干热处理与螺杆挤压对米-鹰嘴豆-燕麦复合粉理化特性、体外消化率及速溶性能的调控机制

【编辑推荐】针对婴幼儿及老年人对营养均衡速溶谷物食品的需求，研究人员通过干热处理(DH)和螺杆挤压(SE)技术调控米、鹰嘴豆、燕麦粉的理化特性。研究发现SE处理显著提升淀粉消化率（eGI升高）、改善速溶性能（悬浮稳定性提升），并优化2:1:2复合配比，为功能性谷物配方设计提供理论依据。

　　

研究背景与意义
随着人口老龄化加剧和特殊膳食需求增长，速溶谷物食品因其便捷性和易消化特性成为婴幼儿、老年人及消化功能脆弱人群的重要选择。然而传统速溶米粉存在营养单一（蛋白质含量仅7.1%）、易结块等问题，而单纯添加鹰嘴豆（蛋白质23.6%）或燕麦（β-葡聚糖丰富）又面临加工适应性差、口感不佳的挑战。如何通过物理改性技术协同调控多谷物配方的营养、结构与功能特性，成为食品科学领域亟待解决的难题。

来自中国的研究团队在《Food Bioscience》发表的研究中，创新性地采用干热处理(DH)和螺杆挤压(SE)两种热改性技术，系统比较了米、鹰嘴豆、燕麦粉的理化特性变化规律。研究发现SE处理能通过机械剪切力诱导淀粉晶体结构从A型向V型转变，显著提升速溶性能，最终开发出营养-功能均衡的2:1:2复合配方，为特殊膳食食品开发提供了关键技术支撑。

关键技术方法
研究采用双螺杆挤压机（温度120°C，螺杆转速200 rpm）和干热烘箱（130°C，2 h）处理原料；通过X射线衍射(XRD)分析结晶度类型；体外消化实验模拟口腔-胃-肠三段消化测定快速消化淀粉(RDS)和抗性淀粉(RS)；采用扫描电镜(SEM)观察淀粉颗粒形貌；通过悬浮稳定性、吸水指数等指标评价速溶性能。

研究结果

1. 基础营养成分变化
   DH和SE处理均显著降低总淀粉含量（米粉降幅最大达6.8%），SE组脂质降解更明显。鹰嘴豆蛋白在热处理中表现出独特稳定性，为配方设计提供蛋白质保留依据。

2. 结构特性改变
   SEM显示SE处理导致淀粉颗粒表面出现蜂窝状孔洞，XRD证实结晶类型从A型（谷物特征峰）转为V型（淀粉-脂质复合物特征峰），这种结构变化直接关联消化特性改变。

3. 体外消化率提升
   SE组快速消化淀粉(RDS)含量较DH组提高12-18%，抗性淀粉(RS)降低3.5-5.2%，估算血糖指数(eGI)达78.3（属中高GI范畴），证实机械剪切力比单纯热处理更有效促进淀粉消化。

4. 速溶性能优化
   SE处理使燕麦粉吸水指数提升2.1倍，悬浮稳定性提高43%，但米粉仍存在结块倾向，提示需要配方调控。通过三因素五水平正交试验，最终确定2:1:2（米:鹰嘴豆:燕麦）复合比例在感官评分（86.5分）和分散性（结块率<5%）方面表现最优。

结论与展望
该研究首次阐明螺杆挤压通过同步实现淀粉分子解聚（降低RS）和V型晶体形成（提升RDS）的双重机制，比传统干热处理更高效地改善复合谷物粉的消化特性。开发的2:1:2配方既保留了鹰嘴豆的蛋白优势，又利用燕麦β-葡聚糖的增稠作用克服了米粉易结块的缺陷。研究成果为设计针对特定人群（如糖尿病前期老年人）的可调控GI值功能性食品提供了新思路，未来可结合体外-体内关联研究进一步验证营养干预效果。