王钰麟^,1, 雷琳^1,2, 熊文文¹, 叶发银^1,2, 赵国华^,1,21西南大学食品科学学院,重庆 400715
²重庆市特色食品工程技术研究中心,重庆 400715

Effects of Steaming-Retrogradation Pretreatment on Physicochemical Properties and in Vitro Starch Digestibility of the Roasted Highland Barley Flour

WANG YuLin^,1, LEI Lin^1,2, XIONG WenWen¹, YE FaYin^1,2, ZHAO GuoHua^,1,21College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715
²Chongqing Engineering Research Center for Special Food, Chongqing 400715

通讯作者: 赵国华,E-mail： zhaogh@swu.edu.cn。

责任编辑: 赵伶俐
收稿日期:2020-11-25接受日期:2021-01-25

基金资助:

中央高校基本业务费(XDJK2019B027) 西南大学全面提升研究生教育质量工程研究生导师团队建设(XYDS201905) 2019年大学生创新创业训练计划(S201910635104)

Received:2020-11-25Accepted:2021-01-25
作者简介 About authors
王钰麟,E-mail： wyl0407@email.swu.edu.cn。







摘要
【目的】探讨蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉营养组分、理化特性及体外淀粉消化特性的影响,丰富青稞加工方式。【方法】以青稞为试验材料,将蒸煮后老化不同时间（0、6、12、18和24 h）的青稞粉进行炒制,通过扫描电镜和显微镜观察蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉微观结构的影响;使用傅里叶变换红外光谱、激光共聚焦显微拉曼光谱、X-射线衍射和快速黏度分析法,研究蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉短程分子结构、结晶特性及糊化特性的影响;采用体外消化研究蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉淀粉消化率的影响。【结果】与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理-炒制青稞粉的淀粉、蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量减少;但不经老化处理的炒制青稞粉（0-Roasted）水不溶性膳食纤维、水溶性膳食纤维和总膳食纤维有所增加。蒸煮-老化预处理使炒制青稞淀粉颗粒受到一定程度破损,偏光十字逐渐消失;短程分子结构受到破坏。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉的相对结晶度降低;随着老化时间增加,炒制青稞粉相对结晶度逐渐增加,结晶形式由原来的A型转变为V型,表明形成淀粉-脂质或淀粉-蛋白质-脂质复合物。蒸煮-老化预处理炒制青稞粉L*值降低,而a*和b*值增加。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉的典型糊化峰消失,终值黏度逐渐降低;同时使炒制青稞粉持油力显著增加,但持水力缓慢下降。体外消化试验表明,与生青稞粉相比,热加工可提高青稞淀粉的消化性能;但与未老化炒制青稞粉相比,老化6—24 h炒制青稞粉的快消化淀粉含量减少6%—16%,慢消化淀粉含量显著增加。【结论】蒸煮-老化预处理可改变炒制青稞粉的营养组分和理化性质。蒸煮后老化6 h的炒制青稞淀粉消化性能降低,有助于稳定血糖,可作为糖尿病患者或血糖偏高人群理想的主食来源之一。
关键词： 炒制青稞;老化;理化特性;淀粉消化特性;β-葡聚糖

Abstract
【Objective】 This study was to explore the effects of steaming-retrogradation pretreatment on the nutritional profiles, physicochemical properties, and in vitro starch digestion of the roasted highland barley flour, with the aim to enrich the processing methods of highland barley.【Method】The effects of steaming-retrogradation pretreatment at different time (0, 6, 12, 18, and 24 h, respectively) on roasted highland barley flour was studied. The microstructure of the roasted highland barley flour was observed by scanning electron microscope and microscope. The effect of steaming-retrogradation pretreatment on short-range molecular order structure, relative crystallinity, and pasting properties of the roasted highland barley flour was determined by Fourier transform infrared spectroscopy, laser confocal microscopic Raman spectroscopy, X-ray diffraction, and rapid viscosity analysis. The effects of steaming-retrogradation pretreatment on the changes of starch digestibility in roasted highland barley flour were determined via In vitro digestion. 【Result】 Compared with the raw highland barley flour, the steaming-retrogradation pretreatment reduced the contents of starch, protein, fat, and β-glucan in roasted highland barley flour. However, steaming without retrogradation pretreatment (0-Roasted) increased the content of water-insoluble dietary fiber, water-soluble dietary fiber, and total dietary fiber in the roasted highland barley flour. The steaming-retrogradation pretreatment destroyed the starch granules in roasted highland barley flour, presenting disappearance of polarization cross. Meanwhile, the short-range molecular order structure was damaged by steaming-retrogradation pretreatment in roasted highland barley flour. Compared with the raw highland barley flour, the relatively crystallinity was reduced by steaming-retrogradation pretreatment in roasted highland barley. However, the relative crystallinity was increased with the increased time of retrogradation in roasted highland barley. The A-type diffraction pattern was changed into the V-type in roasted highland barley flour, indicating the formation of starch-lipid or starch-protein-lipid complexes after heat processing. The steaming-retrogradation pretreatment decreased the L* value while increased a* and b* values in roasted highland barley flour. Compared with the raw highland barley flour, the steaming-retrogradation pretreatment destroyed the pasting peak and caused a lower final viscosity, and increased the oil holding capacity while decreased the water holding capacity of roasted highland barley flour. Compared with the raw highland barley flour, the heat processing could increase the in vitro starch digestibility. Retrogradation at 6-24 h could decrease the content of rapidly digestible starch by 6%-16% and significantly increased the content of slowly digestible starch in roasted highland barley flour. 【Conclusion】 The steaming-retrogradation pretreatment could change nutritional profiles and physicochemical properties of roasted highland barley flour. Retrogradation at 6 h could decrease the in vitro starch digestion of the roasted highland barley flour, which was helpful in maintaining blood glucose homeostasis and could be developed as one of potential foods for diabetics and borderline diabetics.
Keywords：roasted highland barley;retrogradation;physicochemical properties;starch digestibility characteristics;β-glucan


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本文引用格式
王钰麟, 雷琳, 熊文文, 叶发银, 赵国华. 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉理化性质及体外淀粉消化的影响. 中国农业科学, 2021, 54(19): 4207-4217 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.19.015
WANG YuLin, LEI Lin, XIONG WenWen, YE FaYin, ZHAO GuoHua. Effects of Steaming-Retrogradation Pretreatment on Physicochemical Properties and in Vitro Starch Digestibility of the Roasted Highland Barley Flour. Scientia Acricultura Sinica, 2021, 54(19): 4207-4217 doi:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.19.015


开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

0 引言

【研究意义】据国际糖尿病联盟报道,2019年全球糖尿病成人患病率约为9.3%,患病人数已达4.63亿,预计2045年全球糖尿病患者可达7亿。在中国,糖尿病成人患者数为1.164亿,居世界首位,相当于每4个糖尿病成人患者中,就有一个是中国人。在糖尿病患者中,2型糖尿病所占比例约90%,它是由胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足的内分泌代谢紊乱引起的高血糖^[1]。研究表明,膳食中增加全谷物摄入可将2型糖尿病发生风险降低20%—30%^[2]。全谷物具有调节血糖的功能,它含有的水溶性膳食纤维被认为是发挥降低餐后血糖和提高胰岛素敏感性的主要物质之一,其机制是通过抑制淀粉酶活性及发酵产生短链脂肪酸影响肠道激素肽YY和胰高血糖素样肽-1来改善胰岛素抵抗^[3,4]。淀粉是全谷物中提供葡萄糖的主要来源,根据消化速率分为快消化淀粉（rapidly digestible starch,RDS）、慢消化淀粉（slowly digestible starch,SDS）和抗性淀粉（resistant starch,RS）,其中SDS和RS在体内消化缓慢,有助于维持餐后血糖稳定和改善胰岛素敏感性,因此,餐后血糖应答取决于全谷物的淀粉消化率^[5]。【前人研究进展】青稞（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. F）,又称裸大麦,主要分布于中国西藏、青海、甘肃等地,具有高蛋白、高纤维、高维生素、低脂肪和低糖等营养特点^[6]。青稞富含水溶性β-葡聚糖,含量可达8%,远高于大麦、小麦和燕麦^[7]。β-葡聚糖在胃肠道内易形成黏性溶液阻碍淀粉分解和葡萄糖吸收,可抑制餐后血糖浓度和胰岛素水平升高^[8]。中医和藏医学对青稞食品防治糖尿病的作用也持肯定态度。热加工对全谷物β-葡聚糖理化性质和淀粉消化率的影响已有报道。炒制可显著增加青稞β-葡聚糖含量;而蒸煮对青稞β-葡聚糖的损耗无显著影响^[9]。SONIA等^[10]发现,煮熟的白米饭在4℃储存24 h后,抗性淀粉含量增加,血糖应答显著下降。老化处理对青稞理化性质的研究甚少。ZHU等^[11]研究表明,与生青稞相比,121℃、0.1 MPa下蒸煮不同时间（10—20 min）后再在常温下老化4 d,青稞淀粉短程有序性显著降低,但处理组间无显著性差异。【本研究切入点】青稞常用于制作藏区人民传统的日常主食—糌粑粉。糌粑粉是将青稞除杂、洗净、晾干、翻炒后磨粉,食用时与少量的酥油茶、奶渣和糖等搅拌均匀,捏成团状。目前,青稞加工附加值相对较低,利用合理的加工方式充分发掘其稳定血糖的品质,可提高青稞的保健功能和利用价值。【拟解决的关键问题】本研究以青稞为原料,探讨蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉理化性质、β-葡聚糖含量及体外淀粉消化特性等的影响,为开发糖尿病人或血糖偏高人群食用的青稞新产品提供借鉴。

1 材料与方法

试验于2019年6月至2020年10月在西南大学北碚校区食品科学学院食品科学实验室进行。

1.1 材料与试剂

白青稞（产自西藏林周）。

氢氧化钠、硫酸铜（五水）、氯化钾、氯化钠、无水磷酸氢二钠、无水磷酸二氢钾、硫酸钾、乙酸钠,成都科龙化工试剂厂;无水乙醇、丙酮、浓硫酸、盐酸,重庆川东化工集团有限公司;胰蛋白酶、耐高温α-淀粉酶、胃蛋白酶（400 U∙mg^-1）、葡萄糖苷酶（3 300 U∙mL^-1）、α-淀粉酶（12 U∙mg^-1）,美国Sigma-Aldrich有限公司;Megazyme总淀粉检测试剂、Megazyme交联β-葡聚糖,爱尔兰Megazyme公司。

1.2 仪器与设备

BSA 323S电子分析天平,北京赛多利斯科学仪器公司;YCD-EL 259A冰箱,中科美菱低温科技公司;DHG-9140电热恒温鼓风干燥箱,上海齐欣科学仪器公司;Spectrum100傅里叶红外光谱仪,帕纳科公司;DXR 2型激光共聚焦显微拉曼光谱仪,Perkin-Elmer公司;TecMaster RVA型快速黏度分析仪,Perten公司;L6紫外可见分光光度计,上海仪电分析仪器有限公司;S-4800型扫描电镜,日本日立公司;Seientz-10ND真空冷冻干燥机,宁波新芝生物科技股份有限公司;TGL-16G高速离心机,上海安亭科学仪器厂;PHS-3EpH计,上海雷磁仪器厂;DDHZ-300水浴恒温振荡器,太仓市实验设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备 挑选青稞籽粒,清洗后放入蒸锅约90 min至熟透,分别置于4℃储藏0、6、12、18和24 h后取出,在通风处阴干（25℃,24 h）。参照杨希娟^[12]的方法,略作修改,将阴干青稞籽粒与沙粒充分混匀炒制（青稞籽粒﹕河沙=1﹕3,m/m）,至大多数籽粒开花爆裂时（爆腰率>85%）停止加热。炒制青稞籽粒放置室温后,用液氮冻存,经冷冻干燥、粉碎后过60目筛,分别制得蒸煮后老化0 h炒制青稞粉（0-Roasted）、蒸煮后老化6 h炒制青稞粉（6- Roasted）、蒸煮后老化12 h炒制青稞粉（12-Roasted）、蒸煮后老化18 h炒制青稞粉（18-Roasted）及蒸煮后老化24 h炒制青稞粉（24-Roasted）,生青稞粉作为对照（图1-a—f）。所有样品置于-80℃备用。

图1

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图1蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉宏观特性及微观结构的影响

a—f：青稞粉图;g—l：青稞粉扫描电镜图（4000×）;m—r：青稞粉显微镜图（4×）
Fig. 1Effects of steaming-retrogradation on macrostructures and microstructures of the roasted highland barley

a-f: Pictures of highland barley flour; g-l: Scanning electron microscope pictures of highland barley flour (4000×); m-r: Microscopy pictures of highland barley (4×)


1.3.2 基本化学成分测定 水分含量：采用GB 5009. 3—2016 直接干燥法测定。蛋白质：采用GB 5009.5— 2016凯氏定氮法测定。脂肪：采用GB/T 5009.6—2016的索氏提取法测定。总淀粉：采用Megazyme总淀粉检测试剂盒测定。β-葡聚糖：采用Megazyme交联β-葡聚糖含量试剂盒K-BGLU测定。膳食纤维：采用酶-重量法测定^[13]。

1.3.3 微观结构

1.3.3.1 扫描电镜 参照LI等^[14]的方法,采用扫描电镜观察青稞淀粉颗粒的形态学特征。将少量样品粉末均匀固定在镀有双面胶带的铝制短管上,置于离子溅射仪中,对样品喷金处理,镀上一层10 nm的薄膜后,在15 kV加速电压下测定,并采集电镜图片（4 000×）。

1.3.3.2 偏光显微镜 取5 mg青稞粉及150 μL丙三醇/蒸馏水溶液（1﹕1,v/v）混匀置于载玻片上,用偏光显微镜（4×）对青稞淀粉进行观察并拍摄其偏光十字图像。

1.3.4 傅里叶红外光谱分析 将样品及溴化钾在105℃下烘干2 h,取3 mg样品与150 mg溴化钾混匀,在玛瑙研钵内研磨,置于烘箱（40—50℃）待测。取30 mg混合样品,用压片机在30 Mpa下压成圆形薄片,放置在红外光谱仪进行扫描。扫描条件如下：波数范围4 000—400 cm^-1,分辨率4 cm^-1,以实时空气作为背景,累计扫描64次。选取波数为1 200—800 cm^-1的谱图,用Peak Fit v4.12软件计算样品在1 047/1 022 cm^-1处的峰面积比,分析样品中淀粉粒的短程分子有序性^[15]。

1.3.5 激光共聚焦显微拉曼光谱分析 激光源：785 nm绿色二极管,激光能量：15.0 mW,20倍物镜,曝光次数38次,曝光时间为8.50 s,光栅：400刻线/mm;光阑：50 μm针孔波数范围为100—3 200 cm^-1。使用OMNIC 8.2软件对数据进行分峰拟合,获得480 cm^-1处的半峰全宽,用于表征淀粉的短程有序结构^[3]。

1.3.6 X-射线衍射分析 参考TAN等^[16]的方法并稍作修改。测试条件：单色Cu-kα射线,波长0.1542 nm,电压40 kV;电流40 mA;衍射角为4—40°（2θ）,扫描速度2°/min,步长0.02°,连续扫描。分析X-衍射图谱,使用MDI jade6软件计算样品相对结晶度（relative crystallinity,RC）。

1.3.7 色值 使用色差仪对L^*值（亮度）、a^*值（红绿值）、b^*值（黄蓝值）进行测定,重复10次。生青稞粉的颜色为L₀、a₀和b₀。色差（∆E）按如下公式计算：

（1）$\Delta E=\sqrt{{{({{L}^{*}}-{{L}_{0}})}^{2}}+{{({{a}^{*}}-{{a}_{0}})}^{2}}+{{({{b}^{*}}-{{b}_{0}})}^{2}}}$
1.3.8 糊化特性 参照PUNCHA-ARNON等^[17]的方法,准确称量3 g样品到RVA铝盒中,根据水分含量添加蒸馏水使总质量为28 g,充分搅拌使样品完全分散。测试程序为：搅拌速度160 r/min,样品在50℃维持1 min,接着在3.42 min内匀速升温到95℃并保持2.7 min后,在3.88 min内降温到50℃并维持2 min,得到样品黏度曲线。

1.3.9 持水持油特性

1.3.9.1 持水力测定 参考ZHU等^[18]的方法,取0.25 g样品于50 mL离心管中,并加入10 mL蒸馏水,室温下放置24 h后4 000 r/min离心10 min,去除上清液,取沉淀进行称重。持水力按如下公式计算：

（2）$持水力 \text{g}\cdot {{\text{g}}^{-1}}=\frac{{{m}_{2}}-{{m}_{1}}}{{{m}_{1}}}$
式中,m₁：样品取样量（g）;m₂：去除上清液后的沉淀质量（g）。

1.3.9.2 持油力测定 参考ZHU等^[18]的方法,取0.5 g样品于50 mL离心管中,并加入10 mL大豆油,在4℃冷藏室静止1 h后4 000 r/min离心10 min,去除上层油脂,取沉淀进行称重。持油力按如下公式计算：

（3）$持油力 \text{g}\cdot {{\text{g}}^{-\text{1}}}=\frac{{{m}_{2}}-{{m}_{1}}}{{{m}_{1}}}$
式中,m₁：样品取样量（g）;m₂：去除油脂后的沉淀质量（g）。

1.3.10 体外淀粉消化性能测定 参考QI等^[19]的方法并稍作修改,测定青稞粉RDS、SDS和RS的含量,计算公式分别如式（4）、（5）、（6）所示。取0.2 g样品悬浮在10 mL乙酸钠缓冲溶液（0.2 mol∙L^-1、pH 5.2）,混匀后置于37℃振荡培养箱（150 r/min）,平衡10 min后加入10 mL混合酶溶液（290 U∙mL^-1猪胰α-淀粉酶和15 U∙mL^-1淀粉葡萄糖苷酶）继续反应。在0、20和120 min时分别取1 mL消化液,加入4 mL无水乙醇终止反应,6 000×g离心10 min后采用葡萄糖氧化酶法在510 nm处比色测定上清液中葡萄糖含量。

（4）$RDS(\%)=\frac{(G 20-F G) \times 0.9}{T S} \times 100$
（5）$SDS(\%)=\frac{(G 120-G 20) \times 0.9}{T S} \times 100$
（6）$RS(\%)=\frac{[T S-(R D S+S D S)]}{T S} \times 100$
式中,FG：酶水解前淀粉中游离还原糖含量（mg）;TS：总淀粉含量（mg）;G₂₀：酶解20 min内产生的还原糖含量（mg）;G₁₂₀：酶解120 min内产生的还原糖含量（mg）。

1.4 数据处理

采用SPSS 20软件对数据进行显著性分析（P<0.05）,结果以“平均值±标准差”（n=3）表示。

2 结果

2.1 蒸煮-老化预处理对青稞粉营养成分的影响

由表1可知,与生青稞粉相比,炒制后青稞淀粉含量降低5%—11%,但老化时间对总淀粉含量无显著影响。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉蛋白质和脂肪含量减少,老化时间越长,炒制青稞粉蛋白质和脂肪含量呈现先减少后增加的趋势。与生青稞粉相比,蒸煮后老化6—24 h再炒制,青稞粉水溶性膳食纤维（SDF）和总膳食纤维（TDF）含量降低,而0-Roasted组SDF和TDF含量显著增加（P<0.05）。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉使β-葡聚糖含量显著下降。

Table 1
表1
表1蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉营养成分的影响 (g/100 g)
Table 1Effects of steaming-retrogradation on proximate compositions in the roasted highland barely (g/100 g)

样品 Sample	水分* Water	总淀粉 Total starch	蛋白质 Protein	脂肪 Fat	IDF	SDF	TDF	β-葡聚糖 β-glucan
生青稞粉 Raw highland barley flour	13.8±0.1a	62.0±0.3a	8.5±0.5a	2.3±0.1a	18.3±0.4b	7.1±0.0b	25.5±0.4b	6.5±0.3a
0-Roasted	8.6±0.1b	60.2±1.3ab	7.6±0.4b	1.3±0.1bc	20.5±0.4a	10.8±0.1a	31.3±0.5a	2.2±0.1d
6-Roasted	7.0±0.11c	59.4±2.7ab	6.4±0.3c	1.5±0.1bc	16.7±0.0c	6.6±0.1b	23.3±0.1c	2.3±0.1cd
12-Roasted	5.2±0.2d	57.8±2.7ab	6.3±0.2c	1.3±0.4c	16.4±0.5c	6.8±0.6b	23.2±1.1c	2.6±0.0c
18-Roasted	3.4±0.0e	55.6±4.0b	6.8±0.5c	1.5±0.2bc	15.0±0.1d	7.1±0.8b	22.1±0.9c	4.0±0.1b
24-Roasted	2.8±0.1f	57.2±2.3b	7.5±0.5b	1.8±0.1b	15.4±0.2d	7.2±0.0b	22.5±0.2c	4.3±0.2b

*：除水分外,其余含量均为干基。0-Roasted：蒸煮后老化0 h炒制青稞粉;6-Roasted：蒸煮后老化6 h炒制青稞粉;12-Roasted：蒸煮后老化12 h炒制青稞粉;18-Roasted：蒸煮后老化18 h炒制青稞粉;24-Roasted：蒸煮后老化24 h炒制青稞粉。IDF：水不溶性膳食纤维;SDF：水溶性膳食纤维;TDF：总膳食纤维;同列不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。下同
*: The other contents are presented as dry basis except moisture. 0-Roasted: Steaming-retrogradation 0 h roasted highland barley flour; 6-Roasted: Steaming-retrogradation 6 h roasted highland barley flour; 12-Roasted: Steaming-retrogradation 12 h roasted highland barley flour; 18-Roasted: Steaming-retrogradation 18 h roasted highland barley flour; 24-Roasted: Steaming-retrogradation 24 h roasted highland barley flour. IDF: Water-insoluble dietary fibre; SDF: Soluble dietary fibre; TDF: Total dietary fibre. Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (P<0.05). The same as below

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2.2 蒸煮-老化预处理对青稞淀粉微观结构的影响

青稞粉的淀粉形态学特征如图1所示。生青稞粉表面光滑,呈圆形或椭圆形结构,被大小均一的球状淀粉颗粒紧密包裹（图1-g）,而蒸煮-老化预处理使青稞淀粉完整结构破碎,多呈蜂窝状;生青稞淀粉颗粒存在微晶结构,能清楚地观察到淀粉颗粒脐点处有交叉的偏光十字（图1-m）;蒸煮-老化预处理炒制青稞粉中部分淀粉颗粒破裂形成碎片;且随着老化时间增加,偏光十字逐渐减少（图1-n—r）。

2.3 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉有序结构的影响

由表2可以看出,与生青稞粉相比（0.87）,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉的1 047/1 022 cm^-1比值逐渐降低（0.61—0.85）（表2）,说明短程有序结构遭到破坏。与生青稞粉相比（16.59）,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉480 cm^-1半峰全宽增加（18.64—22.01）;老化时间越长,480 cm^-1半峰全宽越小,相对结晶度越高。

Table 2
表2
表2蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉短程分子有序结构的影响
Table 2Effects of steaming-retrogradation on the short-range molecular orders of the roasted highland barley

样品 Sample	1047/1022 cm-1	480 cm-1半峰全宽 Full width at half peak of 480 cm-1
生青稞粉 Raw highland barley flour	0.87±0.01a	16.59±0.38d
0-Roasted	0.61±0.02c	22.01±0.34a
6-Roasted	0.77±0.09b	20.96±1.62ab
12-Roasted	0.77±0.08b	20.13±0.57b
18-Roasted	0.83±0.00ab	19.66±0.09bc
24-Roasted	0.85±0.01a	18.64±0.43cd

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2.4 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉结晶特性的影响

由图2可知,与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理的炒制青稞粉在15°、17°、18°和23°（2θ）的A型特征衍射峰几乎全部消失,在13°和20°产生新的“V”型特征衍射峰。与生青稞粉相比（RC%= 12.08）,蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉相对结晶度显著降低（3.55%—6.92%）;老化时间越长,相对结晶度越高。

图2

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图2蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉XRD衍射图谱的影响

RC%：相对结晶度。不同小写字母表示差异达显著水平（P<0.05）。下同
Fig. 2Effects of steaming-retrogradation on XRD diffraction patterns of the roasted highland barley

RC%: Relative crystallinity. Different lowercase letters indicate significant differences (P<0.05). The same as below

2.5 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉色度的影响

由表3可知,与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉L*（色度）值降低,说明其亮度降低;而a*（红色度）和b*（黄色度）值增加,说明红色和黄色变深。不同样品间青稞粉总色差（ΔE）变化范围为11.7—16.0,且18-Roasted组总色差值ΔE最大（16.0）。颜色参数变化归因于在炒制过程中青稞发生了美拉德反应、焦糖化反应等非酶褐变^[20]。

Table 3
表3
表3蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉色差的影响
Table 3Effects of steaming-retrogradation on the chrominance of the roasted highland barley

样品 Sample	L*	a*	b*	ΔE
生青稞粉 Raw highland barley	92.3±0.2a	3.4±0.1e	10.8±0.4e	—
0-Roasted	81.4±0.7b	4.4±0.2d	14.9±0.2c	11.7±0.6d
6-Roasted	81.8±0.2b	4.4±0.2d	14.1±0.3d	11.0±0.2d
12-Roasted	79.5±0.4d	4.6±0.2d	15.4±0.3c	13.6±0.5c
18-Roasted	78.9±0.2e	5.7±0.1b	17.5±0.3a	16.0±0.3b
24-Roasted	80.5±0.4c	5.3±0.1c	17.4±0.2a	13.7±0.3c

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2.6 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉糊化特性的影响

如图3可知,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉的糊化特性发生了显著变化。生青稞粉具有典型的糊化曲线,随着温度上升,体系黏度不断上升,于95℃达到峰值;在降温阶段（95—75℃）,黏度持续降低;随着温度进一步下降（75—50℃）,由于淀粉分子运动速度降低,分子间相互作用加强,淀粉分子又重新聚合,黏度值再一次增大。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉的典型糊化峰消失,呈现持续上升状态;蒸煮-老化预处理炒制青稞粉最终黏度降低,且老化时间越长,最终黏度越低。

图3

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图3蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉糊化曲线的影响

Fig. 3Effects of steaming-retrogradation on the RVA pasting profiles of the roasted highland barley

2.7 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉持水持油力影响

由图4可知,与生青稞粉相比（持水力：2.10 g·g^-1;持油力：1.71 g·g^-1）,蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉的持油力显著增加,其中18-Roasted持油力最高。而持水力缓慢下降,分别降低了约3.8%、6.2%、10.0%、17.8%和17.1%。

图4

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图4蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉持水持油力的影响

不同大写字母表示持油力差异显著（P<0.05）;不同小写字母表示持水力差异显著（P<0.05）
Fig. 4Effects of steaming-retrogradation on the water holding capacity and oil holding capacity of the roasted highland barley

Different capital letters indicate significant difference (P<0.05) for oil holding capacity; different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05) for water holding capacity

2.8 蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉体外淀粉消化率的影响

如图5所示,与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉RDS和SDS含量增加,RS含量显著下降（P<0.05）。与未老化炒制青稞粉（0- Roasted）相比,老化6—24 h使炒制青稞粉SDS含量显著增加74%—110%,但老化处理组间无显著性差异。

图5

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图5蒸煮-老化预处理对炒制青稞粉体外淀粉消化的影响

a—c：DS差异显著（P<0.05）;A—B：SDS差异显著（P<0.05）;A'—C'：RS差异显著（P<0.05）
Fig. 5Effects of steaming-retrogradation on in vitro digestion of starch in the roasted highland barley

a-c indicate significant difference in RDS (P<0.05); A-B indicate significant difference in SDS (P<0.05); A'-C' indicate significant difference in RS (P<0.05)

3 讨论

3.1 蒸煮-老化预处理影响炒制青稞粉的营养特性

蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉里的营养组分发生变化。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉含水量减少;老化时间越长,炒制青稞粉含水量越低,这是因为老化过程中水分溢出等一系列物理变化所致^[21]。炒制后青稞淀粉、蛋白质含量下降,这可能是因为高温下淀粉分子内的一些不稳定化学键发生断裂,分解为糊精或还原糖^[22],在高温下蛋白质分子结构发生伸展、重组而变性,同时脂肪分解为脂肪酸、单甘脂肪和淀粉与蛋白质复合^[23]。β-葡聚糖含量下降可能是由于在蒸煮时β-葡聚糖溶出,显著降低了β-葡聚糖含量^[24]。

3.2 蒸煮-老化预处理影响炒制青稞粉的淀粉理化特性

热加工可使淀粉颗粒降解,因此,蒸煮-老化预处理炒制青稞淀粉呈不规则多孔状和片状,附着淀粉颗粒减少,表面变得粗糙^[25,26]。红外光谱在分子水平上反映了淀粉结构的一个短期顺序,并与结晶性、构象、螺旋性和老化有关^[27]。红外光谱在1 200—800 cm^-1处的吸收带对淀粉结晶、分子链的构象及螺旋结构的改变反应敏感,因而用于表征淀粉颗粒的短程有序结构。995、1 022和1 047 cm^-1用于表征淀粉的无定形结构和有序结构^[28];1 047/1 022 cm^-1用于表征淀粉颗粒内部有序程度,比值越大,有序程度越高^[29]。这与KHUNAE^[29]和ZOU^[30]等关于湿热和高温处理使马铃薯和玉米淀粉结晶度降低的研究结果一致。拉曼光谱是一种散射光谱,通过拉曼散射峰的强度和位置可反映分子振动或转动情况,分析化合物分子中不同的官能团或化学键,获取化学物的分子结构信息。480 cm^-1处的半峰全宽用于表征淀粉样品的相对结晶度,该值越大,淀粉短程有序性越低^[31]。蒸煮-老化炒制青稞粉在13°和20°（2θ）出现新的特征衍射峰（V型）,表明产生了淀粉-脂质或淀粉-蛋白质-脂质复合物,这与前人研究结果一致^[32]。蒸煮和炒制等热加工可破坏淀粉微晶和微晶取向,使淀粉晶型由A型向V型转变,其相对结晶度降低^[31,33]。

3.3 蒸煮-老化预处理影响炒制青稞粉的糊化特性

蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉的典型糊化特征峰消失,该结果与热加工小麦粉和萌动青稞粉的糊化特征类似,可能是因为淀粉颗粒在非膨胀性颗粒成分的基质中溶胀能力有限所致^[3,34]。蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉最终黏度降低,可能是由于淀粉分子间距离被拉大^[34]。与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉糊化最终黏度降低。该结果与李高平^[35]的研究结果相似,即湿热处理后的板栗淀粉黏度降低,可能是因为热处理使淀粉颗粒重新定位,结晶结构趋于完美,淀粉在结构崩解、糊化之前能承受更高的温度和更长的加热时间,淀粉颗粒发生结构重组,导致其膨胀力显著降低,直链淀粉浸出量减少。此外,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉出现V型晶型结构（图2）,表明形成了淀粉-脂质或淀粉-蛋白质-脂质复合物,可进一步抑制淀粉颗粒的糊化程度^[35]。与生青稞粉相比,未经老化处理的炒制青稞粉黏度降低,推测样品在阴干过程中发生老化,形成新的有序结构。这与XRD衍射图结果一致（图2）（0-Roasted,RC = 3.55%;生青稞粉,RC = 12.08%）。

3.4 蒸煮-老化预处理影响炒制青稞粉的持水持油性

蒸煮-老化预处理使炒制青稞粉暴露的活性基团增加。青稞富含膳食纤维,其可溶性纤维和总纤维含量均高于其他谷类作物,膳食纤维可通过结合肠道胆固醇和胆汁酸,加速其排泄,从而降低血胆固醇水平 ^[36]。蒸煮-老化预处理使持油力显著增加,持水力缓慢下降。这可能是因为高温处理下,青稞粉蛋白质变性,阻碍水分子进入的能力变强;青稞粉原有的细胞结构改变,暴露出更多的亲油基团,提高油脂吸附能力;此外,高温下青稞粉中的多肽解离和展开,氨基酸的疏水位点暴露,易于肽链与脂质的疏水缔合^[37]。18-Roasted样品的颗粒状和片状结构较大,比表面积增加较多,与油的接触面积最大,因此持油力最大^[38,39]。

3.5 蒸煮-老化预处理影响炒制青稞粉的体外淀粉消化性

蒸煮-老化预处理使消化性得到提高,这是因为天然淀粉颗粒完整,有序程度高,难以被酶消化;而蒸煮-老化-炒制工艺使淀粉颗粒破裂糊化,形成蜂窝状的多孔结构,更易与酶结合,消化加快^[40]。在老化过程中,糊化的淀粉分子自动排列成致密、高度晶化的淀粉分子微束结构,重新形成一种有序的结构,使淀粉消化速率降低,延缓葡萄糖被人体吸收^[41]。随着老化时间延长（6—24 h）,炒制青稞粉SDS和RS含量差异不显著,因此可选择蒸煮后老化6 h的炒制青稞粉作为糖尿病患者或血糖偏高人群理想的主食来源之一。

4 结论

与生青稞粉相比,蒸煮-老化预处理炒制青稞粉的淀粉、蛋白质、脂肪和β-葡聚糖含量有所降低;但不经老化处理的炒制青稞粉水不溶性膳食纤维、水溶性膳食纤维和总膳食纤维有所增加。同时,蒸煮-老化预处理使淀粉颗粒破裂,偏光十字减少。随着老化时间延长,淀粉重新形成有序结构,使炒制青稞粉淀粉短程有序性和结晶度增加,持油力显著增加。

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