低GI重組米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及理化性質(zhì)研究

摘" 要：目的：探究低GI重組米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及理化性質(zhì)。方法：選用市場(chǎng)上銷(xiāo)售的粳米和秈米作為對(duì)照，采用不同添加物料配比的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最好配比的重組米，利用實(shí)驗(yàn)用微型雙螺桿擠出機(jī)等設(shè)備制備重組米，通過(guò)血糖生成指數(shù)、感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定以及綜合評(píng)分對(duì)大米進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果：結(jié)果表明，重組米的綜合評(píng)分受到不同成分比例的影響，其中含有抗性糊精和聚甘油脂肪酸酯的含量對(duì)重組米的質(zhì)構(gòu)具有較大影響。血糖指數(shù)分析顯示，重組米的GI值明顯低于粳米和秈米，具有更佳的血糖控制效果。此外，重組米在質(zhì)構(gòu)特性和感官評(píng)價(jià)方面也表現(xiàn)出一定優(yōu)勢(shì)。結(jié)論：所設(shè)計(jì)的低血糖生成指數(shù)重組米有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且其口感也不低于粳米和秈米。旨在通過(guò)重組米開(kāi)發(fā)新的食品產(chǎn)品，滿(mǎn)足不同人群的口味和需求的同時(shí)也具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

關(guān)鍵詞：重組米；GI；AMS；營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；食用品質(zhì)

收稿日期：2024-09-26

作者簡(jiǎn)介：李妍霖（1994—），女，高級(jí)食品研發(fā)工程師，生物工程方向。

中圖分類(lèi)號(hào)：TP391"""""""""""""""""""""""""""""" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-6737（2025）01-0027-05

Research on the Nutritional Value and Physicochemical Properties

of Low GI Recombinant Rice

LI Yan-lin ， HAO Luo ， JIN Zi-yang

（Sichuan Fengtaiwuchu Food Technology Co.， Ltd.， Yibing Sichuan 644302， China）

Abstract： Objective： To explore the nutritional value and physicochemical properties of low GI recombinant rice. Method： The study selected japonica and indica rice sold in the market as controls， and adopted experimental designs with different ratios of added materials to explore the recombinant rice with the best nutritional value. The recombinant rice was prepared using equipment such as a micro twin-screw extruder. The rice was evaluated through blood glucose generation index， sensory evaluation， texture characteristic measurement， and comprehensive scoring. Result： The results showed that the comprehensive score of recombinant rice was influenced by different component ratios， among which the ratio of resistant dextrin， polyglycerol fatty acid ester， and konjac flour had a significant impact on the texture， sensory and water absorption of recombinant rice. The analysis of blood glucose index shows that the GI value of recombinant rice is significantly lower than that of japonica and indica rice， indicating better blood glucose control effect. In addition， recombinant rice has shown certain advantages in texture characteristics and sensory evaluation. Conclusion： The designed recombinant rice with low glycemic index has high nutritional value， and its taste is not inferior to that of japonica and indica rice. Intended to develop new food products through recombinant rice， meeting the tastes and needs of different populations while also possessing high nutritional value.

Key words： Recombinant rice; GI; AMS; Nutritional value; Edible quality

在日常飲食中，高血糖已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)中普遍存在的健康問(wèn)題之一。高血糖不僅會(huì)導(dǎo)致糖尿病等慢性疾病的發(fā)生，還會(huì)增加心血管疾病、肥胖等多種疾病的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量和健康水平[1-2]。為了有效控制血糖水平，人們開(kāi)始尋求各種方法，其中低血糖生成指數(shù)（Glycemic Index，GI）食品成為備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)。GI是一種衡量食物中碳水化合物對(duì)血糖水平影響程度的指標(biāo)。低GI食品能夠緩慢釋放血糖，使血糖水平更穩(wěn)定，有助于預(yù)防和控制糖尿病等代謝性疾病的發(fā)生。傳統(tǒng)大米的GI值較高，對(duì)于需要嚴(yán)格控制血糖水平的人群來(lái)說(shuō)，其攝入可能不太適宜[3]。因此，如何降低大米的GI值，使其更適合于血糖控制成為當(dāng)前研究的一個(gè)重要課題。然而，目前對(duì)于重組米的研究還比較有限。大部分研究集中在單一添加物料或簡(jiǎn)單混合物的探索上，缺乏系統(tǒng)的、全面的研究[4-5]。因此，有必要對(duì)不同成分比例下的重組米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、理化性質(zhì)以及血糖控制效果進(jìn)行深入研究和評(píng)估。此次研究采用了不同添加物料配比的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最佳配比的重組米，利用實(shí)驗(yàn)用微型雙螺桿擠出機(jī)等設(shè)備制備重組米，通過(guò)血糖生成指數(shù)、感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定以及綜合評(píng)分對(duì)大米進(jìn)行評(píng)估。旨在開(kāi)發(fā)更加適合于血糖控制的低GI大米提供科學(xué)依據(jù)和理論支持。

1" 材料與方法

1.1" 主要原料

有機(jī)大米、魔芋粉（Konjac powder， KP）（食品級(jí)，河南美之潔食品添加劑有限公司）、酸改性淀粉（Acid modified starch， AMS）（食品級(jí)，西安達(dá)爾聞生物科技有限公司）、聚甘油脂肪酸酯（Polyglyceryl ester of fatty acid， PGFE）（食品級(jí)，河北立洽生物科技有限公司）、粳米（東北稻花香，黑龍江哈爾濱五常產(chǎn)）、抗性糊精（Resistant Dextrin， RD）（食品級(jí)，浙江益存生物科技有限公司）、秈米（食品級(jí)，浙江綠農(nóng)糧油產(chǎn)品銷(xiāo)售有限公司）。

1.2" 儀器與設(shè)備

微型雙螺桿擠出機(jī)，廣州市哈爾技術(shù)有限公司；質(zhì)構(gòu)分析儀，北京康高特儀器設(shè)備有限公司第一分公司；高速分散器，青島聚創(chuàng)環(huán)保集團(tuán)有限公司；真空冷凍干燥機(jī)，無(wú)錫萊浦儀器設(shè)備有限公司；高速離心機(jī)，成都華誠(chéng)儀器有限公司；TCW-3型快速黏度糊化儀，Newport Science Corp公司，HR-1TA流變儀，TA儀器公司。

1.3" 重組米的制備

將有機(jī)大米粉碎，然后過(guò)篩，收集篩下物。將收集到的與食品級(jí)材料混合。直到混合物的含水量達(dá)到三成，然后在100 ℃、螺桿轉(zhuǎn)速43 r/min 的條件下進(jìn)行擠壓[6]。得到重組米，將重組米在室溫下放置1 h，再放在恒溫干燥箱中進(jìn)行干燥，設(shè)置溫度為45 ℃，干燥2～3 h。完成后待冷卻進(jìn)行包裝。

1.4" 變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

所有添加物料均以大米粉替代，如表1所示。由表1可知，A、B、C、D四種的物料均不同。A組的AMS含量設(shè)置為15%、30%、45%、60%、75%，B組的RD含量設(shè)置為5%、7%、9%、11%、13%，C組的KP含量設(shè)置為0.2%、0.35%、0.5%、0.65%、0.8%。D組的甘油脂肪酸酯含量設(shè)置為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%[7]。

1.5" 血糖生成指數(shù)計(jì)算

血糖生成指數(shù)是用來(lái)衡量食物中碳水化合物對(duì)血糖水平的影響程度的指數(shù)。通常情況下，GI是通過(guò)比較攝入一定量的食物后血糖水平的變化與同樣量的葡萄糖，若HI表示胰島素指數(shù)，其計(jì)算式如式（1）所示[8-9]。

GI=0.862HI+8.198""""" （1）

1.6" 感官評(píng)價(jià)

研究采用GB/T15682—2008國(guó)標(biāo)，對(duì)大米進(jìn)行評(píng)價(jià)。該國(guó)標(biāo)包含了稻谷和大米蒸煮食用品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)的方法和標(biāo)準(zhǔn)[10-11]。主要包括了對(duì)稻谷和大米蒸煮食品的外觀、色澤、香味、口感等方面的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法。

1.7" 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

將大米蒸煮熟透，在中心隨機(jī)選取5粒米飯，放在載物臺(tái)上，調(diào)整測(cè)定模式為T(mén)PA模式，采用P/36R的鉆頭，時(shí)間間隔為5 s，壓縮力度設(shè)置為50%。

1.8" 綜合評(píng)分

大米的食用品質(zhì)評(píng)價(jià)主要分為三種，分別是感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)、蒸煮品質(zhì)評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)是通過(guò)人的感官來(lái)評(píng)價(jià)大米的品質(zhì)，包括外觀、香味、口感等方面。質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)主要是通過(guò)儀器來(lái)測(cè)試大米的物理性質(zhì)，如硬度、黏性等。蒸煮品質(zhì)評(píng)價(jià)是評(píng)價(jià)大米在烹調(diào)過(guò)程中的表現(xiàn)，主要包括吸水性、蒸煮時(shí)間、米粒形態(tài)等[12-13]。評(píng)價(jià)方法包括觀察大米在蒸煮過(guò)程中的表現(xiàn)，以及對(duì)蒸煮后米粒形態(tài)、黏性等進(jìn)行評(píng)價(jià)。對(duì)大米的綜合評(píng)價(jià)權(quán)重按照感官得分、質(zhì)構(gòu)得分和吸水率得分為4：3：3的比例。質(zhì)構(gòu)和吸水率指標(biāo)的得分計(jì)算方法如式（2）所示[14-15]。

式（2）中，D表示指標(biāo)對(duì)應(yīng)的評(píng)分值，C表示該指標(biāo)的滿(mǎn)分、A表示該指標(biāo)的極差，B表示指標(biāo)測(cè)定值與最小值之差。

1.9" 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 26.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果采用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，P值小于0.05將被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 重組米單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素變量設(shè)計(jì)，重構(gòu)不同類(lèi)型的重組米，以得到最佳的重組米。同時(shí)對(duì)不同成分的重組米評(píng)估其質(zhì)構(gòu)、感官和吸水率，結(jié)果如表2所示。由表2可知，各個(gè)成分對(duì)重組米的綜合評(píng)價(jià)均有影響，對(duì)綜合評(píng)價(jià)的影響程度從小到大分別為RD、PGFE、KP、AMS。在RD添加量9%、PGFE添加量0.5%、KP添加量0.5%、AMS添加量30%時(shí)，得到的重組米其質(zhì)構(gòu)得分為16.71，感官得分為37.14，吸水率得分為35.62，綜合評(píng)分為89.47。相比于第二得分的84.95高了4.52分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，編號(hào)6成分的重組米，其質(zhì)構(gòu)、感官和吸水率均大于其他重組米。

2.2" 重組米基本成分分析

對(duì)粳米、秈米和擠壓重組米的基本成分進(jìn)行分析，結(jié)果如表3所示。由表3可知，粳米、秈米和擠壓重組米的主要成分均為淀粉，重組米的灰分含量比秈米高，但是重組米中的淀粉含量都顯著低于其他兩種大米。這是由于添加了RD等物質(zhì)，代替了部分大米粉。且經(jīng)過(guò)擠壓后的大米，淀粉中的化學(xué)鍵斷裂，使得淀粉的總量減少。

2.3" 血糖指數(shù)分析

對(duì)不同種類(lèi)米的血糖指數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果如表4所示。表4中，HI表示體外水解指數(shù)，C表示最終水解率，GI表示血糖生成指數(shù)。由表2可知，四種米的最終水解率分別為（75.62±0.42）%、（70.77±0.84）%、（60.68±0.03）%、（48.47±1.12）%。擠壓重組米的水解率明顯小于其他三種米，對(duì)比其水解速度，擠壓重組米的水解速度為41.34±1.49，也明顯低于其他三種，從而使得擠壓重組米的GI值為47.65±0.86。

2.4" 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)不同類(lèi)型米進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，分別從適口性和外觀進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果如表5所示。由表5可知，擠壓重組米的評(píng)分低于粳米，高于秈米。在外觀上，擠壓重組米的光澤度較低，顏色較差，但是其飯粒完整性較為出色。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，擠壓重組米在外觀上和氣味稍有劣勢(shì)，但是擠壓重組米在口感和存儲(chǔ)后口感上，要比粳米和秈米更好。

2.5" 質(zhì)構(gòu)特性結(jié)果

對(duì)三種大米的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析，結(jié)果如表6所示。由表6可知，分別從硬度、彈性、黏附性等七個(gè)方面對(duì)大米質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行分析。重組米的彈性、咀嚼性、內(nèi)聚性、膠著性、回復(fù)性都大于粳米和秈米。這是由于在重組米中加入的AMS具有粘結(jié)和凝膠能力的優(yōu)點(diǎn)，使得重組米的口感更為出色。

2.6" 流變特性結(jié)果

對(duì)三種大米的流變特性進(jìn)行研究，結(jié)果如圖1所示。圖1（a）表示大米的剪切應(yīng)力測(cè)試結(jié)果，圖1（b）表示大米的表觀粘度測(cè)試結(jié)果?？梢钥闯鰯D壓重組米的剪切應(yīng)力和表觀粘度都較小。

3" 結(jié)論與討論

隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的關(guān)注日益增加。在主食中，大米是世界各地人們?nèi)粘ｏ嬍持械闹匾M成部分之一。然而，傳統(tǒng)大米在食用后會(huì)導(dǎo)致血糖水平急劇升高，對(duì)于糖尿病患者等血糖控制敏感人群來(lái)說(shuō)，可能帶來(lái)健康風(fēng)險(xiǎn)。因此，研究如何降低大米的血糖生成指數(shù)，提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，具有重要的科學(xué)和實(shí)踐意義。

此次研究采用了不同添加物料配比的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)探究營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最佳配比的重組米，通過(guò)血糖生成指數(shù)、感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定以及綜合評(píng)分對(duì)大米進(jìn)行評(píng)估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在RD添加量9%、PGFE添加量0.5%、KP添加量0.5%、AMS添加量30%時(shí)，得到的擠壓重組米其質(zhì)構(gòu)得分為16.71，感官得分為37.14，吸水率得分為35.62，綜合評(píng)分為89.47。粳米、秈米和擠壓重組米的主要成分均為淀粉，但是重組米的淀粉含量明顯低于其他兩種大米，重組米的灰分含量比秈米高，重組米中的淀粉含量都顯著低于其他兩種大米。這是由于添加了RD等物質(zhì)，代替了部分大米粉。且經(jīng)過(guò)擠壓后的大米，淀粉中的化學(xué)鍵斷裂，使得淀粉的總量減少。粳米、秈米、擠壓空白米、擠壓重組米的最終水解率分別為75.62±0.42、70.77±0.84、60.68±0.03、48.47±1.12。擠壓重組米的水解率明顯小于其他三種米，對(duì)比其水解速度，擠壓重組米的水解速度為41.34±1.49，也明顯低于其他三種，從而使得擠壓重組米的GI值為47.65±0.86。這是由于重組米的抗消化淀粉含量高，而抗消化淀粉不能被人體消化吸收，因此使得重組米的消化速率慢，水解速率低，GI值低。在外觀上，擠壓重組米的光澤度較低，顏色較差，但是其飯粒完整性較為出色。

綜上所述，此次研究制備的重組米，低GI重組米有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且其口感也不低于粳米和秈米。但是研究也存在不足，雖然在體外模擬重組米的效果過(guò)程，但是研究仍然停留在實(shí)驗(yàn)室階段，并未做進(jìn)一步的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，后續(xù)研究可以采用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證低GI重組米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉成梅，方?jīng)_，劉云飛，等.不同添加物對(duì)擠壓重組米血糖生成指數(shù)和理化性質(zhì)的影響[J].中國(guó)食品學(xué)報(bào)，2020，20（3）：96-102.

[2] 張克，王世光，宋燕燕，等.直接擠壓改性對(duì)重組米結(jié)構(gòu)及營(yíng)養(yǎng)特性的影響[J].食品科學(xué)，2023，44（11）：72-78.

[3] 鄧慧清，吳衛(wèi)國(guó)，廖盧艷，等.擠壓雜糧重組米體外消化特性研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2022，37（6）：10-17.

[4] 李家磊，管立軍，高揚(yáng)，等.擠壓重組糙米-刺五加茶酒的研制，品質(zhì)分析及抗氧化評(píng)價(jià)[J].中國(guó)釀造，2023，42（3）：89-94.

[5] 何彪，袁書(shū)鑫，吳衛(wèi)國(guó)，等.擠壓高膳食纖維重組米品質(zhì)評(píng)價(jià)模型的建立[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，38（4）：110-115.

[6] 王麗爽，于小帥，王可心，等.米谷蛋白及淀粉結(jié)構(gòu)變化對(duì)重組米物化性質(zhì)的影響[J].沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2023， 54（2）：157-164.

[7] 王達(dá)，周彩欣，簡(jiǎn)沛儀，等.物料加水量對(duì)重組米品質(zhì)的影響及其評(píng)價(jià)模型的研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2021，42（16）：29-36.

[8] 陳璐，李文杰，陳鈺亭，等.酶解對(duì)大米理化性質(zhì)的影響[J].食品研究與開(kāi)發(fā)， 2023，44（18）：94-100.

[9] Sanpawithayakul K ， Kaewprasert N ， Tantiyavarong P ，et al.Effects of the Consumption of Low to Medium Glycemic Index-based Rice on the Rate of Insulin Initiation in Patients with Gestational Diabetes： A Triple-blind， Randomized， Controlled Trial[J].Clinical therapeutics， 2023， 45（4）：347-353.

[10] 王希越，明明，連麗麗，等.基于氣相色譜-質(zhì)譜的擬靶向代謝組學(xué)方法分析大米中脂肪酸[J].色譜，2020，38（2）：250-254.

[11] 黃馨禾，王長(zhǎng)艷，范龍彬，等.燕麥蛋白耦合異源共架技術(shù)對(duì)大米蛋白水溶性的影響[J].食品工業(yè)科技，2024， 45（7）：134-141.

[12] 代漸雄，楊燕婷，余浩，等.新型等離子體射流原子發(fā)射光譜儀在大米中元素快速檢測(cè)的應(yīng)用研究[J].分析化學(xué)，2021，10（2）：12-19.

[13] 賈夢(mèng)，劉金光，康學(xué)棟，等.海南特色米中營(yíng)養(yǎng)成分及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分布特征[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2022，37（7）：31-38.

[14] 董佳紅，王正旋，李澤龍，等.有色米營(yíng)養(yǎng)特性及功能成分的研究進(jìn)展[J].云南民族大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版， 2023，32（4）：449-458.

[15] 茍學(xué)磊，羅曉莉，吳素蕊，等.擠壓米品質(zhì)影響因素研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)，2023，44（5）：211-215.