《Journal of Agriculture and Food Research》：Structural and functional responses of pulse starches to optimized wet isolation conditions from air-classified starch-rich flours
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本研究旨在优化从气流分级获得的富淀粉蚕豆粉与豌豆粉中湿法提取高纯度脉冲淀粉的条件，并评估其结构、功能属性及体外消化率，同时与商业豌豆淀粉（CPS）进行比较。研究采用全因子设计，在不同碱性pH（8.5、9.5、10.5、11.0）与温度（25℃、30℃、40℃、
本研究旨在优化从气流分级获得的富淀粉蚕豆粉与豌豆粉中湿法提取高纯度脉冲淀粉的条件，并评估其结构、功能属性及体外消化率，同时与商业豌豆淀粉（CPS）进行比较。研究采用全因子设计，在不同碱性pH（8.5、9.5、10.5、11.0）与温度（25℃、30℃、40℃、50℃）条件下进行湿法分离。结果表明，在最佳提取条件下获得的脉冲淀粉纯度较高，淀粉含量为95.1%–97.2%，蛋白质含量≤0.31%，灰分含量≤0.07%。颗粒形态与CPS总体相似，但在苛刻提取条件下获得的豌豆淀粉破损颗粒较多，伴随最高破损淀粉含量（4.94%）和最低相对结晶度（25.3%）。值得注意的是，温和与苛刻条件提取的蚕豆与豌豆淀粉在表观直链淀粉含量及支链淀粉侧链长度分布上差异不显著。总体而言，湿法分离条件显著影响脉冲淀粉的糊化特性、糊粘度、凝胶强度及未烹饪状态下的体外消化率，其中对豌豆淀粉的影响更为明显。
研究背景方面，脉冲作物（pulses）是全球重要的可持续植物蛋白来源，其低升糖指数有助于降低慢性疾病风险。然而，气流分级产生的富淀粉副产物因含有蛋白质和膳食纤维等杂质，工业利用率有限。传统湿法分离可获得高纯度淀粉，但能耗高、耗水量大；干法气流分级虽经济高效，但纯度不足。因此，优化湿法分离条件以提升淀粉纯度及功能性，同时兼顾蛋白质回收效率，成为当前研究的重点。本研究由 Fan Cheng、Oneli Mapalagama、Xuehong Li、Kashika Sethi、Yikai Ren、Michael Nickerson 与 Yongfeng Ai 合作完成，发表于《Journal of Agriculture and Food Research》。
关键技术方法包括：采用全因子实验设计，在四个碱性pH与温度组合下进行湿法分离；使用扫描电子显微镜（SEM）观察颗粒形貌；利用高效体积排阻色谱（HPSEC-RI）分析支链淀粉侧链长度分布；通过广角X射线衍射（WAXD）测定相对结晶度；利用差示扫描量热法（DSC）分析糊化与回生热力学特性；使用快速粘度分析仪（RVA）测定糊化特性及凝胶强度；并通过体外消化模型评估未烹饪与烹饪状态下淀粉的消化率。样品来源于加拿大产气流分级富淀粉蚕豆粉与豌豆粉，以及工业商业豌豆淀粉（CPS）。
研究结果分为若干部分：
3.1 湿法分离淀粉的纯度与得率：气流分级富淀粉蚕豆粉含淀粉72.2%、蛋白质16.2%；豌豆粉含淀粉75.4%、蛋白质9.4%。湿法分离后，蚕豆淀粉含量96.2%–98.6%，豌豆淀粉含量95.0%–97.2%，蛋白质含量≤0.44%，表明方法可有效提高纯度并保持较高回收率。
3.2 提取pH与温度对纯度及得率的影响：在pH 8.5–11.0与温度25℃–50℃范围内，pH、温度及其交互作用对淀粉纯度与得率无显著影响，但对蛋白质分离纯度与得率有明显作用，因此优化条件基于蛋白质响应确定。
3.3 优化条件下分离淀粉的特性：温和与苛刻条件分离的淀粉在化学组成上相近，但苛刻条件豌豆淀粉破损率更高。颗粒形态总体保留完整，但高pH与高温导致部分颗粒破裂。支链淀粉侧链长度分布无明显变化，但苛刻条件降低了相对结晶度。热学特性显示，苛刻条件豌豆淀粉糊化温度升高、焓变下降。糊化特性中，温和条件淀粉峰值粘度较低，凝胶强度较高；苛刻条件则相反。未烹饪状态下，温和条件淀粉消化率较低，烹饪后差异消失。
讨论与结论部分指出，湿法分离条件虽不影响淀粉纯度与得率，但显著影响结构、功能与消化特性。温和条件更适合获得高结晶度、低破损、低消化率的淀粉，有利于特定食品应用；苛刻条件虽可提升蛋白质回收率，但会损害淀粉品质。与商业豌豆淀粉相比，实验室制备淀粉在结晶度、糊化温度及未烹饪消化率方面存在差异，这与加工工艺及原料品种有关。研究结果为脉冲作物加工策略优化提供了科学依据，有助于提升富淀粉副产物的工业应用价值。
