保健型青稞鮮榨米開(kāi)發(fā)

李 盧 ，李喜宏

（1.天津科技大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300457；2.天津科技大學(xué) 省部共建食品營(yíng)養(yǎng)與安全國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300457）

0 引言

青稞（Hordeum vulgare L.var.Nudum Hook.f.），禾本科，大麥屬，在我國(guó)已有5 000多年的栽培歷史。隨著人們對(duì)青稞營(yíng)養(yǎng)功能的日益關(guān)注，越來(lái)越多的青稞營(yíng)養(yǎng)食品進(jìn)入市場(chǎng)。青稞中含有大量的支鏈淀粉和蛋白質(zhì)、總酚、黃酮、α-亞油酸、β-葡聚糖等多種降糖營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

糖尿病是僅次于心腦血管疾病和癌癥的第三大疾病[1]。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外把防治糖尿病藥物鎖定在具有降血糖效果的天然食材，用天然食材代替具有強(qiáng)副作用的降糖藥物，讓進(jìn)食成為防治糖尿病最簡(jiǎn)易最有效的方法。大米是世界各地主食的主要來(lái)源，人均大米年消費(fèi)為94 kg[2]，如果能開(kāi)發(fā)一種具有降血糖功能的鮮榨米[3]，將會(huì)在糖尿病患者治療過(guò)程中產(chǎn)生重大影響。

本文研制一種降血糖保健型青稞鮮榨米，使用雙螺桿擠壓機(jī)加工制取，對(duì)其外觀色度、蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性和食味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，并建立可溶性碳水化合物體外消化模型，驗(yàn)證其降血糖效果，為降血糖鮮榨米工藝研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原料：“津川1號(hào)”大米粉（天津市優(yōu)質(zhì)小站稻開(kāi)發(fā)有限公司）；“山農(nóng)27號(hào)”麥麩粉（山西晉西口農(nóng)副產(chǎn)品有限公司）；“福農(nóng)”馬鈴薯全粉（內(nèi)蒙凌志股份有限公司）；“藏青2000”青稞粉（中糧集團(tuán)有限公司）。

試劑：磷酸二氫鉀、氫氧化鈉、瓜爾豆膠、胰酶、DNS、酒石酸鉀鈉、麥芽糖（天津百奧泰科技發(fā)展有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

SLG32-Ⅱ型雙螺桿擠壓熟化機(jī)（濟(jì)南盛潤(rùn)機(jī)械有限公司）；LDS-1G型訊田谷物水分測(cè)定儀（天津瞭望光電科技有限公司）；WSC-S型色差儀（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；TA-XT plus型質(zhì)構(gòu)儀（英國(guó)StableMicro Systems公司）；T6型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海嘉標(biāo)測(cè)試儀器有限公司）；DK-98-1型電熱恒溫水浴鍋（天津泰斯特儀器有限公司）；Centrifuge 5804R型冷凍離心機(jī)（德國(guó)Eppendorf公司）；

1.3 方法

1.3.1 原料配方

馬鈴薯全粉、麥麩粉、大米粉按3：2：5的質(zhì)量比配比。青稞粉添加量依次為0%，10%，20%，30%，40%。

1.3.2 制備方法

首先按表1進(jìn)行配比，混合攪拌均勻，添加質(zhì)量比18%的純凈水，充分混合后通過(guò)60目網(wǎng)篩；然后倒入雙螺桿擠壓機(jī)喂料區(qū)，擠壓熟化參數(shù)設(shè)置為進(jìn)料區(qū)溫度90 ℃、熟化區(qū)溫度120 ℃、出料區(qū)溫度90 ℃、主軸轉(zhuǎn)速9 rad/min、喂料轉(zhuǎn)速7 rad/min、切斷轉(zhuǎn)速32 rad/min；最后將擠壓成型的米粒置于60 ℃熱風(fēng)干燥箱4～6 h，待水分含量為10%～14%時(shí)，抽真空包裝。

表1 配料表Tab.1 List of ingredients （單位：%）

1.4 測(cè)定指標(biāo)

1.4.1 水分含量

采用訊田谷物水分測(cè)定儀測(cè)定。

1.4.2 色度

稱(chēng)取約50.0 g大米倒進(jìn)玻璃培養(yǎng)皿中，通過(guò)色差儀標(biāo)準(zhǔn)光源照射讀取L、a、b值。

1.4.3 蒸煮品質(zhì)

吸水指數(shù)（WAI）和水溶性指數(shù)（WSI）測(cè)定：將鮮榨米磨粉、過(guò)篩；取1.000 g米粉于離心管中，加30 mL蒸餾水，攪拌后于3 000 rad/min離心作用15 min使其分層；收集上清液，烘至恒重，并稱(chēng)重離心管及里面的沉淀[4]。

加熱吸水率測(cè)定：準(zhǔn)確稱(chēng)取10.0 g鮮榨米于金屬籠中，將其懸掛于裝有160 mL蒸餾水的燒杯中；猛火煮沸1 min，文火煮28 min，瀝干米湯測(cè)定加熱吸水率[5]，計(jì)算式：

1.4.4 質(zhì)構(gòu)特性

參數(shù)設(shè)定：P36/R探頭；測(cè)試模式：TPA模式；測(cè)試類(lèi)型：壓縮；測(cè)試前速度：4 mm/s，測(cè)試中速度：2 mm/s，測(cè)試后速度：2 mm/s；壓縮比 40%。

測(cè)試步驟：稱(chēng)取10.0 g大米，以1：1.5的質(zhì)量比加入自來(lái)水，煮沸1 min，保溫29 min，取出冷卻，量取米粒長(zhǎng)寬比，取3粒鮮榨米平行放在載物臺(tái)上進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試。

1.4.5 食味評(píng)定

鮮榨米與水采用1：0.5的質(zhì)量比，蒸煮15 min，保溫10 min，對(duì)米飯氣味、外觀、適口性、滋味和冷飯質(zhì)地等進(jìn)行食味評(píng)價(jià)。挑選20名食品專(zhuān)業(yè)人士，年齡在22～26歲，樣品采用隨機(jī)3位數(shù)字編碼，每位評(píng)定員之間不互相交流，品嘗前后采用37 ℃純凈水漱口[6]。參照 GB/T 15682—2008《糧油檢驗(yàn)稻谷、大米蒸煮食用品質(zhì)感官評(píng)價(jià)方法》制定食味評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，如表2所示。最終得分情況：50分以下很差，51～60 差，61～70 一般，71～80較好，81～90好，90分以上優(yōu)。

表2 食味評(píng)價(jià)評(píng)分規(guī)則及分值表Tab.2 Taste evaluation scoring rules and scores

1.4.6 體外消化

體外消化模擬試驗(yàn)血糖指數(shù)測(cè)定參照LALANA等[7]的方法。

式中 Mt——可利用碳水化合物水解t時(shí)間后釋放的麥芽糖含量，mg；

A0——不同樣品在 0～180 min 期間可利用碳水化合物水解曲線下的面積；

A——參照樣品在 0～180 min 期間可利用碳水化合物水解曲線下的面積。

1.4.7 數(shù)據(jù)分析利用 SPSS 24、Origin 2018、Excel 2016 等軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與討論

2.1 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米外觀色度的影響

色差儀是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)照明委員會(huì)（CIE）建立的Lab色空間范圍，將人眼視覺(jué)系統(tǒng)與儀器光學(xué)系統(tǒng)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行積分，換算出關(guān)于顏色的表達(dá)式，以0為分界，其中L表示亮度，a表示偏紅和偏藍(lán)，b表示偏黃和偏綠[8]。由圖1可以看出，鮮榨米的亮度隨青稞粉的添加逐漸降低，不添加青稞粉試驗(yàn)組L值高達(dá)82.96，是其他試驗(yàn)組的2倍；a、b值則逐漸升高。因?yàn)榍囡熎そ?jīng)粗粉碎摻雜其中降低鮮榨米的透亮度，起到改善外觀視覺(jué)，增加消費(fèi)者食欲的作用，這與圖1圖片所示結(jié)果一致[9]。

圖1 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米外觀色度的影響Fig.1 Effect of addition of highland barley powder on appearance color of FER

2.2 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米蒸煮品質(zhì)的影響

WSI是指小分子顆粒無(wú)法吸水保持，或經(jīng)擠壓處理后由水不溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄晕镔|(zhì)，分散于水分散體系中。WAI是指淀粉及粉料大分子顆?；鶊F(tuán)在外加水過(guò)量情況下吸水膨脹后的持水能力，也是淀粉溶脹能力的指標(biāo)，它決定淀粉等顆粒在水分散體系中自身完整性。擠壓形成的多余殘?jiān)约昂瘯?huì)導(dǎo)致吸水指數(shù)偏大[10]。隨著青稞粉添加量增加，WSI逐漸降低，與擠壓過(guò)程中青稞粉中蛋白質(zhì)、脂肪與淀粉形成直鏈淀粉-脂肪復(fù)合體和蛋白質(zhì)-淀粉等不溶于水的復(fù)合物有關(guān)[11]；WAI呈現(xiàn)先上升后下降再上升趨勢(shì)，WAI與大分子的親水性和成膠能力有關(guān)，添加青稞粉較不添加試驗(yàn)組WAI指數(shù)大，因?yàn)榍囡壑泻写掷w維，在擠壓成粒過(guò)程中形成細(xì)小的孔隙，水分子更加容易進(jìn)入米粒內(nèi)部，使淀粉溶脹，蒸煮時(shí)長(zhǎng)縮短，香味等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)更容易釋放[12]。添加量為40%時(shí)，WAI值最高，為11.09 g/g，可能青稞粉中的不溶性膳食纖維經(jīng)擠壓變?yōu)榭扇苄陨攀忱w維，導(dǎo)致吸水指數(shù)劇烈上升；添加量為30%時(shí)，WAI值最小，為8.87 g/g，此時(shí)青稞中蛋白質(zhì)和脂肪在高溫高壓下與淀粉結(jié)合成穩(wěn)定體，并且均勻分布在米粒內(nèi)部，對(duì)水分子的遷移影響最大，所以吸水指數(shù)最小，此時(shí)蒸煮品質(zhì)最好。加熱吸水率越高則大米的蒸煮品質(zhì)越好[13]。由圖2可以得出：青稞鮮榨米加熱吸水率變化不大，且都在330%以上。由差異性分析得出，不同添加量的鮮榨米加熱吸水率差異性不顯著（p＞0.05）。

圖2 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米蒸煮品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of addition of highland barley powder on cooking quality of FER

2.3 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)測(cè)定是模擬人對(duì)食品進(jìn)行感官分析檢驗(yàn)中的力學(xué)過(guò)程，對(duì)食品的物性概念做出數(shù)據(jù)化的客觀表述[14]。由表3可以看出：隨著青稞粉添加量增多，硬度、黏聚性和咀嚼性指標(biāo)變化較大，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。青稞粉添加量為10%時(shí)，硬度最大，吸水指數(shù)較大，可能因?yàn)榇藭r(shí)鮮榨米膠體物質(zhì)分布極不均勻，膠體大部分聚集在米粒中心，外層由具有吸水特性的淀粉層包裹，當(dāng)米粒遇水蒸煮后出現(xiàn)小范圍潰敗、塌陷，米粒無(wú)法保持規(guī)則形狀，由此引起黏聚性和膠著度增大，這與表3數(shù)據(jù)顯示結(jié)果一致。添加量為40%時(shí)，黏聚性很大，吸水指數(shù)最高，說(shuō)明擠壓過(guò)程中淀粉殘留最多，米粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，因此鮮榨米飯加熱吸水膨脹率較低，易粘連成片。添加量為30%時(shí)，彈性最大，黏聚性最小，咀嚼性最好，硬度和膠著度適中，因此加熱后米粒成型效果好，米飯口感最佳。由差異性分析得出：添加量為30%與20%的鮮榨米硬度、彈性和黏聚性指標(biāo)差異不顯著（p＞0.05），膠著度和咀嚼性指標(biāo)與其他試驗(yàn)組差異顯著（p＜0.05）。

表3 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米質(zhì)構(gòu)的影響Tab.3 Effect of addition of highland barley powder on texture of FER

2.4 青稞粉添加量對(duì)鮮榨米食味品質(zhì)的影響

感官評(píng)價(jià)在一定程度上反映鮮榨米的品質(zhì)[15-16]。從表4可以看出，隨著青稞粉添加量的增加，鮮榨米的麥香氣味逐漸增強(qiáng)，大米的外觀結(jié)構(gòu)和適口性變化明顯。青稞粉添加量為0%時(shí)，WAI指數(shù)最小，淀粉遇水膨脹效果差，與其他試驗(yàn)組相比，外觀極差，且米粒結(jié)團(tuán)較硬；添加量為10%和20%時(shí)，米飯呈淺黃色，食味品質(zhì)指標(biāo)差異性不顯著（p＞0.05），相比添加量為20%的冷飯硬度較大，米飯成型差，咀嚼效果差；添加量為40%時(shí)，米粒吸水指數(shù)大，水溶性指數(shù)小，又由于米粒內(nèi)部大分子分布極不均勻，米粒頭尾呈白色，中心呈淺黃色，內(nèi)部加熱吸水膨脹率低，米飯水分含量不均勻，導(dǎo)致軟硬程度不一，影響鮮榨米的外觀結(jié)構(gòu)及適口性；添加量為30%時(shí)，米粒吸水飽滿(mǎn)，吸水指數(shù)與水溶性指數(shù)完美結(jié)合，米粒有較好的外觀和淺黃色澤，彈性適中且有青稞麥香味。由顯著性差異分析得出青稞粉添加量對(duì)食味品質(zhì)單一指標(biāo)顯著性很小，但對(duì)總分差異性顯著（p＜0.05），青稞粉添加量為30%的鮮榨米食味值總分最高，為77.98，可能因?yàn)榍囡壑泻猩攀忱w維、蛋白質(zhì)、脂肪及礦物質(zhì)等分子的離散與結(jié)合對(duì)鮮榨米的滋味和外觀色度產(chǎn)生影響[17]。青稞粉添加量為30%與20%的鮮榨米冷飯質(zhì)地指標(biāo)差異性顯著（p＜0.05），這與食味品質(zhì)總分所示結(jié)果一致。因此青稞粉添加量為30%的鮮榨米更能吸引消費(fèi)者食用。

表4 食味品質(zhì)得分表Tab.4 Taste quality grading table

2.5 青稞鮮榨米降血糖效果研究

GI是1981年由加拿大的JENKINS博士首次提出，其表示為含有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[18]?？扇苄蕴妓衔矬w外消化試驗(yàn)可模擬人體胃腸道消化過(guò)程[19]。圖3為消化3 h麥芽糖釋放量曲線，0～30 min曲線斜率較大，說(shuō)明GI值變化較快。0～90 min青稞鮮榨米麥芽糖釋放量較自然米多，因?yàn)閿D壓過(guò)程中高溫、高壓和高剪切作用導(dǎo)致淀粉分子的氫鍵斷裂，發(fā)生降解和部分糊化，增加淀粉對(duì)消化酶的敏感性，加速物料分解，促進(jìn)人體消化吸收[20]；90～120 min，自然米的曲線斜率突然增大，說(shuō)明自然米前期沒(méi)有消化完全，胃腸內(nèi)消化過(guò)程較曲折，長(zhǎng)期食用或過(guò)量食用可能會(huì)增加胃腸負(fù)擔(dān)，對(duì)身體機(jī)能產(chǎn)生一定的影響。表5為體外消化3 h后青稞粉添加量30%的鮮榨米與自然米血糖指數(shù)對(duì)比，青稞鮮榨米體外模擬消化后GI值為54.86。當(dāng)GI值低于55時(shí)則稱(chēng)為低GI食物，具有胃腸中停留時(shí)間長(zhǎng)、吸收率低和葡萄糖釋放緩慢等特性[21]。差異性分析得出2者HI和GI值有顯著性差異（p＜0.05），可見(jiàn)青稞粉添加量為30%的鮮榨米降血糖效果明顯。

圖3 青稞粉添加量為30%的鮮榨米與自然米麥芽糖釋放量變化曲線Fig.3 Change curve of maltose release between FER and paddy rice with 30% addition of highland barley powder

表5 體外消化模擬血糖值Tab.5 In vitro digestion simulated glycemic values（單位:%）

3 結(jié)語(yǔ)

本文利用雙螺桿擠壓機(jī)研制出一款降血糖保健型青稞鮮榨米，得出青稞粉添加量為30%時(shí)，鮮榨米的外觀色度、蒸煮品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、食味品質(zhì)和降血糖效果較自然米好，測(cè)其指標(biāo)色度L值為 33.42，a 值為 5.33，b值為 18.63；蒸煮得出WAI為8.87 g/g，WSI值為3.37%，加熱吸水率為337%；食味總分為77.98分；體外消化模擬得出血糖GI值為54.86。

青稞鮮榨米在蒸煮品質(zhì)、體外模擬消化等方面優(yōu)于自然米，但由于鮮榨米屬于再造米，失去自然米外部天然保護(hù)層，故其氧化酸敗及貨架期需要進(jìn)一步研究。