易熟鹰嘴豆及其浓香高纤营养豆浆的研制

近几年，随着人们生活习惯的转变，这类疾病对人类的健康构成了严重的威胁。鹰嘴豆因其独特的食用和药用价值，已在全球范围内得到了越来越多的科研关注。据现有研究显示，鹰嘴豆多糖作为一种天然大分子化合物，具有多种生物活性，包括保肝、调节免疫、降血糖、抗癌、抗病毒和抗炎等功能。许多文献指出，鹰嘴豆多糖具有潜在的药用价值，可以被开发成药物和保健品，因此鹰嘴豆可作为研发富含膳食纤维和蛋白质杂粮食品的理想原料，从而可满足消费者对于该类营养食品的需求。

(1)热处理诱导鹰嘴豆籽粒膨化破壁的研究在预实验确定微波-CO2气爆法可明显地膨化鹰嘴豆的基础上，通过籽粒膨化度和感官评价结果筛选出最佳处理参数，采用微观结构分析技术（SEM、CLSM和MRI），分析经最佳参数处理的鹰嘴豆籽粒在纤维结构和纤维粒度方面的变化，阐述热处理诱导鹰嘴豆籽粒发生膨化破壁的作用途径。

(2)热处理诱导鹰嘴豆籽粒膨化破壁对其主要成分的影响通过CLSM、SEM微观结构分析、FTIR和XRD光谱分析、流变学特性等技术对鹰嘴豆籽粒中非淀粉多糖组分（β-葡聚糖和果胶多糖）、淀粉组分、蛋白组分进行测定，研究其微观结构、流变学特性和功能特性变化探究微波-CO2气爆联用处理诱导的籽粒膨化破壁主要组分的影响。

为了在加工过程中避免损失鹰嘴豆籽粒的膳食纤维，同时解决籽粒中硬而致密的纤维结构（即皮层和细胞壁）对加工过程的影响，研究人员提出了各种方法来对整个籽粒进行预处，其中的生物法、化学法和复合法，具有明显缺点而难以工业化推广，如生物法采用特定的酶或菌种具有环境条件要求很严格、成本高等缺点；酸碱浸泡破坏籽粒具有一定程度的食品安全问题；复合法过程繁琐、效率低下等问题。而物理法中的膨化技术，如蒸汽爆破技术、CO₂气爆技术和微波技术具有一定的比较优势。

蒸汽爆破技术被广泛应用于生物质转化及膨化食品加工^[11]，其原理为通过高温、高压蒸汽软化和水解物料^[12]，再经瞬间卸压使细胞孔隙间的高压蒸汽膨胀产生撕裂作用^[13]，能够瞬时软化降解木质素^[14]，破坏原有纤维结构以达到改性效果^[15]。例如植物秸秆的蒸汽爆破处理，将纤维素分解为小分子多糖，实现了植物秸秆高效绿色转化和利用^[16]。王丹凤等^[17]研究发现汽爆处理能够有效改善麦麸功能特性，降缓美拉德反应中间产物糠氨酸的产生。

然而，随着社会和工业加工技术的多元发展，人们发现蒸汽爆破技术的应用受到了很大的局限，无法满足更多的加工需求。例如，汽爆时所需的高压是以高温水蒸气所达到的，然而过高的温度不可避免破坏食物中的某些热敏性生物活性物质。因此，在此基础上衍生出新的气爆技术，即CO₂高压低温气流膨化技术，简称CO₂气爆技术，其原理是利用CO₂高渗性及溶于细胞的水体系，在低于100℃条件下即可高压瞬间气爆破壁或膨化物料^[19]。目前该技术已应用到果蔬脆片加工及中草药等加工业^[18]，然而，对于药食两用的鹰嘴豆，至今还未见对其应用该技术的报道。微波加热利用高频电磁波使分子摩擦和振动，将能量转化为热能^[23]，具有快速加热物料的优点，从而可节约能源、缩短加工时间、降低成本且有助于保留食品的营养成分^[21]。目前，微波技术已经广泛应用于食品加工领域^[22]，如食品加热、蒸煮、干燥、杀菌、保鲜、活性成分提取等方面^[20]。使用微波加热可为食品赋予微孔结构，并展现出良好的色泽及降低抗营养因子。Jogihalli等^[24]研究发现，微波处理可以显著增加鹰嘴豆表面积，提高其膨化度和籽粒吸水率，这也为本研究对鹰嘴豆先适度微波处理后再润湿，以便联用CO₂气爆破壁提供了有力的参考。

研究表明，对于杂粮籽粒，热处理后水溶性非淀粉多糖的可提取率会增加^[25]。Leite等^[26]则探究了高压处理对豌豆淀粉的粒径分布、光学显微镜形态、热力学性质和糊化特性的影响，并证实常温下的高压处理会迫使水分子进入淀粉颗粒内，从而促进淀粉在水溶液中的“冷凝胶化”。此外，非淀粉多糖与蛋白的糖基化可改善蛋白溶液的黏性特性^[27]。Dhita^[28]等比较不同温度下分离杂豆细胞淀粉的体外消化性，发现完整细胞壁的存在会减缓淀粉酶对淀粉的降解。Bhattarai等^[29]对经蒸煮的鹰嘴豆、豌豆、绿豆和红豆等杂豆细胞壁进行模拟小鼠胃肠道消化后的实验，发现细胞壁仍完整无损，同时消化的淀粉量也很少。

1 鹰嘴豆概述

鹰嘴豆，正如其名，其外形与鹰的口部非常相似。鹰嘴豆属于豆类杂粮中的一种，具有极高的营养和药用价值^[1]。鹰嘴豆在全球最普遍的豆类中，其年产量仅次于大豆和豌豆，位列第三。我国作为世界上最大的鹰嘴豆产国之一，维吾尔族群体将其视为一种“药食两用”的珍贵资源，并已将其纳入《药品标准》和《维吾尔药志》两部重要文献中^[2]]。近几年，随着人们生活习惯的转变，各类疾病如高血压、高脂血症和高胆固醇血症的发病率逐年上升。这类疾病对人类的健康构成了严重的威胁。鹰嘴豆因其独特的食用和药用价值，已在全球范围内得到了越来越多的科研关注^[3]。

1.1 鹰嘴豆的营养组分

食用膳食纤维可增加肠粘膜通透性，减少细菌数量，促进肠蠕动，降低血清胆固醇水平^[1]。

鹰嘴豆蛋白的氨基酸构成与WHO/FAO所推荐的理想蛋白质氨基酸最为接近，其易被人体的肠道所消化和吸收^[4]。其蛋白质含量大约在15%~30%之间，是燕麦的两倍，其含量亦均超过甜荞、苦荞等其他杂粮。其中的球蛋白和清蛋白构成了其主要成分。

鹰嘴豆多糖是一种具有多种生物活性的天然大分子化合物，具有保肝、调节免疫、降血糖、抗癌、抗病毒及抗炎等功能^[1]。这种多糖主要分布于鹰嘴豆的皮层和子叶细胞细胞壁内，分为可溶性和不可溶性两类。其中，最重要的水溶性多糖为果胶类多糖，其主要分布于鹰嘴豆子叶细胞中的初级细胞壁和次级细胞薄壁的中间层^[5]。许多研究已表明，鹰嘴豆多糖具有潜在的药用价值，可以被开发成药物和保健品^[1]。

此外。鹰嘴豆粒内富含淀粉，属于低血糖指数（GI）淀粉，这因该淀粉含有较高量的直链淀粉和抗性淀粉^[6]，因此非常适合糖尿病患者食用^[7]。其还富含微量元素，如钙、镁、铁、锌、钾以及维生素B和维生素E等^[8]。鹰嘴豆中虽然不饱和脂肪酸含量相对较低，但其主要以油酸构成，油脂中总不饱和脂肪酸的含量高达86.55%^[8]，再之，鹰嘴豆中富含多酚类化合物，主要有羟基苯甲酸和黄酮类化合物，具有良好的抗氧化活性^[1]。

综上可见，鹰嘴豆可作为研发富含膳食纤维、蛋白质和矿物质杂粮食品的理想原料，从而可满足消费者对于该类营养食品的需求。微波加热利用高频电磁波使分子摩擦和振动，将能量转化为热能^[23]，具有快速加热物料的优点，从而可节约能源、缩短加工时间、降低成本且有助于保留食品的营养成分^[21]。目前，微波技术已经广泛应用于食品加工领域^[22]，如食品加热、蒸煮、干燥、杀菌、保鲜、活性成分提取等方面^[20]。使用微波加热可为食品赋予微孔结构，并展现出良好的色泽及降低抗营养因子。研究发现，微波处理可以显著增加鹰嘴豆表面积，提高其膨化度和籽粒吸水率，这也为本研究对鹰嘴豆先适度微波处理后再润湿，以便联用CO₂气爆破壁提供了有力的参考。

（1）在加工过程中避免损失鹰嘴豆籽粒的膳食纤维，同时解决籽粒中硬而致密的纤维结构（即皮层和细胞壁）对加工过程的影响

（2）开发全谷物营养鹰嘴豆浆产品，以期实现鹰嘴豆籽粒易食化加工

（3）为开发营养且易食的食品提供一定的理论和技术参考

2024.10 ~ 2025.2 完成热处理诱导鹰嘴豆籽粒膨化破壁的研究

(2) 2025.3~ 2025.5 完成热处理诱导鹰嘴豆籽粒膨化破壁对其主要组分的影响研究

(3) 2025.6 ~ 2025.8 完成浓香高纤鹰嘴豆豆浆的制备及稳定性

(4) 2025.9 ~ 2025.10 准备材料，课题结题