《食品科学》：中国农业大学赵卿宇副教授等：不同品种小扁豆淀粉的理化特性和体外消化特性|小扁豆|支链|淀粉|糊化|赵卿宇|食品科学

小扁豆（Lens culinaris Medik.）作为全球重要的杂豆作物，其淀粉含量占籽粒干质量的40%～60%，是食品工业中重要的功能性配料。我国小扁豆资源丰富，主要分布在甘肃、山西、内蒙古等区域。近年来，随着消费者对健康食品需求的增长，与谷物淀粉相比，小扁豆淀粉因其淀粉的益生作用，在降低餐后急性血糖和胰岛素反应以及控制心血管疾病等慢性代谢疾病方面展现出显著的应用潜力，同时小扁豆淀粉可作为传统谷物淀粉的补充，在未来的食品行业具有较大的开发应用价值。

目前关于小扁豆淀粉的研究主要集中在淀粉的加工、糊化特性以及体外消化性质等方面。崔彦利等研究证实，经挤压膨化改性后的小扁豆淀粉可作为改善面制品质构和加工特性的潜在优良配料；Lucas-Aguirre等通过扫描电镜和差示扫描量热法研究了在发芽过程中小扁豆淀粉的糊化性质变化；Nahar等研究了小扁豆晶体结构和糊化特性之间的关系；Zhao Mengliu等研究了小扁豆中抗性淀粉（RS）和肠道菌群代谢之间的关系，发现RS可以促进肠道有益菌的生长，显著促进结肠中短链脂肪酸的产生。尽管已有研究揭示了不同品种的杂豆类淀粉之间的结构与功能差异，但针对小扁豆这一大类中的不同品种的系统性比较仍显不足，不同品种小扁豆淀粉在淀粉组成、溶解度、膨润力、热特性、糊化特性、凝胶质构特性以及消化特性等关键功能指标上的差异尚未被系统阐明，这限制了其在精准营养食品开发中的针对性应用。

中国农业大学食品科学与营养工程学院的汪诗茗、林锐康、赵卿宇*等人通过比较5 种小扁豆品种（会宁-1、会宁-2、安定、山西、环县）的淀粉组成（直链淀粉/支链淀粉比例）、热特性、糊化特性、凝胶质构、水合特性（溶解度、膨润力）及消化特性，结合主成分分析（PCA）揭示品种间差异的关键组成因子，旨在为小扁豆淀粉的精准化应用提供理论依据。

淀粉组成分析

如表1所示，不同品种的小扁豆淀粉之间在淀粉组成存在品种差异，直链淀粉质量分数在12.84%（会宁-1）～20.35%（会宁-2）之间，平均质量分数为16.51%；支链淀粉的质量分数在74.74%（山西）～82.68%（会宁-1）之间，平均质量分数为77.36%。有研究发现小扁豆淀粉中淀粉质量分数在38.2%～49.7%，直链淀粉质量分数一般为29%～45.5%，对比之下，本实验中直链淀粉含量较低，有可能受处理方法、品种类型、成熟度、地理位置和培养条件等因素的影响。淀粉中的直链淀粉/支链淀粉（直/支）比例的差异会对淀粉的溶解度、膨润力、凝胶质构特性、糊化特性、热特性及消化特性产生影响。

淀粉溶解度和膨润力分析

如表1所示，不同品种的小扁豆淀粉在溶解度和膨润力方面存在差异。淀粉的溶解度用于衡量淀粉糊化过程中溶解于水的量，膨润力用于衡量糊化过程中淀粉颗粒的吸水膨胀程度。5 种小扁豆淀粉的溶解度在4.16%～6.67%之间，安定小扁豆淀粉的溶解度最低，会宁-2小扁豆淀粉的溶解度最高。一般而言，溶解度越高表明直链淀粉含量较高或者颗粒结构较松散，进而导致淀粉黏度较低，热稳定性较差，凝胶强度较弱。会宁-2小扁豆的直链淀粉质量分数最高（20.35%），直链淀粉分子结构呈线性较有序结构，易溶于水，使得会宁-2小扁豆溶解度最高。值得注意的是，会宁-1小扁豆和环县小扁豆的直链淀粉含量较低，但是其溶解度却仅次于会宁-2小扁豆，并没有随着直链淀粉含量的增多而增加，这可能是因为这两种小扁豆淀粉中的游离直链淀粉含量较高，水合能力较强。5 种小扁豆淀粉的膨润力在9.32%～11.25%之间，山西小扁豆淀粉的膨润力最低（9.32%），会宁-1小扁豆淀粉的膨润力最高（11.25%），膨润力越高表明支链淀粉含量较高或支链淀粉被包裹在内较难溶出，进而导致淀粉黏度相对较高，黏弹性强，凝胶强度高。会宁-1小扁豆的支链淀粉含量最高，由于支链淀粉的分支结构多，淀粉的溶解度较低，吸水膨胀能力强，能形成较为黏稠的溶液，因此会宁-1小扁豆的膨润力最高。有研究报道小扁豆淀粉的溶解度一般为6%～7%，膨润力为15%，相比较而言，本实验的小扁豆淀粉的水合性质较低，淀粉的组成、颗粒大小、精细结构不同会使淀粉的溶解度和膨润力出现差异，同时膨润力较低和淀粉的起始糊化温度To普遍较高有一定的关联。

小扁豆淀粉热特性分析

从表2得知，山西小扁豆淀粉的To（64.118 ℃）、峰值糊化温度Tp（70.66 ℃）、终止糊化温度Tc（77.179 ℃）最高，说明其可能存在较多的结晶区，导致其起始相变温度较高，较难糊化。会宁-1小扁豆淀粉的To最低（61.706 ℃），且与其他品种之间存在显著差异，各样品To为61.706～64.118 ℃；安定小扁豆Tp最低（66.852 ℃），Tp可以反映淀粉结构的稳定性及抗凝胶化能力，这说明，安定小扁豆品种的淀粉结构稳定性可能较差。Tc之间差异不大，均在75～77 ℃之间。从Hoover、Chung等的研究中可知小扁豆的To为57～62 ℃，Tp为61～66 ℃，本实验中由于5 种小扁豆淀粉中山西小扁豆和会宁-2小扁豆的直链淀粉含量较高，直链淀粉含量越高，淀粉的结构越稳定，凝胶作用就越强，因此这两种淀粉的To、Tp较高；安定小扁豆和会宁-1小扁豆淀粉的直链淀粉含量较低，导致这两种淀粉的To、Tp较低。糊化焓ΔH表示糊化前淀粉颗粒内部分子链段有序性，是反映淀粉颗粒结晶度的重要参数，是糊化过程解开双螺旋所需要的能量，直链淀粉含量高以及晶体结构的完整性是导致高糊化焓的主要原因。本实验涉及的5 个品种小扁豆的ΔH范围在2.338～3.71 J/g之间，品种间存在显著差异，其中，安定小扁豆ΔH最高（3.71 J/g），但总体低于一般小扁豆ΔH（8～13 J/g），其原因可能在于实验材料的支链淀粉比例较高，而支链淀粉的晶体结构有序性较高、稳定性较差，这可能进一步导致ΔH较低。

小扁豆淀粉凝胶质构特性分析

淀粉糊化后形成淀粉凝胶，具有淀粉凝胶的功能特性，5 种小扁豆淀粉凝胶的质构特性如表3所示，各品种间质构指标存在显著差异。硬度是影响感官品质的重要指标之一，5 种小扁豆淀粉凝胶中，硬度最高的是山西小扁豆（2 843.504 g），一般来说，淀粉的凝胶硬度与直链淀粉含量呈较好的正相关，直链淀粉含量高的淀粉倾向于形成强度更高的凝胶，值得注意的是，直链淀粉含量最高的会宁-2小扁豆反而硬度（2 198.089 g）最低，这可能是因为淀粉在糊化成为凝胶的过程中，膨胀颗粒的完整性受到了一定程度的破坏。从其他指标来看，山西小扁豆淀粉的凝胶弹性最大，会宁-2小扁豆最小；黏聚性、胶黏性在5 个品种之间差异较小。咀嚼性在1 678.47～2 126.944之间，咀嚼性最大为山西小扁豆，最小为会宁-2小扁豆；回复性范围在0.531～0.644之间，回复性最大的为会宁-2小扁豆，最小的为会宁-1小扁豆。淀粉凝胶的机械性能与淀粉的组成、分子结构、颗粒大小等特性息息相关，山西小扁豆淀粉的直链淀粉质量分数较高（19.85%），膨润力最低（9.32%），淀粉的起始糊化温度最高（64.118 ℃），说明该品种的淀粉不易糊化，淀粉的稳定性较高，糊化后的淀粉凝胶硬度、弹性最高，黏聚性、回复性都较低，推测该品种煮制后可能口感较硬。安定小扁豆和会宁-1小扁豆的直/支比接近，To都较低，使得两者硬度、黏性也较为接近；会宁-2和环县小扁豆淀粉的硬度都偏低，两者的回复性较高。

小扁豆淀粉的糊化特性分析

峰值黏度反映淀粉颗粒在晶体结构破裂前的最大吸水膨胀能力。本研究中，5 种小扁豆淀粉的峰值黏度范围为4 597.667～6 521.333 cP，品种间差异显著。本实验中的样品淀粉支链淀粉含量较高，直链淀粉含量较少，因此具有较高黏度，值得注意的是淀粉中的次要成分如脂类及磷酸衍生物也会对峰值黏度产生重要影响，直链淀粉-脂质复合物和支链淀粉相互缠绕会降低峰值黏度。会宁-1小扁豆因支链淀粉质量分数最高（82.68%）且膨润力最大（11.25%），其峰值黏度最高（6 521.333 cP）；而山西小扁豆峰值黏度最低（4 597.667 cP），推测与直链淀粉-脂质复合物对支链淀粉的缠绕抑制作用有关。在高温剪切作用下，淀粉颗粒破裂导致黏度下降至低谷，其破裂程度以崩解值表示，会宁-1小扁豆崩解值最大，表明其抗剪切能力与热稳定性最弱；山西小扁豆崩解值最小，表现出更强的热稳定性。随着温度下降，淀粉分子发生重排，黏度回升至最终黏度。几种淀粉的最终黏度范围为5 601.667～6 703.333 cP，会宁-2小扁豆最终黏度最高（6 703.333 cP），安定小扁豆最低（5 601.667 cP）。回生值（最终黏度和低谷黏度之差）反映淀粉的短期回生倾向，其范围为1 866.333～3 466.667 cP，且品种间差异显著。5 种样品的回生值差异显著（1 866～3 467 cP），其中会宁-2与山西小扁豆回生值较高，说明其淀粉更易发生老化，可能影响产品口感，这与它们具有较高的直链淀粉含量密切相关，一般高直链淀粉的豆类淀粉会有较高的回生倾向。糊化温度与峰值时间共同反映淀粉糊化的难易程度，由表4可知，山西小扁豆糊化时间最长、糊化温度最高，表明其淀粉颗粒结构更为致密，不易糊化。根据不同品种的糊化与回生特性，可针对性地开发相应食品应用：山西小扁豆回生值高、糊化温度高、凝胶硬度大，适宜用于凝胶类制品；安定小扁豆糊化温度低、糊化时间短，适合快速加工食品；会宁-1峰值黏度高，适用于增稠场景；会宁-2最终黏度高，适合需长期定型的食品。

小扁豆淀粉的体外消化特性分析

体外消化特性分析是揭示淀粉结构与功能关系、进而推动功能性食品研发的重要手段。淀粉的消化速率直接影响人体血糖反应，按其消化特性可分为RDS、SDS与RS。其中，RDS易致血糖快速上升；SDS可缓慢释放葡萄糖，延缓血糖波动；RS不被小肠消化，是一种具有类似膳食纤维生理功能的物质。如图1所示，5 种小扁豆淀粉的RDS相对含量介于75.61%（环县小扁豆）～ 82.11%（会宁-1小扁豆），RS相对含量介于12.45% （山西小扁豆）～17.57%（会宁-2小扁豆），与已有文献相比（RDS约89.5%，RS约8.7%，RS+SDS为10.5%），本实验所用小扁豆的RDS含量较低而RS含量较高，表现出更优的抗消化特性。查阅资料可知，淀粉的消化特性受多种因素影响，包括其理化性质、微观结构、储藏环境及加工过程等。进一步研究表明，RDS与直链淀粉含量呈负相关，RS则相反，本研究中，会宁-2小扁豆的直链淀粉质量分数最高（20.35%），其RS含量也最高，抗消化性强；而会宁-1小扁豆的支链淀粉质量分数最高（82.68%），其分支结构更易被酶解，故RDS含量最高。此外，RS与RDS之间存在竞争关系，RS含量升高可在一定程度上抑制快消化特性，这进一步导致不同品种小扁豆在消化特性上的差异。本研究中的小扁豆品种具有较高的RS与SDS含量，显示出良好的益生潜力和血糖调节作用，在低血糖指数食品及结肠健康相关功能性食品中具备应用前景。

PCA

通过PCA对小扁豆淀粉的直链淀粉含量、膨润力、溶解度等理化指标进行降维处理，提取主要成分（如PC1和PC2），揭示不同品种淀粉特性的差异。PC1的贡献率为33.1%，主要反映淀粉质构、糊化特性，是区分小扁豆的最主要维度；PC2的贡献率为19.2%，主要反映淀粉组成特性。从图2可以看出，山西小扁豆品种显著分布在PC1正方向（右下），会宁-1、环县小扁豆集中在PC1负方向（左上），安定、会宁-2小扁豆居中；同时山西小扁豆、会宁-1小扁豆以及会宁-2小扁豆相距较远，表明三者之间具有显著差异，与之形成对比的是环县和安定小扁豆，两者都表现为中间型特征，性质较为相似，推测可能有品种杂交特性。PCA揭示了淀粉组成，糊化特性及质构特性为区分品种的关键指标。会宁-1小扁豆具有较高的峰值黏度，峰值黏度是其主要的区分指标；山西、安定、会宁-2小扁豆具有较高的质构特性；环县小扁豆则具有较高的支链淀粉含量。

结论

本研究分析了5 种小扁豆淀粉的理化与功能特性，结果表明淀粉组成与其性质密切相关，且品种间存在显著差异。直链淀粉含量高则膨润力较低，支链淀粉含量高则膨润力较高；淀粉热特性差异主要由直链淀粉比例通过影响结晶结构所主导。回生值在品种间差异显著（1 866.333～3 466.667 cP），并与直链淀粉含量呈正相关。小扁豆淀粉的RS含量普遍较高，为开发具有缓释血糖功能的专用品种及食品提供了依据。PCA进一步显示，不同品种淀粉特性各异：会宁-1淀粉黏度高，适于增稠；山西、安定及会宁-2淀粉凝胶质构表现突出；环县淀粉则以支链淀粉含量高为特征。具体而言，山西小扁豆糊化温度最高（To＝64.118 ℃， Tp＝70.66 ℃），凝胶硬度最大（2 843.504 g），最适宜凝胶类制品；会宁-1起始糊化温度最低（61.706 ℃），黏性最高，适用于增稠；会宁-2最终黏度高，凝胶硬度最低（2 198.089 g）而回复性最高（0.644），适于需长期定型的食品；安定小扁豆糊化速度快、峰值温度低（Tp＝66.852 ℃），糊化焓最高（3.71 J/g），适合快速加工。本研究聚焦于淀粉组成与其性质之间的关联，然而对淀粉精细结构影响理化性质的分子机制尚未深入解析。未来将结合X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等技术，开展更精细的结构表征研究。

第一作者：

汪诗茗，中国农业大学食品科学与工程学院研一学硕在读，本科就读于浙江工业大学食品科学与工程学院，曾获第六届全国食品专业工程实践训练综合能力竞赛南部赛区二等奖以及两次校学习三等奖学金、一次校学习一等奖学金。

通信作者：

赵卿宇，中国农业大学食品科学与营养工程学院副教授，中国粮油学会食品分会副秘书长、中国食品科学技术学会调味面制品分会委员、全谷物食品产学研联盟理事。主要从事杂粮品质研究及功能评价、淀粉及淀粉制品、粮食储藏与精深加工等领域。主持国家自然科学基金青年基金、 “十四五”国家重点研发计划子课题、农业农村部重点实验室开放课题、中国博士后站中/面上基金等。参与发表学术论文80余篇，以第一/通信作者在Trends in Food Science & Technology、Food Hydrocolloids、Food Chemistry等期刊发表 SCI论文19 篇（ESI高被引1 篇），EI论文9 篇，授权中国/美国发明专利27 件，副主编中文专著1 部，参编英文专著1 部，参与完成《小米》《粟》国家标准修订。获青海省科学技术进步奖二等奖、中国粮油学会科学技术奖二等奖、中国食品工业协会科学技术奖一等奖等。

引文格式：

汪诗茗, 林锐康, 周航, 等. 不同品种小扁豆淀粉的理化特性和体外消化特性[J]. 食品科学, 2026, 47(7): 82-88. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251018-111.

WANG Shiming, LIN Ruikang, ZHOU Hang, et al. Physicochemical properties and in vitro digestibility characteristics of starches from different lentil cultivars[J]. Food Science, 2026, 47(7): 82-88. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251018-111.

实习编辑：辉煌；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

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