不同烹饪介质在水热处理中调控黑豆粉微观结构的潜力：果胶溶解动力学的关键作用

豆类是健康可持续饮食的重要组成部分，但实际消费较低。为提升豆类消费，研究人员探究不同烹饪介质对黑豆烹饪动力学及黑豆粉微观结构的影响。结果表明，特定烹饪介质可调控果胶溶解动力学和面粉微观结构，为优化豆类加工提供依据。

　　在健康饮食的大趋势下，豆类凭借其丰富的营养成分，如（抗性）淀粉、蛋白质、膳食纤维和微量营养素，成为了健康可持续饮食的重要一环。按照行星健康饮食的推荐，人们每日应摄入 50g 干豆类。然而现实却不尽如人意，全球人均每日豆类摄入量仅 21g，欧洲地区更是低至 7.5g。传统的豆类加工方式生产的面粉，在研磨过程中会破坏细胞完整性，损失部分营养优势。但如果在机械粉碎前对豆类进行水热处理，就能得到由完整子叶细胞组成的面粉，这种面粉不仅能延缓营养物质的消化，降低血糖反应，还能增加饱腹感。不过，要获得这种理想的面粉，控制水热处理的条件至关重要，其中不同烹饪介质对果胶溶解动力学的影响尚不明确。在此背景下，为了深入了解烹饪介质如何影响豆类加工过程，来自国外的研究人员开展了此项研究，相关成果发表在《Applied Food Research》上。

研究人员用到的主要关键技术方法包括：一是烹饪实验，将黑豆在不同介质中浸泡和水热处理，测定不同时间点的硬度；二是制作黑豆粉，按照特定流程将处理后的黑豆制成面粉；三是对面粉进行微观结构表征，运用光学显微镜观察微观结构，采用激光衍射粒度分析仪测定粒径分布；四是测定面粉中溶解果胶含量，通过特定步骤提取并分析。

研究结果如下：

• 烹饪动力学：研究人员用不同烹饪介质处理黑豆，发现其硬度变化存在差异。使用 0.1M Na₂CO₃和 0.1M 柠檬酸可加速黑豆软化，而 0.1M CaCl₂会使黑豆软化变慢。进一步研究发现，0.1M Na₂CO₃加速软化主要是因为碱性 pH 增强了 β - 消除动力学，单价阳离子影响较小；0.1M 柠檬酸加速软化则主要得益于其螯合能力，酸性 pH 影响较小。
• 微观结构表征：研究人员在两种条件下制作黑豆粉并观察其微观结构。对于 45 分钟烹饪时间制作的面粉，多数介质处理的面粉有相似的粒径分布，含较多完整细胞，但 0.1M CaCl₂和酸化水处理的面粉不同，前者因果胶交联，完整细胞少、细胞簇多，后者可能因果胶溶解机制不同导致类似情况。对于相对硬度为 0.5 的面粉，所有介质处理的面粉粒径分布相似，但完整细胞比例更低、细胞簇更多，且不同介质达到该硬度的烹饪时间差异大。
• 果胶溶解：研究人员测定不同条件下制作的面粉中果胶溶解量，发现多数介质处理的面粉在 45 分钟时果胶溶解量高于相对硬度为 0.5 时。不同烹饪介质对果胶溶解影响显著，0.1M Na₂CO₃显著增加果胶溶解，0.1M 柠檬酸和 0.025M Na₂EDTA 未明显增加，酸化水反而降低。对于相对硬度为 0.5 的面粉，部分介质处理的面粉果胶溶解量有差异，这与细胞结构变化相关。

研究结论和讨论部分指出，不同烹饪介质对黑豆烹饪动力学、微观结构和果胶溶解有显著影响。0.1M CaCl₂会降低果胶溶解，使面粉完整细胞少；0.1M Na₂CO₃和 0.1M 柠檬酸加速烹饪，前者主要受碱性 pH 影响，后者主要靠螯合作用。烹饪时间延长，果胶溶解增加，但不同介质处理的面粉果胶溶解量差异大。该研究为利用不同烹饪介质调控豆类面粉微观结构、缩短烹饪时间提供了理论依据，不过后续还需研究这些面粉的功能特性，如技术功能性和消化特性等，以推动其在食品领域的实际应用。