来自印度北部喜马拉雅山麓地带的红米淀粉的功能性、粘附性、流变学特性、结晶特性及热性能：与巴斯马蒂米米的对比研究

《Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre》：Functional, pasting, rheological, crystalline, and thermal properties of red rice starch from Northern Indian sub-Himalayan belt: A comparative study with basmati rice

　　红米Chhohartu和大米Basmati淀粉的物理化学、功能特性及热稳定性等指标存在显著差异。Chhohartu淀粉总淀粉含量（80%）和支链淀粉（29.21%）更高，糊化温度（79.52℃）及热稳定性优于Basmati，但吸水（136%）和吸油能力（158%）较低。Basmati淀粉溶胀性（3636 cP）和结晶度（47.67%）更优，适合需要高膨胀和粘度的食品加工。

　　

Rakshita Bhardwaj | Charanjiv Singh Saini

食品工程与技术系，Sant Longowal 工程与技术学院（SLIET），Longowal-148106，Sangrur，旁遮普邦，印度

摘要

从红米品种 Chhohartu 和巴斯马蒂米中提取了淀粉，并根据它们的物理化学性质、功能特性、糊化特性、流变特性、结晶特性和热特性进行了比较。Chhohartu 淀粉的总淀粉含量（80%）和直链淀粉含量（29.21%）较高，这使其糊化温度（79.52°C）更高，热稳定性也更强。相比之下，巴斯马蒂淀粉的直链淀粉含量（21.79%）较低，但溶解度（20%）较高，表明其吸水能力更强。巴斯马蒂淀粉的吸水能力（WAC）和吸油能力（OAC）显著更高（分别为150%和162%），而 Chhohartu 淀粉的这些数值较低（分别为136%和158%），这是由于其更紧密的颗粒结构所致。糊化分析显示，巴斯马蒂淀粉的峰值粘度（3636 cP）、持粘度（3221 cP）和最终粘度（5489 cP）更高，表明其膨胀和凝胶化能力更强；而 Chhohartu 淀粉的糊化温度（79.95°C）较低，但反凝粘度（2278 cP）较高，表明其抗返凝能力更强。流变分析证实，两种淀粉都表现出剪切稀化行为，其中 Chhohartu 淀粉的屈服应力（452 Pa）和复杂粘度（2960.86 Pa.s）更高，使其在剪切作用下更耐结构破坏。结构分析表明，巴斯马蒂淀粉的结晶度（47.67%）高于 Chhohartu（40.23%），说明 Chhohartu 淀粉中的氢键作用更强。这些发现表明，巴斯马蒂淀粉适用于需要较高膨胀性、粘度和水合性的应用，而 Chhohartu 淀粉则更适合高温加工和需要增强结构完整性和抗返凝性的产品配方。

引言

水稻（Oryza sativa L.）是全球第二大产量最高的谷物作物，是世界上超过一半人口的主食。印度的水稻产量占全球总量的33.23%（FAOSTAT，2024年）。水稻是一种重要的能量来源，因为其主要成分淀粉占其干重的70%–80%。除了碳水化合物外，水稻还含有8%–12%的蛋白质和0.5%–1%的脂肪，从而提高了其营养价值（Qadir & Wani，2023年）。印度喜马偕尔邦西姆拉地区的Tehsil Chirgaon是著名红米品种 Chhohartu 的发源地。这种有色水稻由于含有丰富的原花青素和花青苷，具有显著的营养和植物化学特性，与其他品种相比对人体健康有显著益处，这些成分主要集中在米糠层中。这些色素通过与淀粉分子的相互作用影响糊化、糊化行为和返凝过程。经肠道消化后，许多生物活性化合物的协同作用可以清除体内的多余自由基，从而增强谷物多酚的抗氧化活性（Thakur 和 Kumari，2020年；Rupa 等人，2025年）。另一方面，巴斯马蒂米以其独特的气味和细长的颗粒而闻名，这些颗粒具有令人愉悦的风味、质地和香气。

水稻淀粉是水稻中的主要碳水化合物，是一种由直链淀粉和支链淀粉组成的生物聚合物，其结构组织对其物理化学、功能和热特性有着重要影响。糊化、返凝和酶解敏感性等关键特性由直链淀粉与支链淀粉的比例决定，这也影响产品的消化性和在各种食品和工业应用中的适用性（Li，2023年）。支链淀粉由于其高度分支的结构和可变的链长分布，是调节淀粉结晶度、糊化行为和质地稳定性的关键因素（Saho & Roy，2023年）。由于蛋白质和脂肪含量较低，水稻淀粉颗粒（2–8 μm）比其他谷物淀粉小得多，具有多态性结晶结构（A型和B型），且纯度很高，这些特点使其具有广泛的功能特性。不同传统水稻品种的淀粉组成因分离方法、植物来源、种植方法、相对湿度、日照长度、气候和稻谷生长期间的土壤条件等因素而大不相同（Kaur 等人，2015年）。红米淀粉因其独特的物理化学和功能特性而受到广泛关注，这些特性包括生物活性物质（如黄酮类和酚类）、较高比例的抗性淀粉以及较低的糊化焓。这些特点可能解释了其较高的营养价值和较低的血糖反应（Almeida 等人，2022年）。另一方面，巴斯马蒂米淀粉具有特殊的品质，使其与其他水稻淀粉区分开来。与粳米或粘性米淀粉相比，巴斯马蒂米淀粉的质地更硬，粘性更低，这是由于其适中的直链淀粉含量（20%–25%），这也解释了其独特的糊化和糊化行为（Ahmed 等人，2015年）。

本研究关注了关于 Chhohartu 淀粉和巴斯马蒂米淀粉比较的文献空白。此外，本研究充分探讨了红米淀粉的物理化学、功能、糊化、流变、结晶和热特性。本研究的新颖之处在于对喜马偕尔地区一种鲜为人知的传统红米品种进行了研究，这种品种在淀粉研究中的关注度较低。这些结论可能有助于阐明如何将红米（Chhohartu）作为功能性食品成分来改善健康，并将其应用于食品加工行业，以提高新产品配方中淀粉的效果。这些发现还为红米淀粉在热加工和结构要求较高的食品系统中的增值和工业应用开辟了新途径。

章节片段

原材料

用于提取淀粉的是 Chhohartu 品种的红米。这种红米在卡里夫季节（6月播种，10月收获）种植，从印度喜马偕尔邦Rohru的当地农民处采购；巴斯马蒂米品种PB 1509也是卡里夫季节作物，从印度旁遮普邦Sangrur的碾米厂获取。谷物经过手工清洗和筛分，以去除灰尘、石块或破损的颗粒。研磨使用的是McGill No. 2

物理化学分析

观察发现，与 Chhohartu 淀粉相比，巴斯马蒂淀粉的含水量、粗脂肪、粗蛋白和灰分含量更高（表1）。含水量的差异可归因于淀粉组成的不同，因为巴斯马蒂米中较低的直链淀粉含量增强了水分保持能力。较高的脂肪含量可能是由于淀粉颗粒与天然脂质之间的相互作用更强。粗蛋白含量的轻微增加可能是由于

结论

研究发现，Chhohartu 品种红米淀粉和Pusa Basmati 1509品种巴斯马蒂米淀粉在物理化学、功能、糊化、流变、结晶和热特性方面存在显著差异。Chhohartu 淀粉的直链淀粉和总淀粉含量较高，导致其膨胀能力和溶解度较低，但糊化温度较高，表明其颗粒结构更为紧密。而巴斯马蒂淀粉则表现出更好的糊化性能

CRediT作者贡献声明

Charanjiv Singh Saini：撰写——审稿与编辑、监督、资源管理、项目协调、概念构思。Rakshita Bhardwaj：撰写——初稿撰写、方法设计、实验实施、数据分析

未引用参考文献

da Silva 等人，2020年；Gani 等人，2013年；Kaur 等人，2002年；Precha-Atsawanan 等人，2018年；Sahoo 和 Roy，2023年。

伦理问题声明

本研究未涉及人类受试者的使用，也未在实验室中使用动物，未进行任何体内实验。

数据可用性

数据可应要求提供。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者感谢印度Sangrur, Longowal的Sant Longowal 工程与技术学院提供的必要研究设施。