超高壓處理對(duì)發(fā)芽糙米飯淀粉體外消化特性的影響

王曦 潘見

摘要 [目的]研究超高壓處理對(duì)發(fā)芽糙米方便米飯消化特性的影響。[方法]以自制發(fā)芽糙米為原料，通過模擬發(fā)芽糙米飯淀粉體外消化，來(lái)分析不同處理壓力及不同存放時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米方便米飯消化性的影響。[結(jié)果]超高壓處理能夠提升發(fā)芽糙米飯的消化速率，在300.0 MPa下就有較高的消化速率，該壓力下發(fā)芽糙米飯中快消化淀粉（RDS）和抗性淀粉（RS）含量分別為64.32%、7.29%，而未處理組為55.41%、11.86%；存放2 d后，400.0 MPa下發(fā)芽糙米飯中RDS含量為61.43%，遠(yuǎn)大于未處理組的47.47%，RS淀粉含量為850%，低于未處理組的16.68%，但略高于新鮮米飯。[結(jié)論]超高壓處理能夠顯著提升發(fā)芽糙米飯的消化性，增加發(fā)芽糙米飯中RDS含量，降低RS含量，抑制發(fā)芽糙米飯的回生，提升發(fā)芽糙米飯的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞 超高壓；發(fā)芽糙米飯；淀粉；消化性

中圖分類號(hào) TS21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2017）13-0096-03

Effect of Ultra-high Pressure Treatment on Starch Digestion of Germinated Brown Rice

WANG Xi， PAN Jian*

（Engineering Research Center of Bio-process in Ministry of Education， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009）

Abstract [Objective] The research aimed to study the effect of ultra-high pressure treatment on the digestion characteristics of germinated brown rice. [Method] With the self-made germinated brown rice as raw material， the effects of different treatment pressure and different storage time on the digestibility of germinated brown rice were analyzed by simulating the in vitro digestion of brown rice starch. [Result] Ultra-high pressure could increase the digestion rate of germinated brown rice and had a higher digestion rate at 300.0 MPa. The content of fast digestible starch（RDS） and resistant starch（RS） in germinated brown rice were 64.32% and 7.29% respectively， untreated group was 5541% and 11.86%； Deposit 2 days later， the content of RDS at 400.0 MPa was 61.43% much higher than 47.47% of the untreated group， the RS starch content was 8.50% less than 16.68% of the untreated group， but slightly higher than the fresh rice. [Conclusion] Ultra-high pressure treatment can enhance the digestibility of germinated brown rice， increase the content of RDS， reduce the content of RS， increase the digestibility， inhibit the retrogradation， thereby to enhance the quality of germinated brown rice.

Key words Ultra-high pressure；Germinated brown rice；Starch；Digestive characteristics

隨著飲食營(yíng)養(yǎng)均衡受到越來(lái)越多的人的重視，人們對(duì)于稻米的認(rèn)識(shí)從過去的“精”轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦摹叭薄０l(fā)芽糙米作為一種富含各種營(yíng)養(yǎng)的全谷物食品受到越來(lái)越多的關(guān)注。

發(fā)芽糙米由于外表皮的存在，制作成米飯時(shí)不利于水分和熱量的傳導(dǎo)，故不易被消化吸收，市面上也很少見到以發(fā)芽糙米為原料制作的方便米飯。筆者通過研究模擬米飯中淀粉體外消化，來(lái)分析不同壓力以及不同存放時(shí)間對(duì)發(fā)芽糙米方便米飯消化性的影響，并以此來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)芽糙米方便米飯的消化性，為發(fā)芽糙米飯的品質(zhì)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料及主要試劑。

發(fā)芽糙米，實(shí)驗(yàn)室自制；

3，5-二硝基水楊酸（分析純）、

氫氧化鈉（分析純）、酒石酸鉀鈉（分析純）、無(wú)水葡萄糖（分析純）、亞硫酸鈉（分析純），國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；重蒸酚（分析純）、糖化酶（Cat#T8500），上海索萊寶生物科技有限公司；胰酶（P7462），合肥博美生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備。

電子天平（G-135），德國(guó)梅特勒-托利多公司；恒溫水浴鍋（HH）、氣浴恒溫振蕩器（ZD-85），金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；真空包裝機(jī)（DZ-400/2S），上海嘉韻包裝機(jī)械有限公司；超高壓設(shè)備（YCB630/2.5），兵器工業(yè)第五二研究所；

反壓蒸煮鍋（30L），濟(jì)南德瑞克儀器有限公司；紫外分光光度計(jì)（UV-1600），北京瑞利分析儀器公司；pH計(jì)（PB-10），德國(guó)賽多利斯。

1.2 方法

1.2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的測(cè)定。

DNS試劑配制：將6.30 g DNS和20.96 g氫氧化鈉溶液，加到500 mL含有182.00 g酒石酸鉀鈉的熱溶液當(dāng)中，攪拌均勻后，再加入5.00 g重苯酚和500 g亞硫酸鈉，攪拌溶解，冷卻后加水定容到1 000 mL，即制得DNS試劑，貯于棕色瓶中放置7 d后再使用。注意：溶液加熱溫度不宜超過45 ℃，同時(shí)3，5-二硝基水楊酸和氫氧化鈉的加入時(shí)間要接近。

將無(wú)水葡萄糖98 ℃烘干2 h后，準(zhǔn)確稱取0.500 g烘干后的葡萄糖，用蒸餾水溶解并定容至500 mL，得到1 mg/mL的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，并按表1添加葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入2.0 mL DNS試劑，沸水浴5 min，用流水冷卻后，再用蒸餾水補(bǔ)至15 mL，于波長(zhǎng)540 nm下比色測(cè)定吸光度。

樣品中還原糖測(cè)定：取樣液1.0 mL，加入2.0 mL DNS試劑，沸水浴反應(yīng)5 min后，立即用流水冷卻，定容至15 mL后，于波長(zhǎng)540 nm下比色測(cè)定吸光值。

1.2.2 發(fā)芽糙米飯淀粉體外消化。

1.2.2.1 發(fā)芽糙米飯的制作工藝。

糙米原料產(chǎn)自黑龍江五常市，屬于粳米。將糙米發(fā)芽后，淘洗2遍后，瀝干水分，按照米水比為1∶1計(jì)量裝袋，并真空包裝，在室溫下經(jīng)過超高壓處理后，于反壓蒸煮鍋中118 ℃保溫10 min。

1.2.2.2 發(fā)芽糙米模擬體外消化。

體外消化模型：根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的具體情況，以Jenkins提出的體外消化模型為基礎(chǔ)，參考張習(xí)軍等[1]、Englyst等[2]、盧薇等[3]做適當(dāng)修改。發(fā)芽糙米經(jīng)超高壓處理后制得發(fā)芽糙米飯，取發(fā)芽糙米方便米飯250 g于研缽中，加入少量pH為6.81的磷酸鹽緩沖溶液，碾磨成糊狀后，轉(zhuǎn)入50 mL的帶塞比色管中，研缽用緩沖溶液沖洗數(shù)次后，將溶液轉(zhuǎn)入比色管中，定容至50 mL，并加入4顆玻璃珠。將比色管在37 ℃下預(yù)熱10 min，平放入氣浴恒溫振蕩培養(yǎng)箱中，振蕩頻率120 r/min。加入質(zhì)量體積比05%的胰酶和0.3%的糖化酶各4.0 mL后。分別在20、60、120、180、240 min時(shí)，取出200.0 μL加入到4.0 mL蒸餾水中，振蕩均勻后沸水浴滅酶，按照“1.2.1”的方法，采用DNS法測(cè)定葡萄糖釋放量，用來(lái)評(píng)價(jià)發(fā)芽糙米飯淀粉的消化特性。

1.2.2.3 發(fā)芽糙米飯中快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）含量計(jì)算。

根據(jù)Englyst等[2]提出的理論：37 ℃下，能在20 min中內(nèi)被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為RDS；能在20～120 min內(nèi)被胰胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為SDS；120 min不能被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為RS。

RDS在口腔和小腸中被快速消化，但是會(huì)引起多種疾病[4]；而SDS能在小腸中被消化，但是葡萄糖釋放速率較慢，有利于維持血糖穩(wěn)定，并且可以避免大多數(shù)慢性疾病[5]；而RS則不能在小腸中消化吸收，但是能作為膳食纖維，促進(jìn)腸道健康。

式中，G0、G20、G120分別指的是酶解反應(yīng)0、20、120 min時(shí)的酶解葡萄糖量；0.9是指葡萄糖和淀粉的轉(zhuǎn)換系數(shù)。

由于所選酶采用的酶系為胰酶和糖化酶，胰酶中包含胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，糖化酶會(huì)將產(chǎn)生的還原糖繼續(xù)水解為葡萄糖，因此水解產(chǎn)物主要是以葡萄糖為主，同時(shí)該試驗(yàn)中還原糖含量是以米飯濕基來(lái)計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照“1.2.1”中標(biāo)準(zhǔn)曲線的組合進(jìn)行試驗(yàn)，以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖1所示，曲線方程為y=0.908x+0.012 7，R2=0.998 4，線性關(guān)系良好。

2.2 超高壓處理壓力對(duì)發(fā)芽糙米飯消化性的影響

參見“1.2.2.1”的制作工藝，在室溫25 ℃下，于0.1、200.0、3000、400.0 MPa保壓5 min后，制得樣品后冷卻至常溫。按照“1.2.2.2”方法測(cè)量發(fā)芽糙米飯中淀粉體外消化性。圖2中反映了還原糖釋放量隨消化時(shí)間的變化趨勢(shì)，從圖2中可以看出，前20 min還原糖釋放速率較快，在180 min后趨于平緩。在同一存放時(shí)間下，超高壓處理組最終還原糖釋放的總量高于未超高壓處理組，說明超高壓處理能夠促進(jìn)淀粉糊化。但是超高壓組間最終還原糖釋放量相差不大，一方面可能是由于發(fā)芽過程中酶的作用下使得淀粉水解相對(duì)更容易消化，同時(shí)制作發(fā)芽糙米飯所用的蒸煮溫度較高，使得發(fā)芽糙米飯中的淀粉糊化程度較高；另一方面可能是發(fā)芽糙米由于經(jīng)過酶解作用，其淀粉結(jié)構(gòu)已經(jīng)遭到破壞，對(duì)于壓力更為敏感，因此較低壓力處理下就能夠抑制淀粉回生。

從圖2可以看出，在消化的前20 min內(nèi)，隨著處理壓力升高，淀粉消化速率也提高，存放2 d后超高壓處理組仍然有相同的趨勢(shì)，300.0和400.0 MPa處理組相差相對(duì)較小且都大于未超高壓處理組，說明超高壓處理可以破壞糙米表皮結(jié)構(gòu)[6]，同時(shí)也能使得發(fā)芽糙米中淀粉結(jié)構(gòu)得到破壞，而且可能是由于發(fā)芽后淀粉對(duì)壓力更為敏感，使得300.0 MPa下就有一個(gè)較高的消化速率。在較短存放時(shí)間下，發(fā)芽糙米飯中總還原糖量?jī)H略微下降，即抗性淀粉含量增加較少，可能原因是原料糙米屬于粳米，本身直鏈淀粉含量相對(duì)較少，同時(shí)經(jīng)過發(fā)芽后，改變了糙米中不同淀粉的分布情況[7]，使得米飯更不容易回生。