《食品科学》：浙江工业大学邵平教授等：不同品种山药蒸制过程中淀粉消化率及抗氧化活性

山药被广泛认为是一种能够改善脾胃、调节肠道功能的药食两用食材。蒸汽蒸煮是食品加工常用的方法之一，也是最传统的熟制方式。山药经过蒸制后，内含的某些化学成分可能会发生相互作用，导致性状、品质等改变，且不同的加工条件也会对生理活性物质的含量有不同影响。

目前鲜见关于蒸制对不同品种山药淀粉消化率、理化性质和生物活性等方面影响的系统研究。浙江工业大学食品科学与工程学院的余佳浩、倪晓瑜、邵 平*等以铁棍山药、淮山药和糯山药为原料，以未经蒸制处理的生山药为对照，系统研究不同品种山药的淀粉消化率、总黄酮和总酚含量、抗氧化活性和微观结构在蒸制过程中的变化，为山药的加工及在相关食品中的应用提供一定的参考。

1、蒸制对山药淀粉相关理化性质的影响

蒸制对山药总淀粉、快速消化淀粉、缓慢消化淀粉与抗性淀粉含量的影响

3 种山药样品的总淀粉含量在62.25～76.87 g/100 g范围内，与生山药样品相比，蒸制山药的总淀粉含量显著降低，且随蒸制时间延长，淀粉含量呈下降趋势（表1）。其中，铁棍山药S-20的总淀粉含量最低（62.25 g/100 g）。山药经过不同时间的蒸制处理后，抗性淀粉含量降低，而快消化淀粉和慢消化淀粉含量升高。经蒸制处理后，各品种山药的抗性淀粉含量范围为28.53～44.61 g/100 g，明显低于生山药样品中的抗性淀粉含量（52.53～58.68 g/100 g）。

蒸制对山药表观直链淀粉、可溶性直链淀粉和不溶性直链淀粉含量的影响

如表1所示，3 种山药样品经蒸制处理后的表观直链淀粉含量范围为10.66～14.12 g/100 g，生山药样品的表观直链淀粉含量范围为9.55～12.28 g/100 g，且每个品种生山药中的表观直链淀粉含量均低于相应品种的蒸制山药；而蒸制山药中的可溶性直链淀粉含量范围为3.20～7.65 g/100 g，均低于相应品种的生山药（7.20～9.27 g/100 g）。另外，蒸制处理后山药样品中的不溶性直链淀粉含量显著增加。

蒸制对山药样品水分结合能力和溶解度的影响

如表2所示，受试山药样品的溶解度随温度的升高而增加，且山药样品经蒸制处理后的溶解度降低。生糯山药在50～90 ℃的溶解度最高，溶解度范围为24.86%～41.57%；溶解度最低的是铁棍山药S-20，溶解度范围为12.64%～21.09%。

蒸制对山药微观结构的影响

图1是3 种生山药样品及经不同蒸制时间处理山药样品的扫描电子显微镜图。观察发现，尽管一些颗粒的形状不规则，但未经蒸制处理的山药样品颗粒仍大多为椭球形或球形，颗粒的表面大多比较光滑，在Yu Bin等的研究中也观察到了相似的结果。而经蒸制处理过的山药样品，颗粒呈特征性的块状和不规则的结构，有些淀粉颗粒被分解成小块，但大多数淀粉颗粒已变成大块，且表面粗糙有裂缝。随蒸制时间延长，这种不规则性愈加明显，表面更粗糙，说明蒸制破坏了山药的表面形态。

蒸制对山药样品结晶度的影响

3 种生山药样品及经不同蒸制时间处理的山药样品X射线衍射图如图2所示，各样品呈现出明显的特征衍射峰。生糯山药样品呈现典型的C型结晶结构（A型和B型多晶物的结合），即在2θ分别为15°、17°、18°附近有特征吸收（典型的A型特征吸收），在22°～24°附近有双峰（典型的B型特征吸收）（图2C）。而生铁棍山药和生淮山药样品呈现典型的A型结晶结构（图2A、B）。随蒸制时间延长，铁棍山药和淮山药样品在2θ为15°和17°处的衍射峰逐渐变宽，峰强度逐渐变弱，22°～24°处的二重峰分辨率逐渐清晰，这两种山药样品的晶型由A型衍射峰变为C型衍射峰。同时，蒸制造成了相对结晶度显著降低，且蒸制时间越长，相对结晶度越小。经蒸制处理的山药样品结晶度在5.12%～19.58%范围内，均低于生山药的结晶度（23.15%～33.62%）（表3）。

蒸制对山药样品结晶结构的影响

淀粉的傅里叶变换红外光谱对分子水平（短程有序）的结构变化（如链构象和双螺旋次序的变化）敏感。受试山药样品在4 000～500 cm-1波数范围内的红外光谱如图3所示。在3 440 cm-1（3 050～3 770 cm-1）处的宽峰为O—H伸缩振动所引起，2 929cm-1处的尖峰是次甲基—CH2中的C—H伸缩振动所引起。而在1 632 cm-1处的尖峰则归因于羰基—C＝O的伸缩振动。此外，在800～1 200 cm-1范围内有以下主要吸收峰：995、1 022 cm-1和1 047 cm-1。在1 047cm-1和1 022 cm-1处的吸收峰分别与淀粉的有序结构和无定形结构有关，而995 cm-1处的吸收峰与单螺旋晶体结构有关。

2、蒸制对山药样品中生物活性物质和抗氧化能力的影响

蒸制时间对山药样品中生物活性物质的影响

多酚和黄酮是山药中的主要活性物质，与山药的抗氧化活性紧密相关，其在烹饪过程中的含量变化如图4所示。随蒸制时间延长，相同品种蒸制山药的总可溶性多酚与总黄酮的含量均呈先上升后下降的趋势；与生山药样品相比，蒸制显著提高了这两种活性成分的含量，其中淮山药S-15的可溶性多酚和总黄酮的含量最高，分别为1.04 mg/g和0.83 mg/g。生糯山药样品的可溶性酚和总黄酮含量最低，分别为0.62 mg/g和0.36 mg/g。

蒸制时间对山药样品抗氧化能力的影响

如图5所示，与生山药相比，蒸制后的3 种山药样品均显示出较高的抗氧化性能。随蒸制时间延长，3 种山药的抗氧化活性均呈先上升后下降的趋势，这与可溶性多酚和黄酮含量的变化趋势一致。同样的蒸制时间，淮山药样品的铁离子还原力始终是3 个品种中最高的，淮山药S-10、S-15和S-20的铁离子还原力分别为118.15、165.56、137.15 μmol/g。同时，淮山药S-15的DPPH自由基清除率也最高（58.15%），DPPH自由基清除率最低的是生铁棍山药（16.93%）。相同蒸制时间处理的3 种山药中，淮山药S-15的羟自由基清除率最高（82.26%），糯山药的羟自由基清除率比其他两种略低，生糯山药样品的羟自由基清除率仅为39.21%。

结 论

本实验结果表明，蒸制增加了山药中可溶性多酚和总黄酮的含量，提高了山药的抗氧化活性。然而，高温导致山药淀粉发生很大程度的糊化，破坏了山药淀粉颗粒的结构特征，降低了山药样品的结晶度，这些因素使山药淀粉链在受到酶的攻击后暴露出更多结合位点，提高了山药淀粉消化率。总之，蒸制对山药理化性质的影响很大程度上与淀粉颗粒的功能性和结构改性有关。适度蒸制处理能提高山药的淀粉消化率和抗氧化活性。因此，在实际生产加工过程中应注意合理控制蒸制时间。

本文《不同品种山药蒸制过程中淀粉消化率及抗氧化活性》来源于《食品科学》2022年43卷15期52-60页，作者：余佳浩，倪晓瑜，黄秀彦，冯思敏，邵平。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20210713-138。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

修改/编辑：袁艺；责任编辑：张睿梅

图片来源于文章原文及摄图网。

为进一步促进动物源食品科学的发展，带动产业的技术创新，更好的保障人类身体健康和提高生活品质，北京食品科学研究院和中国食品杂志社在宁波和西宁成功召开前两届“动物源食品科学与人类健康国际研讨会”的基础上，将与郑州轻工业大学、河南农业大学、河南工业大学、河南科技学院、许昌学院于 2022年12月3-4日 在河南郑州共同举办“2022年动物源食品科学与人类健康国际研讨会”。欢迎相关专家、学者、企业家参加此次国际研讨会。