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(yíng)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(yíng)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(yíng)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(guó)糧農(nóng)組織推薦為適宜人類的“全營(yíng)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(yíng)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(lái)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(guò)糊化和冷卻老化過(guò)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(guò)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(guò)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(lái)，藜麥由于其較高的營(yíng)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(jiàn)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(wàn)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(jiàn)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(guò)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(guò)夜，進(jìn)一步去除蛋白質(zhì)。淀粉漿用四層棉布過(guò)濾，并通過(guò)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(guò)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(guò)應(yīng)變掃描測(cè)試來(lái)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(wú)水乙醇潤(rùn)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(zhǎng)條件下掃描，記錄最大吸收波長(zhǎng)。

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(wú)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(jiàn)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(guò)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^(guò)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(shuō)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(jiàn)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(méi)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(lè)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(guò)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(guò)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(guò)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(jiàn)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(guò)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(méi)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(shuō)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(guò)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(shuō)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(guò)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(guò)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(shuō)明藜麥淀粉糊為假塑性流體，在剪切過(guò)程中，凝膠結(jié)構(gòu)被破壞，淀粉分子內(nèi)部的作用力變?nèi)酰瑢?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(shuō)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(zhǎng)下的吸收峰范圍、吸光度的大小以及最大吸收波長(zhǎng)與淀粉的分子鏈長(zhǎng)關(guān)系密切，因此碘吸收曲線常用來(lái)表征淀粉中直鏈淀粉或支鏈淀粉的分子鏈長(zhǎng)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(shuō)明3 種淀粉均向支鏈淀粉吸收波長(zhǎng)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(wú)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(shuō)明QRS5 分子量分布更集中[27]。QRS5 的碘吸收曲線在相同波長(zhǎng)下的吸光度最大，說(shuō)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(zhǎng)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(méi)有發(fā)生顯著變化，而SDS 含量下降，RS 含量上升，說(shuō)明RS 主要由SDS 轉(zhuǎn)變而來(lái)；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(shuō)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(shuō)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(guò)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(guò)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?lái)逐漸興起的一種營(yíng)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(lái)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(yíng)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)。