燕麥麩粉和苦蕎皮粉的添加對小麥面條結(jié)構(gòu)、蒸煮品質(zhì)及消化特性的影響

彭湃，王曉龍，馬蘭，鄒曉陽，馬倩瑩，張心語，李小平，胡新中

燕麥麩粉和苦蕎皮粉的添加對小麥面條結(jié)構(gòu)、蒸煮品質(zhì)及消化特性的影響

彭湃，王曉龍，馬蘭，鄒曉陽，馬倩瑩，張心語，李小平，胡新中

陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，西安 710119

【目的】探究燕麥麩粉和苦蕎皮粉的添加對小麥面條結(jié)構(gòu)、品質(zhì)及消化特性的影響，明確二者在面制品加工中的應(yīng)用價(jià)值?！痉椒ā勘狙芯恐苽淞?種復(fù)配粉面條：30%燕麥麩粉+70%小麥面粉、30%苦蕎皮粉+70%小麥面粉、15%燕麥麩粉+15%苦蕎皮粉+70%小麥面粉，并以純小麥面條為對照，測定4種面條的蒸煮品質(zhì)、感官品質(zhì)、消化特性；使用傅里葉紅外光譜儀、X射線衍射儀、體積排阻高效液相色譜、臺(tái)式掃描電子顯微鏡、激光共聚焦掃描顯微鏡等對面條蛋白和淀粉結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較。【結(jié)果】添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉的面條蒸煮損失增大，感官評分降低，血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）降低，其中添加30%燕麥麩粉的面條GI值最低（GI=47.9），是一種低GI食品。面條在蒸煮過程中發(fā)生蛋白質(zhì)的解聚和重組，促進(jìn)了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-淀粉、蛋白質(zhì)-其他組分的結(jié)合。添加燕麥麩粉的面條在蒸煮后具有較高的-螺旋和較低的折疊，導(dǎo)致蛋白質(zhì)聚集體向高聚合度的松散鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，增強(qiáng)了蛋白對淀粉的包裹作用。煮后面條中淀粉的晶體結(jié)構(gòu)被破壞，有序程度降低。添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉的面條中淀粉-脂肪互作增強(qiáng)，促進(jìn)了面條中抗性淀粉的形成。與蕎麥皮粉相比，添加燕麥麩粉更有利于維持淀粉的短程有序結(jié)構(gòu)，促進(jìn)V型晶體的形成。此外，燕麥麩粉中-葡聚糖的存在進(jìn)一步促進(jìn)了淀粉與其他組分的互作?！窘Y(jié)論】添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉對小麥面條的蒸煮和感官品質(zhì)有負(fù)面影響，但可以有效降低面條的GI值，其中添加30%燕麥麩粉的面條是低GI食品。添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉的面條，淀粉在糊化過程中與蛋白質(zhì)和脂肪等互作產(chǎn)生抗性淀粉。燕麥麩粉有助于維持面條中蛋白網(wǎng)絡(luò)的熱穩(wěn)定性，可通過增強(qiáng)淀粉與蛋白、脂肪等分子的互作提高淀粉的抗消化性。

苦蕎皮粉；燕麥麩粉；面條品質(zhì)；低GI食品；抗性淀粉

0 引言

【研究意義】燕麥麩是燕麥加工的副產(chǎn)物，含有豐富的膳食纖維、-葡聚糖、蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸和多酚類物質(zhì)，具有抗氧化、降血脂、降血糖等作用[1-2]?？嗍w皮粉是蕎麥芯粉加工過程中的副產(chǎn)物，含有大量的膳食纖維、蘆丁、異槲皮素和槲皮素等生物活性物質(zhì)，具有較高的抗氧化和抗菌性能[3-4]。燕麥麩粉和苦蕎皮粉主要用于傳統(tǒng)動(dòng)物飼料的加工，其中多種生物活性物質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值未被完全利用，因此，研究苦蕎皮粉和燕麥麩粉在食品加工中的應(yīng)用，可以充分利用其營養(yǎng)價(jià)值、提高副產(chǎn)物的附加值、改善人類膳食營養(yǎng)?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】面條是最常見的面制食品之一，傳統(tǒng)的小麥面條因碳水含量過高，長期大量攝入是導(dǎo)致人體患Ⅱ型糖尿病的主要原因之一[5]。雜糧中富含膳食纖維、多酚、黃酮等活性物質(zhì)，具有降血糖的功效，燕麥和蕎麥面條是最常見的雜糧面條，廣受消費(fèi)者青睞，是谷物加工與營養(yǎng)的研究熱點(diǎn)。屈展平等[6]研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燕麥粉添加量為10%時(shí)，馬鈴薯-小麥復(fù)合面條的硬度、粘彈性和咀嚼性最大，感官評分達(dá)到最佳。Shi等[7]研究了燕麥粉的添加比例和壓片厚度對燕麥面條的影響，發(fā)現(xiàn)反復(fù)壓片的機(jī)械力改變了小麥-燕麥面條中-葡聚糖、淀粉和蛋白質(zhì)之間的水分分布，改善了燕麥粉添加造成的面條品質(zhì)下降。Liu等[8]研究發(fā)現(xiàn)，在-0.06 MPa的真空度下和面10 min，添加70%燕麥粉的面團(tuán)抗拉伸性和谷蛋白聚合物含量最高，面筋網(wǎng)絡(luò)最致密、均勻，面條品質(zhì)最佳；添加新鮮蛋清可以通過增加二硫鍵形成來促進(jìn)蛋白質(zhì)聚集，形成穩(wěn)定的面筋結(jié)構(gòu)，從而減少70%燕麥面條的烹飪損失[2]。對于蕎麥面條的研究表明，蕎麥粉擠壓改性（70 ℃、30%水分）可以促進(jìn)面團(tuán)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的形成，降低全蕎麥面條的蒸煮損失[9]。碳酸鉀和碳酸鈉9﹕1混合的食用堿可以誘導(dǎo)蛋白質(zhì)交聯(lián)，改善30%蕎麥面團(tuán)的流變特性和蕎麥面條的質(zhì)構(gòu)特性[10]；而瓜爾豆膠和黃原膠聯(lián)合使用可以通過增加面團(tuán)黏性提高75%蕎麥面條的質(zhì)量[11]。近年來，低GI食物成為Ⅱ型糖尿病患者的膳食需求[12]，大量的食品研發(fā)也以高抗消化性和低GI為重要目標(biāo)[13-14]，低GI雜糧面條的研究也日益深入。筆者前期研究發(fā)現(xiàn)，燕麥的預(yù)烤-蒸制處理可以通過促進(jìn)燕麥-蕎麥面條中蛋白質(zhì)的聚合和蛋白質(zhì)-淀粉的互作，降低淀粉消化率，提高雜糧面條的抗消化性[15]。張鑫等[13]通過130 ℃擠壓并添加2%卡拉膠，制備了低GI藜麥面條（eGI=45）。王潤等[14]在青稞生粉中添加20%豌豆粉、5%蕎麥粉、5%藜麥粉，擠壓后經(jīng)-18 ℃冷凍15 h制成青稞面條，其GI值為42.73，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和抗氧化活性。鮑歡等[16]發(fā)現(xiàn)添加50%的馬鈴薯粉改善了小麥面條的品質(zhì)，同時(shí)降低了面條的消化性（抗性淀粉（RS）含量21.8%）。上述研究表明，雜糧的添加可以有效提高面條的抗消化性，降低其GI值?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】當(dāng)前有關(guān)燕麥和蕎麥面條的研究主要聚焦于不同配方和加工方式對面條加工品質(zhì)的改良，而面條中添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉對人體血糖的影響及其機(jī)理尚不明確。苦蕎皮粉和燕麥麩粉中含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維和多酚，它們與淀粉的互作在理論上更有利于提升淀粉的抗消化性，但其作用效果和機(jī)理有待明確。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究將小麥粉、燕麥麩粉和苦蕎皮粉混合后制備新型多谷物面條，探究兩種雜糧組分的添加對面條血糖生成指數(shù)的調(diào)控及其機(jī)理，為低GI雜糧面條加工提供理論和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

高筋小麥面粉（西安愛菊糧油工業(yè)集團(tuán)），苦蕎皮粉（咸陽賽雪面粉廠），燕麥麩粉（內(nèi)蒙古三主糧天然燕麥產(chǎn)業(yè)股份有限公司）。原料粉利用總淀粉定量試劑盒（Megazyme，愛爾蘭）測定的淀粉含量，利用凱氏定氮法（步騎K375，瑞士）測定的蛋白質(zhì)含量，利用索氏抽提法（福斯ST310，丹麥）測定的脂肪含量，利用總膳食纖維定量試劑盒（Megazyme，愛爾蘭）測定的膳食纖維含量，利用超聲輔助乙醇提取法測定的總酚含量均列于表1。

試劑：光譜級溴化鉀，天津大茂化學(xué)試劑廠；戊二醛、異硫氰酸熒光素（fluo rescein isothiocyanate，F(xiàn)ITC）、羅丹明B、十二烷基硫酸鈉（sodium dodecyl sulfate，SDS）、無水乙醇（Ethanol）、氫氧化鈉（sodium hydroxide）（均為國產(chǎn)分析純試劑）。

表1 3種原料粉的基本物質(zhì)組成

同列不同的字母表示差異顯著（＜0.05）。下同 Different letters in the same column indicate significant difference (＜0.05). The same as below

1.2 方法

1.2.1 面條制作 小麥粉或復(fù)配粉200 g加適量水（反復(fù)試驗(yàn)使面絮均勻松散時(shí)的加水量，小麥面條加水量30%，復(fù)配面條加水量均為35%），使用KVL8300S和面機(jī)（凱伍德，英國）和面，程序設(shè)置為二檔3.5 min、三檔1.0 min、一檔2.5 min[17]。和好的面絮放入塑料袋中醒面20 min后，用試驗(yàn)面條機(jī)JMTD 168/140（北京東孚久恒儀器有限公司，中國）壓延，面條機(jī)滾軸縫隙設(shè)置為1.0 mm，經(jīng)過8次對折重復(fù)壓延得到均勻的面帶，最后通過刀頭，將面帶切為寬2.0 mm、厚1.0 mm的面條。按上述方法分別制得純小麥鮮面條（wheat noodles，WN）、添加30%燕麥麩粉的鮮面條（oat bran noodles，ON）、添加30%苦蕎皮粉的鮮面條（Tartary buckwheat bran noodles，BN）、添加15%燕麥麩粉和15%苦蕎皮粉的鮮面條（oat-buckwheat-bran noodles，OBN）。上述面條煮熟后分別得到純小麥?zhǔn)烀鏃l（CWN）、添加30%燕麥麩的熟面條（CON）、添加30%苦蕎皮粉的熟面條（CBN）、添加15%燕麥麩皮和15%苦蕎皮粉的熟面條（COBN）。取一部分生、熟面條經(jīng)冷凍干燥和磨粉后用于后續(xù)面條結(jié)構(gòu)表征。

1.2.2 面條蒸煮品質(zhì)測定 最佳蒸煮時(shí)間：隨機(jī)取生面條15根，放入適量沸水中并計(jì)時(shí)，從2 min開始，每間隔15 s取出一根面條，用剪刀剪開，觀察面條中心是否有生粉，生粉消失的時(shí)間記為面條最佳煮熟時(shí)間，重復(fù)測定3次。

面條吸水率：取30 g生面條放入500 mL沸水中煮面，至最佳煮熟時(shí)間立刻挑出，用涼水浸泡10 s，在室溫下晾5 min后再放入天平稱重，重復(fù)測定3次。面條吸水率的計(jì)算公式為：

式中，M1：蒸煮后的面條質(zhì)量（g）；M2：蒸煮前的干物質(zhì)質(zhì)量（g）。

面條蒸煮損失：取面條30 g，用500 mL水煮面條至最佳蒸煮時(shí)間，面湯用蒸餾水定容至500 mL，取50 mL到預(yù)先稱重并烘干的燒杯中，在105 ℃烘箱中烘干至恒重。蒸煮損失計(jì)算公式：

式中，Wc：烘干后總質(zhì)量（g）；Wb：燒杯質(zhì)量（g）；G：蒸煮濕面條質(zhì)量30 g；W：濕面條水分含量。

1.2.3 面條的感官品質(zhì)測定 根據(jù)雜糧面條的特殊色澤和食味特征，參照SB/T 10137—93《面用小麥粉》和GB/T 35875—2018《糧油檢驗(yàn)小麥粉面條加工品質(zhì)評價(jià)》的方法并適當(dāng)修改（表2）。選擇8位經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的面制品研究人員組成感官評價(jià)小組，對生面條色澤、生面條氣味、熟面條色澤、熟面條表觀狀態(tài)、熟面條適口性（軟硬）、熟面條彈性、熟面條光滑性和熟面條食味8項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)打分。

表2 面條感官評價(jià)指標(biāo)和分值

1.2.4 人體血糖生成指數(shù)測定 參考中華人民共和國衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)WS/Ｔ652—2019的方法測定人體血糖生成指數(shù)[18]。通過預(yù)試驗(yàn)，從15位被測人員中挑選12位健康成員成立血糖測定小組，被測人員在前一天22：00后停止進(jìn)食，空腹間隔5 min測定兩次血糖，取其平均值作為0 min時(shí)的血糖值。然后根據(jù)凈碳水化合物50 g的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)食4種面條，以一水葡萄糖為參照物，分別在餐后15、30、45、60、90和120 min測定血糖，確定血糖峰值時(shí)間點(diǎn)。每2 d測試一個(gè)樣品。面條的人體血糖生成指數(shù)計(jì)算方法如下：

式中，GIn：受試者個(gè)體得出的GI值；At：待測食物的血糖生成曲線積分值；Aref：同一個(gè)體測得的至少兩次參考食物的平均血糖值；GI：待測食物的GI值。

1.2.5 面條蛋白的聚合度測定 參照PENG等[19]的方法，采用體積排阻高效液相色譜（SE-HPLC）（Ultimate 3000，美國熱電公司）定量分析生、熟面條粉末中SDS可提取和不可提取的蛋白質(zhì)，以明確不同配方下面條中蛋白質(zhì)的聚合/解聚行為。

1.2.6 面條蛋白二級結(jié)構(gòu)測定 參照ZOU等[15]的方法，使用傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）（Vertex 70，德國布魯克公司）測定面條粉末的紅外光譜特性。利用Omnic 8.0（熱電，美國）和Peakfit 4.12（SPSS，美國）軟件對光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，擬合得到6個(gè)區(qū)域。參照已有研究[19-20]，不同蛋白二級結(jié)構(gòu)類型在酰胺I區(qū)（1 600—1 700 cm-1）上的對應(yīng)區(qū)域如下：1 612—1 618 cm-1、1 625—1 635 cm-1和1 685— 1 695 cm-1為-折疊，1 640—1 655 cm-1為無規(guī)則卷曲，1 658—1 665 cm-1為-螺旋，1 670—1 680 cm-1為-轉(zhuǎn)角。

1.2.7 面條淀粉結(jié)晶型和有序程度的測定 使用X射線衍射儀（XRD）（Rigaku Dmax/2550，日本株式會(huì)社）測定面條粉末中淀粉的長程有序度，掃描范圍為4—40°[19]。通過衍射峰的形狀確定淀粉晶型及其變化，使用MDI Jade 6.0軟件（美國）計(jì)算淀粉的相對結(jié)晶度。使用FTIR（Vertex 70，德國布魯克公司）測定面條粉末中的淀粉短程有序度[15]。

1.2.8 面條微觀結(jié)構(gòu)觀察 面條樣品使用包埋膠固定在冷凍切片機(jī)（CM 1950，德國徠卡公司）上，調(diào)整刀頭將面條樣品切成10 μm的切片，切片貼在載玻片上，然后用0.25%的異硫氰酸熒光素（FITC）和0.025%的羅丹明B混合染液染色，其中FITC把淀粉標(biāo)記為綠色，羅丹明B把蛋白質(zhì)標(biāo)記為紅色。用蒸餾水沖洗浮色，樣品切片在共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）（FV1200，日本奧林匹斯）488 nm和565 nm通道下觀察面條微觀結(jié)構(gòu)[19]。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理與分析 所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS 25.0軟件做單因素方差分析并使用鄧肯多重比較法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)（＜0.05）。數(shù)據(jù)圖使用Origin 2016軟件制作。

2 結(jié)果

2.1 不同配方面條的品質(zhì)差異

2.1.1 蒸煮品質(zhì) 由表3可知，不同面條在蒸煮時(shí)間、吸水率、蒸煮損失上有所不同。WN和ON的最佳蒸煮時(shí)間較長（4 min），BN的最佳蒸煮時(shí)間（3 min）相對較短，OBN的最佳蒸煮時(shí)間（3.75 min）介于ON和BN之間。WN吸水率為76.27%，顯著高于其他3種面條。相對于WN的蒸煮損失，添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉后，面條蒸煮損失顯著上升，其中ON蒸煮損失最大（14.41%）。

2.1.2 感官品質(zhì) 感官評價(jià)人員對生的和煮熟后的WN、BN、ON、OBN進(jìn)行觀察、品嘗并打分，將各項(xiàng)評分結(jié)果進(jìn)行收集、整合和分析，最終得到的評分結(jié)果如表4所示?？傮w來說，WN各項(xiàng)感官評分均最高（89.4），BN、ON、OBN總體評分無顯著差異。

表3 4種面條的蒸煮品質(zhì)

同列不同字母表示差異顯著（＜0.05），最佳蒸煮時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)偏差為0，數(shù)值不同即為差異顯著。WN：純小麥面條；BN：添加30%苦蕎皮粉的面條；ON：添加30%燕麥麩粉的面條；OBN：添加15%苦蕎皮粉和15%燕麥麩粉的面條。下同

Different letters in the same column indicate significant difference (＜0.05), the standard deviation of the best cooking time was 0, and the difference was significant if the value was different. WN: Wheat noodles; BN: Noodles with 30% Tartary buckwheat bran flour added; ON: Noodles with 30% oat bran flour added; OBN: Noodles with 15% Tartary buckwheat bran flour and 15% oat bran flour added. The same as below

表4 面條的感官品質(zhì)

2.2 不同面條的人體血糖生成情況

圖1-A為血糖應(yīng)答曲線，可以看出，CWN的血糖曲線最接近于葡萄糖，而添加了雜糧組分的面條（CON、CBN、COBN）血糖生成速率明顯低于小麥面條。圖1-B是通過血糖應(yīng)答曲線的面積計(jì)算出的食物GI值。CWN的GI值（GI=82.72＞70）顯著高于其他面條，屬于高GI食物，CBN（55＜GI=69.66＜70）和COBN（55＜GI=59.92＜70）屬于中GI食物，而CON（GI=47.90＜55）屬于低GI食物。由此可知，添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉可以有效降低餐后血糖值，且燕麥麩粉的降血糖效果顯著強(qiáng)于苦蕎皮粉。

不同字母表示顯著差異（P＜0.05）。CWN：小麥?zhǔn)烀鏃l；CBN：添加30%苦蕎皮粉的熟面條；CON：添加30%燕麥麩粉的熟面條；COBN：添加15%苦蕎皮粉和15%燕麥麩粉的熟面條。下同

2.3 不同面條的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)

2.3.1 蛋白質(zhì)聚合度 參照PENG等[19]的方法，根據(jù)SE-HPLC峰型和拐點(diǎn)把SDS可提取和不可提取的蛋白質(zhì)按分子量大小分為5個(gè)組分：大分子量蛋白聚合物（larger protein polymers，LPP）、中分子量蛋白聚合物（medium protein polymers，MPP）、小分子量蛋白聚合物（smaller protein polymers，SPP）、大分子量單體蛋白（larger monomer protein，LMP）、小分子量單體蛋白（smaller monomer protein，SMP）。SDS不可提取部分的LPP和MPP占SDS可提取和不可提取的蛋白總量的比例為不溶性大分子蛋白質(zhì)聚合體（unextractable protein polymers，UPP）。由圖2可知，除BN外，蒸煮過程中其他3種面條單體蛋白總量（LMP和SMP）下降，蛋白聚合物（LPP、MPP和SPP）的總量升高。BN在蒸煮后蛋白聚合物含量下降，單體蛋白含量顯著提高，且SMP的增加量顯著高于LMP的增加?？傮w來看，添加雜糧粉生面條的蛋白聚合物總量（LPP、MPP和SPP的總量）差別較小，且都顯著小于小麥面條。比較生、熟面條中UPP含量發(fā)現(xiàn)，每種面條在蒸煮之后UPP含量均升高，且CWN的UPP含量最高，CON和COBN次之，CBN最低。

2.3.2 蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu) 與生面條相比，面條煮熟后，CWN蛋白中的折疊含量顯著升高，而CON和COBN蛋白中折疊顯著降低，CBN無顯著變化。面條煮熟后，除CON外，其他面條中螺旋均顯著下降；CWN和CON中無規(guī)卷曲的含量顯著低于生面條，而CBN和COBN中無規(guī)卷曲含量大幅上升。折疊和螺旋之和與蛋白質(zhì)的聚合程度呈正相關(guān)，而轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲之和與蛋白質(zhì)的游離程度正相關(guān)。整體而言，CON和CWN蛋白中轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲之和顯著小于其中兩種面條，表明CON中蛋白聚合物結(jié)構(gòu)更接近于CWN（圖3）。

圖2 4種面條的蛋白質(zhì)聚合情況

圖3 4種面條的蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)

2.4 不同面條淀粉結(jié)構(gòu)

由圖4可知，面條淀粉在蒸煮后均由明顯的A型晶體（15°、17°、18°、20°、23°）[21]轉(zhuǎn)化為V型（20°單峰），這是谷物淀粉糊化的典型特征。根據(jù)圖4-A中結(jié)晶區(qū)的峰值強(qiáng)度，可以看出添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉之后晶體結(jié)構(gòu)被弱化，這可能與復(fù)配粉中淀粉含量較低有關(guān)（表1）。衍射圖譜在13°左右的衍射峰與淀粉-小分子物質(zhì)復(fù)合物相關(guān)[22]，表明糊化淀粉包埋小分子蛋白或脂肪形成了復(fù)合物，促進(jìn)了V型結(jié)晶的形成[19]。利用XRD圖中結(jié)晶區(qū)面積與總面積的比值，用Jade軟件計(jì)算淀粉的相對結(jié)晶度，稱為淀粉的長程有序度[21]。表5顯示，生面條的結(jié)晶度普遍高于熟面條，這是因?yàn)槊鏃l淀粉在常溫階段下均是典型的A型結(jié)晶（多個(gè)結(jié)晶區(qū)），一旦接觸沸水便轉(zhuǎn)化為V型結(jié)晶（單個(gè)或幾乎沒有結(jié)晶區(qū)）[19]。與CWN相比，CBN、CON、COBN的相對結(jié)晶度在蒸煮之后仍保持較高的水平，其中CBN的結(jié)晶度最高（11.34%），COBN次之（8.57%），CON最?。?.10%）。

圖4 4種面條的FTIR和XRD圖譜

淀粉的指紋區(qū)域位于FTIR光譜1 000 cm-1附近，995/1 022（DD值）與雙螺旋度呈正相關(guān)，1 047/1 022（DO值）與有序程度呈正相關(guān)，稱為淀粉的短程有序度[22-23]。如表5所示，熟面條的DO值和DD值均低于生面條，而添加雜糧組分的生、熟面條DO值和DD值都高于小麥面粉。熟面條中，COBN的DD值和DO值均最高，CBN次之，CON最低。FTIR圖譜在～860 cm-1處的峰是糖苷鍵特征峰，這個(gè)峰的位置移動(dòng)表明淀粉的還原末端與蛋白質(zhì)的氨基發(fā)生共價(jià)互作，產(chǎn)生異構(gòu)糖苷鍵，也稱為異肽鍵[19,24]。如表5所示，4種生面條的峰值靠近860 cm-1且無顯著差異，面條蒸煮后，～860 cm-1處的峰均發(fā)生了不同程度的藍(lán)移，表明糖苷鍵發(fā)生異構(gòu)，其中COBN的藍(lán)移程度最小，CBN和CWN次之，CON的藍(lán)移程度最大。根據(jù)之前研究[15,25]，F(xiàn)TIR在1 538 cm-1的峰表明淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物的存在；2 854 cm-1和1 745 cm-1則表示淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的存在；而3個(gè)峰同時(shí)出現(xiàn)則表明樣品中存在淀粉-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)三元復(fù)合物。如圖4-C、D所示，在所有生熟面條中均可觀察到1 538 cm-1的峰，證明天然小麥中存在淀粉-蛋白質(zhì)復(fù)合物。WN和CWN在2 854 cm-1和1 745 cm-1均無特征峰，而其他3種面條圖譜均在2 854 cm-1和1 745 cm-1有拐點(diǎn)，證明雜糧麩皮的添加促進(jìn)了淀粉-脂質(zhì)、淀粉-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物的產(chǎn)生。

表5 4種面條中淀粉的有序度

2.5 不同面條微觀結(jié)構(gòu)特征

圖5為面條橫截面的CLSM微觀結(jié)構(gòu)圖，其中綠色圓粒為淀粉粒，紅色網(wǎng)絡(luò)為蛋白聚合物。從圖中可以看出，4種生面條中淀粉粒都均勻地鑲嵌在面筋網(wǎng)絡(luò)中，小麥面條的淀粉顆粒為光滑的圓球狀[19]；添加雜糧麩粉后，出現(xiàn)不規(guī)則長橢圓形淀粉粒，這是燕麥和蕎麥淀粉的特征；添加燕麥麩粉的面條中有明顯的淀粉聚集體，這是燕麥淀粉特有的淀粉簇結(jié)構(gòu)[15]。蒸煮后，WN的淀粉粒完整性最好；CON中有更多的淀粉粒在溶脹后緊密連接，形成較大粒徑的淀粉簇，蛋白質(zhì)呈絲狀均勻鑲嵌其中；COBN與CBN中蛋白破壞程度較大，變性程度更高，甚至發(fā)生收縮聚集，且淀粉粒之間及淀粉粒與蛋白之間結(jié)合松散，面條中產(chǎn)生更多孔洞（黑色區(qū)域）。

圖5 4種面條的CLSM圖

3 討論

3.1 不同面條的品質(zhì)差異

不同面條表現(xiàn)出不同的蒸煮特性。WN的蒸煮時(shí)間較長，這可能是因?yàn)閺?qiáng)筋面粉在和面過程中形成了穩(wěn)定而緊湊的面筋網(wǎng)絡(luò)，抑制了淀粉的吸水溶脹和糊化進(jìn)程[19]。BN的蒸煮時(shí)間相對較短，這是由于苦蕎皮粉的添加使面筋蛋白被稀釋，弱化了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，最終加速了淀粉的吸水溶脹和糊化。雖然燕麥麩粉的添加也會(huì)稀釋面筋網(wǎng)絡(luò)，但可能由于燕麥麩粉中高含量的膳食纖維（20.04%）會(huì)與淀粉競爭吸水[1]，通過抑制淀粉吸水溶脹而延緩淀粉糊化進(jìn)程，因而ON也具有較長的蒸煮時(shí)間。OBN同時(shí)具備兩種雜糧麩皮的特性，因此其最佳蒸煮時(shí)間介于ON和BN之間。

吸水率反映的是面條在蒸煮過程中的吸水膨脹性，吸收水分的增加主要用于淀粉的糊化。因此，WN的高淀粉比例導(dǎo)致其吸水率顯著高于其他3種面條，而添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉后的面條中總淀粉的含量有所降低，面條淀粉糊化過程吸水率顯著降低。干物質(zhì)損失率主要反映蒸煮過程中淀粉等物質(zhì)的損失程度，也反映了淀粉顆粒和蛋白質(zhì)在煮制過程中結(jié)構(gòu)的變化，煮制過程中直鏈淀粉和水溶性蛋白質(zhì)容易從面條中溶出，使面湯變得渾濁，同時(shí)導(dǎo)致面條的營養(yǎng)成分損失和口感降低[17]。ON和BN的蒸煮損失率最大，其次是OBN，最后是WN，這可能是因?yàn)榭嗍w皮粉和燕麥麩粉的添加在一定程度上降低了面筋蛋白相對含量，破壞了面筋網(wǎng)絡(luò)對淀粉粒的穩(wěn)定包裹，二者中較高含量的單體蛋白和脂肪在蒸煮中的溶出也是它們蒸煮損失較大的重要原因。此外，燕麥面條較大的蒸煮損失可能還與其簇狀淀粉體的分散和較小的淀粉粒尺寸有關(guān)。

本研究中，WN各項(xiàng)感官評分均最高，BN、ON、OBN總體評分無顯著差異。添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉均降低了生、熟面條的色澤評分，這是由于燕麥麩粉和苦蕎皮粉顏色發(fā)暗，白度較低，使面條亮度降低。另外，添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉對面筋蛋白的稀釋作用是造成熟面條彈性下降、食味變差的主要原因。

3.2 不同面條的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)比較

添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉后，面條單體蛋白總量（LMP和SMP）上升，這是由于蕎麥和燕麥蛋白主要以清蛋白、球蛋白為主，常以單體形式存在。面條蒸煮后，除CBN外，其他3種面條單體蛋白總量下降，蛋白聚合物（LPP、MPP和SPP）的總量升高，說明蒸煮過程中蛋白組分存在一定程度的重聚，這與前人的研究結(jié)果一致[26]。BN在蒸煮后，蛋白聚合物含量下降，單體蛋白含量顯著提高，且SMP的增加量顯著高于LMP的增加，表明添加蕎麥麩粉會(huì)促進(jìn)面條蛋白在蒸煮過程中解聚，這也是造成其較大蒸煮損失和最低感官評分的原因之一。總體來看，添加雜糧麩皮的生面條中蛋白聚合物的總量（LPP、MPP和SPP總量）差別較小，且都顯著小于小麥面條，說明添加苦蕎皮粉和燕麥麩皮稀釋了面筋蛋白，弱化了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。熟面條中，CBN的LPP和MPP含量顯著低于CON和COBN，再次表明CBN中苦蕎皮粉的添加對煮面過程中蛋白質(zhì)聚合具有明顯的抑制作用。UPP可以較好地表征蛋白聚合度的總體變化情況[27]。4種面條在蒸煮之后UPP含量均升高，表明蒸煮過程促進(jìn)了蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)-淀粉、蛋白質(zhì)-其他組分的結(jié)合，而淀粉抗消化性的提高可能與其密切相關(guān)[28]。WN蒸煮前后的UPP含量均顯著高于其他面條，表明小麥粉有助于在面條中形成穩(wěn)定的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而雜糧粉的添加弱化了面條中的蛋白網(wǎng)絡(luò)。蒸煮后，CON的UPP含量最高，COBN次之，CBN最低，說明燕麥麩皮粉添加對面筋強(qiáng)度的弱化作用較小，且其中的小分子活性物質(zhì)可能易于與蛋白和淀粉互作[29]，有利于面條GI值的降低。

蛋白質(zhì)中折疊的相對含量與蛋白結(jié)構(gòu)的緊湊程度呈正相關(guān)[27]。與生面條相比，面條煮熟后，CWN蛋白中的折疊含量顯著升高，而CON和COBN蛋白中折疊顯著降低，表明添加雜糧麩皮會(huì)在蒸煮過程中對面條蛋白的聚合性造成負(fù)面影響，且添加燕麥麩粉的影響較大。CON的折疊雖然顯著降低，但其螺旋顯著升高，結(jié)合CON中較高的蛋白聚合物和UPP含量，其蛋白可能呈高聚合度但相對松散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，更容易促進(jìn)其與淀粉形成V型包埋物[29]?？嗍w皮粉的添加會(huì)促進(jìn)蒸煮過程中蛋白質(zhì)裂解，變?yōu)閱误w無序結(jié)構(gòu)，這與圖2中CBN和COBN較高的SMP含量相一致。整體而言，CON和CWN蛋白中-轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲之和顯著小于其他兩種面條，表明CON中蛋白聚合物結(jié)構(gòu)具有較好的熱穩(wěn)定性，而添加苦蕎皮粉的面條，其蛋白在蒸煮過程中結(jié)構(gòu)破壞較大，這與SE-HPLC的分析結(jié)果一致。結(jié)合圖2蛋白質(zhì)聚合度的變化，上述結(jié)果表明，煮面過程中小麥面條中轉(zhuǎn)角和無規(guī)卷曲向折疊的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致蛋白聚合度提高；燕麥麩的添加有助于煮面過程中無規(guī)則卷曲向螺旋的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高了面條中的蛋白聚合度；而苦蕎皮粉的添加總體上引起煮面過程中大量蛋白有序二級結(jié)構(gòu)向無規(guī)則卷曲轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致較低的蛋白聚合度。鑒于CON中淀粉的抗消化性顯著強(qiáng)于其他兩種含有苦蕎皮粉的熟面條，推測CON蛋白中較高的螺旋和較低的β-折疊可能導(dǎo)致蛋白聚集體向高聚合度的松散鏈狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，促進(jìn)了燕麥小分子蛋白與糊化淀粉單鏈結(jié)合形成V型復(fù)合物（與圖2中CON顯著降低的SMP含量相對應(yīng)），也稱作“V型”抗性淀粉（RS5）[29]，導(dǎo)致面條GI值的顯著降低。

3.3 不同面條的淀粉結(jié)構(gòu)差異和組分互作機(jī)制

4種面條淀粉均在蒸煮前后發(fā)生晶體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉的熟面條均在衍射圖譜13°附近有特征峰，且CON特征峰更加明顯，這可能是因?yàn)檠帑滬煼壑兄竞枯^高，促進(jìn)了支鏈淀粉的長鏈或直鏈淀粉與脂肪形成單螺旋復(fù)合物（也被稱為5型抗性淀粉，RS5）[29]，從而顯著降低了CON的GI值。與CWN相比，CBN、CON、COBN在蒸煮之后仍保持較高的相對結(jié)晶度，這是由于燕麥麩粉和苦蕎皮粉中富含脂肪、蛋白、多酚等小分子物質(zhì)，更有利于“V型”淀粉結(jié)晶的產(chǎn)生，從而在一定程度上提高了糊化淀粉的相對結(jié)晶度，并促進(jìn)了RS5的產(chǎn)生和GI值的降低[29]。另外，糊化淀粉在冷卻過程中會(huì)發(fā)生回生而局部返晶[30]，在CWN強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)束縛下，長程有序度很難通過短期回生而恢復(fù)[19]；而在面筋被稀釋弱化的雜糧面條中，CBN在弱面筋網(wǎng)絡(luò)和低纖維素含量條件下，糊化淀粉更容易在冷卻過程中發(fā)生回生，造成CBN中淀粉較高的相對結(jié)晶度；雖然CON中的面筋也被稀釋，但在高膳食纖維（燕麥β-葡聚糖）的束縛下[31]，較高黏度的糊化淀粉只發(fā)生了較低程度的返晶，相對結(jié)晶度（5.10%）略高于CWN，顯著低于CBN。面條蒸煮后，DO值和DD值均降低，短程有序度的顯著降低是由于蒸煮過程中淀粉的糊化作用。添加雜糧組分的生、熟面條DO值和DD值均高于小麥面粉，說明苦蕎皮粉和燕麥麩粉中的淀粉具有更多的局部結(jié)晶區(qū)（雙螺旋形態(tài)），這也可能是促進(jìn)雜糧面條中含有較高的抗性淀粉的原因之一。熟面條中COBN的DD值和DO值均最高，CBN次之，CON最低，表明CBN比CON具有更穩(wěn)定的短程有序性，兩者同時(shí)添加則具有協(xié)同作用，共同抑制了蒸煮過程中淀粉短程有序結(jié)構(gòu)的破壞。CON的短程有序度較低，僅高于CWN，表明其雙螺旋和有序結(jié)構(gòu)破壞更徹底，淀粉裂解形成更多移動(dòng)性更強(qiáng)的單鏈和碎片，這可能為淀粉與脂肪等其他組分復(fù)合創(chuàng)造了更好的條件；另一方面，燕麥麩粉脂肪含量最高（9.80%），而蒸煮處理可能促進(jìn)了淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)之間二元/三元復(fù)合物的形成[25]，從一定程度上促進(jìn)了短程有序結(jié)構(gòu)的增加，因此從整體上看，其DD和DO值降低程度較小。

4種生面條的糖苷鍵結(jié)構(gòu)（FTIR 860 cm-1峰值位置）無顯著差異，這是由于天然谷物淀粉中的糖鏈主要由1,4糖苷鍵連接。面條蒸煮后，～860 cm-1處的峰均發(fā)生了不同程度的藍(lán)移，表明淀粉還原端發(fā)生糖苷鍵異構(gòu)，這主要是由于蛋白質(zhì)與淀粉的共價(jià)結(jié)合[19]，促進(jìn)了交聯(lián)型抗性淀粉（RS4）的產(chǎn)生。CON的異構(gòu)化最顯著（藍(lán)移程度最大），表明其中淀粉-蛋白互作程度最強(qiáng)，有助于降低CON的GI值。WN和CWN在2 854 cm-1和1 745 cm-1均無特征峰，這可能是由于小麥面粉中脂肪含量太低（1.2%），以至于檢測不到淀粉-脂肪復(fù)合物；而添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉后，2 854 cm-1和1 745 cm-1的振動(dòng)證明了淀粉-脂質(zhì)、淀粉-脂質(zhì)-蛋白質(zhì)復(fù)合物的產(chǎn)生，表明苦蕎皮粉和燕麥麩粉中含有二元/三元復(fù)合物，且蒸煮過程可進(jìn)一步促進(jìn)復(fù)合物的形成，從而導(dǎo)致面條GI值的降低。

本研究中，由于蒸煮過程中淀粉粒溶脹破裂，蛋白網(wǎng)絡(luò)變性并重構(gòu)，熟面條中淀粉結(jié)構(gòu)和面筋網(wǎng)絡(luò)均發(fā)生不同程度的破壞。WN面筋蛋白含量最高，淀粉粒被蛋白緊密包裹，因此CWN中淀粉粒完整度高于其他面條。煮熟后，CON與CWN中蛋白交聯(lián)情況相似，結(jié)構(gòu)均勻且致密，但CON中的淀粉粒聚集形成較大粒徑的淀粉簇，蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)則均勻分布其中，有助于淀粉與蛋白的互作[15,19]，該推測也與CON中較高的UPP含量（24.76%）和較顯著的糖苷鍵異構(gòu)相一致（表5）。此外，不同于苦蕎皮粉，燕麥麩皮中較高的膳食纖維（20.40%，燕麥-葡聚糖（8.98±2.12）%）使體系具備較好的黏度，可以促進(jìn)淀粉及其他組分的粘結(jié)[32]，而更均一緊實(shí)的結(jié)構(gòu)和更高的黏度增加了面條的淀粉耐酶解性，提高了CON的抗消化性。煮熟的COBN與CBN中蛋白質(zhì)劇烈變性并發(fā)生收縮聚集，造成面條中產(chǎn)生孔洞，對淀粉粒的包裹程度減弱，使淀粉更容易裂解為不規(guī)則片狀，冷卻后有助于CBN的短期回生，淀粉之間連接形成大面積的聚合體。上述差異表明，相比于苦蕎皮粉，燕麥麩粉的加入不僅有助于提高面條中蛋白網(wǎng)絡(luò)的聚合度和穩(wěn)定性，增強(qiáng)蛋白網(wǎng)絡(luò)對淀粉粒的包裹，而且可以促進(jìn)蛋白與糊化淀粉簇的緊密結(jié)合，從而顯著提高面條中淀粉的抗消化性。

4 結(jié)論

添加苦蕎皮粉和燕麥麩粉降低了小麥面條的蒸煮和感官品質(zhì)；苦蕎皮粉和燕麥麩粉的添加有利于面條中淀粉與蛋白質(zhì)、脂肪互作產(chǎn)生二元和三元復(fù)合物，促進(jìn)RS4和RS5的產(chǎn)生；燕麥麩粉的添加有助于維持面條中蛋白網(wǎng)絡(luò)的熱穩(wěn)定性，穩(wěn)定的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和-葡聚糖對淀粉及其他組分的包裹作用，促進(jìn)蛋白-淀粉和脂肪-淀粉的互作，提高面條中淀粉的抗消化性；添加燕麥麩粉和苦蕎皮粉的面條具有良好的降糖功能，其中添加30%燕麥麩粉的面條為低GI食品。雜糧麩皮用于面制主食的加工，不僅有利于谷物加工副產(chǎn)物的綜合利用，還能抑制餐后血糖的升高，提升食品的營養(yǎng)價(jià)值。但在后續(xù)的低GI食品研發(fā)和生產(chǎn)中，在提高雜糧添加量的同時(shí)，應(yīng)兼顧食品加工和感官品質(zhì)的進(jìn)一步提高。

[1] SAKA M, ?ZKAYA? B, SAKA ?. The effect of bread-making methods on functional and quality characteristics of oat bran blended bread. International Journal of Gastronomy and Food Science, 2021, 26: 100439.

[2] GUO X N, GAO F, ZHU K X. Effect of fresh egg white addition on the quality characteristics and protein aggregation of oat noodles. Food Chemistry, 2020, 330: 127319.

[3] WANG L J, YANG X S, QIN P Y, SHAN F, REN G X. Flavonoid composition, antibacterial and antioxidant properties of Tartary buckwheat bran extract. Industrial Crops and Products, 2013, 49: 312-317.

[4] LI F H, YUAN Y, YANG X L, TAO S Y, MING J. Phenolic profiles and antioxidant activity of buckwheat (m?ench andL. gaerth) hulls, brans and flours. Journal of Integrative Agriculture, 2013, 12(9): 1684-1693.

[5] 郭小勇, 包春艷, 李華, 王國君, 王國萍. 膳食結(jié)構(gòu)對2型糖尿病各項(xiàng)代謝指標(biāo)的影響. 包頭醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2015, 31(9): 61-62.

GUO X Y, BAO C Y, LI H, WANG G J, WANG G P. Effects of dietary structure on metabolic indices in type 2 diabetes mellitus. Journal of Baotou Medical College, 2015, 31(09): 61-62. (in Chinese)

[6] 屈展平, 任廣躍, 李葉貝, 段續(xù), 張樂道, 陳曦. 燕麥添加量對馬鈴薯復(fù)合面條品質(zhì)特性的影響. 食品與機(jī)械, 2019, 35(1): 186-192.

QU Z P, REN G Y, LI Y B, DUAN X, ZHANG L D, CHEN X. Effect of adding oat flour on quality characteristics of potato compound noodles. Food & Machinery, 2019, 35(1): 186-192. (in Chinese)

[7] SHI Z J, LIU L, ZHANG K L, WANG X L, MA Z, REN T, LI X P, XU B, HU X Z. Effect of sheeting thickness on the processing quality of wheat-oat blended flour noodles. Journal of Cereal Science, 2021, 99: 103223.

[8] LIU S Y, SUN Y L, OBADI M, JIANG Y Y, CHEN Z W, JIANG S, XU B. Effects of vacuum mixing and mixing time on the processing quality of noodle dough with high oat flour content. Journal of Cereal Science, 2020, 91: 102885.

[9] GAO L, CHENG W W, FU M X, WU D, TANG X Z. Effect of improved extrusion cooking technology modified buckwheat flour on whole buckwheat dough and noodle quality. Food Structure, 2022, 31: 100248.

[10] GUO X N, WEI X M, ZHU K X. The impact of protein cross-linking induced by alkali on the quality of buckwheat noodles. Food Chemistry, 2017, 221: 1178-1185.

[11] THANUSHREE M P, SUDHA M L, MARTIN A, VANITHA T, KASAR C. Enhancing the nutritional and quality profiles of buckwheat noodles: studies on the effects of methods of milling and improvers. LWT-Food Science and Technology, 2022, 160: 113286.

[12] BERGIA R, GIACCO R, HJORTH T, BISKUP I, ZHU W B, COSTABILE G, VITALE M, CAMPBELL W, LANDBERG R, RICCARDI G. Differential glycemic effects of low-versus high-glycemic index mediterranean-style eating patterns in adults at risk for type 2 diabetes: The MEDGI-carb randomized controlled trial. Nutrients, 2022, 706(14): 14030706.

[13] 張鑫, 任元元, 孟資寬, 鄒育. 低GI藜麥面條擠壓工藝及體外消化特性研究. 食品與發(fā)酵科技, 2021, 57(4): 57-62, 85.

ZHANG X, REN Y Y, MENG Z K, ZOU Y. Study on extrusion technology anddigestion characteristics of low GI quinoa noodles. Sichuan Food and Fermentation, 2021, 57(4): 57-62, 85. (in Chinese)

[14] 王潤, 黨斌, 楊希娟, 孫小鳳, 杜艷, 梁鋒. 青稞低GI擠壓面條制作工藝優(yōu)化及營養(yǎng)與抗氧化活性分析. 中國糧油學(xué)報(bào), 2019, 34(6): 37-44.

WANG R, DANG B, YANG X J, SUN X F, DU Y, LIANG F. Processing technology optimization and nutrition and antioxidant activity analysis of highland barley low glycemic index extruded noodles. Journal of the Chinese Cereals and Oils Association, 2019, 34(6): 37-44. (in Chinese)

[15] ZOU X Y, WANG X L, ZHANG M, PENG P, MA Q Y, HU X Z. Pre-baking-steaming of oat induces stronger macromolecular interactions and more resistant starch in oat-buckwheat noodle. Food Chemistry, 2023, 400: 134045.

[16] 鮑歡, 周家萍, 于璟琳. 乙醇干燥制備馬鈴薯粉及其對面條品質(zhì)特性和消化性的影響. 食品科技, 2021, 46(5): 137-141, 150.

BAO H, ZHOU J P, YU J L. Effect on the quality characteristics and thedigestibility of the noodles with the ethanol drying potato flour. Food Science and Technology, 2021, 46(5): 137-141, 150. (in Chinese)

[17] HU J W, LI X P, JING Y C, HU X Z, MA Z, LIU R, SONG G H, ZHANG D Y. Effect of gaseous ozone treatment on the microbial and physicochemical properties of buckwheat-based composite flour and shelf-life extension of fresh noodles. Journal of Cereal Science, 2020, 95: 103055.

[18] 國家衛(wèi)生健康委員會(huì). 食物血糖生成指數(shù)測定方法: WS/T 652-2019 [S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2019.

National Health Commission of the People’s Republic of China. Standard for determination of food glycemic index: WS/T 652-2019 [S]. Beijing: Standards Press of China, 2019. (in Chinese)

[19] PENG P, WANG X L, ZOU X Y, ZHANG X K, HU X Z. Dynamic behaviors of protein and starch and interactions associated with glutenin composition in wheat dough matrices during sequential thermo-mechanical treatments. Food Research International, 2022, 154: 110986.

[20] LI S P, LIU Y C, TONG J Y, YU L W, DING M Y, ZHANG Z M, REHMAN A U, MAJZOOBI M, WANG Z H, GAO X. The overexpression of high-molecular-weight glutenin subunit Bx7 improves the dough rheological properties by altering secondary and micro-structures of wheat gluten. Food Research International, 2020, 130: 108914.

[21] FAN X, LI X P, HU J W, CHENG Z Y, WANG X L, HU X Z. Physicochemical anddigestibility properties on complexes of fermented wheat starches with konjac gum. International Journal of Biological Macromolecules, 2021, 188: 197-206.

[22] CHI C D, LI X X, HUANG S X, CHEN L, ZHANG Y P, LI L, MIAO S. Basic principles in starch multi-scale structuration to mitigate digestibility: A review. Trends in Food Science & Technology, 2021, 109: 154-168.

[23] REN N M, MA Z, XU J B, HU X Z. Insights into the supramolecular structure and techno-functional properties of starch isolated from oat rice kernels subjected to different processing treatments. Food Chemistry, 2020, 317: 126464.

[24] LIAO L, ZHANG F L, LIN W J, LI Z F, YANG J Y, PARK K H, NI L, LIU P. Gluten-starch interactions in wheat gluten during carboxylic acid deamidation upon hydrothermal treatment. Food Chemistry, 2019, 283: 111-122.

[25] LIN L, YANG H, CHI C D, MA X B. Effect of protein types on structure and digestibility of starch-protein-lipids complexes. LWT-Food Science and Technology, 2020, 134: 110175.

[26] LAMBRECHT M A, ROMBOUTS I, DE KETELAERE B, DELCOUR J A. Prediction of heat-induced polymerization of different globular food proteins in mixtures with wheat gluten. Food Chemistry, 2017, 221: 1158-1167.

[27] LIU T H, GAO X, LI L Q, DU D F, CHENG X, ZHAO Y, LIU Y, LI X J. Effects of HMW-GS atlocus on the polymerization of glutenin during grain development and on the secondary and micro-structures of gluten in wheat (L.). Journal of Cereal Science, 2016, 72: 101-107.

[28] WANG X L, PENG P, APPELS R, TIAN L P, ZOU X Y. Macromolecular networks interactions in wheat flour dough matrices during sequential thermal-mechanical treatment. Food Chemistry, 2022, 366: 130543.

[29] GUTIéRREZ T J, TOVAR J. Update of the concept of type 5 resistant starch (RS5): self-assembled starch V-type complexes. Trends in Food Science & Technology, 2021, 109: 711-724.

[30] HUANG S Q, CHAO C, YU J L, COPELAND L, WANG S J. New insight into starch retrogradation: the effect of short-range molecular order in gelatinized starch. Food Hydrocolloids, 2021, 120: 106921.

[31] HE M H, DING T Y, WU Y W, OUYANG J. Effects of endogenous non-starch nutrients in acorn (blume) kernels on the physicochemical properties anddigestibility of starch. Foods, 2022, 11(6): 825.

[32] TANG M Y, WANG L Y, CHENG X X, WU Y W, OUYANG J. Non-starch constituents influence thedigestibility of naked oat (L.) starch. Food Chemistry, 2019, 297: 124953.

Effects of Oat Bran Flour and Tartary Buckwheat Bran Flour on Structure, Cooking Quality and Digestive Characteristics of Wheat Noodles

PENG Pai, WANG XiaoLong, MA Lan, ZOU XiaoYang, MA QianYing, ZHANG XinYu, LI XiaoPing, HU XinZhong

College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710119

【Objective】 This study aimed to explore the effects of oat bran flour and Tartary buckwheat bran flour addition on the structure, quality and digestive characteristics of wheat noodles, so as to confirm their application values in the production of wheat-based food products. 【Method】 Three types of noodles were prepared with three recombinant flours containing 30% oat bran flour + 70% wheat flour, 30% Tartary buckwheat bran flour + 70% wheat flour, and 15% oat bran flour + 15% Tartary buckwheat bran flour + 70% wheat flour, respectively, with pure wheat noodle as control. The cooking quality, sensory quality and digestive characteristics of different noodles were determined and compared firstly. Then the structural characteristics of protein and starch in noodles were analyzed and compared by Fourier infrared spectrometer, X-ray diffractometer, Size-exclusion high performance liquid chromatography, Scanning electron microscope and Laser confocal scanning microscope, respectively.【Result】 The introduction of oat bran flour and Tartary buckwheat bran flour weakened the cooking and sensory quality of noodles, but improved the starch digestion resistance of noodles. The noodle containing 30% oat bran flour showed the lowest glycemic index (GI) of 47.9 among all the noodles. Protein denaturation and reconstruction during noodle cooking facilitated the binding between protein and other molecules higher proportion α-helix and lower proportion β-sheets was found in the protein of cooked oat bran noodles, which led to the transformation of protein aggregates into a loose and extended protein network that enforced the wrapping effect of protein to starch. After cooking, the starch crystal in noodles was destroyed, leading to the reduced orderliness. The addition of oat bran flour and buckwheat bran flour promoted the starch-lipid interactions in noodles, which contributed to the formation of resistant starch. Compared with buckwheat bran four, oat bran flour was more beneficial to maintaining the short-range order of starch and promoting the formation of more V-type crystals in noodle. In addition, the high content ofglucan in oat bran flour further contributed to the interactions between starch and other molecules. 【Conclusion】 The addition of oat bran flour and Tartary buckwheat bran flour decreased the cooking and sensory quality of wheat noodle, but reduced the GI value of the noodle. The noodles containing 30% oat bran flour was a low GI food. The addition of oat bran flour and buckwheat bran flour in noodles contributed to the formation of resistant starch deriving from complex starch-protein and starch-lipid interactions during starch gelatinization. Oat bran flour was conductive to maintaining the thermal stability of protein network and improving the digestion resistance of starch in noodle by enhancing the interactions between starch and other molecules.

Tartary buckwheat bran flour; oat bran flour; noodle quality; low GI food; resistant starch

10.3864/j.issn.0578-1752.2023.20.014

2023-04-11；

2023-07-24

國家自然科學(xué)基金青年基金（31801460）、陜西省國際合作項(xiàng)目（2022KWZ-02）、國家燕麥?zhǔn)w麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-07-E1）、陜西省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（2020TD-049）、陜西省谷物科學(xué)國際聯(lián)合研究中心（2019GHJD-15）

彭湃，E-mail：pengpai1015@126.com。通信作者王曉龍，E-mail：wangxiaolong23@126.com。通信作者胡新中，E-mail：hxinzhong@126.com

（責(zé)任編輯 趙伶俐）