综述：赤小豆淀粉：其提取、组成、结构、特性、改性及应用综述

《Food Hydrocolloids》：Adzuki bean starch: A Review of its extraction, composition, structure, properties, modification and applications

　　

摘要

红小豆（Vigna angularis）是一种具有广泛全球关注度的可食用豆类，富含碳水化合物和蛋白质，其中淀粉在种子中的重量占比最高，可达53.9%。尽管在红小豆淀粉（ABS）研究领域已取得了显著进展，但针对该主题的系统性综述仍然稀缺。ABS与主流商业淀粉之间的定量交叉比较尚付阙如，其独特的结构特征和工业价值也未被清晰阐明。改性技术尚未得到系统性整合。应用研究仍然零散，缺乏对结构-性质关系、工业化瓶颈以及标准规范缺口的系统性总结。本综述总结了ABS的提取、组成、结构、性质、改性及应用，并重点阐述了其在面粉产品、可降解膜及3D打印淀粉基凝胶领域的应用进展和潜在价值。这主要归因于其独特的理化特性：CB型结晶多晶型；直链淀粉含量为5.2%–36.6%；平均颗粒大小为35–43 μm（最大值可达83 μm）；优异的短期回生抗性，天然ABS的抗性淀粉（RS）含量高达78.5%；剪切和热稳定性优于玉米淀粉和木薯淀粉等商业淀粉。通过与其它豆类淀粉在结构-功能关系及相关维度上的系统性对比分析，本综述深入探讨了现有改性技术及绿色可持续改性技术的未来潜力，为未来研究和工业应用提供参考和建议。

引言

红小豆（Vigna angularis），又称红豆，属于豆科（豆亚科）的一年生作物。红小豆原产于东亚，在中国已有超过2400年的栽培历史；中国是全球最大的红小豆生产国。全球红小豆年产量约为300,000–400,000吨。中国的年产量最高，达360,000吨，其次是日本，年产量为46,700吨（数据来源：日本豆类协会委托调查报告）（Li et al., 2022）。此外，红小豆在韩国、印度和加拿大等24个国家均有栽培，并实现了全球商业分销（Wang et al., 2022）。红小豆营养丰富，含有大量的蛋白质、生物活性肽、维生素和多元酚类物质。此外，它在不同程度上表现出豆腥味；这种异味缺陷主要源于豆类中不饱和脂肪酸和脂肪氧化酶的高含量。该气味可通过烘烤或蒸煮等方法有效缓解甚至消除，这些方法能有效灭活脂肪氧化酶（Bi et al., 2021）。在中国和日本，最常见的红小豆食用方式是将其彻底煮熟，然后加工成泥，加入适量的糖制成馅料。至于整粒红小豆，传统上与大米混合蒸食。此外，红小豆粉作为替代原料用于各种零食、即食食品、烘焙食品和饮料中。

淀粉是一种丰富的可食用、可再生且可生物降解的生物材料，广泛用于食品、制药、化工和纺织行业，用于增稠、稳定、粘合和吸水。目前工业生产中使用的大多数商业淀粉来源于玉米、马铃薯、木薯、大米和小麦；这些常规淀粉的结构、性质和应用技术已被广泛研究（Singh et al., 2003）。红小豆在大多数工业和研究语境中通常被称为红豆。关于红小豆淀粉（ABS）的已发表研究绝大多数基于红粒品种，该品种是全球主导的商业类型。红小豆中的淀粉含量约为44.5%至53.9%，主要由直链淀粉和支链淀粉组成。不同品种间ABS的直链淀粉含量范围为9.9%–30.6%（Li et al., 2022），这是其功能特性变化的核心内在因素。除公认的消化特性优势（包括高天然抗性淀粉（RS）含量和低血糖指数）外，ABS（注：大多数研究基于红粒红小豆品种）还呈现出多种独特的功能特性。其独特的CB型结晶多晶型和高比例的直链淀粉赋予淀粉糊优异的热稳定性和剪切抗性。ABS形成的凝胶体系具有适中的硬度和较弱的短期回生特性，质构性能优于大多数豆类淀粉。当加工成膜时，ABS形成均匀致密的基体，其紫外阻隔性能和活性物质负载能力显著高于传统谷物淀粉。得益于这些特性，ABS在主食面粉产品、可降解活性包装膜以及谷豆复合凝胶等场景中展现出良好的应用潜力。（Bao et al., 2025; Kim et al., 2018; Liu et al., 2025）。然而，天然ABS仍存在固有缺陷，包括峰值粘度过高、加工过程中剪切稳定性不足以及明显的长期回生倾向，导致难以直接适应大规模工业生产。为克服这些局限，研究人员通过物理、化学及复合改性方法对其结构进行了定向调控，进一步提高RS含量，同时系统优化其加工适应性和与多样化应用场景的兼容性。

迄今为止，尽管ABS相关研究的数量不断增加，但突出的核心学术空白仍然明显。现有的豆类淀粉综述主要集中在绿豆和豌豆淀粉等主流品种上，仅偶尔提及ABS。覆盖ABS整个研究流程——提取、结构、性质、改性和应用——的专门、全面且系统性的综述仍然极为有限。同时，ABS与主流商业淀粉之间的定量交叉比较尚付阙如，其独特的结构特征和工业价值从未被清晰阐明。改性研究主要集中于传统物理和化学方法，尚未对新兴的绿色改性技术进行系统性整合。诸如热湿处理对RS含量的双向效应等矛盾性发现尚未得到系统性澄清。应用研究大多分散在个别食品体系中，"分子结构-宏观性质-加工适应性-应用场景兼容性"的相关框架尚未建立。此外，对工业技术规模化障碍以及标准和规范缺口的批判性分析也极为匮乏。

因此，本综述系统总结了ABS的提取工艺、多尺度结构、理化性质、改性策略和应用进展，补充了其工业化潜力的评估，指出了该领域的研究争议和未来方向，为ABS的高值化开发和工业应用提供理论参考和实践基础。

章节片段

红小豆淀粉的提取与组成

淀粉提取的主要方法包括传统湿法研磨、干法研磨、酶法提取、酸碱提取和新兴辅助提取技术。目前，ABS提取的主要方法为湿法研磨和碱提取（S. Li et al., 2024; Zhang et al., 2022）。与其他谷物淀粉一样，该工艺需要浸泡（24小时以内），然后进行研磨和沉降；主要目的是软化种皮和内部组织。

直链淀粉（AM）

ABS主要由直链淀粉和支链淀粉组成。值得注意的是，不同品种和生长区域间ABS的直链淀粉含量存在较大差异，范围为5.2%至36.6%（表1），这是ABS样品间性能差异的主要来源。虽然直链淀粉含量通常决定了淀粉的结构和功能特性，但ABS表现出一种独特的相关性：直链淀粉含量越高，颗粒越大，糊化温度越高。

颗粒形态与粒径

一般来说，淀粉颗粒通过扫描电子显微镜（SEM）图像观察。ABS颗粒通常呈圆形或椭圆形，表面光滑；与其它豆类淀粉相比，其直径较大，范围为35至45微米，部分甚至达到57至83微米。这些差异源于豆类品种或淀粉提取方法的不同（Wang et al., 2022）。与谷物和薯类来源的主流商业淀粉相比……

理化性质

淀粉的理化性质是多尺度结构演变的宏观表现。图3阐明了ABS理化性质与其结构之间的内在相关性，这决定了其加工和应用性能。

ABS改性现状与新兴绿色可持续改性技术的潜力

天然ABS具有固有的加工缺陷，如糊化粘度过高、剪切稳定性差以及明显的长期回生倾向，这限制了其在食品和非食品领域的直接应用。定向改性是克服这些缺陷并拓展其应用场景的有效策略。目前，已发表的ABS改性研究具有技术路线多样和工艺参数变异大的特点。如图所示……

ABS的现状与潜在应用

由于其高直链淀粉含量、CB型结晶结构和优异的成膜能力，ABS在低血糖指数主食、可降解活性包装和3D打印谷豆凝胶领域展现出独特的应用优势，这些优势无法被玉米淀粉和木薯淀粉等常见谷物淀粉完全替代。

在食品领域，研究表明，当ABS用于面条生产时，蒸煮损失率有所增加（5.77%），但仍处于可接受范围内……

工业化应用的当前挑战与瓶颈

ABS目前在食品和非食品领域面临诸多挑战，特别是在种植规模、工业提取、成本效益和质量控制方面。豆类淀粉的提取得率和效率低于谷物淀粉，与玉米、大米和马铃薯等常见淀粉相比，存在质量不一致和成本效益低等问题（Thomas et al., 2023）。此外，关于结构-功能……

结论

本综述确认，ABS是一种具有显著结构和功能差异性的豆类淀粉。其核心独特特征包括：天然存在的CB型结晶结构，支链淀粉中长B链的比例高于大多数C型豆类淀粉；直链淀粉含量范围为5.22%至36.6%，聚合度（DP）为700–1570，分子量显著低于薯类和某些豆类淀粉；平均粒径为35–43 μm（最大值……

CRediT作者贡献声明

刘京生：监督、项目管理、资金获取。刘慧敏：监督、概念构思。王昌元：监督、方法论。郑明珠：撰写——审阅与编辑、监督、资金获取、概念构思。张琪悦：撰写——初稿、可视化、软件、数据整理。崔炎：可视化、监督。杜正浩：软件、数据整理。薛明伟：监督、软件。

未引用参考文献

Guo et al., 2025a; Guo et al., 2025b; He et al., 2026; Li et al., 2024; Liu et al., 2026; Liu et al., 2023; Niu et al., 2026; Wang et al., 2026; Zheng et al., 2025.

利益冲突声明

作者已声明无利益冲突。

数据可用性

本研究描述的研究未使用数据。

利益冲突声明

作者已声明无利益冲突。

致谢

本研究由国家重点研发计划（2021YFD2101000/2021YFD2101001）和吉林省科技发展计划项目（20250601042RC）资助。

张琪悦 | 崔炎 | 杜正浩 | 薛明伟 | 刘慧敏 | 王昌元 | 郑明珠 | 刘京生

吉林农业大学食品科学与工程学院，中国吉林省长春市 130118