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）是一种广泛的术语，包括影响血管的多种疾病（例如心脏病发作，中风），是全球死亡的主要原因，每年导致1790万人死亡。CVD也是一项主要的经济负担：CVD的全球成本设定为2030年从大约863亿美元（2010）到10440亿美元的增加。
饮食干预和生活方式修饰比药物治疗更具吸引力，以减少CVD的长期发病率，特别是因为饮食可能同时对肥胖症和II型糖尿病产生积极影响。提出的许多饮食模式具有相似的潜在主题 - 例如，饱和脂肪的源源和更多的水果，蔬菜，繁殖和豆类。
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(phoudolusulus vulgaris.玉米(L.)的纤维含量是其他主食(如谷物)的两到三倍，因此在帮助人们满足这些建议方面发挥着重要作用。
存在流行病学证据，即消耗脉冲，特别是豆类，对体重控制，治疗后葡萄糖和胰岛素反应的益处，以及血液胆固醇水平的益处。据认为，豆类的高纤维含量在赋予这些健康益处很重要。
膳食纤维和/或豆类的消耗与降低的胆固醇水平和CVD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，在人体小肠中未被消化或吸收，并到达结肠，在肠道菌群中发酵。膳食纤维可分为不溶性和可溶性两种形式;后者能够溶于水，并在肠道中形成凝胶状网络。
可溶性纤维可能降低血清胆固醇的主要方式之一是通过螯合或保持胆汁盐（BS）。胆汁盐是在胆固醇中肝脏制成的生物洗涤剂，储存在胆囊中并在膳食消耗时释放;然后他们穿过肠道，厌倦脂肪（脂质）消化。近95％的初级BS在小肠的最后一部分中被重新吸收，并在称为肠溶血管循环的过程中再循环回到肝脏。剩余的5％的BS继续将它们转化为次级BS的结肠。已经显示出小肠中纤维的存在，以减少重新吸收到肠溶血管循环中的BS的量。为了替代没有返回肝脏的BS，由于纤维在小肠中螯合，肝脏使用胆固醇合成新BS，从而降低血液胆固醇。
豆矩阵
有趣的是，并非所有含有纤维的食物都具有相同的健康结果。Fernández-fraguas博士假设豆矩阵可能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，其含有和/或与食物组分相互作用，并且表现出与分离的食物成分不同的功能和行为。
豆具有复杂且异质的基质，其特征在于厚，弹性外部细胞壁，其保护内部细胞质基质。该内部基质含有大部分种子的营养素（淀粉颗粒和蛋白质），而细胞壁包括提供结构载体的纤维（纤维素，半纤维素，果胶）的混合物。
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，并结合了一个体外模拟人类上消化道(口腔、胃、小肠)的消化模型，以研究可溶性纤维和其他主要豆类成分(分离出来的和作为一个整体)是否/如何有助于BS的保留，以及豆类基质在这一过程中发挥的作用。研究结果表明，不溶性纤维、抗性淀粉和大豆蛋白增加了大豆可溶性纤维对bs的隔离作用。她的研究还表明，大豆细胞壁的弹性影响大豆成分保留BS的能力体外消化。这表明需要单独评估每个组件，更重要的是以更全面的方式考虑食物，占整个豆矩阵。
豆类胆汁盐潴留的机制
调查结果还证实了不同的机制可以帮助解释豆类如何保留BS。由于其粘度和凝胶形成性能，可溶性纤维可以形成捕获BS的网络，导致相当大的BS保持。
然而，尽管大豆蛋白也显示出高的bs滞留，但它们并没有增加模拟肠液的粘度。因此，研究小组假设未消化和/或水解的蛋白质分子与BS结合。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，以确定豆类成分的结合偏好。他们发现，豆类物质更倾向于与疏水性(“憎水”)BS结合，如鹅去氧胆酸盐。这支持了大豆蛋白与BS之间疏水分子相互作用的假设，并表明胶束的形成(由BS构建并由其疏水驱动的球状结构)对大豆保留BS的能力起着重要作用。
烹饪和加工方法对食品结构的影响
在食用之前，豆类需要某种形式的烹饪或加工，这可能会影响豆类成分的生物活性，并最终影响它们的健康益处。例如，在燕麦和大麦中发现的一种可溶性纤维-葡聚糖的降胆固醇活性，已经被认为是一种有效的健康声明，在这些谷物中没有加工或只加工了很少的形式。因此，VT研究的另一个目标是评估在烹饪和加工过程中可能发生的大豆基质修饰如何转化为大豆保留BS和调节体外脂肪消化的能力。
当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，而不仅仅是它们的营养含量。
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)。
研究首次证明，当沸水(15分钟或2小时)显著降低豆类的bs结合效率时，HHP处理保存和/或改善bs保留，这取决于加压水平和长度;最有效的处理方法是将最高的压力(600 MPa)与较短的时间(5分钟)结合起来。即使这些HHP条件降低了大豆不溶性纤维的含量，显微镜分析显示，煮沸对大豆细胞壁完整性、蛋白质基质和淀粉颗粒的破坏比HHP更严重。在HHP (600 MPa/5 min)过程中，细胞壁的部分破坏和松散填充的淀粉-蛋白质-纤维复合物的形成，以及细胞壁渗透率和孔隙率的增加，可能导致纤维组分更多地暴露于BS。
这项研究得出结论，组建和结构因素的组合触发了豆类的BS保留能力。具体地，细胞壁，蛋白质变性和淀粉凝胶化的崩解程度在BS结合效率中起重要作用。这可能是由于促进淀粉蛋白 - 纤维网络的形成变异的致密性，其为BS提供结合位点。
研究人员还表明，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（即胶凝和乳化行为，水控和油结合能力），这可能增加豆类的多功能性。通过使用这种清洁标签技术，可以减少食物制剂的时间，并且豆成分可以包含在广泛的食物配方中，部分取代现有的添加剂。
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，该团队表明，HHP是一种有前途的绿色技术，用于制造具有一系列功能性质的豆类，同时有效地保持和/或增强豆类的BS保持能力。因此，HHP有可能在一系列食品配方中增加豆类作为营养和胆固醇降低成分的使用，利用其健康益处，并增加市场上含豆产品的数量。
促进包括纤维来源的整体健康饮食模式，如豆类，将有助于人们达到日粮纤维的日常推荐量，并在有助于降低慢性疾病的风险的同时实现其他重要的营养需求。
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