豌豆淀粉主食加工适应性机制及其加工方式对小鼠餐后血糖的稳态化评价

摘要

豌豆（Pisum sativum Linn）是一种营养丰富的淀粉质豆类，富含蛋白质、B族维生素、多酚以及多种微量元素。《本草纲目》记载:“豌豆味甘、性平，归脾、胃经，具有益中气、止泻痢、调营卫、利小便、消痈肿、解乳石毒之功效”。因此，越来越多的科研人员和企业致力于豌豆健康主食产品的开发。然而，豌豆淀粉存在回生速度快、口感差等问题，限制了豌豆主食产品的工业化生产。本研究分析了豌豆的宏、微量营养素特征以及豌豆淀粉的加工特性;探索了超高压预处理技术对改善豌豆淀粉加工特性的影响;深入研究了豌豆主食挂面加工关键技术，创制了营养成分高、口感好、符合食品法规要求的挂面产品，并系统阐述了豌豆全粉挂面品质调控机制;进一步评价了浸泡、发芽、湿热蒸熟和挤压4种加工方式对豌豆淀粉血糖的稳态化影响，为开发豌豆健康食品提供了理论依据。本研究的主要结果如下:
　　(1)豌豆粉的成分组成是影响其凝胶进程与质构特性的重要因素。豌豆宏、微量营养成分分析表明，豌豆总碳水化合物含量为62.40％，淀粉含量为53.35％，直链淀粉为12.52％，抗性淀粉为7.07％;粗蛋白含量为23.30％，谷物限制性氨基酸-赖氨酸和苏氨酸分别为1.51％和0.74％;豌豆灰分含量为2.64％,硒含量达到0.29ppm，远高于其他淀粉质豆类和谷物;此外，豌豆中还含有丰富的多酚物质，总酚含量达2.54％。
　　(2)豌豆淀粉的加工特性是影响豌豆全粉挂面品质的关键。豌豆淀粉中直链淀粉含量高达45.64％,回生淀粉含量为46.12％,具有高抗性淀粉生成特性。扫描电镜形态学观察发现，豌豆淀粉外表光滑，多为肾形，部分为圆形，具有C型结晶构象;豌豆淀粉在低于50℃时溶解度较低，当温度高于70℃后豌豆淀粉的溶解度大幅提高，90℃时达到13.6％;豌豆淀粉的膨润力随着温度的升高显著增加(p＜0.05);糊化后的豌豆淀粉具有较好的透光率，其峰值粘度、最低粘度、衰减值、最终粘度、回生值、峰值时间和糊化温度分别为2660Pa·s、2048Pa·s、612Pa·s、3232Pa·s、1185Pa·s、5.44min和69℃;热力学特性分析显示，豌豆淀粉与其他淀粉质豆类的焓值相差不大，豌豆的糊化起始温度为59.6℃，与大米淀粉糊化温度接近，但远高于小麦淀粉。
　　(3)超高压HHP预糊化处理能显著(p＜0.05)改善豌豆淀粉的加工特性和营养品质。HHP处理可导致豌豆淀粉结构的瞬时性破坏;600MPa的HHP处理能使豌豆淀粉完全凝胶化:淀粉颗粒形态完全破坏、粒径显著变大，结晶构型从C型转变为B型;豌豆淀粉的峰值粘度、最低粘度、衰减值、最终粘度、糊化焓值和回生值迸一步降低，表明豌豆淀粉的回生性质等加工特性得到明显改善。此外，HHP处理还有效降低了快消化淀粉RDS含量，并大幅提高抗性淀粉RS含量，显著抑制了淀粉的消化速率，从而降低了豌豆淀粉血糖生成指数。
　　(4)针磨和辊磨制粉均适合豌豆挂面加工;经预糊化处理后，豌豆粉的最适添加量有所提高。豌豆挂面最佳加工工艺条件是:加水量为32％，水温25℃，面团熟化时间45min，熟化温度30℃，压延次数7次。储存温度是影响豌豆挂面品质的关键，温度越高品质劣速度变越快。课题进一步尝试了红外处理对提升豌豆挂面储存品质的影响，但效果并不显著;同时发现，水分含量的变化对豌豆挂面储存品质的影响也不显著。以上研究结果为制定豌豆挂面的生产规范与质量标准提供了重要的科学依据。
　　(5)以正常小鼠和糖尿病小鼠为模型，初步探讨了浸泡、发芽、蒸煮及挤压4钟预处理方式对豌豆粉餐后血糖及降血糖功能的影响。结果表明，以上预处理加工方式会导致正常小鼠餐后血糖的轻微上升，这与熟化淀粉更易消化有关;但饲喂糖尿病小鼠14天后，预处理加工豌豆粉能有效(p＜0.05)降低小鼠体重和血糖水平，其中浸泡3h和发芽24h的豌豆粉降血糖效果更显著。此外，不同处理方式的豌豆粉还能有效提高糖尿病小鼠的血清总抗氧化能力和降低胰岛素分泌。以上研究结果为开发低升糖健康豌豆主食产品提供了理论依据。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 淀粉质豆类淀粉

1．2 超高压在淀粉质豆类加工中的应用

1．2．1 HHP处理对淀粉结构和物理特性的影响

1．2．2 HHP处理对植物化学素的影响

1．2．3 HHP技术可减少谷物和豆类中的过敏源物质

1．2．5 HHP技术在豆类加工中的应用意义

1．3 淀粉质豆类的加工

1．3．1 淀粉质豆类浸泡、蒸煮加工

1．3．2 淀粉质豆类挤压加工

1．3．3 淀粉质豆类发芽加工

1．4 淀粉质豆类开发的意义和前景

1．5 研究目的和意义

1．6 研究内容

1．7 课题来源

1．8 技术路线

2 材料与方法

2．1 材料与仪器

2．1．1 材料

2．1．2 试验仪器

2．2 试验方法

2．2．1 淀粉质豆类淀粉分离与提取

2．2．2 淀粉质豆类物化特性分析

2．2．3 超高压处理豌豆淀粉

2．2．4 豌豆淀粉物理特性分析

2．2．5 豌豆原料挤压预糊化方法

2．2．6 豌豆挂面的加工与测试方法

2．2．7 豌豆粉的不同加工方式处理

2．2．8 小鼠试验模型建立及鼠料成分测定

2．2．9 ’统计分析

3 结果与分析

3．1 淀粉质豆类主要成分分析

3．1．1 淀粉质豆类化学成分分析

3．1．2 淀粉质豆类中淀粉的含量与组成

3．1．3 淀粉质豆类中多酚含量分析

3．1．4 淀粉质豆类蛋白质与氨基酸成分分析

3．1．5 淀粉质豆类中矿物含量分析

3．1．6 小结

3．2 淀粉质豆类淀粉主要成分分析

3．2．1 淀粉质豆类淀粉的化学成分分析

3．2．2 淀粉质豆类直链淀粉含量分析

3．2．3 淀粉质豆类回生淀粉含量

3．2．4 淀粉颗粒形貌的扫描电子显微镜观察

3．2．5 淀粉溶解度和膨润力

3．2．6 淀粉的透光率

3．2．7 淀粉的糊化特性

3．2．8 淀粉热力学特性

3．2．9 小结

3．3 超高压处理对豌豆淀粉物化、结构和体外消化特性的影响

3．3．1 豌豆淀粉颗粒的形态特征和粒径分布

3．3．2 x射线衍射

3．3．3 水的水化性质变化

3．3．4 糊化特性

3．3．5 热力学特性

3．3．6 淀粉消化性

3．3．7 小结

3．4 豌豆挂面加工特性与品质分析

3．4．1 豌豆挂面制作与品质评价体系构建

3．4．2 不同豌豆粉原料挂面加工品质分析

3．4．3 豌豆挂面加工工艺参数选择

3．4．4 挤压预糊化加工工艺对豌豆挂面品质的影响

3．4．5 豌豆挂面产品品质和营养品质评价

3．4．6 小结

3．5 不同处理方式对豌豆粉的小鼠餐后血糖水平的影响评价

3．5．1 一不同处理小鼠饲料的主要成分分析

3．5．2 不同加工方式对豌豆餐后血糖值的影响

3．5．3 10种小鼠饲料的血糖生成指数

3．5．4 不同鼠料的糖尿病ICR小鼠的状况分析

3．5．5 小结

4 讨论

4．1 豌豆淀粉构效关系与物化特性分析

4．2 超高压对豌豆淀粉物化特性的影响分析

4．3 高含量豌豆挂面加工瓶颈与难点分析

4．4 豌豆平稳小鼠餐后血糖的功效评价

5 主要结论与创新点

5．1 主要结论

5．2 创新点

5．3 展望

致谢

参考文献

攻读博士学位期间发表的学术论文

中英文对照