張思維 趙康云 王金夢(mèng) 徐飛 陳小愛 申鉉日 張彥軍

摘 要：香蕉（Musa spp.）是全球消耗量最大的水果之一，因其味美香甜、營(yíng)養(yǎng)豐富而廣受喜愛，其食用方式以熟果鮮食為主。香蕉在成熟之前富含90%以上的抗性淀粉，有效利用青香蕉中的抗性淀粉可以顯著提高香蕉種植產(chǎn)業(yè)附加值。此外，青香蕉在采收過程中易產(chǎn)生大量殘次果，造成淀粉資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。本研究擬探究壓熱處理對(duì)不同品種青香蕉中抗性淀粉（resistant starch，RS）消化性能影響，選取天然青大蕉、粉蕉和貢蕉為原料，對(duì)壓熱處理前后的青香蕉粉采用掃描電子顯微鏡、動(dòng)態(tài)光散射儀、快速糊化粘度測(cè)試儀、差示掃描量熱儀、傅里葉變換近紅外光譜、X-射線衍射分析等手段，探究其結(jié)構(gòu)變化與消化性的關(guān)系。結(jié)果表明：經(jīng)壓熱處理后， 青香蕉粉中抗性淀粉含量由91.50%～93.33%（RS2 型）下降至39.17%～44.63%（RS3 型），掃描電鏡結(jié)果顯示，青香蕉粉中的顆粒完全糊化崩解，顆粒表面粗糙，粒徑分布不一，形狀不規(guī)則；直鏈淀粉含量由23.3%～28.3%增加至32.7%～37.0%；青香蕉粉的熱穩(wěn)定性和凝膠焓顯著下降（P<0.05），峰值黏度和崩解值升高，糊化溫度降低。經(jīng)壓熱處理后青香蕉粉仍維持B 型結(jié)晶結(jié)構(gòu)，相對(duì)結(jié)晶度由28.98%～32.56%下降至20.66%～22.26%。經(jīng)過壓熱處理的青香蕉粉與天然青香蕉粉相比，未產(chǎn)生新的化學(xué)鍵或官能團(tuán)，短程有序性R1047/1022 由1.031～1.166 降低至1.016～1.122。研究結(jié)果表明，盡管經(jīng)過壓熱處理后RS 含量降低，但抗性淀粉由RS2 轉(zhuǎn)變?yōu)镽S3，表明經(jīng)過高壓處理后抗性淀粉的穩(wěn)定性顯著提升。該研究可為熱穩(wěn)定性香蕉抗性淀粉的制備提供理論依據(jù)，有助于天然淀粉基材料的開發(fā)，對(duì)緩解香蕉產(chǎn)業(yè)中的產(chǎn)銷矛盾具有重要意義。

關(guān)鍵詞：青香蕉粉；壓熱處理；抗性淀粉；淀粉消化

中圖分類號(hào)：TS235.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

未成熟的香蕉中富含大量淀粉，尤其含有大量RS2 型抗性淀粉（resistant starch，RS），但香蕉是一種典型的呼吸躍變型果實(shí)，且青香蕉在成熟過程中易受機(jī)械損傷，在運(yùn)輸和儲(chǔ)存中會(huì)導(dǎo)致不同程度的損耗[1]。采摘的香蕉一般有15%～20%的殘次果[2]，難以作為商品蕉直接銷售，可以作為天然淀粉的來源，從而避免次品蕉的浪費(fèi)。青香蕉粉中含有淀粉、果膠、纖維素和微量元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[3]，淀粉是青香蕉的主要組成成分，含量高達(dá)80%以上，淀粉中70%以上的抗性淀粉均為RS2 型抗性淀粉[4]。這些抗性淀粉隨著香蕉的采摘后熟過程而被降解為小分子糖，導(dǎo)致此類抗性淀粉的嚴(yán)重?fù)p失。

抗性淀粉是指在健康個(gè)體小腸中難以被消化的淀粉，作為一種特殊的膳食纖維，具有減輕體重、預(yù)防便秘、降低血脂、提高胰島素敏感性等保健作用[5]。根據(jù)淀粉的來源及其抗酶解特性，目前抗性淀粉主要分為以下5 類[6-8]：（1）RS1，物理包埋淀粉，主要來自于不完全研磨的谷粒、種子及豆科植物，這類抗性淀粉經(jīng)咀嚼或加工后，抗酶解性消失，極易轉(zhuǎn)變?yōu)橐紫矸?；?）RS2，抗性淀粉顆粒，來源于生土豆、豌豆和青香蕉，其熱穩(wěn)定性差，正常加工溫度會(huì)破壞其晶體結(jié)構(gòu)從而失去抗酶解性；（3）RS3，重結(jié)晶抗性淀粉，指糊化后再冷卻或低溫貯藏過程中產(chǎn)生的重結(jié)晶淀粉，其熱穩(wěn)定性良好，制備方法簡(jiǎn)單，安全性好；（4）RS4，化學(xué)改性淀粉，包括交聯(lián)淀粉、酯化淀粉和磷酸化淀粉，這種淀粉熱穩(wěn)定性良好，但制備周期長(zhǎng)，產(chǎn)品性質(zhì)不穩(wěn)定；（5）RS5，指淀粉鏈與脂質(zhì)、氨基酸形成的復(fù)合物，存在于稻米、大豆和玉米等作物中，熱穩(wěn)定性較高且難以與消化酶結(jié)合。天然青香蕉粉中的抗性淀粉屬于RS2 型[9]，這類抗性淀粉熱穩(wěn)定性較差，正常烹飪溫度下會(huì)使其淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致淀粉結(jié)構(gòu)的改變而易于消化，使得抗性淀粉含量下降。

目前，針對(duì)青香蕉的研究主要集中在青香蕉淀粉的分離及其理化、結(jié)構(gòu)和功能性質(zhì)方面，ZHANG 等[2]和JIANG 等[10]分離得到青香蕉淀粉并對(duì)其理化和結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行表征。TASLIMAD等[11]利用香蕉殘次果提取出的淀粉利用脫支和高壓的方法制備成RS3 型抗性淀粉。青香蕉粉中雖然含有豐富的抗性淀粉，但分離淀粉需要耗費(fèi)大量資源，不符合生產(chǎn)實(shí)際。直接利用青香蕉粉可以保留其全部營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)人體健康更有益。

因此，本研究擬采用高壓處理對(duì)不同品種的青香蕉進(jìn)行改性，采用差式掃描量熱儀（differentialscanning calorimeter， DSC）、快速黏度分析儀（rapid viscosity analysis， RVA）、X-射線衍射儀（X-ray diffraction， XRD）和衰減全反射傅里葉變化紅外光譜（ attenuated total reflection-fouriertransformed infrared， ATR-FTIR）等手段探究壓熱處理前后青香蕉粉結(jié)構(gòu)和理化特性的變化，為解析高壓熱處理對(duì)青香蕉淀粉消化性的影響提供參考，以期為新型RS 的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 材料與試劑 青香蕉：大蕉、粉蕉及貢蕉，購于海南省萬寧市興隆中心市場(chǎng)?？剐缘矸墼噭┖泻拓i胰α-淀粉酶（酶活100 000 U/g），愛爾蘭Megazyme 公司生產(chǎn)；其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.1.2 主要儀器設(shè)備 G154DW 型自動(dòng)高壓蒸汽滅菌鍋：廈門市致微儀器有限公司；Phenom ProX臺(tái)式顯微能譜一體機(jī)：荷蘭Phenom 公司；Q2000型差式掃描量熱儀：美國(guó)TA 公司；TechMaster型快速黏度分析儀：澳大利亞Perten 公司；Nicolet6700 型衰減全反射傅里葉變換近紅外光譜：美國(guó)Thermo 公司；LXJ-IIB 型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；Scientz-18ND 型冷凍干燥機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司；SHZ-C 型水浴恒溫振蕩器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Bluepard 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；HH-SJ2CD 型數(shù)顯恒溫磁力攪拌鍋：常州市金壇友誼儀器研究所；HX-PB908 型多功能磨漿機(jī)：佛山市海迅電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 壓熱處理青香蕉粉的制備 青香蕉鮮果清洗干凈去皮切片與蒸餾水以1∶3 打漿，取350.0 g置于錐形瓶中，在121 ℃，高壓處理15 min。將天然青香蕉漿液和高壓處理后冷卻的香蕉漿液置于4 ℃冰箱24 h，樣品冷凍干燥后研磨過100 目篩，得到青香蕉粉，密封保存在干燥器中備用。

1.2.2 微觀形貌 截取導(dǎo)電膠于載物臺(tái)上，將樣品附著于導(dǎo)電膠上吹掃掉多余樣品，并使用離子濺射裝置中噴金進(jìn)行導(dǎo)電處理，然后將載物臺(tái)放在掃描電鏡下觀察，加速電壓為10 kV，在3000×下進(jìn)行拍攝。

1.2.3 青香蕉粉粒徑分布 使用動(dòng)態(tài)光散射儀（mastersizer 3000， malvern instruments ltd.， UK）來確定青香蕉粉的尺寸分布。在環(huán)境條件下將淀粉樣品與超純水（0.01% m/V）混合。分散劑和樣品的折射率分別為1.33 和1.53，遮光參數(shù)設(shè)置為1%～2%，并記錄D（10）、D（50）和D（90），分別表示淀粉顆粒的累計(jì)粒度分布百分?jǐn)?shù)分別達(dá)到10%、50%、90%時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑大?。é蘭），表面積平均直徑D[3， 2]和體積平均直徑D[4， 3]。

1.2.4 直鏈淀粉含量測(cè)定 依據(jù)GB/T 15683—2008，取100.0 mg 樣品于100 mL 錐形瓶中，加入1.0 mL 乙醇，將粘在瓶壁上的試樣沖下，加入9.0 mL 1 mol/L NaOH 溶液，搖勻后水浴10 min，冷卻至室溫后轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶并定容。移取5.0 mL 樣液于另一100 mL 容量瓶，加入50 mL純凈水，加入1.0 mL 0.1 mol/L 乙酸溶液和2.0 mL碘試劑，定容并顯色10 min，利用碘比色法測(cè)定直鏈淀粉的含量。

1.2.5 青香蕉粉抗性淀粉含量測(cè)定 淀粉和抗性淀粉的測(cè)定采用抗性淀粉試劑盒，按照AOAC2012.02 的方法測(cè)定。

1.2.6 差式掃描量熱儀分析 取3.00 mg 樣品于鋁坩堝中，加入6.0 μL 蒸餾水，將鋁盤封閉，室溫下平衡24 h。用一個(gè)空的鋁盤作為參考，以15.0 mL/min 氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w。在30～120 ℃范圍內(nèi)，以10 ℃/min 的速度進(jìn)行掃描，記錄升溫曲線。記錄糊化起始溫度（To， ℃）、糊化峰值溫度（Tp， ℃）、糊化終止溫度（Tc， ℃））和糊化焓（ΔH，J/g）。

1.2.7 糊化特性 將3.0 g 樣品加入鋁筒，加入25.0 mL 蒸餾水。前10 s 漿速960 r/min 分散樣品，整個(gè)試驗(yàn)的剩余時(shí)間漿速保持在160 r/min。漿液50 ℃平衡1 min 后，以6 ℃/min 加熱至95 ℃，保持5 min，再以6 ℃/min 冷卻至50 ℃，保持2 min。

記錄峰值黏度（peak viscosity， PV， cP）、谷值黏度（trough viscosity， TV， cP）、崩解值（breakdown，BD， cP）、最終黏度（final viscosity， FV， cP）、回生值（ setback， SB， cP ）、糊化溫度（ pastingtemperature， PT， ℃）和峰值時(shí)間（peak time， min）。

1.2.8 短程有序性 將樣品及以1∶100 的比例混合樣品和KBr 粉末烘干水分，置于瑪瑙研缽中研磨混勻。將研磨好的混合物粉末灌注于壓模中，抽真空，緩慢除去壓力，取出樣品薄片，放入樣品架上，置于傅里葉變換紅外光譜儀內(nèi)掃描，分辨率4 cm–1，掃描64 次，以KBr 為背景。在1200～800 cm–1 范圍內(nèi)傅里葉自去卷積，半峰寬19 cm–1，增強(qiáng)因子1.9，計(jì)算1047 cm–1 和1022 cm–1處的吸光度之比。

1.2.9 X-射線衍射儀分析 室溫下采用X-射線衍射儀分別測(cè)定樣品淀粉的結(jié)晶特性。Cu-Kα 銅靶（40 kV，20 mA），掃描速度15 °/min，掃描范圍5～30 °，步長(zhǎng)0.02 °。

1.3 數(shù)據(jù)處理

每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次，采用SPSS 19.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用Origin 8.5 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 壓熱處理對(duì)青香蕉粉微觀形貌的影響

天然青香蕉粉與壓熱處理的青香蕉粉表面微觀結(jié)構(gòu)如圖1 所示。從圖1A～圖1C 可以看出，3種天然青香蕉粉均含大量淀粉顆粒，大蕉粉（A）的淀粉顆粒多呈扁球形，粉蕉粉（B）的淀粉顆粒多呈鐘型，貢蕉粉（C）的淀粉顆粒結(jié)構(gòu)多呈棒狀。3 種青香蕉粉的淀粉顆粒均呈現(xiàn)表面光滑，個(gè)別顆粒呈現(xiàn)出有裸露生長(zhǎng)環(huán)，表面附著有破碎的細(xì)胞壁、果膠、纖維素和少量蛋白（如箭頭所示）。經(jīng)壓熱處理后，3 種青香蕉粉樣品的淀粉顆粒均已破壞，形成片層結(jié)構(gòu)，大蕉粉表面較為光滑，粉蕉粉表面呈現(xiàn)魚鱗狀和溝壑狀，貢蕉粉表面較為粗糙，有少許溝壑狀。

與天然青香蕉粉相比，經(jīng)改性后的青香蕉粉的淀粉顆粒已完全糊化崩解，無完整淀粉顆粒（圖1D～圖1F）。張翔等[12]混合不同種類淀粉，利用壓熱-酶法制備高抗性復(fù)合淀粉，掃描電鏡顯示經(jīng)處理后抗性淀粉的顆粒形貌亦呈現(xiàn)不規(guī)則片狀結(jié)構(gòu)。

這可能是在熱和高壓作用下淀粉吸水溶脹，高壓促進(jìn)淀粉顆粒膨脹，導(dǎo)致淀粉顆粒破裂，最終完全糊化。表明壓熱處理是一種良好的淀粉改性方法。

2.2 壓熱處理對(duì)青香蕉粉粒徑分布的影響

3 種不同品種青香蕉粉經(jīng)高壓處理后粒徑分布的粒度分布如表1 所示。D（10）、D（50）和D （90）是按體積直徑小于10%、50%和90%的顆粒尺寸來計(jì)。D[3， 2]和D[4， 3]分別是表面積平均直徑和體積平均直徑。天然青香蕉粉的D[3， 2]和D[4， 3]值分別為12.32～16.14 μm、53.16～58.79 μm，大蕉粉、粉蕉粉和貢蕉粉之間的值無顯著差異。根據(jù)REN 等[13]的報(bào)道，植物的科是影響淀粉粒徑的關(guān)鍵因素，3 種青香蕉同屬于芭蕉科，因此平均粒徑無差異。據(jù)周童童等[14]的報(bào)道，常見的馬鈴薯淀粉的粒徑分布范圍為28.57～ 44.88 μm，低于3 種青香蕉的粒徑分布，這可能是因?yàn)樗鼈兊牡矸蹃碓?、種植環(huán)境和淀粉成分不同[15]。

壓熱處理后的青香蕉粉的D[3， 2]和D[4， 3]值分別為47.09～51.24 μm 和119.72～144.55 μm，3種改性后的青香蕉粉的粒徑具有顯著差異（P<0.05），已有研究表明，淀粉粒徑的大小在一定程度上影響著淀粉的糊化特性[16]。粉蕉粉的D[3， 2]值顯著高于大蕉粉與貢蕉粉，可能是改性后的粉蕉粉中的分子排列較為疏松，導(dǎo)致粒徑較大。

經(jīng)過壓熱處理后的青香蕉粉的D[4， 3]-D[3， 2]值由原來的38.45～49.47 μm增加到84.49～93.31 μm，與天然青香蕉粉相比顯著增加（P<0.05），表明改性后的青香蕉粉的粒徑分布不一致，形狀不規(guī)則，與掃描電鏡觀察到的結(jié)果一致。

2.3 壓熱處理對(duì)青香蕉粉直鏈淀粉含量的影響

3 種天然和壓熱處理后青香蕉粉的直鏈淀粉含量如表2 所示。結(jié)果表明，天然青香蕉粉的直鏈淀粉含量為23.3%～28.3%，低于畢玉[17]報(bào)道的青香蕉直鏈淀粉含量，可能是由于青香蕉的品種、產(chǎn)地和分布范圍不同，導(dǎo)致青香蕉粉中的直鏈淀粉含量的不同。

改性后青香蕉粉直鏈淀粉含量增加至32.7%～37.0%，大蕉粉與貢蕉粉中的直鏈淀粉含量顯著高于粉蕉粉（P<0.05）。與天然青香蕉粉相比，改性后的青香蕉粉顯著高于天然青香蕉粉中直鏈淀粉含量（P<0.05）。

2.4 壓熱處理對(duì)青香蕉粉抗性淀粉含量的影響

表3 顯示了壓熱處理前后青香蕉粉的快消化淀粉（rapidly digestion starch， RDS），慢消化淀粉（ slowly digestion starch， SDS ） 和抗性淀粉（resistant starch， RS）含量變化。3 種天然青香蕉粉的RDS 含量為2.83%～4.33%，SDS 含量為3.97%～5.67%，RS 含量為91.50%～93.33%，表明天然青香蕉粉中抗性淀粉含量較高，類型均為RS2 型。大蕉粉RS 含量顯著高于粉蕉粉與貢蕉粉（P<0.05），可能是不同品種間直鏈淀粉或晶型結(jié)構(gòu)的差異。據(jù)畢玉[17]的報(bào)道，青香蕉淀粉RS含量低于本實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可能是青香蕉粉中果膠、纖維素等其他成分形成了物理屏蔽作用，阻礙了酶的結(jié)合位點(diǎn)，導(dǎo)致RS 含量的提高。

經(jīng)壓熱處理后，青香蕉粉的RDS、SDS 和RS的含量分別為42.57%～46.34%、12.79%～14.76%和39.17%～44.63%，大蕉粉及貢蕉粉的RS 含量顯著高于粉蕉粉（P<0.05）。經(jīng)壓熱處理后的青香蕉粉與天然青香蕉粉相比，均具有更高含量的SDS 及更低含量的RS，RS 轉(zhuǎn)化為SDS 和RDS，這些結(jié)果表明經(jīng)處理后的淀粉分子鏈部分被破壞，影響了晶體結(jié)構(gòu)。

2.5 壓熱處理對(duì)青香蕉粉熱特性的影響

如表4 所示，天然青香蕉粉的糊化起始溫度（To， ℃）、糊化峰值溫度（Tp， ℃）、糊化終止溫度（Tc， ℃）和糊化焓（ΔH， J/g）的范圍分別為75.21～76.94 ℃，80.67～81.91 ℃，86.09～87.97 ℃和12.13～15.11 J/g，貢蕉粉的To、Tc 最高，可能是由于貢蕉粉中直鏈淀粉比例較高，同時(shí)貢蕉粉的凝膠焓（ΔH）也反映了淀粉顆粒的晶體結(jié)構(gòu)較為完整，需要更多的能量以破壞晶體結(jié)構(gòu)。經(jīng)壓熱處理后青香蕉粉的To、Tp、Tc、ΔH 的范圍分別為50.60～51.24 ℃ ， 57.39～60.13 ℃ ， 65.55～70.06 ℃和6.01～7.51 J/g，大蕉粉的ΔH 顯著高于其他2 種青香蕉粉。

與天然青香蕉粉對(duì)比，經(jīng)高壓處理后的青香蕉粉To、Tp、Tc 較低，可能是由于高壓處理的過程中淀粉結(jié)構(gòu)改變，經(jīng)低溫回生形成的晶體結(jié)構(gòu)不完整，雙螺旋結(jié)構(gòu)被破壞。同時(shí)，ΔH 降低，說明壓熱處理破壞了淀粉顆粒內(nèi)部的雙螺旋結(jié)構(gòu)及結(jié)晶區(qū)的有序性，淀粉顆粒從有序狀態(tài)變?yōu)闊o序狀態(tài)，導(dǎo)致結(jié)晶度降低。

2.6 壓熱處理對(duì)青香蕉粉糊化特性的影響

經(jīng)過壓熱處理的青香蕉粉經(jīng)快速糊化黏度儀（RVA）測(cè)定的結(jié)果如表5 所示。天然青香蕉粉的峰值黏度、崩解值、回生值分別為2418.37～3020.33 cP、314.04～547.77 cP、955.48～1120.11 cP，大蕉粉的峰值黏度最高，粉蕉粉最低，先前的一項(xiàng)研究表明，峰值黏度的差異可能是淀粉顆粒中直鏈淀粉含量和顆粒大小的差異，導(dǎo)致在加熱過程中吸水率和溶脹力的變化[18]。閆斯亮[19]之前報(bào)道的香蕉淀粉的峰值黏度值為7914 cP，高于本研究結(jié)果，可能是因?yàn)闃悠分泻泄z、纖維素等物質(zhì)，限制了淀粉鏈的溶出，導(dǎo)致與本研究中青香蕉粉的糊化特性相比有較大差異。經(jīng)壓熱處理后的青香蕉粉的峰值黏度、崩解值和回生值分別為3821.56～4144.78 cP 、1508.33～1722.78 cP 、735.67～1109.33 cP。改性后的大蕉粉的峰值黏度、崩解值和回生值顯著高于粉蕉粉、貢蕉粉（P<0.05）。表明改性后的大蕉粉黏度下降較快，成糊后穩(wěn)定性較好，凝膠性高。與天然青香蕉粉相比，經(jīng)高壓處理的青香蕉粉的峰值黏度和崩解值顯著升高， 回生值和糊化溫度顯著降低（P<0.05）。

2.7 壓熱處理對(duì)青香蕉粉近紅外光譜圖的影響

如圖2A 所示，天然與壓熱處理后的青香蕉粉主要特征峰基本相同，說明壓熱處理未發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沒有在淀粉分子內(nèi)部或分子之間產(chǎn)生新的官能團(tuán)或化學(xué)鍵。

譜圖在1200～800 cm–1 處去卷積得到圖2B，R1047/1022 已廣泛應(yīng)用于研究淀粉的短程有序性，其比值越大，淀粉分子短程有序性越高。天然青香蕉粉在1047 cm–1 和1022 cm–1 的吸光度比值（R1047/1022），如表6 所示，從高到底依次為貢蕉粉（1.166）、大蕉粉（1.043）、粉蕉粉（1.031），三者均有顯著性差異（P<0.05），根據(jù)LI 等[20]的報(bào)道，R1047/1022 與峰值黏度呈顯著正相關(guān)，與本研究中糊化特性的趨勢(shì)一致。壓熱處理后青香蕉粉樣品的去卷積譜圖在R1047/1022 值均有所下降，表明經(jīng)高壓處理后青香蕉粉的短程有序性降低。

2.8 壓熱處理對(duì)青香蕉粉晶體結(jié)構(gòu)的影響

天然青香蕉粉和壓熱處理后的青香蕉粉的X-射線衍射圖、相對(duì)結(jié)晶度如圖3 和表6 所示。天然青香蕉粉在5.8°、15.1°、17°和23°（2θ）處具有強(qiáng)衍射峰，為典型的B 型結(jié)構(gòu)，與FAISANT 等[21]和UTRILLA 等[22]的研究結(jié)果一致。經(jīng)壓熱處理后，5.8°和17°處仍保持強(qiáng)衍射峰，15.1°、23°處的衍射峰強(qiáng)度減弱，晶型結(jié)構(gòu)未改變。本研究結(jié)果表明，壓熱處理會(huì)削弱天然青香蕉粉的晶型結(jié)構(gòu)，不僅影響淀粉顆粒的無定形區(qū)，且破壞其結(jié)晶區(qū)。

天然青香蕉粉的相對(duì)結(jié)晶度從高到底依次為貢蕉粉（32.56%）、大蕉粉（30.75%）、粉蕉粉（28.98%），三者均有顯著性差異（P<0.05）。與前面直鏈淀粉含量研究結(jié)果相一致，即貢蕉粉＞大蕉粉＞粉蕉粉。APOSTOLIDIS 等[23]的研究亦表明，直鏈淀粉含量與相對(duì)結(jié)晶度顯著正相關(guān)，直鏈淀粉會(huì)促進(jìn)支鏈淀粉的重排形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

3 討論

青香蕉粉中富含大量RS2 型抗性淀粉，這類抗性淀粉熱穩(wěn)定性差，正常烹飪溫度下會(huì)使這類抗性淀粉顆粒結(jié)構(gòu)遭到破壞。而壓熱處理的方法不僅便于青香蕉粉的直接利用，壓力作用下還使青香蕉粉中的抗性淀粉顆粒結(jié)構(gòu)改變，獲得較好的抗酶解性。本試驗(yàn)利用壓熱方法處理不同品種的青香蕉，并與青香蕉原粉對(duì)比其結(jié)構(gòu)與消化性的變化。

3 種天然青香蕉粉RS 含量為91.50%～93.33%，經(jīng)壓熱處理后，RS 含量降低至39.17%～44.63%，其中，大蕉粉和貢蕉粉的RS 含量顯著高于粉蕉粉（P<0.05）。盡管壓熱處理后RS 含量降低，但其類型由RS2 轉(zhuǎn)變?yōu)镽S3 型。

微觀形貌的結(jié)果表明，經(jīng)壓熱處理后的3 種青香蕉粉的淀粉顆粒均被破壞，大蕉粉和貢蕉粉的表面較為光滑，粉蕉粉表面呈現(xiàn)粗糙，比表面積增加，利于酶的結(jié)合，導(dǎo)致大蕉粉和貢蕉粉的RS 含量高于粉蕉粉。壓熱處理后的青香蕉粉粒徑顯著增加，粒徑分布不一，形狀不規(guī)則，與掃描電鏡的結(jié)果一致，可能是高壓處理過程中青香蕉粉中的淀粉顆粒吸水并膨脹，導(dǎo)致改性顆粒彼此聚集，使得青香蕉粉顆粒尺寸的增加。然而，AHMES 等[24]利用高壓法在600 MPa 的條件下處理板栗淀粉，結(jié)果顯示淀粉粒徑顯著降低，可能是過度加壓會(huì)削弱淀粉的凝膠結(jié)構(gòu)所致。改性后貢蕉粉的直鏈淀粉含量顯著高于大蕉粉和粉蕉粉（P<0.05），可能是導(dǎo)致其RS 含量較高的原因。

劉譽(yù)繁[25]的研究表明，在高壓下對(duì)淀粉分子的α-1，6 糖苷鍵的剪切破壞作用有較大影響，導(dǎo)致α-1，6 糖苷鍵比例降低，剪切作用力使得更多的α-1，6 糖苷鍵被切斷，直鏈淀粉含量的比例上升。

然而，MOORTHY[26]對(duì)圓薯淀粉進(jìn)行蒸氣壓力處理，結(jié)果顯示直鏈淀粉含量下降，與本研究結(jié)果相反。可能是本研究中壓熱處理改變了淀粉顆粒組織結(jié)構(gòu)，使可溶性直鏈淀粉分子的流動(dòng)性提高，導(dǎo)致表觀的直鏈淀粉含量提高。改性后的的大蕉粉的ΔH 顯著高于粉蕉粉和貢蕉粉，表明改性后的大蕉粉在低溫回生的過程中由雙螺旋形成的結(jié)晶結(jié)構(gòu)比例較大，晶體結(jié)構(gòu)更完美[27]。許麗娜[28]在研究濕熱法玉米淀粉處理時(shí)發(fā)現(xiàn)濕熱處理后的淀粉，其Tp 提高，同時(shí)糊化溫度范圍變化加大，ΔH 下降，與本試驗(yàn)結(jié)果一致。RVA 的測(cè)定結(jié)果顯示，改性后的青香蕉粉的峰值黏度和崩解值顯著升高，回生值和糊化溫度顯著降低，可能是壓力作用下使得淀粉鏈暴露了大量羥基，增加了淀粉與水分子的相互作用，使回生值降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)。糊化溫度的降低，可能是由于淀粉顆粒中相互作用力較弱，淀粉顆?；虻矸坻溤诟邏禾幚砗笾匦氯∠颍匦氯∠驎?huì)導(dǎo)致淀粉結(jié)晶區(qū)的結(jié)構(gòu)疏松，使得淀粉糊化時(shí)所需能量減少，這與本研究中熱特性的結(jié)果一致。王雨生等[29]探討壓熱協(xié)同海藻酸鈉處理對(duì)普通玉米淀粉糊化性質(zhì)和晶體結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)玉米淀粉的糊化特性隨著壓熱時(shí)間的增加而顯著增加，與本文的研究結(jié)果一致。

改性前后的傅里葉近紅外光譜圖主要特征峰相似，表明壓熱處理過程中只發(fā)生物理變化，改性前后僅有淀粉分子鏈間重組或鏈間氫鍵的變化。

SUN 等[30]利用傅里葉近紅外光譜研究了不同處理方式對(duì)紫甘薯抗性淀粉的結(jié)構(gòu)特性，經(jīng)高壓熱處理后的紫甘薯抗性淀粉沒有形成新的基團(tuán)，與本研究的結(jié)果一致。壓熱處理后青香蕉粉樣品的去卷積譜圖在R1047/1022 值均有所下降，可能是淀粉在壓熱處理過程中，原有分子鏈排列方式受到破壞，顆粒內(nèi)部直鏈淀粉溢出，另一方面分子鏈?zhǔn)軣岷透邏河绊懹謺?huì)取向重新排列成有序化結(jié)構(gòu)域，這與RVA 表明的結(jié)果一致。GUO 等[31]利用高壓均質(zhì)處理技術(shù)（HPH）對(duì)蓮子淀粉進(jìn)行改性，發(fā)現(xiàn)單獨(dú)HPH 處理會(huì)破壞蓮子淀粉的結(jié)構(gòu)，使得淀粉顆粒的抗酶解性降低，RS 含量大幅減少，與本研究結(jié)果趨勢(shì)一致。壓熱處理前后X-射線衍射圖的強(qiáng)衍射峰一致，張守文等[32]指出，壓熱處理使淀粉顆粒破裂重組，不同淀粉顆粒中的鏈淀粉形成氫鍵，削弱了原淀粉的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。經(jīng)壓熱處理后，青香蕉粉的相對(duì)結(jié)晶度降低至20.66%～22.26%，貢蕉粉的相對(duì)結(jié)晶度顯著高于大蕉粉與貢蕉粉（P<0.05）。表明貢蕉粉在冷卻回生過程中形成更多的結(jié)晶，不利于消化酶的結(jié)合，與本研究中抗性淀粉的結(jié)果趨勢(shì)一致。經(jīng)高于改性后的青香蕉粉相對(duì)結(jié)晶度低于天然青香蕉粉，表明形成的結(jié)晶數(shù)量減少。由于在壓熱處理過程中，水分子在壓力的作用下進(jìn)入淀粉顆粒，使得青香蕉粉結(jié)晶類型不變的前提下，部分有序晶體結(jié)構(gòu)被破壞，在低溫回生過程中分子鏈的重排不如天然淀粉晶體結(jié)構(gòu)完美，導(dǎo)致了相對(duì)結(jié)晶度的降低。

高壓處理后的青香蕉粉糊化溫度低，使得食品生產(chǎn)更為方便快捷，并提供可觀的RS 含量及其功能特性，有效降低食品的血糖指數(shù)。本研究結(jié)果可為壓熱處理對(duì)淀粉結(jié)構(gòu)的影響提供新的研究方向和理論參考。

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