优化孵育条件提升绿豆淀粉及其粉丝的抗性淀粉含量与品质：基于温度调控的结晶转化与消化特性研究

本研究针对天然淀粉功能局限及低血糖健康食品需求，通过系统优化绿豆淀粉的湿热处理与低温孵育工艺，成功诱导C型向B型结晶转化，使抗性淀粉(RS)含量提升至15.85%，并基于响应面法构建粉丝生产参数模型。该研究为开发高RS功能性淀粉基食品提供了理论依据和技术路径，对促进低血糖指数食品产业发展具有重要意义。

　　

在健康饮食观念日益普及的今天，开发低血糖生成指数(Glycemic Index, GI)的功能性食品成为食品科学领域的热点。绿豆作为一种传统食用豆类，其淀粉因富含直链淀粉和抗性淀粉(Resistant Starch, RS)而备受关注。抗性淀粉不能被小肠消化吸收，而是进入结肠被微生物发酵，产生类似膳食纤维和益生元的健康效益，包括改善消化健康和调节血糖水平。然而，天然淀粉往往存在溶解性差、在极端条件下不稳定以及消化行为不可控等局限性，限制了其实际应用。尽管物理改性方法（如热处理结合低温储存）已被证明可以增强淀粉功能特性，但关于绿豆淀粉在粉丝生产中的具体应用及其与RS形成机制的关联仍缺乏系统研究。

为此，泰国核技术研究所农业与食品技术部门的Ratchaneeporn Photinam等人在《Food Chemistry: Molecular Sciences》上发表论文，通过两阶段研究系统探讨了孵育温度对绿豆淀粉理化特性和消化性能的影响，并进一步将最优条件应用于粉丝生产中，利用响应面法(Response Surface Methodology, RSM)优化工艺参数，旨在为开发高RS、低GI的绿豆粉丝提供理论支持和技术路径。

研究主要采用以下关键技术方法：首先通过湿热处理（高压灭菌，121°C，1小时）结合不同温度（25°C、4°C、-10°C）孵育改性绿豆淀粉，测定其直链淀粉含量、淀粉消化组分（RDS、SDS、RS）、糊化特性、溶胀力与溶解性、X射线衍射(XRD)结晶结构以及流变学特性；进而基于第一阶段确定的最佳孵育温度（-10°C），采用中心复合设计(Central Composite Design, CCD)优化粉丝生产中的冷冻时间（19–53小时）和冷藏孵育时间（0–9.3小时），并对粉丝样品的烹饪品质（烹饪时间、损失率、得率）和质构特性（拉伸强度、弹性）进行综合评价。

3.1. Effect of incubation temperature on starch digestible profiles and physicochemical properties of mung bean starch

3.1.1. Amylose content and starch digestibility profiles

研究发现，经高压灭菌并在-10°C下孵育48小时的绿豆淀粉直链淀粉含量最高（39.32%），RS含量显著提升至15.85%，而天然淀粉的RS含量为41.16%。低温促进淀粉回生和双螺旋结构的形成，增强了酶解抗性。

3.1.2. Pasting properties

糊化特性分析显示，经处理的淀粉糊化温度降低，峰值时间延长，崩解值减少，而回生值显著增加，表明低温处理增强了淀粉分子的有序结构和热稳定性。

3.1.3. Swelling power and solubility index

溶胀力和溶解性在高温下（95°C）均低于天然淀粉，说明改性后淀粉颗粒结构更加致密，不易溶出，这与直链淀粉的重组和结晶区形成密切相关。

3.1.4. X-ray diffraction (XRD)

XRD图谱显示，天然淀粉呈现C型结晶结构（相对结晶度20.1%），而经-10°C处理的淀粉转变为典型的B型结晶（相对结晶度32.9%），这种转化与RS含量的增加直接相关。

3.1.5. Dynamic viscosity of mung bean starch

流变学测试表明，所有处理淀粉均表现出凝胶状特性，储能模量(G′)高于损耗模量(G″)，且复合粘度随频率增加而降低，呈现剪切稀化行为，证实改性淀粉具有更好的增稠和稳定性能。

3.2. Effect of incubation and freezing time on RS content, cooking quality, and texture properties of glass noodles

3.2.1. Resistant starch content

粉丝中RS含量在未煮状态下为19.08%–28.94%，煮沸后降至10.89%–17.03%。冷冻时间对RS形成具有显著二次效应（P≤0.001），而冷藏孵育时间影响不显著。较短冷冻时间（19–25小时）结合短暂冷藏（<5小时）可优化RS含量和产品质量。

3.2.2. Effect of incubation and freezing times on cooking quality

烹饪时间随冷冻时间延长而增加，烹饪损失率与RS含量呈负相关（r=-0.573）。延长孵育时间可减少烹饪损失，但过度冷冻（>45小时）会因冰晶破坏结构导致损失增加。

3.2.3. Effect of incubation and freezing times on the texture quality of glass noodles

拉伸强度（26.34–36.44 g force）随冷藏时间增加而提高，但过长冷冻会削弱强度。弹性（27.34–38.40 mm）受孵育时间和冷冻时间的非线性影响，RS含量与弹性呈负相关，表明高RS粉丝虽更坚固但咀嚼性降低。

3.3. Regression for RS contents, cooking quality and texture properties of glass noodles

通过RSM建立的二次模型具有高度显著性（R2=0.80–0.93），准确预测了RS含量、烹饪品质和质构特性之间的复杂关系，为工艺优化提供了可靠数学依据。

研究结论表明，高压灭菌结合-10°C孵育能有效诱导绿豆淀粉从C型向B型结晶转化，显著提升RS含量和功能特性。在粉丝生产中，冷冻时间对RS形成起主导作用，而短暂冷藏有助于优化质地。该研究不仅阐明了淀粉结构变化与消化性能之间的机制关联，还为开发低GI、高RS的功能性淀粉基食品提供了实用化技术方案，对促进健康食品产业发展具有重要应用价值。未来研究需关注产品的感官接受度、贮藏稳定性及工业化放大可行性，并进一步验证其体内血糖调节和肠道微生物调控功效。