联合国粮农组织提出藜麦是全球10 种营养健康食物之一。藜麦含有丰富的淀粉（58.1～64.2 g/100 g）、膳食纤维（10.0～16.5 g/100 g）、蛋白质（12.5～16.7 g/100 g）、油脂（5.5～8.5 g/100 g）[1]，以及维生素、矿物质等营养成分和皂甙、多酚等生物活性物质。长期食用藜麦具有预防心血管病、乳糜泻、糖尿病等疾病的作用[2]。与未萌芽藜麦相比，萌芽藜麦的γ-氨基丁酸、膳食纤维、生育酚、多酚、游离氨基酸等活性物质显著增加[3-4]，植酸和皂苷等抗营养物质、可消化淀粉减少[2]，萌芽藜麦表现出更强的抗氧化性与预防Ⅱ型糖尿病的效果[2]。因此，萌芽藜麦粉具有更高的营养价值，其作为无麸质食品原料，应用于面条、面包、饼干等产品，可显著提升其营养价值。
藜麦油脂含量为5.5～8.5 g/100 g，主要为亚油酸、油酸等多不饱和脂肪酸，其易发生酶促氧化，藜麦经粉碎成粉后易出现哈败、苦味。通过热处理可钝化藜麦粉中的脂肪酶，从而抑制酶促氧化；热处理也可使藜麦粉中的淀粉糊化、蛋白质变性，因而可改变藜麦粉的粉质、糊化等加工特性。Zhou 等[5]的试验结果表明干热处理使藜麦淀粉的水溶性和糊化参数增加，而溶胀力降低；Liu 等[6]将藜麦进行湿热处理后发现藜麦淀粉的糊化温度、糊化焓和消化率略有提高；Huang 等[7]的研究结果表明挤压处理使藜麦粉的吸水性指数、水溶性指数和溶胀力及淀粉糊化度较挤压前显著增加。然而，不同热处理方式对萌芽藜麦粉加工、消化等特性的影响尚缺乏研究。本试验以萌芽藜麦粉为原料，研究不同热处理（炒制、挤压膨化、热风）萌芽藜麦粉的糊化、流变等加工特性及消化特性（血糖生成指数），以期为萌芽藜麦粉在食品中的应用提供依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
白藜麦：天祝藏族自治县；α-淀粉酶（10 000 U/mL）、胰蛋白酶（10 000 U/mL）、胃蛋白酶（250 U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（160 U/mg）、总淀粉试剂盒：爱尔兰megazyme 公司；盐酸、氢氧化钾、氯化钾、醋酸钠、无水乙醇（均为分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司；Tris-Maleate 缓冲液：上海源叶生物科技有限公司。
1.2 仪器与设备
LHS-70SC 恒温恒湿培养箱：无锡玛瑞特科技有限公司；DHG-9425 电热恒温鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；JMS-270 多功能烘豆机：广东金迅达实业有限公司；DS30-Π 双螺杆膨化机：济南赛信机械有限公司；RVA-TechMaster-快速黏度分析仪：瑞典perten公司；Heraeus Multifuge X1 离心机：美国Thermo 公司；MCR301 流变仪：奥地利Anton Paar 公司。
1.3 试验方法
1.3.1 样品的制备
1.3.1.1 萌芽藜麦的制备
将籽粒饱满的藜麦种子于25 ℃下浸泡3 h 后平铺在托盘上，在温度20 ℃、湿度85%的恒温恒湿培养箱内萌芽48 h 后取出，于温度40 ℃下干燥12 h，得到萌芽藜麦（水分含量10.5%）。
1.3.1.2 萌芽藜麦生粉
干燥的萌芽藜麦经多次粉碎、筛分，待筛上物料全部通过80 目筛后，将筛下组分混合均匀即为萌芽藜麦生粉。
1.3.1.3 炒制粉
萌芽藜麦经炒制（籽粒表面温度170 ℃、10 min）、冷却、粉碎、过80 目筛（粉碎、筛分、混合过程同1.3.1.2），得到炒制粉。
1.3.1.4 挤压膨化粉
萌芽藜麦经粉碎、过60 目筛、挤压膨化（水分20 g/100 g、温度162 ℃、压力1.4 MPa、转速1 320 r/min）、粉碎、过80 目筛（粉碎、筛分、混合过程同1.3.1.2），得到挤压膨化粉。
1.3.1.5 热风处理粉
萌芽藜麦经粉碎、过60 目筛、热风处理（140 ℃，35 min）、粉碎、过80 目筛（粉碎、筛分、混合过程同1.3.1.2），得到热风处理粉。
1.3.2 色度的测定
取一定量的萌芽藜麦粉置于石英皿中，选用CIELab 色度空间，根据公式（1）计算色差值（ΔE）。
式中：L*值、a*值、b*值及L0*值、a0*值、b0*值分别为热处理的藜麦与对照组（生粉）的亮度值、红/绿值和黄/蓝值。
1.3.3 吸水性指数和水溶性指数的测定
参照Contreras-Jiménez 等[8]的方法并作修改。称取1.0 g 藜麦粉，放入离心管中，加入去离子水20 mL，充分混匀，于30 ℃水浴30 min（每5 min 振荡1 次），离心（20 ℃、3 500 r/min、15 min），取上清液于105 ℃下蒸发至恒重，将沉淀物称重。根据公式（2）、（3）分别计算样品的吸水性指数（water absorption index，WAI）、水溶性指数（water solubility index，WSI）。
式中：IA 为吸水性指数，g/g；IS 为水溶性指数，%；m1 为样品质量，g；m2 为沉淀物质量，g；m3 为上清液残留物干质量，g。
1.3.4 样品糊化度的测定
采用碘分光光度法，参考赵志浩等[9]的测定方法，略作修改。称取0.1 g 样品，加入49 mL 纯净水使其分散均匀后，加入10 mol/L 的KOH 溶液1 mL，缓慢搅拌5 min，于4 500 r/min 下离心10 min，取上清液1.0 mL于试管中，加入0.5 mol/L 的HCl 溶液0.4 mL，并定容至10 mL，再加入碘液，混匀后于350 nm 波长下测定吸光度A1；改变纯净水体积为47.5 mL，KOH 溶液体积为2.5 mL，HCL 溶液体积为1.0 mL，重复以上步骤，测定吸光度A2。根据公式（4）计算样品的糊化度（degree of gelatinization，DG）。
式中：D 为糊化度，%；A1 为混合液第1 次的吸光度；A2 为混合液第2 次的吸光度。
1.3.5 样品糊化特性的测定
参考GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定快速粘度仪法》测定样品的糊化特性。根据样品的含水率，固定水分添加量25 mL，将样品加入小铝罐内搅拌均匀，糊化程序：前1 min 内保持50 ℃，起始10 s 内旋转速度960 r/min，之后保持160 r/min 至结束，1 min 后加热至95 ℃并保温2.5 min，冷却至50 ℃后结束试验。
1.3.6 流变特性的测定
采用振荡程序进行频率扫描，测定条件：温度25 ℃，应变1%，扫描范围0.1～10 Hz，直径50 mm 的平板模具，平板间距1 mm；测定样品储能模量（G′）和损耗模量（G″）随扫描频率的变化情况。
1.3.7 淀粉体外消化及血糖生成指数的测定
参照Goñi 等[10]的方法进行淀粉体外消化特性的测定。取50 mg 样品置于试管中，加入10 mL、pH1.5的HCl-KCl 缓冲液和0.2 mL 的胃蛋白酶溶液（10 000 U/mL），40 ℃下水浴振荡1 h 后，用pH 值为6.9 的Tris-Maleate 缓冲液将试管中的反应液稀释至25 mL，使胃蛋白酶失活后，加入0.1 mL 的α-淀粉酶溶液，于37 ℃水浴下进行水解，分别在水解过程的0、10、20、30、60、90、120、150、180 min 时取1 mL 水解液放入试管中，并在水中煮沸5 min 使α-淀粉酶失活，然后加入3 mL 醋酸钠缓冲液（0.4 mol/L、pH4.75）和0.1 mL 淀粉葡萄糖苷酶溶液（10 000 U/mL），在60 ℃温育45 min，使麦芽糊精水解为葡萄糖；使用葡萄糖氧化酶法测定葡萄糖含量，根据公式（5）计算淀粉含量，葡萄糖与淀粉的换算系数为0.9，根据公式（6）计算淀粉消化质量分数。
式中：S 为淀粉含量，mg；H 为淀粉消化质量分数，%；mG 为葡萄糖质量，mg；M 为总淀粉质量，mg。
参考左慧玉等[11]的方法，根据不同时间下淀粉的消化率，按照公式（7）绘出水解动力曲线，计算出水解指数（hydrolysis index，HI），依照公式（8）计算出预估血糖生成指数（expected glycemic index，eGI）。
式中：C 为消化时间为t 时的淀粉消化水解率，%；C∞为反应结束时的淀粉消化水解率，%；k 为淀粉消化速率系数，min-1；t 为消化时间，min；IG 为预估血糖生成指数；IH 为水解指数。
1.4 数据处理与分析
数值以平均值±标准差表示，采用Origin 22 软件作图；利用SPSS 16.0 软件进行多重比较和显著性分析。
2 结果与分析
2.1 热处理方式对萌芽藜麦粉色度的影响
不同热处理对萌芽藜麦粉色度的影响见表1。
表1 不同热处理萌芽藜麦粉色度的变化
Table 1 Changes in chroma of germinated quinoa flour under different heat treatments
注：同列不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）；-表示生粉为参比样品，无数值。
ΔE（总色差）值-4.12±0.05c 17.03±0.16a 8.02±0.07b样品生粉炒制粉挤压膨化粉热风处理粉L*（亮度）值91.40±0.30a 89.07±0.07b 78.62±0.15d 85.22±0.23c a*（红/绿）值0.62±0.05d 1.37±0.11c 6.38±0.11a 3.21±0.03b b*（黄/蓝）值14.49±0.21d 17.69±0.12c 26.34±0.26a 18.43±0.07b
由表1 可知，与萌芽藜麦粉生粉相比，不同热处理萌芽藜麦粉的亮度值均减小，红/绿值、黄/蓝值均增大，这是由于热处理过程中发生了美拉德反应，导致熟化粉的色度值发生变化，外观色泽偏暗；3 种热处理粉的亮度值、红/绿值、黄/蓝值和ΔE 值差异显著（P＜0.05），其中挤压膨化粉的亮度值最低，色度更偏向红黄色，这可能是在挤压膨化过程中高温、高压、高剪切力的作用下，藜麦粉体中的类胡萝卜素[12]受降解基因的作用而部分转化成玉米黄质[13]，以及美拉德反应的产生物（微黄色）的形成[14]，导致挤压膨化粉的亮度降低，红黄色加深，ΔE 值显著区别于炒制粉和热风处理粉。
2.2 热处理方式对萌芽藜麦粉吸水性指数、水溶性指数和糊化度的影响
吸水性指数、水溶性指数分别反映了粉体的持水能力和大分子的降解程度[10]。热处理对萌芽藜麦粉的吸水性指数、水溶性指数和糊化度的影响如图1所示。
图1 不同热处理对萌芽藜麦粉吸水性指数、水溶性指数和糊化度的影响
Fig.1 Effects of different heat treatments on water absorption index，water solubility index，and gelatinization degree of germinated quinoa flour
同一指标中不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）。
由图1 可知，与萌芽藜麦生粉相比，不同热处理萌芽藜麦粉的吸水性指数（WAI）均显著降低（P＜0.05），而水溶性指数（WSI）显著增加，因为萌芽藜麦粉经热处理后其淀粉颗粒中的微晶结构被破坏，降低了颗粒与水的作用，使WAI 降低；而热处理也使淀粉分子被降解，转化成可溶性物质，导致WSI 增加。3 种处理粉中，挤压膨化粉的WAI 显著高于炒制粉和热风处理粉，而挤压膨化粉的WSI 则最低，这是由于挤压过程中高压、高剪切力的作用，增大了淀粉的破裂程度，导致WAI 增加；挤压也使支链淀粉部分转化为直链淀粉，而直链淀粉易与脂类物质形成不易溶解的复合物，导致WSI 降低，这也与Ding 等[15]对挤压膨化大米水合特性的研究结果相一致。糊化度表示谷物食品的熟化程度，其值越高表明食品越易被水解，更有利于消化吸收[16]。由图1 可知，炒制粉、挤压膨化粉、热风处理粉的糊化度分别达到了78.30%、84.02%和79.52%，其中挤压膨化粉的糊化度最高，这可能与萌芽藜麦粉的水分含量和挤压膨化温度相对较高有关。
2.3 热处理方式对萌芽藜麦粉糊化特性的影响
峰值黏度表示淀粉颗粒吸水后的膨胀程度，其值越大表明其黏滞性越强；谷值黏度表示淀粉在高温下耐剪切的能力，其值越高表明其耐剪切能力越强；衰减值表示膨胀淀粉颗粒分解的难易程度，其值越低表明其稳定性越高；回生值表示淀粉糊冷却后分子重新排列的过程，其值越大表明其越容易老化。不同热处理对萌芽藜麦粉糊化特性的影响见表2。
表2 不同热处理对萌芽藜麦粉糊化特性的影响
Table 2 Effects of different heat treatments on the gelatinization properties of germinated quinoa flour
注：同列不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）。
样品生粉炒制粉挤压膨化粉热风处理粉峰值黏度/cP 392.7±10.4c 514.0±7.1a 434.3±5.1b 513.7±8.1a谷值黏度/cP 297.3±6.7d 434.7±5.6b 398.3±7.6c 469.0±6.6a最终黏度/cP 406.7±9.1d 613.0±6.2b 546.4±7.6c 662.0±8.3a衰减值/cP 95.3±3.8a 79.3±9.2b 36.0±1.2d 44.7±1.5c回生值/cP 109.4±5.0d 178.3±3.1b 148.0±13.8c 193.0±3.0a
由表2 可知，与萌芽藜麦生粉相比较，不同热处理萌芽藜麦粉的各黏度值和回生值显著升高，而衰减值显著下降（P＜0.05），表明各熟化粉的黏滞性、耐剪切能力变大，热糊稳定性增强，且淀粉易老化，形成凝胶的强度较大。3 种热处理粉的糊化特性参数差异显著，挤压膨化粉的各黏度值、衰减值和回生值显著低于另外两种热处理粉，表明挤压膨化粉的黏性低，形成的淀粉糊相对稳定，不易回生老化，更益于消化吸收，这可能与挤压过程中较大程度破坏了萌芽藜麦淀粉颗粒微晶结构的完整性有关；而炒制粉和热风处理粉的峰值黏度无显著性差异，但热风处理粉的谷值黏度显著高于炒制粉，而衰减值较低，表明热风处理粉的耐剪切力和稳定性高于炒制粉。
2.4 热处理方式对萌芽藜麦粉动态流变特性的影响
储能模量（G′）也称弹性模量，反映了淀粉糊变形后恢复原形状的能力，其值越大表明淀粉糊化变形后恢复原形状的能力越强，淀粉凝胶弹性越强[17]。损耗模量（G″）也称黏性模量，反映了淀粉糊抵抗流动的能力，其值越大表明淀粉糊越不易流动[18]；损失因子（tan δ）为G"和G′的比值，表示被检测的流体中所含黏性和弹性的比例，其值越大表明体系的黏性比例越大，可流动性越强。
图2 为热处理萌芽藜麦粉的储能模量、损耗模量随频率扫描变化的曲线。
图2 萌芽藜麦粉储能模量、损耗模量随频率变化的曲线
Fig.2 Curves of energy storage modulus and loss modulus of germinated quinoa flour with frequency
A.储能模量；B.损耗模量。
由图2 可知，在0.1～10 Hz 时，随着扫描频率的增加，样品的G′和G″均增加，且在相同频率下G′都大于G″，即tan δ＜1，而两者之间无交叉，这表明各处理萌芽藜麦粉表现为弱凝胶的特性，且弹性大于黏性；而3 种热处理粉的G′和G″均大于生粉，表明热处理粉的黏弹性显著高于生粉，主要是由于直链淀粉成分的重新排序，浸出的直链淀粉在冷却时通过氢键固定，限制了分子或颗粒的移动，或者是淀粉颗粒在水和热的作用下，发生限制性膨胀，大量短直链淀粉分子析出并相互缠绕，形成三维网络结构，导致体系弹性的升高，提高了样品的热稳定性。因此，萌芽藜麦粉经热处理后黏弹性和热稳定性增强。
2.5 热处理方式对萌芽藜麦粉体外消化及血糖生成指数的影响
图3 为萌芽藜麦粉在模拟体外消化过程中总淀粉消化率的变化情况（以白面包作为标准样品）。
图3 不同热处理下萌芽藜麦粉的体外消化率变化
Fig.3 In vitro digestibility changes of germinated quinoa flour under different heat treatments
由图3 可知，各样品的总淀粉消化水解速率随消化时间的延长均呈现先增长后趋于平缓的变化趋势。在前30 min 增长较快，90 min 之后逐渐趋于平稳。前30 min 生粉与炒制粉、热风处理粉相比水解速率无明显变化，但挤压膨化粉速率较低，因为炒制和热风熟化对萌芽藜麦粉中的颗粒结构影响不大，但经高温挤压，高水分的物料体系内部形成了更加稳定的交联结构，在一定程度上影响了淀粉的消化速率。崔亚楠[19]通过试验发现，挤压膨化促使物料中淀粉-脂肪复合物的形成，从而降低了淀粉消化速率。
淀粉类食品的体外消化研究中以白面包为参考（白面包eGI=100），eGI＜55 为低血糖生成指数食品，55＜eGI＜69 为中血糖生成指数食品，eGI＞69 为高血糖生成指数食品[20]。根据萌芽藜麦粉体外消化速率的变化情况（图3），采用一级水解动力模型预测各样品的血糖生成指数（eGI），结果如表3 所示。
表3 萌芽藜麦粉的预估血糖生成指数
Table 3 Expected glycemic index of germinated quinoa flour
注：同列不同字母表示各样品间差异显著（P＜0.05）。
样品生粉炒制粉挤压膨化粉热风处理粉水解指数（HI）22.59±2.13b 24.08±1.49a 20.17±1.94c 22.76±1.52b预估血糖生成指数（eGI）52.11±1.54a 52.92±1.36a 50.78±1.28b 52.21±1.09a
由表3 可知，各萌芽藜麦粉的eGI 均小于55，都属于低血糖生成指数食品，其中炒制粉、热风处理粉与生粉的eGI 无显著性差异，而挤压膨化粉的eGI 最低，这主要与挤压过程中淀粉和其他物质的复合作用以及淀粉的糊化度较高相关。
3 结论
热处理（炒制、挤压膨化、热风）引起萌芽藜麦粉的糊化、胶凝等特性发生变化。与萌芽藜麦生粉相比较，经炒制、挤压膨化和热风处理的萌芽藜麦粉的亮度值降低，红/绿值和黄/蓝值增加；挤压膨化粉的色泽较暗，偏红黄色，与生粉的色差最大。热处理显著增加了萌芽藜麦粉的水溶性指数、糊化黏度与回生值（P＜0.05），3 种热处理方式中，挤压膨化粉的水溶性指数、黏度值、衰减值和回生值显著低于炒制粉和热风处理粉，糊化度较高，淀粉糊稳定性好，表明挤压膨化粉具有良好的加工特性。3 种热处理粉均呈现弱凝胶特性，其黏弹性和热稳定性均高于生粉。不同热处理萌芽藜麦粉的eGI 均低于55（低血糖生成指数食品），其中挤压膨化粉的eGI 最低。
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