周淑藍(lán),葉發(fā)銀,趙國(guó)華
(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院 川渝共建特色食品重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 重慶 北碚 400715)
綠豆(Vigna radiate L.Wilczek)是豆科豇豆屬一年生草本植物,不僅是我國(guó)傳統(tǒng)栽培作物,而且在南亞、東北亞、東南亞、中東等地區(qū)廣泛種植,具有抗逆性強(qiáng)、生長(zhǎng)期短等特點(diǎn)[1]。綠豆?fàn)I養(yǎng)豐富,在我國(guó)是藥食兼用的重要資源;在印度、尼泊爾等南亞國(guó)家,綠豆用來(lái)制作湯、糊、餅等主食以及各類糕點(diǎn)、甜品及膨化休閑食品等[2]。隨著健康食品產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,綠豆在傳統(tǒng)食品升級(jí)改造和功能性食品開發(fā)中越來(lái)越受到重視[3-4]。淀粉是綠豆種子的主要組分,與谷物及薯類淀粉相比,綠豆淀粉具有較高的直鏈淀粉含量[5],易老化,成膜性強(qiáng)[6],是制作粉絲、粉條、粉皮的優(yōu)良原料[7]。用綠豆淀粉制作的龍口粉絲名揚(yáng)海外,是中華傳統(tǒng)食品中的瑰寶。隨著研究的深入,綠豆淀粉的優(yōu)良特性逐步被發(fā)現(xiàn)。綠豆淀粉可加工制備抗性淀粉、活性成分載體、膠囊壁材、可食膜等,具有極大的商業(yè)開發(fā)價(jià)值[8-9]。然而,相比于大宗的玉米淀粉、馬鈴薯淀粉和小麥淀粉,綠豆淀粉的開發(fā)利用程度不高,其潛在的廣闊的工業(yè)應(yīng)用有待發(fā)掘[1,10]。淀粉作為綠豆的主要組分,在加工綠豆糕點(diǎn)、豆芽菜、粉絲、粉皮及粥類等產(chǎn)品的過(guò)程中,淀粉的組分結(jié)構(gòu)變化對(duì)其制品品質(zhì)的形成具有重要影響,相關(guān)研究有待深入[11]。從這一現(xiàn)狀出發(fā),本文對(duì)綠豆淀粉的化學(xué)組成、加工特性、改性措施和應(yīng)用開發(fā)進(jìn)行總結(jié),并探討綠豆淀粉研究的重點(diǎn)方向,以助力我國(guó)綠豆淀粉資源的開發(fā)。
綠豆淀粉占綠豆籽粒干重的25%~60%,其含量受種質(zhì)、栽培等因素影響。綠豆淀粉的提取通常采取濕磨法[12-13],即在綠豆淀粉提取前,一般將綠豆浸泡(料水比1∶2~1∶15)過(guò)夜,使其充分吸收水分,隨后進(jìn)行濕法研磨制成漿液。這時(shí)淀粉粒從細(xì)胞組織中分離,游離到漿液中。為了提高淀粉粒的分離效率,常采取堿法或亞硫酸浸泡綠豆,以便于淀粉的提取[14]。漿液可采用布袋(約80 目)粗濾、過(guò)篩,收集濾液,將濾液靜置沉淀即可得到淀粉,經(jīng)水反復(fù)洗滌去除雜質(zhì),最后將濕淀粉低溫(約40 ℃)烘干。由于綠豆的蛋白質(zhì)含量偏高,通常漿液比較粘稠,淀粉沉降緩慢,給淀粉回收增加了難度。為解決此問(wèn)題,工業(yè)上主要采取旋流分離法制備綠豆淀粉,通過(guò)離心手段加速淀粉與液體的分離,而我國(guó)生產(chǎn)龍口粉絲的綠豆淀粉則采取酸漿法制備[15]。酸漿是綠豆浸泡磨漿后經(jīng)自然發(fā)酵形成的含有大量活的微生物(主要是乳酸菌)的酸性漿液,酸漿微生物對(duì)綠豆淀粉具有凝集作用,可使綠豆淀粉在富含蛋白質(zhì)的粘稠漿液中加速沉降,提高淀粉得率[11]。同時(shí),酸漿對(duì)綠豆淀粉粒具有凈化或物性修飾的作用[16]。Liu 等[17]對(duì)比分析了酸漿法和旋流分離法制備的綠豆淀粉的物性差異,結(jié)果表明酸漿法得率更高,酸漿法綠豆淀粉具有更高的直鏈淀粉含量、脂肪、蛋白質(zhì)及灰分含量,淀粉糊(95 ℃)黏度更高,且酸漿法綠豆淀粉更適宜制作粉絲。
實(shí)驗(yàn)室及工業(yè)制取綠豆淀粉中總淀粉含量為85~94.7 g/100 g (干重),還含有一定比例的脂肪(0~0.51/100 g 干重)[12-14]、蛋白質(zhì)(0.05~0.69 g/100 g 干重)[7,18-19]和灰分(0~0.18 g/100 g 干重)[9,17]等成分(表1)。綠豆淀粉中直鏈淀粉含量為16~47 g/100 g(干重)[19,20,21]。綠豆淀粉中直鏈淀粉含量通常要高于薯類或谷物淀粉[14-15]。綠豆淀粉提取方式會(huì)影響其化學(xué)組成。綠豆淀粉粒含有少量?jī)?nèi)源性脂質(zhì),以游離或結(jié)合態(tài)存在,游離型脂質(zhì)可用氯仿-甲醇提取,進(jìn)一步采用異丙醇-水處理殘留物可提取結(jié)合態(tài)脂肪[22]。Park 等[13]研究發(fā)現(xiàn),向浸泡液中加入適量堿(0.2%NaOH)可顯著降低綠豆淀粉中蛋白質(zhì)含量,從0.37%~0.69%(水浸法)下降到0.24%~0.32%(堿浸法),這主要是由于堿液脫除了附著在淀粉粒表面的蛋白質(zhì)。提取方式會(huì)影響到淀粉的加工特性。Chang 等[21]研究了4 種提取方式(純水浸泡、NaOH 或Na2SO3水溶液浸泡、乳酸發(fā)酵液浸泡)從綠豆中制取淀粉,結(jié)果顯示提取方式對(duì)直鏈淀粉含量、粗蛋白及粗脂肪含量無(wú)影響,而用乳酸發(fā)酵液浸泡制得綠豆淀粉粒度顯著減小,糊化溫度區(qū)間(ΔT)變窄,糊化焓(ΔH)降低,冷糊黏度下降。
表1 綠豆淀粉的化學(xué)組成Table 1 Chemical composition of mung bean starch
綠豆淀粉具有圓球形、橢球型、腎形等不同的形態(tài)[23-24]。粒度通常為5~35 μm,受品種的影響較大。較大顆粒(>10 μm)的綠豆淀粉一般為腎形或橢球形,表面光滑[25],其垂直于顆粒長(zhǎng)軸方向的一側(cè)有折痕結(jié)構(gòu)[26-27],而較小顆粒(<10 μm)一般為圓球形[26,28]。綠豆淀粉粒的形態(tài)粒度多樣性的成因尚不清楚。綠豆淀粉具有典型的雙折射現(xiàn)象[29]。在偏光顯微鏡下十字交叉點(diǎn)基本位于淀粉粒的中央[4,30],在綠豆淀粉粒上多數(shù)呈斜十字交叉,極少數(shù)為顆粒中央垂直十字交叉[20],雙折射性的強(qiáng)弱與綠豆淀粉顆粒的大小和結(jié)晶程度有關(guān)[27]。
由表2可見,綠豆淀粉的晶型為A 型[19,24,31]或C 型[23,32]。A 型綠豆淀粉的結(jié)晶衍射峰(2θ)在15°(單峰)、17°(雙峰)和23°(單峰)附近,不同品種綠豆淀粉A 型結(jié)晶的衍射強(qiáng)度和位置略有差異。綠豆淀粉C 型結(jié)晶是偏向于A 型結(jié)構(gòu)的CA 型結(jié)晶,這可能是由A 型結(jié)構(gòu)在某些特定的情況下轉(zhuǎn)化而來(lái)[24,33]。在C 型結(jié)晶中可觀測(cè)到直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的衍射峰(2θ=19.83°)[34]。綠豆淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)的差異主要與品種來(lái)源有關(guān)[31],同時(shí)還會(huì)受到提取制備方式的影響[22]。綠豆淀粉相對(duì)結(jié)晶度為16%~43%[21,23]。淀粉結(jié)晶度的差異與其晶體大小、直鏈淀粉含量及鏈長(zhǎng)、結(jié)晶區(qū)域數(shù)量以及結(jié)晶域內(nèi)雙螺旋的取向和相互作用程度有關(guān)。
表2 綠豆淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和粒度Table 2 Semi-crystalline structure and granularity of mung bean starch
Yao 等[35]將綠豆淀粉用DMSO/LiBr 溶解、異淀粉酶脫支后進(jìn)行尺寸排阻色譜分析,得到的鏈長(zhǎng)重量分布wde(lgX)與聚合度(X)關(guān)系譜圖為雙峰曲線,其中,X<36(Rh=0.4~2 nm)對(duì)應(yīng)綠豆支鏈淀粉的短鏈部分 (Ap1),36<X<117 (Rh=2~4.5 nm)對(duì)應(yīng)其長(zhǎng)鏈部分(Ap2),X>117 (Rh>4 nm)對(duì)應(yīng)綠豆直鏈淀粉。Thitipraphunkul 等[36]分離純化出綠豆直鏈淀粉和支鏈淀粉,經(jīng)測(cè)定直鏈淀粉的平均聚合度(DPn)為2 200,平均鏈長(zhǎng)為350 個(gè)葡萄糖殘基,摩爾平均鏈數(shù)6.3,并發(fā)現(xiàn)直鏈淀粉含有少量分支結(jié)構(gòu)(16%)。Kaur 等[37]采用HPSECMALLS-RI 測(cè)定6 個(gè)品種綠豆淀粉的分子結(jié)構(gòu),其直鏈淀粉重均分子量(Mw)為1.8×106~2.1×106g/mol;Kim 等[18]報(bào)道2 個(gè)品種綠豆的直鏈淀粉Mw為1.8×106~3.4×106g/mol。這與燕麥淀粉 (1.68×105g/mol)、玉米淀粉(1.56×105g/mol)和大米淀粉(1.63×105g/mol)的直鏈淀粉相比,綠豆直鏈淀粉的Mw高出了1 個(gè)數(shù)量級(jí)[38]。Kaur 等[37]報(bào)道綠豆支鏈淀粉的重均分子量Mw達(dá)2.60×108~2.89×108g/mol,Ma 等[39]報(bào)道綠豆支鏈淀粉Mw為3.54×108g/mol;這比谷物支鏈淀粉的Mw高出2 個(gè)數(shù)量級(jí)[38]。綠豆支鏈淀粉鏈長(zhǎng)分布呈雙峰分布,主峰在DP13處,在DP41~51有1 個(gè)小峰[34]。Yao 等[35]報(bào)道4 個(gè)品種綠豆支鏈淀粉平均鏈長(zhǎng)20.57~21.15,側(cè)鏈分布為短鏈(DP6~12)27.12%~27.25%,中鏈(DP13~24)47.59%~47.99%,中長(zhǎng)鏈(DP25~36)13.25%~13.83%,長(zhǎng)鏈(DP>37)11.07%~11.87%。結(jié)果表明,綠豆支鏈淀粉以中側(cè)鏈為主,也存在相當(dāng)比例的長(zhǎng)側(cè)鏈。
通常采取差示掃描量熱法(DSC),通過(guò)分析To、Tp、Tc以及糊化焓(ΔH)等熱力學(xué)參數(shù)可了解綠豆淀粉的熱特性。李文浩等[20]報(bào)道9 個(gè)品種綠豆淀粉的開始糊化時(shí)溫度(To)為54.74~64.46 ℃,峰值糊化溫度(Tp)在62.27~69.23 ℃之間,完成糊化溫度(Tc)為65.62~75.39 ℃。糊化溫度范圍(ΔT=Tc-To)在一定程度上反映淀粉粒結(jié)晶區(qū)域的有序程度,有的品種(濰綠8901-32)ΔT 相對(duì)較窄(8.20℃),有的(蘇綠1 號(hào))則相對(duì)較寬(20.65 ℃)。糊化焓(ΔH)的大小反映淀粉粒內(nèi)有序結(jié)構(gòu)的多少[32]。綠豆淀粉糊化焓(ΔH)為2.3~17.5 J/g,可見不同品種之間差異較大[20]。
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,不同產(chǎn)地或品種來(lái)源綠豆淀粉的糊化特性迥異。由于分析結(jié)果受所用儀器(布拉班德黏度儀、快速黏度儀)及測(cè)試條件(淀粉濃度、升溫速率)影響較大,這導(dǎo)致不同文獻(xiàn)研究結(jié)果難以直接對(duì)比。當(dāng)測(cè)量條件恒定,綠豆淀粉糊化特性即與品種來(lái)源、淀粉粒大小、淀粉分子結(jié)構(gòu)、直鏈淀粉及其共存物含量等因素有關(guān)[12-14]。Li 等[5]分析了10 個(gè)品種綠豆淀粉的黏度曲線,峰值黏度6 064~7 149 cP,谷值黏度2 890~3 514 cP,崩解值2 858~3 937 cP,冷糊黏度3 985~4 651 cP,回生值511~1 201 cP,不同品種之間糊化特性參數(shù)之間存在顯著差異。Park 等[13]研究表明不同品種綠豆淀粉之間糊化特性參數(shù)間的差異主要體現(xiàn)在回生值和冷糊黏度上。Kaur 等[37]研究報(bào)道4 個(gè)品種綠豆淀粉的冷糊黏度(4 277~4 609 cP)甚至高于峰值黏度(3 208~3 977 cP),這些性質(zhì)對(duì)綠豆淀粉作為增稠或凝膠類食品加工是有利的。
綠豆淀粉容易形成凝膠。林偉靜等[12]將16 種中國(guó)綠豆淀粉按照5%質(zhì)量濃度制作凝膠,其硬度為27.95~173.50 g,彈性為0.61~0.97。Park 等[13]報(bào)道將3.0 g(干基)與25 mL 水加熱糊化、室溫靜置8 h 后在4 ℃冰箱密封存放4 d 制得凝膠,其硬度為1 738.9~1 941.1 g,彈性為0.54~0.56;Kim 等[18]報(bào)道質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%的綠豆淀粉糊于4 ℃放置24 h得到的淀粉凝膠,其硬度為590.9~784.4 g,彈性為0.98;Chung 等[40]發(fā)現(xiàn)綠豆淀粉經(jīng)韌化處理(水分90%,40~60 ℃,1~24 h)后,使其凝膠(8%)的凝膠強(qiáng)度增加,60 ℃處理樣品的凝膠硬度增幅達(dá)48%。
Sandhu 等[41]將生綠豆淀粉在37 ℃保溫測(cè)定消化性,結(jié)果表明其抗性淀粉(RS)占50.3%,慢消化淀粉(SDS)占40.0%。Yao 等[35]報(bào)道4 個(gè)品種綠豆淀粉在天然狀態(tài)下RS 含量達(dá)80.78%~86.13%,經(jīng)蒸煮后RS 仍在5.89%~10.95%的水平。Sikora等[42]將綠豆淀粉浸泡在NaHCO3溶液(0.5%~2.0%)中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)其抗性淀粉含量增加。Lin 等[43]綠豆淀粉依次經(jīng)高壓蒸汽處理、普魯蘭酶脫支、老化、烘干等工序后,測(cè)定SDS 含量為26.92%,RS含量為44.97%;將綠豆抗性淀粉分別與黃原膠、魔芋膠按一定比例復(fù)配,導(dǎo)致RS 含量降低而SDS含量升高,0.30%魔芋膠使綠豆抗性淀粉中RS 下降到3.48%,而SDS 上升到54.23%;該研究為通過(guò)食品組分調(diào)節(jié)綠豆淀粉的消化性質(zhì)提供了借鑒。
為提高綠豆淀粉的加工適性,可采取的改性手段包括化學(xué)、物理、微生物發(fā)酵或酶法,總結(jié)在表3。
表3 綠豆淀粉的改性Table 3 Modifications of mung bean starch
綠豆淀粉化學(xué)改性包括氧化[44]、酯化[4,44]、醚化[27]、交聯(lián)[45]等方式。淀粉與氧化劑作用得到氧化淀粉。在次氯酸鈉作用下,綠豆淀粉分子葡萄糖單元的仲醇羥基被氧化成羰基或羧基,得到取代度0.05 的氧化淀粉。氧化使綠豆淀粉膨脹力降低(3.5 g/g→1.55 g/g)、吸水性和持油力增加;相比綠豆淀粉,質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的氧化淀粉凝膠具有更高的儲(chǔ)能模量。Bushra 等[44]采用琥珀酸酐作用于綠豆淀粉,得到綠豆淀粉琥珀酸酯(取代度0.1);與綠豆淀粉相比,其膨脹力增加,而持油力、糊化溫度和凝膠析水率均降低。Bushra 等[4]以醋酸乙烯酯為酯化劑,碳酸鉀為催化劑,在微波輔助下通過(guò)酯交換得到取代度0.003~0.27 的醋酸酯淀粉,酯化使其吸水性增加,糊化溫度及糊化焓降低。Kittipongpatana 等[28]利用一氯乙酸與綠豆淀粉反應(yīng)制備羧甲基綠豆淀粉,研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的取代度受反應(yīng)介質(zhì)影響,在丙醇介質(zhì)中產(chǎn)品取代度為0.31~0.56,而甲醇中產(chǎn)品取代度為0.06~0.36。
綠豆淀粉的物理改性手段更為豐富,包括球磨[46]、高壓均質(zhì)[26]、濕熱[8]、干熱[47]、韌化、高靜壓以及超聲波處理等。逯蕾等[46]采用行星式球磨機(jī)處理綠豆淀粉,淀粉結(jié)晶結(jié)構(gòu)隨球磨進(jìn)行逐漸被破壞,最終偏光十字消失,淀粉糊峰值黏度、谷值黏度、最終黏度、回生值降低,透明度提高。李貴蕭等[26]報(bào)道綠豆淀粉乳(20%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))高壓均質(zhì)處理(100 MPa)后,峰值黏度、谷值黏度和冷糊黏度均有所降低,淀粉糊的透光率下降。濕熱處理是在低于淀粉糊化所需水分含量且高于糊化溫度
(100~120 ℃)條件下,長(zhǎng)時(shí)間處理淀粉的一種物理改性方式。Li 等[8]控制綠豆淀粉水分含量(15%~35%),于120 ℃濕熱處理12 h,結(jié)果表明濕熱處理未引起淀粉粒粒度、完整性及晶型改變,而直鏈淀粉含量(29.7%→35.0%)、相對(duì)結(jié)晶度(21.6%→34.5%)及糊化焓(5.1 J/g→22.1 J/g)顯著增加,淀粉粒對(duì)水解酶抗性增強(qiáng)。韌化處理是在高于淀粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)而低于起始糊化溫度(To)條件下,將淀粉粒置于充足水分含量環(huán)境中,使淀粉粒結(jié)構(gòu)在水熱作用下發(fā)生重組而未糊化,從而改善淀粉物性的改性方式。Vamadevan 等[48]將綠豆淀粉在比To低6 ℃的水(80%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))中韌化處理,綠豆淀粉的ΔT 收窄而ΔH 增加。Zou 等[33]報(bào)道韌化處理使綠豆淀粉的冷糊黏度顯著增加(3 947 cP→8 075 cP),相比于連續(xù)韌化,反復(fù)韌化使其相對(duì)結(jié)晶度、糊化焓以及對(duì)水解酶抗性的增幅更大。Jiang 等[49]將綠豆淀粉乳(20%,質(zhì)量分?jǐn)?shù))在高靜水壓120~600 MPa 下維持30 min,結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著處理壓力增加,淀粉的峰值黏度和冷糊黏度增加,回生值降低,其中480 MPa 處理樣品的冷糊黏度達(dá)最高值(未處理組的1.89 倍),淀粉糊的流動(dòng)指數(shù)(n)最低,觸變性最明顯,可見高靜水壓處理是調(diào)控綠豆淀粉流變學(xué)特性的有效手段。
綠豆淀粉的生物改性主要指通過(guò)微生物發(fā)酵、內(nèi)源酶或外源酶的作用來(lái)改變淀粉的物性。熊柳等[50]研究了發(fā)酵和發(fā)芽對(duì)綠豆淀粉黏度性質(zhì)的影響,結(jié)果顯示混合菌種發(fā)酵樣品的峰值黏度和谷值黏度大幅下降,發(fā)芽后提取淀粉的峰值黏度和谷值黏度均顯著增加。Uthumporn 等[51]采用雙酶法 (α-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶) 處理綠豆淀粉(25%,質(zhì)量分?jǐn)?shù),35 ℃,24 h),發(fā)現(xiàn)綠豆淀粉粒出現(xiàn)孔洞和表面剝蝕現(xiàn)象,其糊峰值黏度增加33.7%,崩解值增加333%,而糊化溫度和回生值無(wú)顯著變化。
采用2 種及以上改性方式或變性試劑處理淀粉即為復(fù)合改性。Zhang 等[30]在醋酸酯綠豆淀粉制備時(shí),將反應(yīng)體系置于研磨機(jī)內(nèi),結(jié)果表明研磨腔體內(nèi)發(fā)生的機(jī)械化學(xué)作用提高了反應(yīng)效率,改善了醋酸酯綠豆淀粉的性能。Sun 等[52]考察了酸水解聯(lián)合韌化處理對(duì)綠豆淀粉的影響,研究發(fā)現(xiàn)在低酸度(pH≤2)條件下,酸的影響占主導(dǎo),在較高溫度(50~60 ℃)條件下,溫度的影響占主導(dǎo);聯(lián)合處理使淀粉凝膠硬度顯著增加,而凝膠彈性無(wú)顯著性變化。Hu 等[53]研究了超聲波輔助α-淀粉酶處理綠豆淀粉,結(jié)果表明酶處理使綠豆淀粉的峰值黏度下降,超聲波輔助可提升酶處理效果,并且雙頻超聲波(25 kHz+40 kHz)比單頻超聲波的降低幅度更大;研究認(rèn)為超聲波的空化效應(yīng)破壞了淀粉粒的結(jié)構(gòu),以促進(jìn)酶的作用;改性提升了綠豆淀粉的回生性能。
綠豆淀粉因具有易老化的特性而廣泛用于粉條、粉皮的加工[2-3]。綠豆淀粉粉條品質(zhì)(如干粉條的光澤度和透明度,熟粉條的口感和質(zhì)地)與原料特性及加工工藝密切相關(guān)[7,15]。高直鏈淀粉含量,直鏈淀粉具有較大的平均聚合度,以及直鏈淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的存在是促進(jìn)綠豆淀粉粉條品質(zhì)形成的重要因素[2,39]。綠豆粉條品質(zhì)受原料因素和工藝因素(粉團(tuán)水分含量、熟制時(shí)間和老化溫度等)的影響[54]。淀粉原料特性除品種及栽培因素影響外,還與綠豆淀粉提取方式有關(guān)[17]。與旋流法綠豆淀粉相比,酸漿法綠豆淀粉制作的粉絲凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更致密,其蒸煮損失更低[16]。綠豆淀粉作為配料可提升米粉的品質(zhì)。添加5%的綠豆淀粉,可使干法擠出加工米粉表面更光滑,結(jié)構(gòu)更致密,感官評(píng)分更高[55]。
綠豆淀粉是生產(chǎn)抗性淀粉的優(yōu)質(zhì)原料。Photinam 等[2]研究發(fā)現(xiàn)綠豆淀粉與豇豆淀粉按一定比例配粉,可增加粉絲中抗性淀粉含量。將二者按質(zhì)量比1∶1 復(fù)配,可使干粉絲及熟粉絲RS 分別提升22.5%和46.7%。Li 等[31]報(bào)道采用壓熱-回生技術(shù)處理綠豆淀粉制得RS 為11.7%的抗性淀粉,而壓熱處理的淀粉采用普魯蘭酶脫支后再回生,可進(jìn)一步提升抗性淀粉含量(RS 為22.9%~51.0%)。Li 等[8]研究報(bào)道對(duì)綠豆淀粉進(jìn)行濕熱處理(水分含量20%,120 ℃處理12 h),其抗性淀粉含量可達(dá)45.2%,為原淀粉的4 倍。趙姝婷等[56]研究了硒化綠豆抗性淀粉制備工藝,采取干熱法(150 ℃,4 h)制備綠豆淀粉檸檬酸酯,接著通過(guò)硝酸-亞硒酸鈉法得到硒化綠豆抗性淀粉,研究發(fā)現(xiàn)綠豆淀粉檸檬酸酯僅對(duì)α-淀粉酶有抑制作用,而硒化綠豆抗性淀粉對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶都具有抑制活性,該研究為開發(fā)兼具調(diào)控淀粉消化和強(qiáng)化微量元素的功能性淀粉配料提供了思路。
綠豆淀粉是良好的成膜材料,在制膜時(shí)通過(guò)加入多元醇等增塑劑、食品膠(如魔芋葡甘聚糖)或油脂等提升膜的機(jī)械性能或阻隔性能[57-58]。Lee等[59]以綠豆淀粉/瓜爾豆膠為基料的食用乳狀液對(duì)大米糕進(jìn)行涂膜,結(jié)果表明該涂膜對(duì)大米糕具有很好的保鮮效果,與對(duì)照組相比,硬度下降29%,結(jié)晶速率降低24%。Li 等[60]采用納米乳化精油與綠豆淀粉制備復(fù)合涂膜,涂膜對(duì)饅頭感官和風(fēng)味品質(zhì)無(wú)顯著影響,有效提升了饅頭的貯藏品質(zhì)(霉菌和酵母平板計(jì)數(shù)分別下降32%和37%)。綠豆淀粉膜具有良好的透明性、機(jī)械強(qiáng)度和阻隔性能,其作為包裝材料的應(yīng)用潛力值得深入研究。
綠豆淀粉作為活性成分載體。Keatkrai 等[61]將綠豆淀粉糊化后加入薄荷酮,綠豆淀粉分子在老化過(guò)程中與薄荷酮復(fù)合,對(duì)薄荷酮的包封率為4.2%,優(yōu)于大米淀粉(<1%)。Mun 等[62]采用綠豆淀粉制備乳液填充凝膠,研究表明,將含β-胡蘿卜素的乳液填充在淀粉凝膠中,淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)不僅可以防止乳液經(jīng)過(guò)上消化道時(shí)的油滴聚集作用,而且提高了乳液的油脂消化率和β-胡蘿卜素的生物可給性。這為親脂性成分荷載及營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化提供了思路。Nadaf 等[9]將綠豆淀粉制成凝膠,通過(guò)溶劑置換法得到多孔淀粉。研究發(fā)現(xiàn),多孔淀粉可起到對(duì)難溶性藥物阿苯達(dá)唑的固體分散作用,二者混勻后壓成片劑,多孔淀粉使阿苯達(dá)唑的溶出速率提高,研究認(rèn)為這主要是通過(guò)增強(qiáng)潤(rùn)濕,降低結(jié)晶性和降低界面張力的結(jié)果。該研究為親脂性食品活性成分載體的開發(fā)提供了借鑒。有學(xué)者報(bào)道綠豆淀粉采用酸水解法(3.16 mol/L 硫酸,40 ℃,7 d)制備淀粉納米顆粒,平均粒徑53.7 nm,呈橢球型[63]。綠豆淀粉納米顆粒的食品用途有待進(jìn)一步探究。
表4 綠豆淀粉在食品工業(yè)中的用途Table 4 A summarization of food application of mung bean starch
(續(xù)表4)
近年來(lái),對(duì)綠豆淀粉的分子結(jié)構(gòu)特性、改性制備及應(yīng)用研究得到廣泛重視。綠豆淀粉在粉條、粉絲、淀粉可食膜、抗性淀粉等食品加工及新配料領(lǐng)域極具開發(fā)潛力。為更好地開發(fā)綠豆淀粉資源,后續(xù)發(fā)展宜在以下方面進(jìn)行深入研究:1)綠豆淀粉分子結(jié)構(gòu)-功能性質(zhì)關(guān)聯(lián)特性。這是理解綠豆淀粉工藝學(xué)特性和營(yíng)養(yǎng)特性的基礎(chǔ);2)傳統(tǒng)食品加工過(guò)程及新興加工技術(shù)對(duì)綠豆淀粉結(jié)構(gòu)組成、理化特性及營(yíng)養(yǎng)特性的影響;3)綠豆淀粉改性方法以及通過(guò)改性探討其組分變化與功能性質(zhì)的關(guān)系,為探索其潛在的應(yīng)用提供理論支持和案例式參考。