過熱蒸氣處理對苦蕎粉理化性質的影響

吳曉江,范浩偉,付桂明*,萬茵,劉成梅*

1(南昌大學 食品學院,中德食品工程中心,江西 南昌,330006) 2(南昌大學 食品學院,食品科學與技術國家重點實驗室,江西 南昌,330006)

苦蕎麥,又名韃靼蕎麥,是我國為數不多的藥食同源作物,富含蛋白質、脂肪、維生素和礦物質。相比甜蕎麥,苦蕎麥含有更加豐富的黃酮類物質,例如蘆丁、槲皮素、山奈酚等,其中蘆丁和槲皮素含量占苦蕎麥總黃酮含量的70%～90%。研究表明,苦蕎黃酮具有降血糖、降血脂、降血壓、抗氧化等多種生理功效[1]。此外苦蕎麥還是不含麩質的作物,因其卓越的保健和營養功效引起了廣泛的關注。目前已有多種苦蕎麥功能食品,例如：苦蕎麥面條、苦蕎茶、苦蕎麥餅干、苦蕎麥面包等[2]。

目前苦蕎的利用主要以苦蕎粉為主。但苦蕎粉不含麩質無法形成面筋網絡,因此必須同小麥粉混合才能形成合格的面團來生產饅頭、面包、面條等食物[3]。苦蕎粉在工業生產中被分級為麩皮粉、蕎芯粉和蕎麥全粉。蕎麥麩皮粉因富含黃酮類物質而被廣泛應用在蕎麥保健食品的生產上,相反蕎麥芯粉因缺乏黃酮類物質而被視作副產物,造成資源的浪費[4]。與大多數天然淀粉及谷物粉一樣,天然蕎麥粉的理化性質較差,導致加工性能較差,比如：吸水性差,水溶性差,且成糊之后易脫水、老化,無法滿足工業需求,因此利用率很低[2,5]。對蕎麥粉進行改性修飾有利于提高蕎麥粉的利用率。其中,物理改性因安全、經濟、易操作而受青睞。已有多種物理改性手段用于對蕎麥粉的改性,例如：擠壓法、濕熱法、高壓蒸氣、烘烤等,這些改性手段均能夠對蕎麥淀粉或蕎麥粉的理化性質進行修飾和改善[2,5-6]。

過熱蒸氣是一種溫度高于飽和點或沸點的蒸氣,具有傳熱效率高、低氧化的特點,被廣泛應用在原料的干燥、酶的鈍化、凈化等方面[7]。HU等[8]研究表明,過熱蒸氣對馬鈴薯淀粉的理化及消化性質有顯著影響。LIU等[9]采用過熱蒸氣對不同來源的淀粉進行改性,能夠顯著改變淀粉的溶脹和流變特點。但是關于過熱蒸氣改性對苦蕎粉的理化性質及營養性質的影響鮮有報道。本研究以苦蕎麥全粉(苦全)和苦蕎麥芯粉(苦芯)為原料,采用不同溫度的過熱蒸氣進行改性處理,研究過熱蒸氣處理對苦蕎粉的糊化性質、熱力學性質、體外消化能力以及對蕎麥的多酚含量及抗氧化性質的影響,以期為其應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

實驗所用苦蕎全粉(苦全)和苦蕎芯粉(苦芯)由云南中金特色食品有限公司提供,其中苦蕎全粉是過40目(425 μm)后的級分,苦蕎芯粉為60目(250 μm)后的級分。

1.2 試驗方法

1.2.1 過熱蒸氣處理苦蕎粉的樣品制備

稱取12 g苦蕎全粉和苦蕎芯粉置于過熱蒸氣發生裝置樣品室內,分別在110、130、150 ℃條件下處理10 min,冷卻至室溫后裝至自封袋中,室溫存放于干燥器中,用于后續實驗。過熱蒸氣處理之后的樣品分別標記為：苦全110,苦全130,苦全150,苦芯110,苦芯130,苦芯150。

1.2.2 苦蕎粉糊化性質測定

使用RVA-TEC快速黏度分析儀,測定樣品的糊化性質[10]。準確稱取3.0 g樣品加至鋁桶中,然后加入25 mL蒸餾水,在運行程序之前,用塑料槳將樣品手動混合均勻,避免出現結團。開始運行,程序參數如下：攪拌速度960 r/min,保持10 s,之后保持160 r/min。50 ℃保持1 min,以12 ℃/min速率勻速升溫至95 ℃,保溫2 min 30 s,然后再以相同速率降溫至50 ℃,保溫2 min。樣品的糊化特性曲線、糊化溫度、峰值黏度、最終黏度、崩減值、回生值均由軟件自行記錄。

1.2.3 苦蕎粉熱力學性質測定

稱取3 mg樣品置于鋁盤中,用微量調節注射器加入10.5 μL蒸餾水[m(樣品)∶m(水)=1∶3.5]。密封樣品盤,并在室溫下放置24 h以平衡樣品。以空盤作為參比。掃描溫度和升溫速率為30～120 ℃,10 ℃/min。每個樣品平行測試3次。

1.2.4 體外消化能力測定

采用ENGLYST等[11]方法,略加修改。根據苦蕎粉淀粉含量確保所稱取的樣品所含淀粉含量均為200 mg并將其置于錐形瓶中,加入15 mL醋酸鈉溶液(0.2 mol/L,CaCl21 mmol/L,pH 5.2)。將上述溶液置于37 ℃下平衡5 min,向其中加入6顆玻璃球(直徑5 mm),再加入5 mL的混合酶(α-淀粉酶和糖化酶，酶活力分別為：120和80 U/mL)。樣品進行37 ℃溫水浴,轉速為150 r/min。分別在20、120 min吸取500 μL水解液,立即加入4 mL的無水乙醇滅酶。離心后取上清液用葡萄糖氧化酶法測定其中的葡萄糖含量。每個樣品平行進行3次。快速消化淀粉(ready digestible starch，RDS)、緩慢消化淀粉(slowly digestible starch，SDS) 、抗性淀粉(resistant starch，RS)含量計算見公式(1)、(2)和(3):

(1)

(2)

(3)

式中：mFG，樣品中葡萄糖質量，mg；mG20，淀粉酶水解20 min時產生的葡萄糖質量，mg；mG120，淀粉酶水解120 min時產生的葡萄糖質量，mg；mTS，總淀粉質量，mg。

1.2.5 掃描電鏡(SEM)

將樣品用雙面膠固定在載物臺上,噴金處理之后置于SEM下進行觀察。儀器參數設置為：20 kV,放大2 000倍,觀察樣品微觀形態。

1.2.6 游離多酚、可溶性共軛多酚和結合多酚的提取及含量測定

參考GONG等[12]的方法,并有一定程度的修改,具體如下：

1.2.6.1 游離多酚的提取

準確稱取2 g樣品置于50 mL離心管中,加入30 mL 80%預冷的丙酮,冰水浴超聲10 min。然后在4 ℃下,2 500×g離心10 min。用圓底燒瓶收集上清液,殘渣再用丙酮重復提取2次。合并所有上清液,在45 ℃下旋轉蒸發至無溶劑殘留。加適量蒸餾水后用超聲波輔助溶解,轉移至容量瓶中定容至10 mL,獲得可溶性多酚,避光-20 ℃保存。將可溶性多酚提取液用濃鹽酸調至pH 2,然后加入20 mL己烷,渦旋2 min,4 ℃下,2 500×g下離心10 min,除去上層液體。往下層混合物中加入20 mL乙酸乙酯,渦旋2 min,于4 ℃下2 500×g離心10 min,用圓底燒瓶(燒瓶外部包裹鋁箔,內部充氮氣)收集乙酸乙酯提取物,再重復提取4次。合并乙酸乙酯提取液,在45 ℃下旋轉蒸發至無溶劑殘留。加適量的甲醇后超聲輔助溶解,定容至5 mL,于-40 ℃下儲存備用。每個樣品平行提取3次。

1.2.6.2 可溶性共軛多酚的提取

將1.2.6.1中用乙酸乙酯提取之后的剩余部分用10 mL 2 mol/L NaOH溶液室溫下避光消化1 h(充氮氣)。用濃鹽酸調至pH 2,然后加入20 mL己烷,渦旋2 min,接著于4 ℃下2 500×g離心10 min,除去上層脂肪后,加入20 mL乙酸乙酯,渦旋2 min后,于4 ℃下2 500×g離心10 min,用圓底燒瓶收集乙酸乙酯提取物,再重復提取4次。合并乙酸乙酯提取液,在45 ℃下旋轉蒸發至無溶劑殘留。加適量的甲醇后用超聲波輔助溶解,定容至5 mL,于-40 ℃下儲存備用。每個樣品平行提取3次。

1.2.6.3 結合多酚的提取

準確稱取0.5 g樣品至50 mL離心管中,加入10 mL 80%預冷丙酮,超聲10 min后離心(4 ℃下2 500×g離心10 min),重復3次(棄上清液)。將提取完可溶性多酚后的殘渣用氮氣吹干殘留的丙酮。然后加10 mL 2 mol/L的NaOH溶液于該殘渣中,并用氮氣充滿離心管,旋緊蓋子后在室溫下平板振搖消化1 h。然后加入濃鹽酸調節pH至2,加入20 mL己烷,渦旋2 min后,于4 ℃下,2 500×g離心10 min,除去上層脂肪。往下層混合物加入20 mL乙酸乙酯,渦旋2 min后,再次于4 ℃下2 500×g離心10 min,用圓底燒瓶收集乙酸乙酯提取物,再重復提取4次。合并提取液在45 ℃下旋轉蒸發至無溶劑殘留。加適量甲醇后超聲輔助溶解,轉移到容量瓶中并定容至5 mL,于-40 ℃下儲存備用。

1.2.6.4 多酚含量的測定

采用福林酚比色法。取1 mL提取物在12 000×g下離心10 min,取上清液用于后續測定。加100 μL多酚提取液或不同稀釋梯度的沒食子酸溶液(0.00、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.15 mg/mL)于比色管中,加入400 μL去離子水和100 μL福林酚試劑,置于室溫下反應6 min。然后按序加入1 mL 7%的Na2CO3溶液和0.8 mL去離子水。渦旋混勻后于室溫下避光放置90 min。待反應結束后取200 μL反應液于96孔板中,并在760 nm處測定吸光度。多酚含量以每100 g樣品干重相當于沒食子酸(GAE)的質量表示(mg GAE/100 g DW)。其中,總酚含量等于游離多酚、可溶性共軛多酚和結合多酚含量的總和。

1.2.7 抗氧化能力測定

1.2.7.1 ABTS陽離子自由基清除力

提取物的ABTS陽離子自由基清除力采用RE等[13]的方法。具體如下：準確稱取192 mg 2,2′-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(2, 2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS)與33 mg過硫酸鉀,用去離子水定容至50 mL,室溫下避光反應12 h,完成ABTS陽離子自由基母液的配制,然后用蒸餾水稀釋,使A734 nm為(0.7±0.02)。在10 mL離心管中加入100 μL經過適當稀釋的酚類提取物,然后加入4 900 μL現配的ABTS陽離子自由基溶液。混勻后于30 ℃下孵浴10 min,然后立刻在734 nm,30 ℃下測定其吸光度。利用水溶性維生素E(TE)標準曲線計算提取物的ABTS陽離子自由基清除能力,TE的濃度范圍在0～1 200 μmol/L。ABTS陽離子自由基清除能力用每克樣品干重相當于TE當量表示,單位為μmol/(g·L)。

1.2.7.2 FRAP抗氧化能力

鐵還原/抗氧化能力(ferric reducing/antioxidant power，FRAP)采用BENZIE等[14]報道的方法。FRAP試劑的配制：37 ℃下混合2.5 mL 10 mmol/L 2，4，6-三吡啶基三嗪溶液(用40 mmol/L HCl溶液制備)、2.5 mL 12.024 mmol/L FeCl3溶液和25 mL 300 mmol/L醋酸緩沖液(pH 3.6)。將2.4 mL FRAP試劑與0.1 mL樣品提取液或硫酸亞鐵標準液(0～1.0 mmol/L)混合,在37 ℃下孵育10 min,593 nm下測定吸光度。結果以每100 g樣品干重相當于硫酸亞鐵的量表示，單位為mmol/(100 g·L)。

1.2.8 數據統計分析

圖和表中數據均為平均值±標準差,采用SPSS 16.0進行單因素方差分析,采用Ducan進行多因素比較,作圖采用Origin 2018軟件。

2 結果與分析

2.1 過熱蒸氣處理對苦蕎粉糊化性質影響

糊化特性是淀粉基材料的重要性質。不同溫度的過熱蒸氣處理對苦蕎粉(苦芯、苦全)的糊化性質影響如表1所示。很明顯,除110 ℃處理下苦全和苦芯的峰值黏度和谷值黏度有所下降外,130、150 ℃過熱蒸氣處理后苦全和苦芯粉的峰值黏度和谷值黏度均顯著增加(P<0.05),并且與處理溫度呈正相關。過熱蒸氣處理之后,苦全和苦芯的崩解值和糊化溫度均明顯提升(P<0.05),但隨著處理溫度的提高,其提高幅度呈現出下降的趨勢。與之相反,終值黏度和回生值在過熱蒸氣處理之后均顯著低于對照組(P<0.05),且溫度越高下降程度越小。

表1 過熱蒸氣處理對苦蕎粉的糊化性質影響Table 1 Effect of SS treatment on the pasting properties of tartary buckwheat flours

糊化溫度是淀粉糊化過程中黏度開始增加時對應的溫度。苦全和苦芯粉糊化溫度的提高表明過熱蒸氣處理之后苦蕎粉更不易糊化。崩解值是峰值黏度和終值黏度的差值,是由于膨脹的淀粉顆粒的破裂所致,可反映熱淀粉糊的熱穩定性和抗剪切性能。本研究中苦蕎粉崩解值的增加表明苦蕎粉抗剪切能力的下降。回生值可以用來衡量老化特性,回生值的顯著降低表明,過熱蒸氣處理后苦蕎粉冷糊穩定性提高且不易發生短期回生。HU等[8]發現采用過熱蒸氣處理后馬鈴薯淀粉的峰值黏度顯著降低,而崩解值、終值黏度和回生值均明顯降低,這一發現與本研究結果是相反的。這可能是由于反應條件的不同造成的,如處理時間、樣本的含水量、處理溫度以及淀粉的來源。作者推測后續可以通過控制過熱蒸氣處理條件來生產具有特定糊化性質的苦蕎粉。另外,本研究也發現,150 ℃處理下的苦蕎粉具有較高的峰值黏度,較低的回生值,但與對照組接近的終值黏度,而這一黏度性質被認為是面條生產的良好特點。

2.2 過熱蒸氣處理對苦蕎粉熱力學性質的影響

過熱蒸氣處理對苦蕎粉的熱力學性質影響如表2所示。可以看出經過熱蒸氣處理之后,苦蕎粉的起始糊化溫度(Tp)和終止溫度(Tc)均顯著提高(P<0.05),這表明經過熱蒸氣處理后苦蕎粉更不易糊化,這一結果與RVA測定結果一致。苦蕎粉的糊化焓值(ΔH)在過熱蒸氣處理之后也得到了顯著的增加(P<0.05),并且隨著處理溫度的提高而增加,焓變越高表明淀粉糊化需要吸收的能量越多,淀粉熱穩定性越強。

表2 過熱蒸氣處理對苦蕎粉熱力學性質的影響Table 2 Effect of SS treatment on the thermal properties of tartary buckwheat flours

在淀粉糊化過程中,支鏈淀粉的外鏈(雙螺旋堆積成簇狀)會發生熔融和解卷。較高的糊化溫度可能與淀粉顆粒中結晶度的增加有關。本研究中過熱蒸氣處理后苦蕎粉的轉變溫度的提高表明在淀粉顆粒中可能形成了更加完善的微晶結構。這可能是由于高溫下多酚與淀粉顆粒的結合度增加,抑制了淀粉的糊化,從而提高了淀粉的糊化溫度。ΔH表示破壞淀粉顆粒中雙螺旋結構所需要的熱量[2,15]。過熱蒸氣處理之后的苦蕎粉增加的ΔH表明過熱蒸氣處理可能會增加苦蕎粉中雙螺旋結構的比例。這可能是因為過熱蒸氣的處理下淀粉鏈的活動性增強發生重排,從而形成更有序的結構。LIU等[16]的研究中發現了同樣的現象。

2.3 過熱蒸氣處理對苦蕎粉體外消化影響

過熱蒸氣處理對苦蕎粉體外消化能力影響結果如表3所示。經過熱蒸氣處理之后,苦蕎粉(苦全,苦芯)中的RDS和SDS含量顯著降低(P<0.05),但各個處理溫度之間無顯著性差異(P>0.05)。相反,過熱蒸氣處理苦蕎粉中RS顯著增加(P<0.05),但并非溫度依賴性,且不同溫度處理的各組之間無顯著性差異(P>0.05)。HU等[8]發現采用100～120 ℃過熱蒸氣處理馬鈴薯淀粉1 h后,其RS含量顯著增加,而SDS含量顯著降低,這與本研究的發現相一致,可能原因是較長時間的過熱蒸氣處理會降解支鏈淀粉的側鏈,降解下的側鏈會在過熱蒸氣環境下運動、取向結合在一起形成剛性結構,形成抗性淀粉。但該研究中DSC結果ΔH的變化同本研究結果相反。過熱蒸氣處理苦蕎粉中RDS含量的降低,可能是因為過熱蒸氣處理之后會導致蛋白的變性,包裹于淀粉顆粒表面,從而降低其RDS含量[17]。另一方面過熱蒸氣處理可能會促進多酚和淀粉之間的相互作用形成復合物,從而降低苦蕎粉的消化速率,GUO等[18]采用靜水壓形成淀粉-茶多酚復合物會顯著降低淀粉的體外消化速率,但關于過熱蒸氣是否能夠促進淀粉和多酚的復合物的形成還需在以后的實驗中進行論證。淀粉對酶的敏感性受多種因素的影響,包括淀粉的來源、直鏈支鏈淀粉的比例、淀粉顆粒大小,尤其是結晶結構等[19]。據報道SDS主要是由不完美晶粒構成,而RS對應結晶度更高的淀粉[20]。本研究中過熱蒸氣處理苦蕎粉中RS含量顯著升高,而SDS含量顯著降低,可能是因為短時間的過熱蒸氣處理下,淀粉顆粒內部分子鏈運動能力增加,分子鏈之間的相互作用增強,進行重新取向,促進顆粒的結晶度的增加。因而造成RS的增加和SDS含量的降低,這也和DSC的結果相一致。ΔH反映熔解淀粉中的雙螺旋結構所需要的熱量[2,15]。本研究中ΔH的增加,表明短時間的過熱蒸氣處理會增加苦蕎粉中雙螺旋結構的含量。可能促進淀粉顆粒的晶型由不完美趨于完美。總體來說,過熱蒸氣處理對苦蕎粉的消化影響是一個復雜的過程,一方面過熱蒸氣會影響淀粉的結構,會促使淀粉鏈內和鏈間重排,另一方面過熱處理還會影響非淀粉物質的變化,如蛋白變性,以及淀粉與非淀粉物質之間的相互作用,例如直鏈淀粉-脂肪,淀粉-多酚復合物的形成等,此外過熱蒸氣處理還與處理條件例如溫度、含水量,以及淀粉的來源有關[8,17]。RS因其潛在的健康功效和功能特性而備受關注。RS對人體的消化道、腸道微生物、血膽固醇和血糖控制均具有積極的作用[21]。本研究中過熱蒸氣處理后苦蕎粉中的RS含量的增加,表明過熱蒸氣能夠增加苦蕎粉的抗消化能力,增加其健康功效,過熱蒸氣改性苦蕎粉可能應用于健康保健食品方面。

表3 過熱蒸氣處理對苦蕎粉體外消化的影響Table 3 Effect of SS treatment on the in vitro digestion ability of tartary buckwheat flours

2.4 過熱蒸氣處理對苦蕎粉微觀結構的影響

過熱蒸氣處理對苦蕎粉微觀結構的影響如圖1所示,苦蕎粉中淀粉顆粒外部包裹著附加物,據報道淀粉顆粒外部的包裹物主要為蛋白質[22],包裹的蛋白質在一定程度上會阻礙淀粉與淀粉消化酶的接觸,從而形成天然的屏障。由圖可知,過熱蒸氣對苦蕎粉的微觀結構影響并不大,這可能是處理時間較短所致。HU等[8]采用過熱蒸氣對土豆淀粉處理2 h后發現淀粉顆粒表面出現部分褶皺。苦全粉和苦芯粉之間的微觀樣貌并無顯著區別,這可能是因為處理時間短對顆粒的樣貌影響較小所致,作者認為苦全粉和苦芯粉是依靠篩分進行區分,兩者的差異主要是在相應物質的含量方面,因此微觀樣貌區別可能不是很大。

a-苦芯; b-苦芯110; c-苦芯130; d-苦芯150；e-苦全110; f-苦全130; g-苦全150圖1 過熱蒸氣處理后苦蕎粉的微觀樣貌(SEM)Fig.1 Microscopic structure of tartary buckwheat flours after SS treatment(SEM)

2.5 過熱蒸氣處理對苦蕎粉多酚含量及抗氧化能力影響

不同溫度過熱蒸氣處理對苦蕎粉的多酚含量以及抗氧化能力分別見圖2、圖3和圖4。從圖2-d中可以看出,苦全粉中的多酚含量要顯著高于苦芯粉中的多酚含量,前者大約是后者含量的4.2倍多。圖2-a～圖2-c表明,苦蕎粉的多酚主要以游離酚的形式存在,約占總酚含量的92%。經過熱蒸氣處理后,苦蕎粉中的游離酚和總酚含量顯著降低(P<0.05),而可溶性共軛酚和結合酚的含量卻明顯提高(P<0.05)。基本上,抗氧化能力的變化與多酚含量的變化一致。

圖2 過熱蒸氣處理對苦蕎粉多酚含量影響Fig.2 Effect of SS treatment on the phenolics content of Tartary buckwheat flours

圖3 過熱蒸氣處理對苦蕎粉ABTS陽離子自由基清除能力影響Fig.3 Effect of SS treatment on the ABTS cation radical scavenging ability of tartary buckwheat flours

圖4 過熱蒸氣處理對苦蕎粉FRAP能力影響Fig.4 Effect of SS treatment on the FRAP antioxidant ability of tartary buckwheat flours

膳食中的多酚根據其與食品基質的結合情況可以分為可溶性游離多酚,可溶性共軛多酚和不溶性結合多酚3類,總酚含量等于3者含量之和。其中,游離多酚以游離形式存在于植物細胞液泡中,而可溶性共軛多酚指的是與糖和其他低分子組分如脂肪酸以共價鍵或酯化結合的多酚,結合多酚指的是通過化學共價鍵,氫鍵及疏水相互作用與植物食品基質中的細胞壁的不溶性高分子底物相連的多酚[23]。據報道,谷物中的多酚大多以不溶性的結合多酚形式存在。據報道玉米、小麥和水稻中分別有約85%、75%和62%的酚類物質以結合多酚形式存在。因此在大部分的谷物中結合多酚是其抗氧化活性的主要貢獻部分[24]。與大多數的谷物多酚組成相反,苦蕎麥中的多酚主要以游離多酚的形式存在,這與GUO等[25]和WU等[1]的研究結果相一致。由于蕎麥中的酚類物質主要集中在胚和糊粉層,因此苦全粉的酚類物質含量顯著高于苦芯粉中的含量。過熱蒸氣處理之后苦蕎粉中的游離多酚含量顯著降低,且110 ℃時對多酚的破壞作用最強,130、150 ℃處理組之間無統計學差異。游離多酚含量的降低主要是在高溫條件多酚的不穩定分解和氧化造成的[26],在苦蕎粉中由于92%的多酚是游離多酚,且游離多酚的含量遠遠高于結合多酚和可溶性共軛多酚的含量,因此經過熱蒸氣處理后苦蕎粉中的總酚含量亦顯著降低。ZIELINSKI等[27]采用擠壓機處理苦蕎籽發現160 ℃擠壓處理的破壞作用要強于200 ℃擠壓處理的作用。這與本研究中110 ℃對多酚的破壞作用強于130、150 ℃的破壞作用結果類似。這可能是因為3個處理條件下苦蕎粉所處環境的不同造成,比如氧氣含量、傳熱速率等,但有待進一步研究。ZHANG等[28]的發現焙烤、高壓蒸氣和微波加熱等不同的熱處理之后,蕎麥中的總酚含量和抗氧化都顯著下降。JAMBREC等[29]發現高壓蒸氣處理能夠降低甜蕎麥粉中游離酚的含量但增加結合酚的含量,這一發現與本文的結果相一致。WU等[7]采用發現短時間的過熱蒸氣處理能夠增加大米中游離酚含量但是對結合多酚沒顯著影響。由此可以看出過熱蒸氣對多酚的影響與時間和處理溫度緊密相關。本文中的結果作者推測可能是過熱蒸氣能夠削弱結合多酚與細胞壁組分(如纖維素、半纖維素、木質素)之間的醚鍵或酯鍵從而增加結合多酚含量的提取率,同時由于較長時間的熱處理苦蕎多酚發生降解因而游離多酚含量明顯降低,另一方面過熱蒸氣處理可能會促進游離多酚與糖,脂肪酸等小分子之間的酯化或共價結合,因而增加可溶性共軛多酚的含量。GONG等[12]的研究表明,熱處理之后糙米中的可溶性共軛多酚含量降低,推測可能是因為熱加工導致可溶性共軛多酚與大分子之間的結合造成其含量的降低。PARRA等[30]發現熱加工會顯著增加游離酚酸和共軛酚酸的含量,但降低結合酚酸含量。熱處理對酚類物質的影響取決于加工方法、全谷物的種類和品種[12]。據報道,不溶性酚類在預防結腸癌等腸道疾病中起著重要作用,因為它能在胃和腸道消化中存活并到達結腸。相反,游離酚和可溶性共軛酚類物質主要在上消化道中發揮生理作用[24]。從某種意義上說,酚類物質的合理分布更有利于人體健康。很明顯過熱蒸氣處理能明顯改變苦蕎粉中酚類物質的分布。

3 結論

本研究采用過熱蒸氣對苦蕎粉進行改性,結果表明過熱蒸氣對苦蕎粉的理化和營養性質有顯著影響。過熱蒸氣能夠顯著增加苦蕎粉的峰值黏度和谷值黏度；顯著降低苦蕎粉的回生值,這表明過熱蒸氣處理后降低了苦蕎粉的短期老化,這一性質被視作面條生產的良好品質。DSC和體外消化試驗結果表明,過熱蒸氣可以顯著提高苦蕎粉的熱穩定性,可能會通過促進苦蕎粉淀粉內部分子發生重排和促使多酚或脂質與淀粉形成復合物從而顯著降低苦蕎粉中RDS和SDS的含量,提高RS的含量,提高苦蕎粉的健康營養價值。另一方面過熱蒸氣處理能夠改變苦蕎粉的酚類組成,可以降低苦蕎粉中的游離酚含量,增加可溶性共軛酚和結合酚的含量,但過熱蒸氣處理顯著降低了苦蕎粉中總酚的含量,且110 ℃下的破壞作用更強,為探究多酚的具體變化,后續實驗可以采用液質聯用等技術對具體組分進行測定。總之過熱蒸氣能夠明顯改變苦蕎粉的理化性質,可以作為一種新型高效的物理改性手段,改性后苦蕎粉擁有較高的RS含量,這為苦蕎粉在功能食品的應用提供可能。在下一步的實驗中擬采用苦蕎淀粉作為原料進行改性研究,以探究過熱蒸氣改性苦蕎粉的內在機理。