《Food Chemistry》：Development of instant whole grain highland barley: Insights into the effects of drying methods on molecular structure, in vitro digestibility, and rehydration behavior
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高原青稞采用浸泡-蒸汽-干燥工艺制备即食产品，研究热风、红外、微波辅助热风及冷冻干燥对分子结构、可消化性和复水性能的影响。结果表明冷冻干燥最佳，能保持胚乳结构，提升热稳定性，缩短复水时间达33.33%，显著降低粘度并提高抗性淀粉含量。
陈玉露|肖倩|王楠|赵秀丽|曾晓雄|王聪
南京农业大学食品科学与技术学院，中国江苏省南京市，210095
摘要
本研究采用浸泡-蒸煮-干燥法制备即食全谷物青稞，探讨了不同干燥方法（热风干燥、红外干燥、微波辅助热风干燥和冷冻干燥）对其分子结构、消化率和复水性能的影响。脱水显著改变了水分迁移性并破坏了微观结构，导致黏度降低、糊化温度升高、热稳定性增强以及淀粉分子有序性改变，这些变化增强了抗消化性并影响了复水性能。冷冻干燥有效保留了化学结合水和胚乳的完整性，降低了分子有序性并提高了热稳定性，而微波辅助热风干燥和红外干燥则促进了更有序的结构形成。红外干燥对糊化特性的影响最大，抗性淀粉含量增加了33.96%（p<0.05）。在复水过程中（80°C和100°C），所有样品的口感都变得更佳，其中冷冻干燥样品的复水速度最快（时间减少了约66.67%），因此最适合用于即食产品的开发。本研究强调了干燥在塑造即食全谷物功能特性中的关键作用。
引言
代谢紊乱的日益普遍加剧了人们对兼具必需营养和生物活性化合物的食品的需求（Kussmann等人，2023年）。谷物作为主食，提供了重要的营养素和植物化学物质，这些物质基于流行病学和临床证据被认为具有预防慢性疾病的潜力（Guo等人，2022年）。然而，现代谷物加工过程通常会去除麸皮和胚芽，而这些部位富含植物化学物质，从而导致营养价值的大幅损失（Seal等人，2021年）。因此，全谷物而非精制谷物成为了注重健康的消费者的首选，并被纳入了膳食指南（Bai等人，2021b）。在燕麦、荞麦和黑麦等已开发的全谷物中，青稞（Hordeum vulgare L. var. nudum Hook. f.）因其独特的营养价值而受到越来越多的关注，其特点是β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖和多酚含量较高，同时淀粉的血糖生成指数（GI）较低（Obadi等人，2021年）。几个世纪以来，当地藏族人民一直广泛食用青稞，并发现它具有显著的健康促进作用（Wang等人，2023年）。
在食用前，全谷物青稞通常需要经过热处理。干热处理时间较短（约20至30分钟），但可能会产生有毒化合物（如丙烯酰胺）并促进脂质氧化，从而缩短保质期。相比之下，湿热处理可以避免这些问题，但由于谷物外层致密，处理时间较长（约60至120分钟）（Ai等人，2025年；Wang等人，2025年；Zheng等人，2020年）。由于便利性成为消费者选择的重要因素，食品工业采用了即食和快速烹饪技术，包括即食米饭、面条和粥等产品已获得全球认可（Yadav等人，2024年）。因此，将这种技术应用于青稞的即食化制备可能缩短加工时间，同时保留其营养和功能优势，这一领域目前仍需进一步探索。
一般来说，即食谷物的制备包括三个主要阶段：预处理（清洗、浸泡、磨粉）、烹饪（包括挤压）和后处理（冷藏或干燥），其中浸泡-蒸煮-干燥是一种传统方法，干燥方法对最终产品质量起着关键作用（Lin & Li，2023年）。热风干燥因其便捷性和适用性广泛而常用于脱水，但通常需要较长的干燥时间，并可能导致品质下降，如颗粒硬化和收缩（Jiao等人，2014年；Sousa等人，2024年；Wirivutthikorn，2025年）。微波辅助干燥可以加速水分从内部向表面的迁移，从而提高干燥效率和产品质量（An等人，2024年）。红外干燥相比热风干燥具有优势，其基于辐射的加热方式可以实现更均匀的干燥，减少溶质迁移并缩短干燥时间（Zhou等人，2018年）。与热脱水不同，冷冻干燥在低温下通过升华去除水分，更好地保持了外观和营养成分，尽管能耗较高且可能损失挥发性化合物，但在工业中仍被广泛应用（Chao等人，2023年；Demircan等人，2024年）。然而，浸泡-蒸煮-干燥法是否适用于青稞的即食化制备以及这些干燥方法对其特性的影响仍有待研究。
本研究旨在探讨不同干燥方法对青稞水分迁移性、分子结构、相关功能特性和消化率的影响。同时，还通过复水性能和质地特性评估了其作为即食产品的潜力。这些结果为干燥技术对分子结构和功能特性的影响提供了宝贵见解，有助于优化即食全谷物的加工过程，从而提高质量和延长保质期。
材料与试剂
青稞购自中国西藏日喀则的当地市场。Calcofluor white M2R和酸品红由Yuanye Bio-Technology（上海）提供。α-淀粉酶（3700 U/g）和淀粉葡萄糖苷酶（1:100000）来自Solarbio Science and Technology Co., Ltd.（北京）。葡萄糖测定试剂盒购自Jiancheng Bioengineering Institute（南京）。其他所有化学品和试剂均为分析级。
青稞即食产品的制备
即食产品的制备过程...
青稞及其脱水形式的水分含量和水分迁移性
图1a显示了青稞及其脱水形式的水分含量。结果表明，脱水后水分含量显著降低（p<0.05），脱水率在64.37%到82.27%之间。在脱水形式中，IBHA和IBFD的水分含量最低，而IBIR和IBMW的水分含量相对较高。与热风干燥相比，微波干燥处理的青稞水分含量也较高（p<0.05）。
结论
研究表明，脱水显著降低了青稞的水分迁移性并破坏了其微观结构，导致黏度降低、糊化温度升高、热稳定性增强以及分子有序性改变，这些变化共同影响了消化率和复水性能。在脱水形式中，IBHA和IBFD的水分去除效率相对较高（p<0.05）。红外干燥和微波辅助热风干燥对重组分子结构更有益。
作者贡献声明
陈玉露：数据可视化、方法论、数据分析。
肖倩：数据可视化、方法论。
王楠：数据可视化、方法论。
赵秀丽：写作、审稿与编辑。
曾晓雄：写作、审稿与编辑、指导。
王聪：初稿撰写、资金申请、概念构思。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：32101949）、中央高校基本科研业务费（项目编号：KYQN2022016、KYYJ2022003）、江苏省高等教育机构重点学科发展计划以及江苏省大学生创新训练计划（项目编号：1918C15、202018YX17、202118XX16、202318XX011）的支持。
