輔料添加對擠壓復(fù)配米外觀結(jié)構(gòu)、蒸煮食用品質(zhì)及體外血糖生成指數(shù)的影響

王 嫻，周顯青*，胡宏海，張 泓

（1.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室，北京 100193）

我國糖尿病總體患病率已達9.7%[1]，糖尿病病人需要終身服藥，只能進行藥物和食物控制，而市場上可供糖尿病人群選用的主食產(chǎn)品極少，糖尿病治療面臨挑戰(zhàn)。近年來，國內(nèi)外在具有降血糖作用的天然產(chǎn)物上已做了大量的藥理和臨床研究[2]，發(fā)現(xiàn)天然產(chǎn)物菊粉[3]、大豆多糖[4]、β葡聚糖[5]等具有多種生物活性，有降血糖、降血脂、抗腫瘤和抗氧化功能[6]；因此，基于糖尿病用主食對原輔料的要求，以大米粉和馬鈴薯全粉為主料、天然降糖因子（菊粉、大豆多糖、燕麥麩）為輔料，經(jīng)擠壓、成型和干燥，開發(fā)具有降糖功效的復(fù)配米，以期為糖尿病人提供主食大米，滿足糖尿病人的需求。

國內(nèi)外對擠壓復(fù)配米（又稱人造米、重組米或工程重組米等）加工技術(shù)已開展大量研究。早在1982年Harrow等[7]在部分糊化的米粉中加入粉狀脂肪、NaCl等混勻后，擠壓成形方便米。Scelia[8]、Su[9]等分別在大米粉中添加食用膠和蛋殼粉，然后用雙螺桿擠壓設(shè)備制備復(fù)配米，以改善復(fù)配米的品質(zhì)特性。Moretti[10]和Hackl[11]等均對鐵營養(yǎng)強化復(fù)配米進行研究，發(fā)現(xiàn)硫酸亞鐵是一種比較理想的鐵強化劑，添加檸檬酸/檸檬酸三鈉混合物可提高焦磷酸鐵擠壓強化米的鐵利用率。目前該領(lǐng)域的大部分研究主要集中在碎米資源再利用、人造營養(yǎng)強化米加工[12]、復(fù)配米品質(zhì)改良[13]、擠壓熟化方便米飯的制備及擠壓加工工藝的改善等方面上，而就降糖輔料添加對復(fù)配米的理化特性、蒸煮、食用品質(zhì)及血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）影響的研究鮮有報道。

本研究基于糖尿病食療對原輔料的要求，以大米粉和馬鈴薯全粉為主料，菊粉、燕麥麩、大豆多糖為輔料，經(jīng)擠壓成型和干燥，開發(fā)具有降糖功效的復(fù)配米。探究輔料添加量與復(fù)配米的理化特性、蒸煮食用品質(zhì)及GI的關(guān)聯(lián)性，篩選有效降糖因子和確定合理添加量，旨在為糖尿病人群用主食大米生產(chǎn)提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

秈米粉（水分11.86%、粗脂肪0.64%、粗蛋白8.61%、灰分0.61%、總淀粉75.56%、總膳食纖維0.80%，均為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同） 市售；馬鈴薯全粉（水分7.16%、粗脂肪0.27%、粗蛋白8.19%、灰分2.24%，總淀粉76.24%，總膳食纖維2.62%） 內(nèi)蒙古凌志馬鈴薯科技有限公司；菊粉（白色粉末，有效物質(zhì)為95%，水分2.45%） 甘肅白銀熙瑞生物工程有限公司；燕麥麩（60～80 目，水分8.09%） 張家口北燕燕麥?zhǔn)称烽_發(fā)有限公司；大豆多糖（淡黃色粉末，純度為99.8%，水分8.25%） 北京遠大食品添加劑有限公司。

鹽酸、醋酸和氫氧化鈉均為分析純 國藥集團化學(xué)試劑有限公司；瓜爾豆膠（5 000～5 500 cPs，200 目）、α-淀粉酶（p7545）、轉(zhuǎn)化酶（I4504）、胃蛋白酶（P7000） 美國Sigma公司；E-AMGDF淀粉葡糖苷酶、葡萄糖試劑盒 愛爾蘭Megazyme公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Q-500高速多動能粉碎機 上海冰都電器有限公司；KM005全能廚師機 英國Kenwood；DGG-9203A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海森信實驗儀器有限公司；KO-500E型超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司；LT-ACC300人工氣候室 上海立德泰勀儀器有限公司；電子眼 英國VireVide公司；PEN3.5型電子鼻 德國Airsense公司；S-570掃描電子顯微鏡 日本日立公司；SHZ-A水浴恒溫振蕩器 上海博迅實業(yè)有限公司；SCC WE61萬能蒸烤箱 德國Rttional公司；SHJ-2雙螺桿擠壓機 南京杰亞公司；340PC384酶標(biāo)儀 美國分子儀器公司；CT3 10K質(zhì)構(gòu)儀 美國Brookfield公司。

1.3 方法

1.3.1 配料設(shè)計

對照組：60%秈米粉+40%馬鈴薯全粉（前期研究馬鈴薯復(fù)配米發(fā)現(xiàn)，添加馬鈴薯全粉后復(fù)配米的營養(yǎng)價值明顯高于秈米，但添加量大于40%后，食用品質(zhì)顯著降低，故選取添加40%馬鈴薯全粉）。

實驗組：在對照組的基礎(chǔ)上，分別添加5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%的菊粉、燕麥麩及大豆多糖。

1.3.2 復(fù)配米擠壓制備

原料預(yù)處理：原料粒度均要求過60 目篩。

原料配制與混勻：分別稱取秈米米粉300 g、馬鈴薯全粉200 g，在此基礎(chǔ)上，按實驗組要求添加不同比例的輔料進行配粉，用廚師機混粉5 min，備用。

擠壓與成型：采用雙螺桿擠壓機制備復(fù)配米，擠壓參數(shù)設(shè)置：螺桿轉(zhuǎn)速100 r/min，機筒溫度從喂料端到出料端依次為1區(qū)60 ℃，2區(qū)70 ℃，3區(qū)80 ℃，4區(qū)100 ℃，5區(qū)80 ℃，6區(qū)60 ℃；進料轉(zhuǎn)速為40 r/min，液體泵轉(zhuǎn)速為40 r/min。制粒模頭（?？讛?shù)有3 個，孔徑為4 mm），切粒轉(zhuǎn)速為60 r/min。

老化與干燥：制備的樣品米在4 ℃冰箱老化6 h，再放入人工氣候室干燥。干燥條件：第一段溫度為50 ℃，相對濕度80%，時長1 h；第二段溫度為55 ℃，相對濕度85%，時長2 h；第三段溫度為35 ℃，相對濕度70%，時長10 h。

冷卻與包裝：干燥后的樣品冷卻20 min至室溫，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在14%以下，最后抽真空包裝備用。

1.3.3 指標(biāo)測定

1.3.3.1 米飯外觀色澤測定

使用電子眼測定制備的復(fù)配米成品，將5.00 g大米樣品直接鋪于測試臺上進行拍照測試，選取20 個點，得20 個L*、a*、b*值，并按照Hunter白度計算公式（1）[14]，計算白度值WI值，并求其平均值。

1.3.3.2 米飯蒸煮損失率測定

參考文獻[15]方法：稱取10.00 g（m1）試樣，置于已知質(zhì)量的金屬牢籠（直徑4.5 cm，高度4.5 cm）中，在流水中清洗，之后置于200 mL的燒杯中，加50 ℃蒸餾水至100 mL，在沸水鍋中煮10 min，取出金屬籠靜置燒杯上5 min至不再有米湯滴下，將燒杯中的米湯洗至已知質(zhì)量的培養(yǎng)皿（m2）中，105 ℃烘15 h至恒質(zhì)量，稱質(zhì)量（m3），然后按照公式（2）計算樣品的蒸煮損失率。每個樣品測定3 次，求平均值。

1.3.3.3 米飯微觀結(jié)構(gòu)觀察

將制備的復(fù)配米米粒樣品在1/3和2/3處橫切，用雙面膠粘于載物臺上，直接進行噴金處理，使用掃描電子顯微鏡進行觀察拍照，放大倍數(shù)為50 倍。

稱取10.00 g大米樣品于鋁盒（直徑5.5 cm，高度3.5 cm）中，以m（復(fù)配米）：m（水）＝1∶1的比例混合，采用萬能蒸烤箱蒸煮模式蒸煮20 min制備米飯，取5 粒米飯先用體積分?jǐn)?shù)2.5%戊二醛溶液浸泡過夜固定樣品，然后用0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液（pH 7.3）清洗10 次，每次5 min然后將樣品用蒸餾水沖洗，之后依次以體積分?jǐn)?shù)25%、50%、70%、80%、95%和100%的乙醇溶液進行梯度脫水處理，最后用臨界CO2干燥儀干燥。干燥后的米飯樣品與米粒樣品做相同處理并觀察。

1.3.3.4 米飯氣味電子鼻分析

同1.3.3.3節(jié)方法制備米飯。取上述米飯1.00 g于頂空瓶中，在50 ℃水浴孵育10 min，然后采用頂空抽樣的方法進行電子鼻氣味檢測。傳感器清洗時間180 s，檢測時間60 s，每個樣品重復(fù)測定3 次。

1.3.3.5 米飯質(zhì)構(gòu)特性測定

按照1.3.3.3節(jié)方法制備米飯。每次測定隨機選取3 粒米平鋪放在質(zhì)構(gòu)儀的載物臺上進行測定，測定模式為：質(zhì)構(gòu)剖面分析（texture profile analysis，TPA），探頭型號為T11R1000，測試前速率為1 mm/s，測試中速率為1 mm/s，測試后速率為1 mm/s，壓縮比為70%，重復(fù)測定7 次，剔除一個最大值和一個最小值，取平均值。

1.3.3.6 米飯食味感官評價

米飯制備按照1.3.3.3節(jié)方法進行。米飯評價參考文獻[16]方法：由10 人組成品評小組，對復(fù)配米飯的氣味、外觀結(jié)構(gòu)（顏色、光澤、完整性）、適口性（黏性、軟硬度、彈性）、滋味以及冷飯質(zhì)地（成團性、黏彈性、硬度）等指標(biāo)進行綜合品評，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。綜合評價＝氣味+外觀結(jié)構(gòu)+適口性+滋味+冷飯質(zhì)地。

表1 米飯的感官評價指標(biāo)及分值標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory evaluation of artificial rice

1.3.3.7 體外GI測定

參考文獻[17-18]的方法進行測定。稱取經(jīng)粉碎過70 目篩的復(fù)配米粉試樣100 mg于50 mL離心管中，一式3 份。分別加入2 mL的0.05 mol/L鹽酸/瓜爾豆膠溶液和10 mg蛋白酶，渦旋器混勻振蕩，37 ℃水浴150r/min振蕩孵育30 min，再加入4 mL 0.5 mol/L醋酸鈉緩沖溶液（pH 5.2），漩渦混勻，在37 ℃水浴150 r/min振蕩孵育5 min，然后加入混合酶液1 mL（以25 mL混酶液配制為例：稱取α-淀粉酶3.6 g于燒杯中，加入32 mL蒸餾水，磁力攪拌器攪拌5 min然后1 500×g離心10 min，取上清液21.6 mL于燒杯中；取2.56 mL淀粉葡糖苷酶稀釋至3.2 mL，取稀釋后的淀粉葡糖苷酶2.4 mL至裝有α-淀粉酶上清液的燒杯中，再在此燒杯中加入轉(zhuǎn)化酶1.6 mL（1.6 mg加1.6 mL水）），漩渦混勻，在37 ℃水浴150 r/min振蕩孵育，嚴(yán)格計時，并分別在30、60、90、120、150、180 min時取100 μL水解液于2 mL離心管中，取樣前要渦旋混勻，取得的水解液加入體積分?jǐn)?shù)50%乙醇溶液1 mL，混勻8 000×g離心10 min。取離心后上清液100 μL于10 mL離心管中，再加入3 mL葡糖氧化酶/過氧化物酶（glucose oxidase/peroxidase，GOPOD），50 ℃孵育20 min。其中空白為100 μL蒸餾水與3 mL GOPOD在50 ℃孵育20 min。取出孵育后的樣品（包括空白）每個吸取200 μL于酶標(biāo)板上，使用酶標(biāo)儀在510 nm波長處測吸光度。

葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線標(biāo)制備：吸取25、50、75 μL和100 μL標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖溶液，不夠100 μL的添加蒸餾水至100 μL。再加入3mL GOPOD，在50 ℃孵育20 min。使用酶標(biāo)儀于510 nm波長處測定吸光度，并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)曲線和水解率曲線Fig. 1 Standard curve and hydrolysis rate curve

根據(jù)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線（圖1a）求取每個樣品水解后的葡萄糖質(zhì)量，然后按照公式（3）計算樣品的水解率（hydrolyzing rate，HR）。以水解時間為橫坐標(biāo)，以水解率為縱坐標(biāo)，繪制得到水解率曲線（圖1b），采用Origin軟件中的積分求水解率曲線下面積（area under curve，AUC），按照公式（4）計算樣品的水解指數(shù)（hydrolyzing index，HI）。

式中：mG為葡萄糖質(zhì)量/μg；7/0.1為在不同水解時間體積校正值；1.1/0.1為GOPOD步驟體積校正值；1/1 000為葡萄糖質(zhì)量轉(zhuǎn)換值；md為樣品干質(zhì)量/mg；162/180為從淀粉獲得的游離D-葡萄糖轉(zhuǎn)換到淀粉中存在的脫水D-葡萄糖因子。

式中：AUC1為試樣中淀粉的水解率曲線下面積；AUC0為標(biāo)準(zhǔn)樣白面包水解率曲線下面積。

最后，依據(jù)Ackerberg[19]和Granfeldt[20]等得出GI與HI間存在高度相關(guān)性（r＝0.826）預(yù)測GI，GI＝0.862HI+8.198 1，計算得到GI，3 次結(jié)果求平均值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用SAS 9.1.3軟件對所得數(shù)據(jù)進行方差分析，并用Duncan法進行多重比較，顯著性水平為0.05。電子鼻的主成分分析圖由PEN3.5電子鼻自帶軟件制成，所得結(jié)果進一步用Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 輔料添加對米飯外觀色澤的影響

菊粉、燕麥麩和大豆多糖3 種輔料本身有一定的顏色，添加制備復(fù)配米后是否會產(chǎn)生不愉快的色澤影響復(fù)配米的感官特性，因此本研究對其色澤外觀進行測定。大米外觀品質(zhì)主要包括形狀、表面狀況及色澤等方面的綜合評價，大米色澤包含顏色和光澤，其中量化指標(biāo)是大米L*、a*、b*值及由其計算所得的WI[21]。大米和米飯外觀見圖2，復(fù)配米色澤測定結(jié)果見圖3～6。

圖2 復(fù)配米的外觀Fig. 2 Visual appearance of artificial rice

由圖2可知，輔料不同，對復(fù)配米的米粒和米飯的外觀影響不同。添加菊粉后復(fù)配米米粒變得較白，但透明度下降，米飯色澤與對照組相比變化不明顯；添加大豆多糖使復(fù)配米變黃，且添加量越高，復(fù)配米米粒越黃，米飯越暗；添加燕麥麩后，復(fù)配米米粒先變黃后變成棕色，且添加量越大，復(fù)配米表面越粗糙，米飯隨添加量的增加顏色越暗。

圖3 輔料對復(fù)配米L*值的影響Fig. 3 Effect of different additives on L* value of artificial rice

由圖3可知，添加輔料對復(fù)配米的L*值的影響顯著，添加菊粉時，復(fù)配米的L*值均高于對照組，且隨添加量的增加，差異越顯著。添加大豆多糖或燕麥麩均使復(fù)配米的L*值降低，隨添加量的增加，其L*值降低程度越大，且燕麥麩添加對L*值的影響較為顯著。

圖4 輔料對復(fù)配米a*值的影響Fig. 4 Effect of different additives on a* value of artificial rice

由圖4可知，添加燕麥麩及大豆多糖均使其復(fù)配米的a*值均增大，且趨勢相同。而添加菊粉的復(fù)配米a*值較小，當(dāng)添加量大于10%時，復(fù)配米a*值接近0。

圖5 輔料對復(fù)配米b*值的影響Fig. 5 Effect of different additives on b* value of artificial rice

由圖5可知，添加燕麥麩和大豆多糖均使復(fù)配米的b*值增大，且大豆多糖使得復(fù)配米的b*值增加更為顯著。而菊粉的添加使復(fù)配米b*值減小。

由圖6可看出，隨菊粉添加量的增加，復(fù)配米的WI值增大，而大豆多糖及燕麥麩的添加均使復(fù)配米的WI值減小，當(dāng)添加量大于40%時，大豆多糖添加組與燕麥麩添加組復(fù)配米的WI值差異不顯著。WI值越大，表示顏色越白?？梢?，菊粉的添加可使復(fù)配米色澤變白，且菊粉添加量越大，復(fù)配米越白。

圖6 輔料對復(fù)配米WI值的影響Fig. 6 Effect of different additives on WI value of artificial rice

綜上可以看出，添加輔料種類不同，復(fù)配米色澤變化也不同。添加菊粉使復(fù)配米L*值升高，b*值和a*值降低，WI值升高，而添加大豆多糖和燕麥麩的復(fù)配米的L*值和WI值降低，b*值和a*值增加。復(fù)配米色澤主要取決于原材料組成和加工條件等，其色澤的變化主要是由于添加輔料本身顏色的不同。此外，擠壓過程中發(fā)生美拉德反應(yīng)以及淀粉的老化和回生、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)變化等也會對復(fù)配米的顏色產(chǎn)生影響[22]。

2.2 輔料添加對米飯蒸煮損失率的影響

蒸煮損失率是衡量擠壓復(fù)配米的重要指標(biāo)，品質(zhì)較好的擠壓復(fù)配米在蒸煮過程中固形物溶出較少，而高的蒸煮損失率會引起擠壓復(fù)配米在蒸煮過程中不耐煮，容易出現(xiàn)米湯渾濁，即所謂糊湯，且口感發(fā)黏。

圖7 輔料對復(fù)配米蒸煮損失率的影響Fig. 7 Effect of different additives on cooking loss rate of artificial rice

由圖7可知，燕麥麩的添加對復(fù)配米的蒸煮損失率影響不顯著。大豆多糖添加含量低于25%時，復(fù)配米的蒸煮損失率變化不顯著，但添加量大于25%時，蒸煮損失率呈逐漸增大的趨勢。與之不同，當(dāng)菊粉添加量大于5%時，復(fù)配米的蒸煮損失率顯著增加，可能是由于菊粉親水性較強，吸水性較強，阻礙了水分子與復(fù)配米中其他淀粉顆粒的接觸[23-24]，從而影響了淀粉顆粒的糊化，使其蒸煮損失率增大。

2.3 輔料添加對米飯微觀結(jié)構(gòu)的影響

添加不同輔料對蒸煮損失率影響明顯不同，考慮其變化與復(fù)配米的微觀結(jié)構(gòu)相關(guān)，故采用掃描電子顯微鏡觀察添加不同輔料對復(fù)配米米粒和米飯微觀結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果如圖8所示。

圖8 輔料對復(fù)配米微觀結(jié)構(gòu)的影響（×50）Fig. 8 Effect of different additives on microstructures of artificial rice (× 50)

由圖8可知，添加菊粉后的復(fù)配米米粒與米飯內(nèi)部均可觀察到細小孔隙，且隨著添加量的增大，細小孔隙顯著增多。而大豆多糖添加組和燕麥麩添加組復(fù)配米的內(nèi)部細小孔隙少，結(jié)構(gòu)較為致密，且燕麥麩添加組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密性大于大豆多糖添加組，其變化趨勢與蒸煮損失結(jié)果相一致。復(fù)配米內(nèi)部結(jié)構(gòu)的致密性亦是影響其蒸煮損失的主要因素之一，復(fù)配米的內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密性越差，蒸煮損失越大。輔料添加制備的復(fù)配米米飯與米粒微觀結(jié)構(gòu)變化相一致。

2.4 輔料添加對米飯氣味的影響

氣味是米飯評價的主要感官指標(biāo)之一。電子鼻是通過仿照生物嗅覺系統(tǒng)，對樣品中揮發(fā)性成分的整體信息進行綜合分析，能反映樣品中揮發(fā)成分的整體信息[25]。與氣味感官評價相比，具有客觀性，操作簡單，在品類鑒別、快速檢測、預(yù)測貨架期等多領(lǐng)域均可應(yīng)用[26]。主成分分析（principal component analysis，PCA）是一種多元統(tǒng)計分析方法。在PCA圖上顯示主要的兩維，其貢獻率越大，說明主要成分能較好地反映樣品的信息。一般情況下，第一主成分（PC1）與第二主成分（PC2）的累積貢獻率超過70%～85%，即表明此方法有效。

不同復(fù)配米的電子鼻測定主成分分析結(jié)果見圖9，PC1（貢獻率為71.85%）與PC2（貢獻率為26.04%）總貢獻率為97.89%（大于85%），能較好地反映樣品信息。

圖9 復(fù)配米電子鼻檢測結(jié)果的PCA圖Fig. 9 PCA plot for the results of electronic nose of artificial rice

由圖9可看出，25%燕麥麩添加組、25%大豆多糖添加組、25%菊粉添加組與對照組有交叉重疊，氣味差異不顯著。但50%菊粉添加組、50%燕麥麩添加組、50%大豆多糖添加組與對照組無交叉重疊，氣味差異顯著。且添加同一輔料，添加量不同時，氣味差異顯著。

為進一步分析不同輔料添加對復(fù)配米氣味的影響，對電子鼻檢測得到的50%添加組復(fù)配米的傳感器響應(yīng)值建立指紋圖譜（雷達圖）（圖10）。10 個傳感器分別為：W1C（對芳香性化合物敏感）、W5S（對氮氧化合物，如吡嗪、呋喃酮等敏感）、W3C（對氨類和芳香性化合物敏感）、W6S（對氫氣敏感）、W5C（對烯烴和芳香性化合物敏感）W1S（對烴類物質(zhì)敏感）、W1W（對硫化氫敏感）、W2S（對醇類物質(zhì)敏感）、W2W（對芳香化合物和有機硫化物敏感）、W3S（對碳氫化合物敏感）[27]。

圖10 復(fù)配米電子鼻檢測結(jié)果的雷達圖Fig. 10 Radar chart for the electronic nose results of artificial rice

由圖10可知，50%添加組復(fù)配米在W5S、W1W和W2W傳感器上的響應(yīng)值與對照組差異較顯著，而其他感應(yīng)器的響應(yīng)值差異不顯著?？梢?，50%菊粉添加組、50%燕麥麩添加組、50%大豆多糖添加組與對照組的風(fēng)味差異主要體現(xiàn)在氮氧化物、硫化氫、芳香族化合物和有機硫化物。

2.5 輔料添加對米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響

表2 輔料對米飯質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 2 Effect of different additives on texture characteristics of artificial rice

質(zhì)構(gòu)測定能客觀地對樣品硬度、黏性和彈性等品質(zhì)進行評價。本研究分析了不同輔料添加對復(fù)配米質(zhì)構(gòu)特性的影響。由表2可以看出，不同的輔料添加對復(fù)配米質(zhì)構(gòu)特性影響不同。添加菊粉可降低復(fù)配米的硬度、膠著性和咀嚼性，且隨添加量的增加而降低，當(dāng)菊粉添加量高于30%時，復(fù)配米的硬度顯著低于對照組（P＜0.05）。添加菊粉可以顯著降低復(fù)配米的黏性（P＜0.05），但與添加量不呈依賴關(guān)系。添加5%大豆多糖時，復(fù)配米的硬度顯著高于對照組，這可能是由于大豆多糖是一種增稠劑，能增加樣品的硬度；但隨大豆多糖添加量增加，復(fù)配米的硬度降低，這可能是由于高添加量的大豆多糖使得物料中的淀粉基質(zhì)原料含量降低，影響物料的糊化凝膠，進而影響了復(fù)配米的硬度。復(fù)配米的硬度隨燕麥麩添加量的增加而降低，但燕麥麩添加量低于15%時，復(fù)配米的硬度大于對照組，這可能與燕麥麩本身特性相關(guān)。菊粉添加組制備的復(fù)配米的整體硬度要小于大豆多糖添加組和燕麥麩添加組，這可能與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在孔隙相關(guān)。3 種輔料的添加均對內(nèi)聚性和彈性影響不顯著。

2.6 輔料添加對米飯食用品質(zhì)的影響

對添加不同輔料所制得的復(fù)配米進行氣味、外觀結(jié)構(gòu)、適口性、滋味和冷飯質(zhì)地5 個方面的感官評價，評分結(jié)果見表3。

表3 輔料對復(fù)配米感官評分的影響Table 3 Effect of different additives on sensory score of artificial rice

由表3可看出，隨著輔料添加量的增加，復(fù)配米的感官評分均呈降低趨勢，其中大豆多糖添加組復(fù)配米的感官評分降低最顯著，菊粉添加組次之，燕麥麩添加組降低最為緩慢。當(dāng)大豆多糖或菊粉的添加量大于30%時，感官評分降至60 分以下；而燕麥麩添加量在添加量為30%時，感官評分仍高于60 分，當(dāng)添加量大于40%時，感官評分降至60 分以下。

2.7 輔料添加對體外GI的影響

GI是一個相對值，能反映食物對餐后血糖的升高速率和能力。根據(jù)GI的大小，食物分為：GI＜55%的食物為低GI食物，GI在55%～70%之間為中等GI食物，GI＞70%時為高GI食物[28]。已有研究表明，低GI食物具緩慢吸收，持續(xù)釋放能量的特點，有助于維持人體血糖穩(wěn)態(tài)，預(yù)防糖尿病的發(fā)生[29]。采用體外消化法對不同復(fù)配米的GI進行了測定，結(jié)果見圖11。菊粉、燕麥麩、大豆多糖等輔料添加可顯著影響復(fù)配米的體外消化預(yù)測GI，隨著輔料添加量的增加，體外預(yù)測GI降低。其中，大豆多糖對復(fù)配米的GI影響最為顯著，當(dāng)大豆多糖添加量大于35%時，復(fù)配米的體外預(yù)測GI降至55%以下，屬于低GI食物。這可能是由于大豆多糖是半乳糖醛酸主鏈上分布著阿拉伯糖等中性糖側(cè)鏈的具有毛刷狀結(jié)構(gòu)陰離子多糖，這一特點使大豆多糖具有一定的網(wǎng)絡(luò)支架作用，具有一定程度的交聯(lián)包被作用，其分散在淀粉基質(zhì)中，并對淀粉進行一定程度的包被[30]，使得添加大豆多糖制備復(fù)配米體外預(yù)測GI較低。菊粉及燕麥麩在添加量較低時，對復(fù)配米體外預(yù)測GI的影響較小，但當(dāng)添加量大于50%時，菊粉及燕麥麩添加組復(fù)配米的體外預(yù)測GI均降至55%以下，達到低GI食物范圍。菊粉是一種生物多糖，它是由果糖分子通過β-2,1-糖苷鍵鏈接而成，菊粉本身有較低的GI，在通過人體口腔、胃及小腸過程中基本上不分解，不吸收，因此不會增加血糖水平[31]。燕麥麩皮中的水溶性膳食纖維主要是β-葡聚糖，大量研究表明β-葡聚糖有顯著的調(diào)節(jié)血糖和降低血脂的功能[32]。

圖11 輔料對復(fù)配米預(yù)測GI的影響Fig. 11 Effect of different additives on predicted glycemic index of artificial rice

3 結(jié) 論

添加輔料可顯著改變復(fù)配米的色澤，添加菊粉使復(fù)配米的L*值和WI值增加，色澤變白；添加大豆多糖或燕麥麩使復(fù)配米b*值增加，色澤變黃。

添加菊粉使復(fù)配米內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密性降低，可觀察到細小孔隙，而燕麥麩和大豆多糖添加對復(fù)配米內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)致密性影響不顯著；菊粉、燕麥麩和大豆多糖的添加量為25%時，復(fù)配米的氣味與對照組差異不顯著，當(dāng)添加量增加至50%時，氣味差異顯著。

不同輔料對復(fù)配米的質(zhì)構(gòu)特性影響不同，添加菊粉可顯著降低復(fù)配米的黏性，大豆多糖和燕麥麩添加對復(fù)配米黏性影響不顯著。3 種輔料均對復(fù)配米的內(nèi)聚性和彈性影響不顯著。復(fù)配米的硬度、膠著性和咀嚼性均隨輔料添加量的增加而降低，菊粉變化最顯著。

不同輔料對復(fù)配米的蒸煮損失率影響不同，菊粉添加大于5%時蒸煮損失率顯著增大，大豆多糖和燕麥麩的添加對蒸煮損失率影響不顯著。菊粉或大豆多糖添加量大于30%，燕麥麩添加量大于40%時感官評分降至60 分以下。

不同輔料添加對復(fù)配米體外預(yù)測GI的影響不同，大豆多糖對體外預(yù)測GI影響最為顯著，當(dāng)大豆多糖添加量大于35%時，復(fù)配米GI小于55，屬于低GI食物。

本研究是模擬體外消化計算得出的GI，可以為糖尿病人飲食提供一定的參考，但仍需進一步用動物學(xué)實驗驗證，以及在糖尿病人群中進行實驗。

[1] 中華醫(yī)學(xué)會糖尿病學(xué)分會. 中國2型糖尿病防治指南(2013)[J].中國糖尿病雜志, 2014, 22(8): 2-42.

[2] CHEN X Y, LIANG R G, HAO T Y, et al. Research progress on hypoglycemic active components in natural products[J].European Journal of BioMedical Research, 2016, 2(1): 21-26. DOI:10.18088/ejbmr.2.1.2016.pp21-26.

[3] SHOAIB M, SHEHZAD A, OMAR M, et al. Inulin: properties, health benefits and food applications[J]. Carbohydrate Polymers, 2016, 147:444-454. DOI:10.1016/j.carbpol.2016.04.020.

[4] TAKAHASHI T, NAKAMURA A, KATO M, et al. Soluble soybean fiber: a 3-month dietary toxicity in rats[J]. Food and Chemical Toxicology, 2003, 42: 1111-1121. DOI:10.1016/S0278-6915(03)00065-6.

[5] MIHAILOVI? M, ARAMBA?I? J, USKOKOVI? A, et al.β-Glucan administration to diabetic rats alleviates oxidative stress by lowering hyperglycaemia, decreasing non-enzymatic glycation and protein O-GlcNAcylation[J]. Journal of Functional Foods, 2013,5: 1226-1234. DOI:10.1016/j.jff.2013.04.005.

[6] FAN W T, ZHANG S J, HAO P, et al. Structure characterization of three polysaccharides and a comparative study of their immunomodulatory activities on chicken macrophage[J]. Carbohydrate Polymers, 2016,153: 631-640. DOI:10.1016/j.carbpol.2016.07.116.

[7] HARROW A D, MARTIN J W. Reformed rice product: US4325976[P].(1982-04-20)[2016-12-01].

[8] SCELIA R P, ELIZABETH H, JOSEPH G, et al. Extruded quick-cooking rice-like product: European, 0226375[P]. (1987-06-24)[2016-12-01].

[9] SU C W. Effects of eggshell powder addition on the extrusion behaviour of rice[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 79: 607-612.DOI:10.1016/j.jfoodeng.2006.02.019.

[10] MORETTI D, LEE T C, ZIMMERMANN M B, et al. Development and evaluation of iron-fortified extruded rice grains[J]. Journal of Food Science, 2005, 70(5): 330-336. DOI:10.1111/j.1365-2621.2005.tb09987.x.

[11] HACKL L, CERCAMONDI C I, ZEDER C, et al. Cofortification of ferric pyrophosphate and citric acid/trisodium citrate into extruded rice grains doubles iron bioavailability through in situ generation of soluble ferric pyrophosphate citrate complexes[J]. American Journal of Clinical Nutrition, 2016, 103(5): 1252-1259. DOI:10.3945/ajcn.115.128173.Epub2016Apr6.

[12] 周顯青. 稻谷加工工藝與設(shè)備[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2011:15-17.

[13] 熊善波, 張志清, 李志遠, 等. 模糊數(shù)學(xué)綜合評價在工程重組米品質(zhì)改良研究中的應(yīng)用[J]. 食品科學(xué), 2011, 32(18): 49-53.

[14] 朱克瑞, 林金劍, 錢海峰, 等. 混合粉中原料粉含量與混合粉的亨特白度關(guān)系分析[J]. 食品工業(yè)科技, 2008, 29(3): 66-69.

[15] 陳厚榮, 闞建全, 張甫生. 雜糧營養(yǎng)工程米的干燥及蒸煮特性研究[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(12): 112-116. DOI:10.3321/j.issn:1002-6630.2009.12.020.

[16] 魏再鴻, 周洋, 王丹暉, 等. 雙螺桿擠壓機參數(shù)對擠壓工程米吸水指數(shù)的影響[J]. 食品科學(xué), 2013, 34(12): 99-103. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201312021.

[17] ENGLYST H N, KINGMAN S M, CUMMINGS J H. Classification and measurement of nutritionally important starch fractions[J].European Journal of Clinical Nutrition, 1992, 46(Suppl 2): 33-50.

[18] CHUNG H J, LIM H S, LIM S T. Eあect of partial gelatinization and retrogradation on the enzymatic digestion of waxy rice starch[J].Journal of Cereal Science, 2006, 43(3): 353-359. DOI:10.1016/j.jcs.2005.12.001.

[19] ACKERBERG A, LILJBERG H, BJORCK I. Effects of amylose/amylopectin ratio and baking condition on resistant starch formation and glycaemic indices[J]. Journal of Cereal Science, 1998, 28: 71-78.DOI:10.1006/jcrs.1997.0173.

[20] GRANFELDT Y, BJORCK I, DREWS A, et al. An in vitro procedure based on chewing to predict metabolic response to starch in cereal and legume products[J]. European Journal of Clinical Nutrition, 1992,46(9): 649-660.

[21] OLI P, WARD R, ADHIKAN B, et al. Colour change in rice during hydration: effect of hull and bran layers[J]. Journal of Food Engineering, 2016, 173: 49-58. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2015.10.036.

[22] OLI P, WARD R, ADHIKAN B, et al. Parboiled rice: understanding from a materials science approach[J]. Journal of Food Engineering,2014, 124: 173-183. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2013.09.010.

[23] 羅登林, 武延輝, 徐寶成, 等. 菊粉在面制品中的應(yīng)用現(xiàn)狀及展望[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(3): 253-258. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201403050.

[24] KAROLINI-SKARADZINSKA Z, BIHUNIAK P, POITROWSKA E, et al. Propertics of dough and qualitative characteristics of wheat bread with addition of inulin[J]. Polish Journal of Food and Nutrition Science, 2007, 57(4): 267-270.

[25] PERIS M, ESCUDER-GILABERT L. Electronic noses and tongues to assess food authenticity and adulteration[J]. Trends in Food Science &Technology, 2016, 58: 40-54. DOI:10.1016/j.tifs.2016.10.014.

[26] TRIRONGJITMOAH S, JUENGMUNKONG Z, SRIKULNATH K, et al. Classification of garlic cultivars using an electronic nose[J].Computers and Electronics in Agriculture, 2015, 113: 148-153.DOI:10.1016/j.compag.2015.02.007.

[27] 郭昕, 張春江, 胡宏海, 等. 不同類型臘肉揮發(fā)性風(fēng)味成分的比較研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2014, 30(12): 247-254. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2014.12.042.

[28] BRAND MILLER J, WOLEVER M S T, COLAGIURI S, et al. The glucose revolution: the authoritative guide to the glycemic index[M].New York: Marlowe and Company, 1999: 5-6.

[29] SLABBER M, BARNARD H C, KUYL J M, et al. Eあects of a lowinsulin-response, energy-restricted diet on weight loss and plasma insulin concentrations in hyperinsulinemic obese females[J]. American Journal of Clinical Nutrition, 1994, 60(1): 48-53. DOI:10.1016/0021-9150(94)93295-6.

[30] MINEMOTO Y, FANG X, HAKAMATA K, et al. Oxidation of linoleic acid encapsulated with soluble soybean polysaccharide by spraydrying[J]. Bioscience Biotechnology Biochemistry, 2002, 66(9): 1829-1834. DOI:10.1271/bbb.66.1829.

[31] KARIMI R, AZIZI M H, GHASEMLOU M, et al. Application of inulin in cheese as prebiotic, fat replacer and texturizer: a review[J]. Carbohydrate Polymers, 2015, 119: 85-100. DOI:10.1016/j.carbpol.2014.11.029.

[32] 陳季旺, 田向東, 劉英, 等. 燕麥麩營養(yǎng)粉和膳食纖維聯(lián)產(chǎn)工藝研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2008, 24(7): 233-236. DOI:10.3321/j.issn:1002-6819.2008.07.048.