《食品科学》：成都大学仇菊副教授等：不同热处理对苦荞中芦丁分布形态及感官品质的影响

苦荞营养丰富，含有大量多酚类物质，以黄酮醇类（属于类黄酮化合物）为主。芦丁是苦荞中最主要的黄酮醇类物质，约占总类黄酮物质含量的80%以上。但苦荞中存在芦丁降解酶，会在加工过程中将芦丁降解为槲皮素。槲皮素虽然也是公认的功能因子，与芦丁具有相同的生物活性，但却是导致苦荞制品苦味的最主要原因。芦丁的保留对于苦荞食用品质和营养品质具有重要意义，有利于降低苦荞的苦味，提高消费者对苦荞及其制品的接受度。苦荞的工业化生产过程中，亟需一种高效热处理方式，并且能有效保留苦荞芦丁等营养成分。

过热蒸汽作为一种全谷物稳定化的新兴技术，在全麦、稻谷、青稞、荞麦等谷物加工过程中已有研究。过热蒸汽处理有可能通过灭活苦荞中的芦丁降解酶，减少其转化成槲皮素，促进游离态芦丁的释放，但尚无直接科学证据。

成都大学食品与生物工程学院的魏液、曹家玮、仇菊*等聚焦于苦荞工业化加工最常见的3 种热处理方式，基于不改变苦荞物料特性的前提，以带壳苦荞为研究对象，研究热处理对苦荞芦丁等黄酮类化合物分布及转化的影响，明确保留芦丁的最佳方式，以期为苦荞可食部分的芦丁保留和富集方法提供理论依据及借鉴。

1 不同热处理方式对苦荞糊化特性的影响

苦荞主要组成是淀粉，特别是芯粉，热处理会影响淀粉糊化进程。为避免淀粉糊化进程不同导致的苦荞米黄酮释放不同，本研究首先对不同热加工预处理的苦荞米中淀粉糊化度的变化进行探究，筛选相同糊化度下的加热条件。如表2所示，3 种热处理方式都显著降低了苦荞峰值黏度、谷值黏度、最终黏度以及回生值（

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＜0.05），并且随着处理时间的延长，该趋势也越来越明显。炒制和过热蒸汽处理降低了苦荞的崩解值，并且随着处理时间的延长逐渐降低；而蒸制处理增加了苦荞的崩解值，但随着处理时间的延长，崩解值也逐渐减小。同时，随着处理时间的延长，苦荞的糊化度也随之升高，糊化度是谷物加工过程中的一个重要指标，是样品中糊化淀粉与其总淀粉的比例[28]。当180 ℃炒制2 min、蒸制15 min、180 ℃过热蒸汽处理3 min时，苦荞糊化度无显著性差异（

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＞0.05）。3 种热处理后的苦荞米糊化度约为11%，此时的淀粉并未发生糊化，保持着生淀粉的原有特性。因此作为后续实验的热处理参数。

偏光显微镜观察结果显示，180 ℃炒制2 min、蒸制15 min、180 ℃过热蒸汽处理3 min这3 种处理条件下苦荞淀粉的偏光十字非常明显（图1）。这也证实了糊化度相同的这3 种特定条件下热处理的苦荞淀粉保持相同的状态，仍然是生淀粉，这与雷宁宇等的报道相同。因此，后续研究中对比了这3 个条件下不同热处理的苦荞芦丁等黄酮物质的变化，避免了淀粉预糊化对芦丁迁移分布的影响。

2 不同热处理方式对苦荞中多酚分布和形态的影响

苦荞全粉包括芯粉和麸皮。苦荞全粉和芯粉都是苦荞生产加工和消费的主要产品，是加工制成杂粮面条、面包和发酵饮料等产品的优质原料，所以在加工过程中提升其营养价值具有十分重要的意义。从图2未处理的苦荞可知，苦荞全粉游离态多酚含量为9.76 mg/g，结合态多酚含量为1.79 mg/g。具体分布而言，游离态多酚含量最高在麸皮，其次是外壳，最低是芯粉，而结合态多酚则主要分布在外壳中，芯粉中的结合态多酚含量高于麸皮。这说明苦荞中芯粉和麸皮中的多酚类化合物以游离态为主，而外壳中的多酚类化合物以结合态为主。这可能是因为外壳中纤维含量较高，而多酚类化合物可与纤维相结合。外壳中游离态和结合态多酚含量总和为11.86 mg/g，比麸皮中两种形态多酚含量（6.77 mg/g）更高。

如图2A所示，3 种热处理后的苦荞全粉中的结合态多酚含量降低，可能因为热处理可以切断酚类化合物与蛋白质或纤维之间的酯键，使得结合态多酚转变为游离态。热处理降低了游离多酚的含量，可能是由于较高的温度导致部分多酚的降解，或者在处理过程中部分氧化分解。然而，过热蒸汽处理的苦荞全粉中的游离态多酚含量（9.03 mg/g）显著高于炒制（7.18 mg/g）和蒸制处理（8.70 mg/g）（

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＜0.05），这是因为苦荞在进行过热蒸汽处理时处于密闭空间中，隔绝了大部分氧气，减少了处理过程中苦荞全粉多酚的损失。同时，热处理导致多酚在苦荞籽粒中的分布发生不同变化。如图2B所示，热处理显著提高了苦荞芯粉中的游离态多酚含量（

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＜0.05）。这一方面是因为热处理使得外壳与麸皮中的多酚迁移至胚乳，从而使苦荞芯粉中游离态多酚含量升高；另一方面，热处理使得部分结合态多酚转变为游离态多酚。热处理使得苦荞麸皮（图2C）及外壳中游离态多酚含量（图2D）显著降低，且结合态多酚含量也比未处理的苦荞低（

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＜0.05），即验证了热处理不仅导致多酚从结合态转变为游离态，而且还促使多酚从苦荞外壳经麸皮迁移至芯粉中。3 种热处理方式相比，蒸制和过热蒸汽处理的苦荞芯粉中游离态多酚含量增加最多（

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＜0.05），结合态多酚降低最多（图2B），而炒制处理对芯粉中游离态及结合态多酚的影响最小；同样，过热蒸汽处理降低麸皮（图2C）和外壳（图2D）中游离态多酚含量的作用也比炒制更强，而蒸制处理的效果与过热蒸汽无明显差异。说明蒸制和过热蒸汽处理对于多酚迁移至芯粉以及结合态多酚转变为游离态多酚的效果更好。有研究表明，植物中游离态多酚可直接被吸收，而结合态多酚在消化过程中才能释放出来，结合态多酚转变为游离态多酚有利于提高其生物利用率。可见，过热蒸汽和蒸制湿热处理比炒制干热处理更利于提高苦荞中多酚的利用。

3 不同热处理方式对苦荞中黄酮分布和形态的影响

如图3所示，从未处理的苦荞中黄酮总量的测定结果可知，苦荞全粉游离态黄酮含量为27.16 mg/g，结合态黄酮含量为2.26 mg/g。与多酚结果相同，苦荞游离态黄酮含量最高在麸皮（18.28 mg/g），结合态黄酮则主要在外壳，Guo Xudan等也通过实验发现游离态黄酮含量顺序为麸皮＞壳＞芯粉，结合态黄酮含量顺序为壳＞麸皮＞芯粉。但与多酚结果不同的是芯粉中游离态黄酮含量（8.88 mg/g）比外壳（7.55 mg/g）高（

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＜0.05），而结合态与游离态黄酮总和是麸皮最高，外壳次之，芯粉最低（

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＜0.05）。可见，苦荞籽粒中黄酮的分布与多酚不完全相同，虽然都主要分布在麸皮，但游离态黄酮含量远高于多酚。结合态黄酮与多酚相同主要分布于外壳中，但外壳中游离态黄酮与结合态含量无显著差异（

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＞0.05）。这说明外壳中黄酮与多酚比麸皮及籽粒中的更难释放和利用，而苦荞中最具生理活性的植物化合物为黄酮类化合物。

3 种热处理也同样促使苦荞全粉中的结合态黄酮转化成游离态，而过热蒸汽的效果最显著（图3A，

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＜0.05）。与多酚结果不同，过热蒸汽处理并未导致苦荞全粉中游离态黄酮总量损失，而蒸制和炒制的苦荞全粉游离态黄酮显著低于未处理苦荞（

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＜0.05）。这进一步说明过热蒸汽通过无氧处理环境，能够有效地避免氧化导致的黄酮损失。与多酚结果相同，过热蒸汽和蒸制处理比炒制具有更强的将游离态黄酮从外壳、麸皮中迁移到籽粒中的能力（图3B～D）。与未处理苦荞芯粉中的游离态黄酮相比，过热蒸汽处理使得其含量升高了86.15%，而炒制使其仅升高了27.82%。热处理导致麸皮和外壳中结合态黄酮含量降低，其中麸皮中过热蒸汽的效果最为显著（

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＜0.05），外壳中过热蒸汽和蒸制处理组达到最低。可见，过热蒸汽作为传热效率更高的热处理方式，不仅能够有效促进结合态黄酮转化成游离态，而且能够最有效地促使游离态黄酮从外壳经麸皮迁移到芯粉。

4 不同热处理方式对苦荞中芦丁分布和形态的影响

随后分析了苦荞中含量最高的黄酮类物质——芦丁的分布及形态变化（图4）。苦荞全粉游离态芦丁含量为15.40 mg/g，结合态芦丁含量较低，为1.65 mg/g。这一结果与已有报道类似，赵梦媛等通过实验发现，苦荞粉游离态芦丁的含量可达1 529.51 mg/100 g，结合态芦丁含量却仅有80.37 mg/100 g。Li Fuhua等也通过实验得出了芦丁以游离态形式为主这一结论。游离态芦丁也分布在麸皮中，其次是芯粉和外壳，而结合态芦丁的分布差异并不大（图4）。

与黄酮测定结果相同，3 种热处理降低了苦荞全粉中结合态芦丁含量，使得结合态芦丁转变为游离态，过热蒸汽效果最佳（

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＜0.05）。但与黄酮测定结果不同，苦荞全粉中游离态芦丁含量受到不同热处理呈现相反的变化趋势（图4A）。与未处理苦荞全粉中游离态芦丁含量相比，炒制降低了全粉中芦丁含量，而过热蒸汽和蒸制增加了芦丁含量（

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＜0.05）。这说明过热蒸汽对芦丁的保留效果比黄酮和多酚更显著，这一作用在芯粉的测定结果中更为突出。过热蒸汽处理的苦荞芯粉中游离态芦丁含量最高，达到了与未处理的苦荞麸皮芦丁相同水平（图4B）。然而，麸皮中过热蒸汽处理使得结合态芦丁含量下降最多，显著低于蒸制处理（

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＜0.05），但游离态芦丁二者无差异（图4C），这说明过热蒸汽导致芦丁结合态转化成游离态，而游离态芦丁更多地迁移到芯粉中。这也与黄酮总量结果一致，即过热蒸汽传热效率高，厌氧环境处理避免了芦丁氧化降解，而且最有效地促使游离态芦丁迁移至芯粉。值得注意的是，过热蒸汽处理的苦荞外壳中结合态芦丁并没有像炒制处理组一样显著降低，而是保持不变（

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＜0.05），说明过热蒸汽处理阻碍了结合态芦丁的降解，但并没有促使其迁移至芯粉中（图4D）。这可能是由于苦荞外壳中结合态芦丁与纤维结合，不易释放。这些结果为苦荞可食部分高芦丁含量的富集，特别是芯粉的营养价值提升提供了可行的方案。

5 不同热处理方式对苦荞芦丁转化成槲皮素的影响

为进一步明确苦荞芦丁在短时热处理过程中的变化，以最常见的苦荞全粉为研究对象分析热处理对芦丁保留的作用差异。通过HPLC定量检测苦荞不同部位的芦丁和槲皮素含量（图5），芦丁和槲皮素的保留时间分别为4.407 min和5.363 min。在未处理的苦荞籽粒中也检测到了其他黄酮类物质，全粉（图5A）和麸皮（图5C）的HPLC图中另外有8 个峰，芯粉（图5B）和外壳（图5D）中有6 个峰，但所有峰的响应值（mAU）均低于25，说明这些黄酮类物质含量非常低。过热蒸汽处理的苦荞全粉中芦丁含量最高，而槲皮素含量最低（

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＜0.05）（图6）。蒸制处理的苦荞全粉中芦丁含量比过热蒸汽低，但比炒制高出6.72 倍，同样槲皮素含量比过热蒸汽高但比炒制低，仅为其含量的28.25%（

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＜0.05）。这说明，虽然过热蒸汽与蒸制同样作为湿热处理具有比干热炒制更有效的保留芦丁效果，但过热蒸汽作为隔绝氧气的处理方式却比蒸制具有更好的阻碍芦丁降解成槲皮素的作用。这一结果也进一步解释了过热蒸汽在增加芯粉游离态芦丁含量和稳定外壳中结合态芦丁的作用比蒸制效果更强的原因（图4）。相比之下，炒制处理未能有效抑制芦丁转化成槲皮素。Wu Xiaojiang等采用过热蒸汽、蒸制和远红外3 种方式处理苦荞，也同样发现过热蒸汽和饱和蒸汽有效抑制了芦丁转变为槲皮素，而远红外干燥却不能。本研究不仅验证了过热蒸汽抑制芦丁降解的作用显著高于蒸制处理（

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＜0.05），而且进一步解释了其在促进芦丁迁移中的更优效果（图4）。从芦丁转化降解和迁移两方面分析发现，过热蒸汽作为一种高效传热介质，其独特的厌氧环境在热处理过程中能够有效减少芦丁的降解和迁移，从而显著提高芦丁的保留率，同时抑制苦味物质槲皮素的生成。这为改善苦荞产品的口感、增强消费者的接受度提供了有力支撑。

6 不同热处理方式对苦荞米感官品质的影响

感官品质评价结果显示，在气味和外观结构方面，不同处理方式之间并无太大的差别，其差异主要体现在滋味、适口性以及冷饭质地方面（图7）。过热蒸汽和蒸制处理的苦荞米饭在滋味和适口性方面均优于炒制处理，其中过热蒸汽处理的苦荞米饭比蒸制处理具有更好的滋味。从2.5节可以看出，过热蒸汽和蒸制处理的苦荞槲皮素含量低于炒制处理，这可能是导致其苦荞米饭滋味得以提升的原因。过热蒸汽和蒸制处理的苦荞米冷饭质地的品质提升与湿热处理水分分布均匀利于形成软糯口感有关。这也说明了过热蒸汽作为最佳保留芦丁的热处理方式，最大限度减少了苦味，最大限度减少了槲皮素的产生（图6），是最有效的提升苦荞米饭食用品质的前处理方式。

结论

已有研究报道，苦荞中黄酮主要分布在麸皮，热处理可以增加苦荞籽粒中黄酮含量，但具体原因不明，黄酮形态及分布在热处理过程中的变化也未有探究。本研究则解析了3 种常用工业化热处理对苦荞中多酚及黄酮分布和形态影响的差异。炒制（180 ℃、2 min）、蒸制（15 min）和过热蒸汽（180 ℃、3 min）预处理对苦荞淀粉糊化度产生了相同影响，但仍然保留了生淀粉原有特性。通过研究发现，炒制、蒸制和过热蒸汽处理均能促进结合态多酚以及芦丁等黄酮类化合物转化为游离态。其中，过热蒸汽使得全粉和芯粉中游离态芦丁含量提升最多，其次是蒸制，而炒制降低了苦荞全粉中的芦丁含量。过热蒸汽处理对于芦丁的保留明显优于炒制和蒸制处理。芦丁分布及转化的结果说明过热蒸汽不仅能够有效抑制芦丁降解转化成槲皮素，减少产品苦味物质产生，而且促使苦荞外壳和麸皮中的芦丁向籽粒内部迁移，显著增加苦荞芦丁富集利用，效果比蒸制和炒制更好。经过热处理的苦荞米感官品质也表明，过热蒸汽处理苦荞米滋味最佳。这些结果为苦荞米品质提升以及苦荞粉芦丁富集等综合利用提供了理论依据，对苦荞产业高质量发展具有重要的指导意义。同时，过热蒸汽作为一种新兴技术，在功能因子保留方面的应用较少，本研究为苦荞在工业化加工提供了借鉴。但过热蒸汽处理的参数及与其他加工方式的集成仍有待进一步探究。

本文《不同热处理对苦荞中芦丁分布形态及感官品质的影响》来源于《食品科学》2025年46卷第11期272-280页，作者：魏 液，曹家玮，王爱莉，邹 亮，花旭斌，林 巧，仇 菊*。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241129-205。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：林安琪；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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