常见的豆:可持续和廉价的超级食物，以反对CVD
心血管疾病(CVD)是一个广泛的术语，包括影响血管的多种疾病(如心脏病发作、中风)，是全球死亡的主要原因，每年造成1790万人死亡。CVD也是一个主要的经济负担:到2030年，CVD的全球成本将从大约8630亿美元(2010年)上升到10440亿美元。
在降低心血管疾病的长期发病率方面，饮食干预和生活方式的改变比药物治疗更有吸引力，特别是在饮食可能同时对肥胖和ii型糖尿病产生积极影响的情况下。许多被提出的饮食模式都有相似的基本主题——例如，少摄入饱和脂肪，多吃水果、蔬菜、全谷物和豆类。
可持续和营养的豆类
膳食豆类(可食用的干豆类种子，如鹰嘴豆、扁豆、蚕豆和豌豆)因其营养和健康益处以及对农业可持续性的影响而闻名。对植物性蛋白质的需求比以往任何时候都高，而豆类是一种极好的廉价蛋白质来源。这使它们成为肉类产品的主要蛋白质替代品，从而有助于可持续农业和营养。
此外，豆类提供了更多的复合碳水化合物，包括纤维。美国心脏协会鼓励摄入纤维，目标是每天30克左右;然而，大多数美国成年人只消耗大约一半。普通豆子或干豆子(菜豆L.）纤维比其他膳食钉（例如谷物）更多的两到三倍，因此可以在帮助人们满足这些建议方面发挥重要作用。
有流行病学证据表明，食用豆类，特别是豆类，对控制体重、调节餐后血糖和胰岛素反应以及血液胆固醇水平有好处。人们认为豆类的高纤维含量对这些健康有益。
食用膳食纤维和/或豆类与降低胆固醇水平和心血管疾病风险密切相关。
然而，膳食纤维和豆类降低血液胆固醇水平的确切机制尚不完全清楚。此外，大豆在国内或工业加工过程中对大豆基质的潜在改变可能会影响其营养质量、膳食纤维功能，并最终影响其降低胆固醇和脂质水平和预防心血管疾病的能力。
弗吉尼亚理工大学的克里斯蒂娜博士(Cristina Fernández-Fraguas)正在对此进行进一步的研究。她的工作重点是研究植物组织结构和加工技术如何影响人体消化道内营养物质的分解和行为。
膳食纤维，胆固醇和胆盐
膳食纤维是植物的可食用部分，其未消化，也不在人类小肠中吸收，并达到由肠道微生物发酵的结肠。膳食纤维可分为不溶性和可溶性的形式;后者能够在水中溶解并在肠中产生类似的凝胶等网络。
可溶性纤维降低血清胆固醇的主要途径之一是隔离或保留胆盐(BS)。胆盐是肝脏从胆固醇中提取的生物洗涤剂，储存在胆囊中，在进食时释放出来;然后它们通过肠道，帮助脂肪(脂类)消化。几乎95%的原发性BS在小肠的最后一部分被重新吸收，并在一个被称为肠肝循环的过程中循环回到肝脏。其余5%的BS继续进入结肠，在结肠中转化为次级BS。小肠中纤维的存在已经被证明可以减少被肠肝循环重新吸收的BS的数量。为了替代那些由于小肠纤维的隔离而没有回到肝脏的BS，肝脏利用胆固醇合成新的BS，从而降低血液中的胆固醇。
豆矩阵
有趣的是，并不是所有含有纤维的食物都有相同的健康结果。Fernández-Fraguas博士假设，豆类基质可能会影响其膳食纤维的作用，这可能涉及复杂的过程和相互作用。食物基质描述了食物的复杂物理组织，它包含和/或与食物成分相互作用，并表现出与分离的食物成分不同的功能和行为。
豆类具有复杂和异质基质，其特征是厚而有弹性的外细胞壁，保护内细胞质基质。这种内部基质包含种子的大部分营养物质(淀粉颗粒和蛋白质)，而细胞壁由纤维(纤维素、半纤维素、果胶)的混合物组成，提供结构支持。
Fernández-Fraguas博士的研究团队使用了跨学科的方法，结合了豆类的微观结构和物理化学特征，并结合了一个在体外消化模型模仿人的上胃肠道（胃，胃，小肠），调查是否可溶性纤维和其他主要豆豆组分，孤立和整体，有助于BS的保留，以及豆类的作用在这个过程中的矩阵。本研究的发现表明，不溶性纤维，抗性淀粉和豆蛋白加入Bean可溶性纤维的BS螯合作用。她的研究还表明，豆细胞壁的韧性会影响豆成分在期间保留BS的能力在体外消化。这表明需要分别评估每一种成分，更重要的是，需要以更整体的方式考虑食物，考虑整个豆类基质。
豆类胆汁盐保留的机制
研究结果还证实，不同的机制可以帮助解释豆类是如何保持BS的。由于其粘度和成胶特性，可溶纤维可能会形成网状物，捕获BS，导致相当大的BS保留。
然而，尽管豆类蛋白也显示出高BS潴留，但它们没有增加模拟肠液的粘度。因此，该团队假设未消化的和/或水解蛋白分子缔合或结合BS。考虑到BS的不同分子结构，该团队还评估了BS-释放的动力学，以鉴定Bean组分的结合偏好。他们发现豆材料优先与更疏水的（'水铰接'）Bs（例如ChenodoOxcholate）结合。这支持豆类蛋白和BS之间的疏水性分子相互作用的假设，并表明胶束的形成（由BS构建的球形结构并由其疏水性驱动）对豆类保持BS的能力起着重要作用。
烹饪和加工方法对食物结构的影响
在消耗之前，豆类需要某种形式的烹饪或处理，这可能影响豆豆组分的生物活性，并最终得到他们的健康益处。例如， - 葡聚糖的降低活性，燕麦和大麦中发现的一种可溶性纤维，已被接受作为这些谷物的非或微小加工形式的有效的健康权利要求。因此，在VT完成的研究的另一个目标是评估烹饪和处理期间发生的豆类矩阵的潜在修改，转化为豆类保留BS和在体外调节脂肪消化的能力。
在评估豆类等复杂食物基质的潜在健康影响时，重要的是考虑食物的结构和加工方式，而不仅仅是其营养成分。
近年来，人们越来越担心超加工食品及其对健康的负面影响。因此，Fernández-Fraguas研究小组的进一步研究评估了研磨结合高静水压力(HHP)这一最小加工技术对豆类bs结合能力的影响，以及这与豆类微观结构、粘度和膳食纤维含量的变化之间的关系。
HHP是一种绿色的非热加工方法，它对食物施加高压(相当于在一个塑料瓶上堆十五吨重的大象)，以灭活可能导致疾病或食物腐败的细菌，同时尽量减少感官和营养特性的损失。Fernández-Fraguas博士的研究首次探索了HHP对普通豆类生物功能的影响，这些功能与降胆固醇特性有关;该研究比较了HHP处理和家庭烹饪(常压下的煮沸处理)。
据证明，在沸腾（15分钟或2小时）的同时显着降低了豆类的BS结合效率，HHP处理保存和/或改善了BS保留，这取决于加压水平和长度;最有效的处理将最高压力（600MPa）与短时间（5分钟）组合。即使这些HHP条件降低了不溶性纤维中的含量，显微镜分析表明，沸腾损坏了比HHP更严重的豆细胞壁完整性，蛋白质基质和淀粉颗粒。细胞壁的部分破坏和在HHP（600MPa / 5min）期间的松散填充的淀粉蛋白 - 纤维复合物的形成，通过增加的细胞壁渗透性和孔隙率辅助，可能导致更大的纤维组分暴露于BS。
本研究认为，组成因素和结构因素的组合触发了豆类的bs保留能力。具体来说，细胞壁的解体程度，蛋白质变性和淀粉糊化在bs结合效率中起重要作用。这可能是由于促进了不同致密度的淀粉-蛋白质-纤维网络的形成，为BS提供了结合位点。
研究人员还证明，压力-时间组合对这些因素的不同影响转化为功能和技术特性的差异(即凝胶和乳化行为，持水和粘油能力)，这可能会增加豆类的多功能性。通过使用这种清洁标签技术，食品制备的时间可以减少，豆类成分可以包括在广泛的食品配方中，部分替代现有的添加剂。
利用豆类的健康益处和多功能性
Fernández-Fraguas博士通过她的研究证明，豆类基质在确定潜在的健康益处方面发挥着关键作用，特别是在隔离BS方面，从而降低胆固醇水平。大豆基质也与调节脂肪的消化率有关，因为BS是脂肪消化的主要参与者。这支持了现有的证据，即豆类是一种经济且可持续的降低心血管疾病风险的方法。
此外，该团队还表明，HHP是一种很有前途的绿色技术，可以在有效保存和/或增强豆类的bs保留能力的同时，制造具有一系列功能特性的豆类。因此，HHP有可能增加豆类作为营养和降低胆固醇成分在一系列食品配方中的使用，利用它们的健康益处，并增加市场上含豆类产品的数量。
提倡包括豆类等纤维来源的整体健康饮食模式，将有助于人们达到每日膳食纤维的推荐量，并满足其他重要营养需求，同时有助于降低患慢性疾病的风险。
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