在谷类、豆类和薯类三大食用作物中，豆类居第2位。红豆（Vigna angularis）、豌豆（Pisum sativum L.）和白芸豆（Phaseolus vulgaris）富含多酚和类黄酮等生物活性物质，具有清除人体内多余自由基的能力。但其在食品加工过程中的应用并不理想，因此有必要对其进行改性。湿热处理是一种安全、经济的物理改性方法，操作简单，效果显著。

河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所的李少辉、生庆海*、刘敬科*等人研究在不同湿热时间下对豌豆、红豆和白芸豆进行物理改性，研究其抗氧化、营养品质及糊化性质，以及面团水分分布和热机械学特性，旨在阐明湿热处理对改性豆类营养及加工品质的影响，为拓展豆类在食品加工中的实际应用提供数据支撑。

1 湿热处理对豆粉总酚含量的影响

由图1可知，未经湿热处理的3 种豆粉的总酚含量存在显著性差异。红豆粉的总酚含量最高，为5.71 mg/g，其次是豌豆粉，为2.37 mg/g，白芸豆粉的总酚含量最小，为1.68 mg/g。不同湿热时间对红豆粉、豌豆粉和白芸豆粉的总酚含量有显著影响（P＜0.05）。随着湿热时间的延长，红豆粉和豌豆粉的总酚含量呈先增加后减少的趋势，湿热处理0.5 h的红豆粉总酚含量最高，为8.29 mg/g；湿热处理1.0 h的豌豆粉总酚含量最高，为3.35 mg/g。湿热处理显著提高了白芸豆粉中总酚含量，其中湿热处理8.0 h时总酚含量最高。豆粉中的酚类化合物常与蛋白质、纤维素和糖类等大分子化合物结合在一起，提取较困难。而湿热处理豆粉可能会使豆粉原料的物理和化学结构发生变化，原料中的木质素、纤维素等发生不同程度的降解，与大分子结合的酚类化合物释放，这可能是短时间内湿热处理使豆粉总酚含量上升的原因。另外，湿热处理过程中发生了美拉德反应，美拉德反应的产物可能避免了酚类物质的氧化分解。

随着湿热处理时间的延长，红豆粉和豌豆粉的总酚含量逐渐下降。一方面可能是因为高温对酚类物质造成了一定的破环；另一方面可能是湿热时间过长的情况下，淀粉糊化或淀粉与酚类物质结合，造成豆粉中总酚含量下降。因此，红豆粉和豌豆粉的总酚含量不会随着湿热时间的延长一直升高，湿热时间过长，红豆粉和豌豆粉的酚类物质有一定的损失。

2 湿热处理对豆粉DPPH自由基清除率的影响

由图2可知，不同湿热时间对红豆粉、豌豆粉和白芸豆粉的DPPH自由基清除率有显著影响（P＜0.05）。随着湿热时间延长，红豆粉的DPPH自由基清除率呈先升高后降低的趋势，其中湿热处理0.5 h时DPPH自由基清除率最高，为75.91%；而湿热处理8.0 h时，豌豆粉和白芸豆粉中DPPH自由基清除率最高，分别为26.33%和33.61%。

3 湿热处理对豆粉ABTS阳离子自由基清除率的影响

由图3可知，不同湿热时间对红豆粉、豌豆粉和白芸豆粉的ABTS阳离子自由基清除率有显著影响（P＜0.05）。随着湿热时间的延长，红豆粉的ABTS阳离子自由基清除率呈先升高后降低的趋势，湿热处理0.5 h时最高，为41.16%。湿热处理使白芸豆粉ABTS阳离子自由基清除率显著增加，湿热处理8.0 h时ABTS阳离子自由基清除率最高，为20.81%。而湿热处理对豌豆粉中ABTS阳离子自由基清除率无显著影响。

4 湿热处理对豆粉黄酮含量的影响

由图4可知，不同湿热时间对红豆粉、豌豆粉和白芸豆粉的黄酮含量有显著影响（P＜0.05）。3 种豆粉中黄酮含量排序：红豆粉＞豌豆粉＞白芸豆粉。随着湿热时间延长，红豆粉和豌豆粉的黄酮含量均呈先升高后降低的趋势，湿热处理0.5 h的红豆粉黄酮含量最高，为2.16 mg/g，湿热处理1.0 h的豌豆粉黄酮含量最高，为0.27 mg/g；湿热处理使白芸豆粉中黄酮含量显著增加，湿热处理8.0 h的白芸豆粉黄酮含量最高，为0.38 mg/g。通过比较，湿热处理红豆粉和白芸豆粉黄酮含量的变化趋势与总酚含量趋势一致。在高温高压下，湿热处理可能使豆粉原料的物理结构发生变化，使水分更容易渗入，原料的孔隙率等提高，原料与溶剂的接触面积增大，从而增强黄酮的提取效果；湿热时间过长，引起美拉德反应和焦糖化反应，酚类物质大量损失。而白芸豆在经湿热处理后，黄酮含量显著增多，说明不同豆粉的组成和物质含量不同，因而活性成分提取的最佳时间也不同。

5 湿热处理对豆粉总脂肪酸和游离脂肪酸的影响

根据饱和度的不同，脂肪酸被分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸，湿热处理后脂肪酸的主要种类未发生变化，依据表1中的脂肪酸线性关系，测得3 种豆粉中脂肪酸（表2）分别为棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、顺-11-二十碳一烯酸和油酸。湿热处理对红豆粉和豌豆粉总脂肪酸的影响未达到显著水平，但对白芸豆粉中油酸、亚油酸和顺-11-二十碳一烯酸含量有显著影响（P＜0.05）。湿热处理2 h及以上，白芸豆粉中油酸、亚油酸和顺-11-二十碳一烯酸含量均显著升高。湿热处理后中白芸豆粉中棕榈酸、硬脂酸和顺-11-二十碳一烯酸等脂肪酸含量略微增加的原因：一是湿热提供高压和高热环境，导致一些脂肪酸和甘油的生成或酰基甘油的分解；二是由于热诱导豆粉的细胞壁结构发生变化，细胞壁的孔隙度增加，油释放出来；三是热处理后豆粉中油脂的黏度增加，相较未处理的豆粉提高了萃取效率。

6 湿热处理对豆粉游离脂肪酸的影响

如表3所示，湿热处理前后同一豆粉中游离脂肪酸的主要种类未发生变化。湿热处理8 h时，豌豆粉中游离棕榈酸和硬脂酸含量显著高于未处理组，而湿热处理对红豆粉和白芸豆粉中游离棕榈酸和硬脂酸含量无显著影响。游离脂肪酸中棕榈酸和硬脂酸含量增加的原因是结合的脂肪酸释放出来或热处理造成细胞壁孔隙变大。湿热时间为4、8 h时，红豆粉和白芸豆粉中游离亚油酸含量显著低于未湿热处理组，而湿热处理对豌豆粉中亚油酸含量无显著影响。湿热处理8 h时，红豆粉中游离油酸含量显著高于未处理组，而对豌豆粉和白芸豆粉中游离油酸含量无显著影响。3 种豆粉中油酸含量较亚油酸含量增减的幅度小，这是由于油酸的热稳定性较强，且氧化速率低于亚油酸等。湿热处理对红豆粉中的游离顺-11-二十碳一烯酸含量无显著影响，湿热1、2、8 h时豌豆粉中游离顺-11-二十碳一烯酸含量显著降低。湿热时间超过0.5 h，白芸豆粉中游离顺-11-二十碳一烯酸含量显著降低。

7 湿热处理对豆粉游离氨基酸含量的影响

如图5所示，红豆粉和豌豆粉中均测定出8 种必需氨基酸和9 种非必需氨基酸，红豆粉总游离氨基酸含量为334.29 mg/100 g、豌豆粉为379.05 mg/100 g。白芸豆粉中测定出5 种必需氨基酸和9 种非必需氨基酸，总游离氨基酸含量为328.10 mg/100 g。

游离氨基酸还可分为苦味氨基酸、甜味氨基酸和鲜味氨基酸等，是构成滋味品质的重要物质，会对食品的风味产生影响。红豆粉经湿热处理后，总游离氨基酸含量显著减少，其中呈甜味的游离丝氨酸、苏氨酸和丙氨酸含量显著升高，呈苦味的苯丙氨酸、色氨酸和精氨酸含量显著下降。豌豆粉经湿热处理2 h以上，总游离氨基酸含量显著增加，其中呈甜味的游离丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸含量显著升高。白芸豆粉经湿热处理1 h以上，总游离氨基酸的含量显著下降，其中呈甜味的游离脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸含量显著升高。湿热处理后呈甜味游离氨基酸含量增加的原因可能与豆粉中的还原糖变化或美拉德反应有关。

湿热处理后红豆粉和白芸豆粉中游离氨基酸的含量显著下降，可能是因为游离氨基酸参与美拉德等一系列反应，生成各种挥发性风味化合物。而湿热处理使豌豆粉中总游离氨基酸含量升高。湿热处理2 h以上，豌豆粉中总游离氨基酸含量升高，可能是因为豌豆粉在加热过程中，游离氨基酸首先参与反应被消耗，接着在一定程度上由结合氨基酸补充，游离氨基酸含量保持稳定甚至升高。

8 湿热处理对豆粉微观结构的影响

如图6所示，湿热处理前后红豆粉、豌豆粉和白芸豆粉颗粒形貌发生改变。未经湿热处理的红豆粉中淀粉颗粒为卵圆形、肾形和椭圆形。红豆粉的球体轮廓清晰，有少量蛋白质附着。随着湿热时间的延长，出现少量孔洞、凹陷（1 h），破损、大量碎片（4 h），不规则的变性蛋白质黏连在一起。湿热处理时间越长，红豆粉的破损越严重，湿热使蛋白质变性和部分淀粉发生糊化。未经湿热处理的豌豆粉中淀粉颗粒呈椭圆形，豌豆粉的球体部分被蛋白质包裹，大量蛋白质黏附在淀粉颗粒上。随着湿热时间的延长，出现黏附（2 h）、凹陷孔洞（4 h）、椭圆形消失、大量凹陷使表面粗糙和断裂严重（8 h）。说明豌豆粉的蛋白质变性后包裹紧密，球体结构和淀粉颗粒膨大。白芸豆粉中淀粉颗粒为肾形，部分圆形，随着湿热时间的延长，少部分蛋白质变性附着、出现孔洞和黏附（1 h）、层叠和淀粉结构断裂（8 h）。湿热使白芸豆粉产生大量蛋白质碎片，出现黏附层叠，湿热时间过长导致淀粉颗粒发生断裂。综合来看，3 种豆粉的淀粉颗粒均被蛋白质基质包裹，红豆粉和白芸豆粉的球体轮廓清晰，豌豆粉表面附着大量蛋白质附着物。

9 湿热处理对豆粉糊化特性的影响

由表4可知，湿热处理前后豆粉的糊化特征参数存在显著性差异。随着湿热处理时间的延长，3 种豆粉的峰值黏度、谷值黏度和终值黏度呈下降趋势。湿热处理前红豆粉的峰值黏度、谷值黏度和终值黏度分别为1643、1590.7、2819.3 mPa·s，湿热处理后其分别降低16.4%～62.8%、20.2%～71.0%和14.5%～64.4%。湿热处理前豌豆粉的峰值黏度、谷值黏度和终值黏度分别为1074.7、1013.3、1440.7 mPa·s，湿热处理后其分别降低5.1%～91.5%、3.6%～92.3%和0.5%～89.4%。湿热处理前白芸豆粉的峰值黏度、谷值黏度和终值黏度分别为1028.3、998.7、1386.7 mPa·s，湿热处理后其分别降低28.1%～92.3%、29.2%～93.0%和18.2%～90.5%。黏度降低可能是由于湿热处理后豆粉中淀粉颗粒发生重结晶后吸水性降低，使淀粉的峰值黏度降低。此外，峰值黏度的降低除了受淀粉的影响以外，还受其他非淀粉物质之间相互作用的影响。还可能由于湿热处理使淀粉发生糊化，并与脂质形成淀粉-脂质复合物，减少了直链淀粉的溶出和淀粉的溶胀。

由图7、表4可知，随着湿热时间的延长，3 种豆粉的崩解值呈先降低后升高再降低的趋势，白芸豆粉的崩解值整体较低。崩解值越大，淀粉的耐剪切能力越强。湿热时间过长使红豆粉的抗剪切能力变差（湿热处理4、8 h），而白芸豆粉（湿热处理 h）的抗剪切能力更好。回生值可以反映淀粉的稳定性，回生值增加，表明淀粉糊稳定性增加。湿热处理时间超过0.5 h，红豆粉的回生值显著降低。湿热处理8 h时，豌豆粉的回生值显著低于未处理时。而湿热处理1、2、4 h时，白芸豆粉的回生值显著高于未处理时，此时稳定性最好。糊化温度表征豆粉中的淀粉发生糊化的难易程度。湿热处理1 h以内，3 种豆粉的糊化温度显著升高，且比未处理时高。可能是因为湿热过程豆粉中淀粉分子发生移动重排，结晶区发生变化、结晶结构完善或形成新结构造成的，这一点与Kaur等的研究一致。另外，淀粉链与豆粉中蛋白质之间的相互作用也影响豆粉的糊化温度。而豌豆粉和白芸豆粉经湿热处理2 h后，糊化温度为0 ℃，可能是由于高温条件已经使豆粉中的淀粉完全糊化。综合前几节研究，结合糊化参数变化，选择湿热处理2 h进行豆粉混合面团的水分分布和热机械学实验。

10 湿热处理对混合面团水分分布的影响

低场核磁共振技术通过检测氢质子在核磁共振谱中的弛豫时间，表征面团中水分的存在状态，为受到外界瞬间扰动后系统重新恢复到原平衡状态所需的时间，信号幅度表示质子密度。如图8所示，低场核磁共振测定面团样品得到的水分分布图中均出现2 个峰： T 21 和 T 22 ， T 21 分布在7～10 ms， T 22 分布在200～400 ms。 T 21 、 T 2 2 峰值面积占总面积的比例 A 21 、 A 22 分别反映了不同状态水分的含量， A 21越大，表示结合水的含量越多，面团的持水性也就越好。

如表5所示，湿热后红豆粉的弛豫时间T21、T22增加，伴随着峰面积M21、M22的增加，表明面团的持水性好，而豌豆粉和白芸豆粉的T21减小，峰面积减小，说明结合水的流动性变小，结合水增多的原因是湿热处理后豆粉的吸水指数增加、膨润力较好，这样制成的混合面团会吸收更多的水分，面团中的更多水通过氢键与淀粉、面筋蛋白等结合，面筋的网状结构形成越快，面团的持水力更好。湿热处理前后白芸豆组的M22没有显著变化，因而白芸豆面团的持水性变小。由以上结果推测，湿热红豆面团成团性优于其他湿热样品，面团的水分分布状态可为制作其他发酵类食品提供前期数据。

11 湿热处理对混合面团热机械学特性的影响

如表6所示，面团的稳定时间长，耐搅拌程度越高。小麦组的稳定时间显著高于未湿热处理的豌豆粉组和白芸豆粉组，这2 种豆粉的加入影响了面筋蛋白的结构和稳定性。红豆粉组和白芸豆粉组的稳定时间显著高于豌豆粉组，面筋蛋白更耐搅拌。湿热处理后3 种混合面团的稳定时间均显著增加，面团更耐搅拌，说明湿热处理在一定程度上改善了混合面团的筋力。C1反映面团的吸水率。C2体现蛋白质的弱化度，C2越大，面团的抗机械应力越强。与小麦组相比，3 种豆粉的加入使C2显著降低，表示豆粉的添加减弱了面团的抗机械应力。原因可能是豆粉不含面筋蛋白，添加后使小麦粉中面筋蛋白的网络结构被稀释，面筋强度变小。未湿热处理的红豆粉组、豌豆粉组和白芸豆粉组之间的C2无显著差异。而湿热处理后3 种混合面团的C2均显著增加，接近小麦组的C2，蛋白弱化度（C1-C2）增强，说明湿热使面团更易成型，易于加工。与豌豆粉和白芸豆粉相比，红豆粉组的面团强度更大，而湿热处理前后3 种混合面团的C3无显著差异。C3-C2表示糊化性质，与文献[37]的RVA检测结果一致。C5-C4表征淀粉的回生特性，即老化程度。未湿热处理的红豆粉组和豌豆粉组的C5-C4显著低于小麦组，这2 种豆粉的添加抑制淀粉的回生作用，降低了老化程度，对后续产品的品质有益。其中，红豆粉组的老化程度低于豌豆粉组和白芸豆粉组。湿热对3 种混合面团组的C5-C4无显著影响，说明湿热处理不会使混合面团的老化程度增加。

结 论

湿热处理红豆粉、豌豆粉、白芸豆粉3 种豆粉，结果表明：随着处理时间延长，其总酚和黄酮含量发生变化，ABTS阳离子自由基清除率和DPPH自由基清除率也发生相应变化；湿热处理2 h及以上，白芸豆的5 种主要脂肪酸中油酸、亚油酸和顺-11-二十碳一烯酸含量有显著变化，红豆粉和豌豆粉的脂肪酸未产生显著影响；红豆粉和白芸豆粉的游离氨基酸含量下降，而豌豆粉的氨基酸含量升高；湿热处理使淀粉分子链破坏，短程有序性降低，峰值黏度、谷值黏度等降低，淀粉颗粒微观结构发生断裂、产生孔洞，以及和非淀粉类形成复合物；湿热处理对豆粉混合面团的水分分布有一定影响，提高面团热机械学特性，本研究结果可以为湿热处理豆粉在食品加工中的应用提供参考。

本文《湿热处理对豆粉营养品质及面团物化特性的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第14期198-207页，作者：李少辉，张 柳，生庆海*，张爱霞，赵 巍，李朋亮，刘敬科*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230722-249.http://www.spkx.net.cn 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：申婧婧 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

长按或微信扫码进行注册

会议招商招展

联系人：杨红；电话：010-83152138；手机：13522179918（微信同号）