面，超微粉碎會破壞淀粉的雙螺旋結(jié)構(gòu)，使淀粉暴露出更多的官能團，增加淀粉與酶分子的反應(yīng)位點[12]，從而導(dǎo)致抗性淀粉含量降低。

表1 普通粉碎和超微粉碎對香蕉粉的抗性淀粉和非抗性淀粉含量的影響Table 1 Effects of ordinary grinding and superfine grinding on resistant starch and non-resistant starch content of banana powder

表2 香蕉抗性淀粉結(jié)晶性能參數(shù)Table 2 Crystal performance paraments of banana resistant starch

2.2 超微粉碎和普通粉碎對香蕉粉和香蕉抗性淀粉結(jié)構(gòu)的影響

2.2.1 顯微鏡和偏光顯微鏡

從圖1a、c 可以看出，香蕉粉、香蕉抗性淀粉顆粒呈長橢圓形，均有偏心的環(huán)紋，環(huán)紋為淀粉粒的生長環(huán)（即輪紋），表現(xiàn)了可用于淀粉沉積的碳水化合物來源的每日波動，表示著周期性的生長（見右下角放大圖）[21]。從圖1a、b 對比可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超微粉碎處理的香蕉粉部分顆粒表面變得模糊，出現(xiàn)不完整顆粒，并伴隨著黑色雜質(zhì)也增多（見右下角放大圖），說明淀粉顆粒受到了破壞。變化產(chǎn)生的原因在于：超微粉碎會破壞淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)，使其表面更加粗糙，結(jié)構(gòu)更加松散[12]。

圖1 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉粉、抗性淀粉光學(xué)顯微鏡照片（×200）Fig.1 Optical microscope photos of banana powder and resistant starch after ordinary grinding and superfine grinding

通過對比圖1 的c、d 可以發(fā)現(xiàn)，超微粉碎處理后香蕉抗性淀粉顆粒表面發(fā)生了結(jié)構(gòu)模糊，顆粒集聚現(xiàn)象，說明超微粉碎對于顆粒結(jié)構(gòu)的影響同樣存在于香蕉抗性淀粉中。

對比圖2a、b 可以發(fā)現(xiàn)，普通粉碎的香蕉粉顆粒表現(xiàn)出明顯的偏光現(xiàn)象，說明該淀粉具有完整顆粒結(jié)構(gòu)。淀粉顆粒主要包括結(jié)晶區(qū)和無定型區(qū)[22]，與普通粉碎相比，超微粉碎的香蕉粉顆粒表現(xiàn)出外部暗區(qū)增加，顆粒內(nèi)部偏光十字交點（臍點）和非偏光十字區(qū)域的暗區(qū)范圍擴張現(xiàn)象（詳見紅色框區(qū)域）。閆斯亮[22]在研究低溫等離子處理對香蕉淀粉的理化特性及顆粒結(jié)構(gòu)的影響中指出偏光十字交點處暗區(qū)的增加說明等離子處理的活性組分通過淀粉顆粒的表面對其滲透了，破壞了臍點附近區(qū)域，而淀粉顆粒雙折射現(xiàn)象的減少反映了淀粉顆粒表面雙螺旋區(qū)域受損。這表明，超微粉碎后，香蕉粉的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變，顆粒結(jié)構(gòu)中徑向有序排列的雙螺旋結(jié)構(gòu)確定受到了破壞，雙螺旋區(qū)域的有序性發(fā)生了降低。

圖2 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉粉、抗性淀粉偏光顯微鏡照片（×200）Fig.2 Polarized microscope photos of banana powder and resistant starch after ordinary grinding and superfine grinding

圖2 可見，圖2c 中香蕉抗性淀粉顆粒具有明顯的偏光十字，說明其與圖2a 圖中香蕉粉顆粒一樣具有完整的顆粒結(jié)構(gòu)。但經(jīng)過超微粉碎處理的香蕉抗性淀粉，其暗區(qū)增加，偏光十字交點（臍點）和非偏光十字區(qū)域的暗區(qū)增加明顯，偏光亮度降低，表明其淀粉顆粒受到了一定程度的破壞。

2.2.2 掃描電鏡

從掃描電鏡照片可以清晰地觀察淀粉顆粒的外觀。從圖3 可以看出，普通粉碎方式處理的圖3a 香蕉粉、圖3c 香蕉抗性淀粉表面光滑，都具有完整的顆粒結(jié)構(gòu)。香蕉粉顆粒多為細長橢圓形，粒徑為10～50 μm；超微粉碎處理后的香蕉粉表面粗糙、顆粒小，粒徑多為5～10 μm。普通粉碎的香蕉抗性淀粉為10～50 μm 的細長卵形，粒徑大小與香蕉粉相似；超微粉碎方式處理后的的香蕉抗性淀粉外形不規(guī)則，粒徑多為5～25 μm。這與楊盈盈等[23]對超微粉碎的馬鈴薯顆粒形貌變化類似。已有研究發(fā)現(xiàn)，細小圓形的微粒在酶作用下易于水解[24]，觀察抗性淀粉的圖片推測，超微粉碎后的香蕉抗性淀粉的抗酶解性可能下降。

圖3 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉粉、抗性淀粉掃描電鏡照片（×500）Fig.3 Scanning electron microscope photos of powder and resistant starch after ordinary grinding and superfine grinding

分析掃描電鏡照片可知，經(jīng)過超微粉碎的香蕉粉、香蕉抗性淀粉比普通粉碎處理的，顆粒更小，表面更粗糙。

2.2.3 X-射線衍射圖譜

由圖4 可看出，超微粉碎和普通粉碎處理的香蕉抗性淀粉的X-射線衍射譜線顯示出相似的形狀，衍射峰的位置無明顯差異。通常認為不同結(jié)晶類型淀粉具有不同的X-射線衍射特征峰，A 型淀粉在入射角（2θ）為15°、17°、18°和23°存在強衍射峰，通常存在于谷物中，如小麥淀粉、玉米淀粉等[25]。B 型淀粉在5.6°、17°、22°和24°的入射角（2θ）處有較強的衍射峰，是馬鈴薯淀粉、莖淀粉、甘薯淀粉等常見峰型[25]。C 型淀粉的衍射峰存在于5.7°、15°、17°、19°和23°等入射角（2θ），這類淀粉為A 型和B 型混合結(jié)晶型，存在于一些莖類淀粉[25]，而超微粉碎與普通粉碎的香蕉抗性淀粉2θ在5.7°、15°、17°、19.5°、23°附近呈現(xiàn)較強的吸收峰，與C 型晶體相似，該結(jié)果與前人報道的香蕉抗性淀粉為C 型結(jié)晶相符[26]。說明超微粉碎和普通粉碎處理后，淀粉衍射峰保持C 型晶體結(jié)構(gòu)，沒有出現(xiàn)新的特征峰。

圖4 X-射線衍射圖譜Fig.4 X-ray diffraction pattern

圖5 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉抗性淀粉紅外光譜圖Fig.5 Infrared spectrum of banana resistant starch treated by ordinary grinding and superfine grinding

I/I0值代表該入射角的衍射峰強度與最強衍射峰強度的比值，通過對比圖譜以及各入射角對應(yīng)的I/I0值，可以發(fā)現(xiàn)超微粉碎比普通粉碎發(fā)生了衍射強度的降低，同時結(jié)晶度由59.48%下降到56.62%。其可能原因為：香蕉抗性淀粉在超微粉碎過程中遭受了更強烈機械力作用，引起分子內(nèi)部局部晶格畸變錯位和晶面扭轉(zhuǎn)滑移，淀粉內(nèi)部結(jié)晶結(jié)構(gòu)由多晶態(tài)轉(zhuǎn)向無定形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，非晶區(qū)增加[23]。

超微粉碎和普通粉碎處理后的香蕉抗性淀粉結(jié)晶類型一致，都為C 型，但超微粉碎會引起淀粉結(jié)晶度降低。

2.2.4 紅外光譜圖

在紅外光譜圖中，約3 300 cm-1的吸收峰屬于分子內(nèi)或分子間-OH 的交互作用；3 000～2 800 cm-1處的吸收峰表征的是C-H 的伸縮振動；1 650 cm-1附近的吸收峰反映了淀粉內(nèi)部的結(jié)晶水；1 080 cm-1附近的吸收峰由C-H 鍵的彎曲振動產(chǎn)生；1 020 cm-1處的吸收峰代表了C-O 鍵的伸縮振動[27]。波峰特征顯示，超微粉碎后，香蕉抗性淀粉無新的特征吸收峰，說明超微粉碎后無官能團改變。而超微粉碎后，其吸收峰強度在3 000～2 800 cm-1范圍內(nèi)呈下降趨勢，這表明淀粉分子之間C-H 鍵的伸縮振動減小，這說明超微粉碎可能會破壞淀粉的分子結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致淀粉分子鏈斷裂[12]。超微粉碎后，1 080 cm-1的吸收峰值強度減弱，這表明淀粉分子的氫鍵結(jié)合能力變?nèi)?，而氫鍵作用力則是淀粉分子有序結(jié)構(gòu)的體現(xiàn)，可能由于超微粉碎使淀粉分子的結(jié)晶區(qū)域被破壞，使其有序度下降[12]。紅外光譜結(jié)果說明，超微粉碎可能會降低分子有序性，但大體上超微粉碎與普通粉碎處理后的香蕉抗性淀粉官能團一致。

2.3 超微粉碎和普通粉碎對香蕉抗性淀粉理化性質(zhì)的影響

2.3.1 碘吸收曲線

由圖6 可以看出，普通粉碎的香蕉抗性淀粉與超微粉碎的抗性淀粉的碘吸收曲線都具有類似的波長區(qū)間，二者最大吸收峰都是581 nm，在560～620 nm 之間，且經(jīng)過超微粉碎，抗性淀粉最大吸收峰波長沒有發(fā)生偏移。說明普通粉碎與超微粉碎處理后，抗性淀粉中都含有直鏈淀粉以及支鏈淀粉[28]，該結(jié)果與譚思敏等[29]報道的香蕉抗性淀粉最大吸收波長接近。對比普通粉碎和超微粉碎處理方式，可以發(fā)現(xiàn)，超微粉碎處理后的香蕉抗性淀粉表現(xiàn)出更小的碘吸收峰強度以及更寬的吸收峰。吸收峰強度變小的原因可能是淀粉經(jīng)超微粉碎處理后，直鏈淀粉聚合度降低，而碘吸收曲線只能測定出聚合度在30 以上的直鏈淀粉，與實際的直鏈淀粉含量還有一定的差異，從而導(dǎo)致了峰強度下降[30]。同時，吸收峰的寬窄程度與抗性淀粉分子量的分布有相關(guān)性，趙力超等[31]對比了壓熱處理前后宜糖米抗性淀粉的碘吸收曲線，觀察到壓熱處理后的抗性淀粉的吸收峰比原淀粉的窄，說明宜糖米抗性淀粉的分子量分布比較集中。普通粉碎的香蕉抗性淀粉吸收峰較窄，說明其抗性淀粉分子量分布比較集中，超微粉碎的香蕉抗性淀粉吸收峰較寬，說明其分子量的分布較為分散。因此，超微粉碎與普通粉碎處理的香蕉抗性淀粉中都含有直鏈淀粉和支鏈淀粉，并且，經(jīng)過超微粉碎處理，抗性淀粉中直鏈淀粉的聚合度可能降低，分子量分布得更加分散。

圖6 普通粉碎和超微粉碎方式處理后的香蕉抗性淀粉碘吸收曲線Fig.6 Iodine absorption curve of resistant starch after ordinary grinding and superfine grinding

2.3.2 差式掃描熱分析

如表3 所示，超微粉碎處理的抗性淀粉表現(xiàn)出了更低的相轉(zhuǎn)變起始溫度T0，普通粉碎的香蕉抗性淀粉T0為60.6 ℃，而超微粉碎的為51.8 ℃；同時，與普通粉碎相比，超微粉碎香蕉抗性淀粉的相轉(zhuǎn)變峰值溫度Tp、相轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Tc、溫度差值ΔT（Tc-T0）以及ΔH均有不同程度的升高，分別提升了1.0 ℃、3.8 ℃、12.6 ℃以及909.4 J/g。更低的相轉(zhuǎn)變起始溫度T0說明，超微粉碎處理后，抗性淀粉在更低的溫度就開始了相轉(zhuǎn)變，這可能是由于超微粉碎后抗性淀粉顆粒結(jié)構(gòu)松散引起的。而提高的相轉(zhuǎn)變峰值溫度Tp、相轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度Tc、溫度差值ΔT以及焓變值ΔH表明，超微粉碎淀粉完成完全相轉(zhuǎn)化所需溫度更高，這個結(jié)果和已有的結(jié)論是一致的[20]。以上分析結(jié)果可以看出，與普通粉碎方式相比，超微粉碎對于抗性淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的破壞使得其更易于開始相轉(zhuǎn)變過程，但另一方面，其完全完成相轉(zhuǎn)變過程對于熱量的需求也增大了。

表3 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉抗性淀粉的差式掃描熱分析結(jié)果Table 3 Differential scanning calorimetry results of banana resistant starch after ordinary grinding and superfine grinding

2.4 超微粉碎和普通粉碎對香蕉粉預(yù)計升糖指數(shù)的影響

食物的升糖指數(shù)是人體在進食后的餐后血糖水平的一個重要指標(biāo)。低升糖指數(shù)食物對維持人體健康、降低血糖含量有重要作用，可延遲葡萄糖吸收，使糖尿病人的血糖值維持在一個穩(wěn)定的狀態(tài)[18]。按GI 值的大小，食品pGI 值可劃分為3 個水平：低GI 食品（GI＜55）、中等GI 食品（55～70）、高GI 食品（GI＞70）[32]。

如表4 所示，普通、超微粉碎香蕉粉的pGI 值分別為17.12、21.92，在超微粉碎下，香蕉粉的pGI 值明顯升高，提高了21.90%。已有研究表明，機械處理會改變淀粉顆粒結(jié)構(gòu)，進而影響其消化性[33]，破損的淀粉相對于天然完整的淀粉分子具有更強的淀粉酶敏感程度，一方面，較高的破碎淀粉含量會導(dǎo)致較多的淀粉分子溶解在水中，易被淀粉酶水解消化，另一方面，破損淀粉具有較大的比表面積，其暴露在外的內(nèi)部結(jié)構(gòu)增多，與淀粉酶的作用位點增多，這會加快淀粉的酶解速度[34]。超微粉碎處理的香蕉粉pGI 值更高的原因可能是超微粉碎后的香蕉粉結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破損，有利于淀粉與酶的反應(yīng)，進而提高香蕉粉的pGI 值。由此可見，超微粉碎對于淀粉的消化有促進作用，并會提高淀粉的預(yù)計升糖指數(shù)。Kathirvel 等[35]的研究闡述了類似結(jié)果：采用改良的Englyst 法對淀粉進行體外消化，并測定了不同粒徑淀粉的生扁豆粉、烘焙扁豆粉的葡萄糖釋放量差異，發(fā)現(xiàn)淀粉顆粒被粉碎得越小，越會引起葡萄糖釋放量增加。但是，普通粉碎和超微粉碎處理后，香蕉粉的pGI 值分別為17.12 以及20.92，都遠遠小于55，屬于低GI 的食品原料。

表4 普通粉碎和超微粉碎處理后的香蕉粉預(yù)計升糖指數(shù)(pGI)值Table 4 pGI value of banana powder treated by ordinary grinding and superfine grinding

3 結(jié)論

（1）超微粉碎相比于普通粉碎，會造成香蕉粉的抗性淀粉含量降低、非抗性淀粉含量增加。

（2）微觀結(jié)構(gòu)觀察表明，經(jīng)過超微粉碎，香蕉粉、抗性淀粉結(jié)構(gòu)變得松散，部分顆粒出現(xiàn)降解現(xiàn)象。超微粉碎會引起抗性淀粉結(jié)晶度下降，但對官能團基本沒有影響。

（3）理化性質(zhì)研究表明，與普通粉碎相比，經(jīng)過超微粉碎的香蕉抗性淀粉相轉(zhuǎn)變起始溫度降低、相轉(zhuǎn)變峰值溫度、相轉(zhuǎn)變結(jié)束溫度和焓變值升高。

（4）超微粉碎相比于普通粉碎，使香蕉粉預(yù)計升糖指數(shù)升高，但兩種方式處理后的香蕉粉都屬于低GI值食品原料范圍。