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      低血糖生成指數(shù)饅頭的研究進(jìn)展

      2020-05-16 08:42:24鄧星星
      農(nóng)產(chǎn)品加工 2020年8期
      關(guān)鍵詞:添加物小麥粉直鏈

      鄧星星

      (新疆塔城地區(qū)食品藥品檢驗(yàn)所,新疆塔城 834700)

      0 引言

      饅頭是我國的傳統(tǒng)主食,具有悠久的歷史,深受消費(fèi)者的喜愛,是北方人餐桌上必不可少的主食,是以小麥粉為主要原料,通過酵母發(fā)酵,再經(jīng)汽蒸熟化的一種面制品[1]。隨著小麥粉精細(xì)化加工程度的提高和淀粉的固有消化特性,饅頭易消化吸收且含有很高的血糖生成指數(shù)(GI)。GI是1981年由加拿大多倫多大學(xué)的Jenkins博士首次提出的概念,可表示為含有50 g碳水化合物的食物,在食用后的一段時(shí)間內(nèi)體內(nèi)血糖水平應(yīng)答增值曲線面積,與食用了含50 g碳水化合物的參考標(biāo)準(zhǔn)食物所引起的血糖應(yīng)答曲線增值面積的比值,即GI代表食物與葡萄糖相比升高血糖的速度和能力,反映食物引起血糖生成的能力。很多慢性病的發(fā)生和人類的亞健康都與食物的GI有關(guān),GI<55的食物被認(rèn)為是低GI的食物,55~70的為中GI的食物,70以上為高GI的食物[2]。長期食用高GI的食物會(huì)引發(fā)糖尿病、肥胖、心腦血管等疾病[3]。目前,中國人口的慢性病逐年增加。飲食是糖尿病等慢性疾病治療的基礎(chǔ),部分輕型慢性病患者用飲食就可以控制病情。饅頭是很容易被忽略的一種高GI食物,Yang Y X等人[4]以8~12位20~45歲的健康成年人為統(tǒng)計(jì)研究對(duì)象,得到小麥精細(xì)粉制作饅頭的GI高達(dá)88.1。低GI饅頭的研究是社會(huì)的迫切需求,通過降低主食饅頭的GI有效控制和緩解慢性病的發(fā)生,是不可避免的趨勢。綜述了國內(nèi)外饅頭GI的研究進(jìn)展,討論了多種功能性原料制作低GI饅頭,降低饅頭GI的工藝,以及對(duì)低GI饅頭發(fā)展的建議,以期進(jìn)一步激發(fā)社會(huì)對(duì)健康食品的研究興趣,以應(yīng)對(duì)不斷增加的慢性病風(fēng)險(xiǎn)。

      1 饅頭的主要營養(yǎng)成分和GI

      饅頭是小麥粉經(jīng)酵母發(fā)酵后的蒸制品,主要成分為淀粉和蛋白質(zhì),其中淀粉含量較多。饅頭中的淀粉以支鏈淀粉為主,含有少量直鏈淀粉,直鏈含量增高會(huì)導(dǎo)致饅頭外觀不平整、孔隙減小、黏度增大等品質(zhì)問題[5]。饅頭中的蛋白含量雖少但卻對(duì)其品質(zhì)有較大影響,主要麥谷蛋白和麥醇溶蛋白,占據(jù)總蛋白的80%,麥谷蛋白決定面團(tuán)的黏彈性,麥醇溶蛋白決定面團(tuán)的延伸性。趙亮等人[6]通過口服葡萄糖耐量試驗(yàn)篩選健康成人30名,讓入選對(duì)象食用與75 g無水葡萄糖含糖量相等小麥粉饅頭,測定并計(jì)算食用后血糖,得到饅頭GI為97.31,饅頭具有較高的GI與其成分息息相關(guān)。Liu W等人[7]研究表明,含有機(jī)三價(jià)鉻、直鏈淀粉較高的小麥粉制得饅頭的GI(75) 明顯低于普通小麥粉(93),增加小麥粉中直鏈淀粉的含量所制饅頭的(GI) 也低于普通小麥粉。饅頭中蛋白質(zhì)的種類和含量決定了面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),為保證饅頭的品質(zhì),蛋白質(zhì)的建議含量為10%~11%[8]。淀粉中的蛋白質(zhì)有利于面團(tuán)三維網(wǎng)狀的形成,形成壁壘作用降低淀粉的消化率,所以蛋白可以調(diào)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),影響?zhàn)z頭的血糖生成指數(shù)。

      2 降低饅頭GI的方法

      2.1 小麥淀粉對(duì)饅頭GI的影響

      2.1.1 不同粒度小麥粉對(duì)饅頭GI的影響

      饅頭制作的主要原料為小麥粉,為了追求饅頭的口感和白度,制作饅頭的小麥粉逐漸趨于精細(xì)化。淀粉的粒度與研磨參數(shù)、研磨道數(shù)、研磨力度、篩網(wǎng)配置等有關(guān),粒度減小會(huì)引起淀粉顆粒的不同損傷,從而導(dǎo)致淀粉糊化特性的改變,進(jìn)而對(duì)饅頭的GI帶來影響。有研究人員用平均粒度分別為358.54,82.19,59.36,43.09,28.73,16.66 μm 的小麥粉與粒度為63.59 μm的普通小麥粉做對(duì)比試驗(yàn),通過基本理化指標(biāo)測定和淀粉理化特性分析,得出小麥粉的粒度大小與淀粉的糊化溫度呈正相關(guān),小麥粉顆粒越大,越不容易發(fā)生糊化,358.54 μm時(shí)淀粉的糊化溫度達(dá)到最高為90.35℃,這主要是因?yàn)樾←湻垲w粒較大時(shí),水分子不易進(jìn)入小麥粉顆粒內(nèi)部,不容易發(fā)生糊化。淀粉顆粒粒度越小,破損淀粉含量越高,面筋蛋白含量增高,而破損淀粉可以影響面團(tuán)的吸水率和消化特性,其吸水量是普通淀粉的5倍,可在酸或酶的作用下分解為糊精、麥芽糖和葡萄糖,進(jìn)而影響面制品的GI??偟膩碚f,小麥粉粒度越小,越利于淀粉發(fā)生糊化,制作的饅頭GI越高。

      2.1.2 淀粉成分對(duì)饅頭GI的影響

      淀粉中直鏈淀粉、支鏈淀粉和抗消化淀粉的含量影響?zhàn)z頭的GI。直鏈淀粉由大葡萄糖單位構(gòu)成,糖鏈為卷曲的螺旋式,無分支的鏈狀結(jié)構(gòu)。支鏈淀粉既有螺旋式的卷曲主鏈,也有螺旋卷曲的支鏈,通常支鏈長度相對(duì)較短。與支鏈淀粉相比,直鏈淀粉在大分子結(jié)構(gòu)上葡萄糖分子排列整齊,不易受α-淀粉酶影響[9]。所以淀粉中直鏈淀粉的增加有助于降低饅頭的GI。Su-Que L等人[10]以健康人和糖尿病患者為研究對(duì)象,在小麥面粉中添加富含三價(jià)有機(jī)鉻和直鏈淀粉的紫粒小麥有助于降低餐后血糖,這可能是高的直鏈淀粉含量和三價(jià)有機(jī)鉻共同作用減弱饅頭的抗胰島素性。直鏈淀粉含量的升高可導(dǎo)致饅頭中抗消化淀粉的增加[11],抗消化淀粉是指在小腸中不能被酶解,但是可以在腸胃道結(jié)腸中被利用的淀粉,具有較低的持水力和血糖生成指數(shù),是糖尿病患者的一種優(yōu)良的主食成分,可作為低GI饅頭的理想配料。翟文奕[12]以健康小鼠為研究對(duì)象,飼喂抗性淀粉為3.31%的饅頭,餐后血糖明顯高于普通饅頭(抗性淀粉含量為1.06%)和雜糧饅頭(抗性淀粉含量為2.65%),在進(jìn)食30min后,喂食高抗性淀粉饅頭小鼠的血糖值為7.8±0.35,低于喂食普通饅頭的血糖值8.95±0.46,喂食60,90,120 min后,高抗性淀粉饅頭的血糖值比普通饅頭低,這可歸因于抗消化淀粉的低消化率和低血糖生成指數(shù)。Rosin P M等人[13]進(jìn)行類似的研究通過冷凍貯藏增加面包中抗性淀粉的含量,降低其血糖生成指數(shù)。所以,適量增加直鏈淀粉和抗消化淀粉的含量有利于生產(chǎn)低GI饅頭。

      2.2 添加物對(duì)饅頭GI的影響

      不同添加物對(duì)饅頭GI和餐后2 h血糖的影響見表1。

      2.2.1 淀粉類添加物的影響

      由表1可以得到,用土豆粉、苦蕎粉、紫薯粉、山藥粉、青稞粉替代部分小麥粉制的載量雜糧饅頭可不同程度地降低饅頭的GI(7.8%~36.9%) 和餐后2 h的血糖含量(10.2%~38.2%)。通過體外模擬試驗(yàn),富含淀粉的谷物粉添加入小麥粉饅頭中,可降低饅頭的GI,根據(jù)Wenjun L等人[14]的研究,用蕎麥粉替代15%的小麥精細(xì)粉制作的饅頭,可降低23%的血糖反應(yīng)。人體臨床試驗(yàn)表明,青稞粉替代部分小麥精細(xì)粉得到的雜糧饅頭無論對(duì)于健康人還是糖尿病患者都具有降低餐后血糖的功效[15-16]。這主要有2個(gè)原因,一方面其他谷物淀粉的加入可減小饅頭的孔隙率和多孔性,降低饅頭的疏松度,從而提高α-淀粉酶與淀粉的結(jié)合難度,減少相對(duì)結(jié)合率;另一方面其他淀粉的加入,可改變快消化淀粉和慢消化淀粉的比例,增加饅頭中抗消化淀粉的含量,從而使得饅頭的生物消化難度增加,降低饅頭的消化率和消化速度。Fan Zhu等人[17]將紫薯粉替代50%的小麥粉加入饅頭中,得到的紫薯饅頭快消化淀粉和慢消化淀粉由原來的19%和15%分別降低到13%和10%,抗消化淀粉從36%增加到40%,通過體外消化模擬,得到紫薯饅頭的GI為68,相較于小麥精細(xì)粉饅頭(110) 降低了40%。LIU X L等人[18]研究報(bào)道了35%的土豆粉替代小麥粉加入饅頭后,土豆雜糧饅頭改變了饅頭的吸水性,空隙體積和硬度等性質(zhì),這可能減少口腔中淀粉酶和饅頭中淀粉的結(jié)合率,從而使得土豆雜糧饅頭的GI只有60,與原小麥粉饅頭相比減少了18.5%。

      表1 不同添加物對(duì)饅頭GI和餐后2 h血糖的影響

      2.2.2 纖維類添加物的影響

      當(dāng)前,慢性疾?。ㄈ缣悄虿 ┌Y、肥胖、心腦血管疾病等)嚴(yán)重威脅了人類健康,從營養(yǎng)飲食的角度來講,膳食纖維攝入不足是引發(fā)這些慢性病的重要原因[19]。谷物雜糧中富含膳食纖維,將其加入饅頭中,可減少饅頭中淀粉的相對(duì)含量,降低饅頭的GI,改變饅頭的理化性質(zhì)和感官品質(zhì)。呂靜[20]在普通小麥粉中加入10%的小米糠制的米糠饅頭,相較于小麥粉饅頭,米糠饅頭中快消化淀粉和慢消化淀粉分別降低17.5%和36.0%,抗消化淀粉增加1倍,饅頭GI降低18.0%。以健康的成年人為研究對(duì)象,食用加入適量高粱粉、麥麩粉等富含膳食纖維的膳食饅頭后,餐后2 h血糖都有所降低[21-22],總的來講,饅頭中加入膳食纖維可降低GI,減少慢性病的風(fēng)險(xiǎn)。膳食纖維饅頭降低GI的主要原因是膳食纖維在體內(nèi)不易被消化利用,產(chǎn)生的能量較少,膳食纖維進(jìn)入胃腸后吸水膨脹,產(chǎn)生飽腹感,減少高GI食品的攝入,減輕胰島的負(fù)擔(dān);膳食纖維在體內(nèi)通過影響胃腸的酶代謝系統(tǒng),調(diào)節(jié)人體血糖,提升機(jī)體對(duì)胰島素的敏感性[23]。

      2.2.3 混合類添加物的影響

      多種有益添加物的混合物加入到饅頭中制作低GI膳食饅頭,可以綜合利用多種添加物的功能成分,改善饅頭的口感和降低血糖的效果。關(guān)倩倩等人[24]研究了用山藥粉和土豆粉分別替代19%和37%的小麥粉得到的雜糧饅頭GI為60,顯著降低了小麥粉饅頭的GI(78)。陳穎等人[25]認(rèn)為南瓜中含有較多的鉻含量和較高的果膠含量,可促進(jìn)胰島素的分泌和提升飽腹感,同時(shí)綠豆中直鏈淀粉和抗消化淀粉含量較高,所以用南瓜粉和綠豆粉分別替代30%和10%的小麥粉,得到低GI膳食饅頭。12名健康成年人食用南瓜綠豆膳食饅頭,測定餐后2 h血糖相較于普通小麥粉饅頭降低11.3%。而且南瓜綠豆饅頭表皮光滑,氣孔均勻細(xì)膩、饅頭彈性高、口感爽口、不黏牙,充滿了南瓜和綠豆的清香味。

      2.2.4 其他添加物的影響

      通過合適的工藝,其他成分(如蛋白質(zhì)、脂肪、多酚等)的添加也可生產(chǎn)低GI饅頭。在饅頭中添加30%富含膳食纖維、蛋白質(zhì)和脂肪的奇亞籽粉,得到的雜糧饅頭GI降低了25%,而且奇亞籽粉的添加對(duì)饅頭的感官品質(zhì)和理化性質(zhì)不會(huì)產(chǎn)生較大的影響[26]。Goh R等人[27]研究認(rèn)為,在饅頭中添加2%的綠茶多分萃取物,可以降低饅頭中淀粉的消化速度,降低人體的血糖。值得注意的是,現(xiàn)在藥膳饅頭也是減低饅頭GI,輔助治療糖尿病患者的有效手段,劉椏等人[28]在饅頭中加入桑葚、黃精等中藥成分制作藥膳饅頭,對(duì)101位糖尿病患者進(jìn)行治療,24周后服用藥膳饅頭的糖尿病患者餐后2 h血糖降低22.0%,這主要?dú)w功于中藥中的有益成分。非淀粉有益成分的添加會(huì)降低饅頭中淀粉的相對(duì)含量,增大淀粉分解的難度,減緩淀粉的分解速度,所以可以不同程度地減少饅頭的GI。

      2.3 制作工藝對(duì)饅頭GI的影響

      不同的加工方法和貯藏方法可以影響?zhàn)z頭的GI。在饅頭成形之前,需要添加酵母發(fā)酵、揉搓、添加水和面粉等,減少酵母的添加量,適量改變加水量可減小饅頭的孔隙率和空隙大小,增加饅頭的硬度,降低饅頭的柔軟度,這樣得到的饅頭具有較低的GI[29]。饅頭制作完成后,低溫老化貯藏可以提升饅頭中抗消化淀粉的含量,從而得到低GI饅頭[30]。總的來說,改善饅頭的理化質(zhì)構(gòu)性質(zhì),增加饅頭中慢消化淀粉和抗消化淀粉的比例是降低饅頭GI的可行方法。

      3 結(jié)語

      饅頭的營養(yǎng)成分從根本上影響?zhàn)z頭的GI,普通小麥粉饅頭由于淀粉含量高,直鏈淀粉和抗消化淀粉相對(duì)比例較低,因此具有較高的GI,可以通過添加淀粉類谷物、纖維類谷物,以及其他蛋白類、多酚類等有益成分降低饅頭的GI,制作低GI雜糧饅頭,除此之外,饅頭的加工和貯藏方法也可影響GI。總的來說,降低饅頭中快消化淀粉的含量,增加淀粉和淀粉酶的接觸難度和接觸速率是有效降低饅頭GI的方法。

      在未來的發(fā)展中,作為運(yùn)動(dòng)、保健、減肥和糖尿病患者專用食品,低GI饅頭具有較大的市場。目前試驗(yàn)對(duì)于低GI饅頭的研制不僅要解決消化的快慢問題,也要解決新型饅頭的感官問題,改善低GI饅頭的口味與口感將成為關(guān)鍵問題和主要挑戰(zhàn)。多種有益成分協(xié)同作用改善感官品質(zhì),新型工藝的出現(xiàn)提升低GI饅頭的理化性質(zhì)可能是未來的發(fā)展方向。

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