雜豆對糙米米粉食用及營養(yǎng)品質(zhì)的影響

劉 璐，周素梅，王愛霞，耿棟輝，王麗麗，劉麗婭，周閑容，佟立濤

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 北京100193）

稻谷作為中國的三大主糧之一，中國約三分之二的人以大米為主要食糧。2019年，中國稻谷總產(chǎn)量達(dá)4 192 億斤[1]。鮮濕米粉是我國多數(shù)南方地區(qū)以及東南亞地區(qū)的米制主食。與其它淀粉類食物相比，米粉的消化速度快，血糖生成指數(shù)較高[2-3]，糖尿病人不適合將其作為主食長期食用。雜豆具有減慢淀粉消化速度的功效，其纖維和植物蛋白含量相對較高，增加雜豆攝入可降低糖化血紅蛋白值、血清膽固醇水平、血壓、心率，降低冠心病的患病風(fēng)險[4]。雜豆也在國家糖尿病患者膳食指南中被推薦。Kang 等[5]研究表明將豆渣按一定比例添加到米粉中，隨著豆渣添加量的增加，米粉的蒸煮損失、硬度、黏著性增加，吸水率、膨脹指數(shù)、淀粉體外消化率降低，且添加10%豆渣的米粉的預(yù)測血糖指數(shù)值顯著低于白米粉。Yadav 等[6]研究認(rèn)為以7∶3 的比例分別加入鷹嘴豆淀粉和大米淀粉，使米粉的透明度、滑溜性、整體可接受性和內(nèi)聚性都得到提高，且血糖生成指數(shù)有所降低。

糙米米粉是近年來興起的新型健康產(chǎn)品，因保留了糙米中絕大部分營養(yǎng)成分且具有普通米粉的食用品質(zhì)而深受消費(fèi)者歡迎。通過添加不同的食品原料，進(jìn)一步降低糙米米粉的血糖生成指數(shù)[7]，開發(fā)適宜糖尿病病人食用的糙米米粉新產(chǎn)品，成為很多功能食品研發(fā)人員關(guān)注點(diǎn)。雜豆作為低血糖指數(shù)食品原料，在米粉中添加具有很好的應(yīng)用前景。然而，不同種類雜豆的結(jié)構(gòu)性質(zhì)與成分含量不同，添加到糙米米粉中對其食用和營養(yǎng)品質(zhì)的影響仍不明確。基于此，本研究比較了添加不同雜豆對糙米米粉食用和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，為開發(fā)雜豆糙米米粉產(chǎn)品提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及主要試劑

秈稻，興達(dá)水稻加工廠；白奶花蕓豆、綠豆、青豌豆、鷹嘴豆，北京金禾綠源農(nóng)業(yè)科技有限公司；花蕓豆、紅小豆，錦州豆娃實業(yè)有限公司；紅小扁豆、花腰豆，福建南安市華閩良友有限公司；青仁小黑豆，牡丹江市利豐科技有限公司；黃仁小黑豆，合肥正光農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易有限公司。

1.2 設(shè)備與儀器

CT 410 型旋風(fēng)磨，福斯賽諾分析儀器（蘇州）有限公司；RSKM3D 家庭用精米機(jī)，日本佐竹化學(xué)機(jī)械工業(yè)株式會社；FDV 超細(xì)粉碎機(jī)，臺灣佑崎企業(yè)（原泰崎）；JMS-30A 型膠體磨，廊通機(jī)械有限公司；HY 602-06 米粉機(jī)，恒宇橡膠制品集團(tuán)有限公司；RVA-Tec Master 快速黏度分析儀，波通瑞華科學(xué)儀器（北京）有限公司；TA-XT 2i/5 型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable MicroSystem 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同雜豆粉的制備 原料不同雜豆除塵除雜后，經(jīng)旋風(fēng)磨粉碎過80 目篩，4 ℃保存。

1.3.2 糙米米粉的制備 糙米除雜、除塵后，經(jīng)精米機(jī)得米糠與白米，將米糠經(jīng)超細(xì)粉碎機(jī)粉碎得超微米糠[8]，將米糠回添白米中，將不同雜豆粉和糙米粉（白米與回添超微米糠），以1∶4 的比例充分混合。

糙米米粉制備方法[9]：雜豆糙米粉→調(diào)漿（水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)55%，以干基計）→蒸制（100 ℃、20 min）→擠壓成型→煮制（100 ℃、2 min）→冷卻→成品。

1.3.3 理化指標(biāo)的測定

1.3.3.1 原料基本組成成分測定 水分含量參照GB 5009.3；粗蛋白含量參照GB 5009.5；粗脂肪參照GB 5009.6；灰分含量參照GB 5009.4-2016；總淀粉含量參照AOAC 996.11。

1.3.3.2 糊化特性測定 根據(jù)Palabiyik 等[10]的方法并略加修改，取3.5 g 的樣品溶于25 mL 蒸餾水，以14%的校準(zhǔn)水分計算樣品量和水分添加量。以7.5 ℃/min 的速度，將樣品由30 ℃升溫到95℃，95 ℃保溫5 min，以7.5 ℃/min 的速度，將樣品由95 ℃冷卻至50 ℃，50 ℃保溫5 min，測量轉(zhuǎn)速為250 r/min。

1.3.3.3 水合特性測定 根據(jù)Heo 等[11]的方法并略加修改，取0.1 g 樣品溶于20 mL 蒸餾水中，分別于25 ℃與100 ℃振蕩加熱30 min，離心取上清液，烘至恒重得上清液干重，稱取濕沉淀物的質(zhì)量。

1.3.4 鮮濕米粉指標(biāo)的測定

1.3.4.1 米粉質(zhì)構(gòu)特性分析 根據(jù)Tong 等[12]的方法并略加修改，使用TA-XT 2i/5 型質(zhì)構(gòu)儀，測試探頭為P/36R，預(yù)測速度為2.0 mm/s，測試速度為1.0 mm/s，測后速度為2.0 mm/s，50%的壓縮比，0.04905 N 觸發(fā)力，兩次壓縮間隔3 s。

1.3.4.2 蒸煮特性分析 根據(jù)Jang 等[13]的方法并略加修改，取10 g 米粉，200 mL 蒸餾水煮熟瀝干，將蒸煮水定容至250 mL，取50 mL 蒸煮水烘至恒重，取適量蒸煮水測定蒸煮水濁度。

1.3.4.3 感官特性分析 根據(jù)高曉旭等[14]的感官評價標(biāo)準(zhǔn)并略加修改，選擇6 名同學(xué)組成米粉感官評價小組，對隨機(jī)編碼的米粉進(jìn)行感官評分。

1.3.4.4 營養(yǎng)特性分析 根據(jù)Geng 等[9]的方法并略加修改，取200 mg 樣品，添加唾液淀粉酶，胃蛋白酶溶液，37 ℃消化30 min，加入氫氧化鈉溶液與醋酸鈉緩沖液，中和調(diào)節(jié)pH 值，加胰酶-淀粉葡萄糖苷酶混合溶液，在0，20，30，40，50，60，90，120，150，180，210 min 處取樣，加入乙醇終止反應(yīng)，4 000 轉(zhuǎn)離心，取上清液進(jìn)行吸光度測定。根據(jù)Go?i 等[15]建立的非線性模型，淀粉水解動力學(xué)計算公式為C=C∞（1-（exp-kt）），其中C，C∞，k分別表示各時間點(diǎn)的淀粉水解率，最終水解率、動力學(xué)常數(shù)。水解指數(shù)（HI）為樣品的水解曲線面積與葡萄糖相應(yīng)面積的百分比。估計血糖生成指數(shù)為eGI=8.198+0.862*HI[16]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差，重復(fù)試驗次數(shù)為3。使用Excel 2010 與Spss 19.0 軟件進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本組成成分分析

由表1 可知，奶白花蕓豆、綠豆、紅小扁豆、青豌豆、紅小豆、鷹嘴豆、花腰豆、花蕓豆的總淀粉含量明顯高于青仁小黑豆和黃仁小黑豆的總淀粉含量（P<0.05）。奶白花蕓豆、綠豆、紅小扁豆、青豌豆、紅小豆、鷹嘴豆、花腰豆的粗蛋白質(zhì)含量均高于25%，粗脂肪含量低于4%，遠(yuǎn)低于青仁小黑豆和黃仁小黑豆的粗蛋白質(zhì)與粗脂肪含量。青仁小黑豆和黃仁小黑豆的灰分含量顯著高于其它豆類樣品。

表1 糙米及不同雜豆主要成分分析（以干基計）Table 1 Analysis of main components of brown rice and different beans（dry basis）

2.2 糊化特性分析

由表2 可知，相比于糙米粉，雜豆糙米粉的峰值黏度、最低黏度、最終黏度、回生值顯著降低（P<0.05），研究表明雜豆淀粉持水性較差，雜豆加入糙米粉中會對雜豆糙米粉的糊化特性產(chǎn)生不利的影響[17]。不同雜豆糙米粉的糊化特性具有明顯差異（P<0.05），鷹嘴豆糙米粉的峰值黏度最高，研究表明峰值黏度表示淀粉在分解之前自由溶脹的能力[18]，通常與淀粉含量相關(guān)。鷹嘴豆糙米粉的崩解值最高，表明鷹嘴豆淀粉顆粒強(qiáng)度大，融合性好，不易破裂，熱糊穩(wěn)定性好[19]。

表2 添加不同雜豆對糙米粉糊化特性的影響Table 2 Effects of adding different beans on gelatinization characteristics of brown rice flour

2.3 水合特性分析

由表3 可知，25 ℃時，雜豆糙米粉的吸水指數(shù)、溶水率及溶脹率均較小，當(dāng)溫度升至100 ℃，雜豆糙米粉的結(jié)合水的能力增強(qiáng)，吸水指數(shù)、溶水率及溶脹率均升高2 到4 倍，研究表明淀粉糊化后，淀粉顆粒溶脹破裂，其結(jié)合水的能力提高[20]。相比于糙米粉，雜豆糙米粉的吸水率、溶脹率顯著降低，溶水率顯著升高（P<0.05）。研究表明雜豆中蛋白質(zhì)、膳食纖維等大分子物質(zhì)含量較高，容易形成復(fù)合結(jié)構(gòu)且淀粉含量降低，對米粉親水性和成膠能力產(chǎn)生不利影響[21]。其中，除奶白花蕓豆、青仁小黑豆、黃仁小黑豆外，其它雜豆糙米粉溶脹率與糙米粉無顯著差異，表明這些雜豆糙米粉與糙米粉有相似的淀粉溶脹能力。

表3 添加不同雜豆對糙米粉水合特性的影響Table 3 Effects of differen beans on hydration characteristics of brown rice flour

2.4 米粉質(zhì)構(gòu)特性分析

質(zhì)構(gòu)特性的黏著性、內(nèi)聚性、耐咀性、回復(fù)性和硬度是影響米粉接受程度的重要指標(biāo)[22]。米粉作為被市場廣泛接受的食品[2]，具有較高的黏著性、高內(nèi)聚性、高耐咀性、高回復(fù)性和適中的硬度。由表4 可知，相比于糙米米粉，雜豆糙米米粉的黏著性、回復(fù)性、內(nèi)聚性、彈性、黏性、耐咀性顯著下降（P<0.05）。研究表明豆粉富含蛋白質(zhì)、脂肪及其它大分子結(jié)合物，使雜豆糙米米粉中的淀粉含量降低，對米粉的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響[23]。雜豆糙米米粉的內(nèi)聚性在0.60～0.80 范圍內(nèi)，內(nèi)聚性影響米粉的烹煮質(zhì)量和咀嚼程度[5]，表明花蕓豆糙米米粉的咀嚼性較好，具有優(yōu)化潛力。

表4 添加不同雜豆對糙米米粉質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effects of different beans on texture characteristics of brown rice noodles

2.5 蒸煮特性分析

米粉吸水率與蒸煮損失可以影響米粉的食用品質(zhì)[11]。由圖1 可知，較糙米米粉、添加雜豆的糙米米粉的吸水率顯著降低、蒸煮損失與蒸煮水濁度顯著提高（P<0.05），Rathod 等[24]研究表明，較高的蒸煮損失由米粉中添加的豆類蛋白與淀粉造成。不同的雜豆糙米米粉蒸煮損失具有種間差異（P<0.05）。雜豆糙米米粉吸水率在10.2%～16.21%范圍內(nèi)，花蕓豆糙米米粉的吸水率最高，雜豆糙米米粉的損失率在12.15%～19.56%范圍內(nèi)，蒸煮水濁度在0.59～0.73 范圍內(nèi)。研究表明米粉結(jié)構(gòu)破損嚴(yán)重，導(dǎo)致煮制后溶出物顯著增加，使得蒸煮水濁度上升[25]。

圖1 添加不同雜豆對糙米米粉蒸煮特性的影響Fig.1 Effects of different beans on cooking characteristics of brown rice noodles

2.6 感官特性分析

相比于糙米米粉，雜豆糙米米粉呈現(xiàn)不同色澤，質(zhì)構(gòu)松散、表面粗糙且有豆腥味，由于全豆粉中蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、灰分加入米粉引起的綜合變化[26]。由表5 可知，添加不同品種全豆粉的糙米米粉感官評分有顯著差異（P<0.05），其中紅小扁豆、紅小豆、花蕓豆糙米米粉的感官評價在75 分以上，表明其雜豆糙米米粉在可接受范圍內(nèi)。

表5 添加不同雜豆對糙米米粉感官品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different beans on sensory quality of brown rice noodles

2.7 體外淀粉水解率及估計血糖生成指數(shù)分析

由圖2 可知，在0～30 min 內(nèi)，雜豆糙米米粉的淀粉水解迅速，30 min 后水解速率減緩，在90 min 后逐漸趨于穩(wěn)定。糙米米粉最終淀粉水解率為92%，雜豆糙米米粉的最終淀粉水解率均低于79%。研究表明雜豆為低血糖指數(shù)食物，加工時易形成淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物包裹淀粉顆粒，阻礙淀粉與淀粉酶的結(jié)合，從而降低淀粉最終水解率[25]。

圖2 添加不同雜豆對糙米米粉體外淀粉水解率的影響Fig.2 Effect of different beans on starch hydrolysis rate of brown rice noodles in vitro

由表6 可知，鷹嘴豆糙米米粉、花蕓豆糙米米粉、青仁小黑豆糙米米粉、黃仁小黑豆糙米米粉的最終水解率較糙米米粉分別下降了19%，19%，21%和22%。研究表明米粉最終水解率的降低，有利于米粉eGI 值的降低[25]。相比于糙米米粉，雜豆糙米米粉的eGI 值顯著降低（P<0.05），研究表明包括食品中碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維含量均會影響食物血糖生成指數(shù)，而雜豆中的蛋白質(zhì)、膳食纖維含量較糙米高，且雜豆淀粉血糖生成指數(shù)比谷類淀粉低[26]。雜豆糙米米粉eGI 值在62.28～67.26 范圍內(nèi)，青仁小黑豆糙米米粉的eGI值降低效果最強(qiáng)，綠豆糙米米粉、青豌豆糙米米粉、花腰豆糙米米粉的eGI 值降低效果最差。

表6 添加不同雜豆對糙米米粉的估計血糖指數(shù)的影響Table 6 Effects of different beans on the estimated glycemic index of brown rice noodles

3 結(jié)論

添加20%全豆粉對糙米米粉品質(zhì)影響顯著，且添加不同品種全豆粉對糙米米粉品質(zhì)影響也存在品種間差異。青仁小黑豆糙米米粉、黃仁小黑豆糙米米粉、鷹嘴豆糙米米粉的估計血糖生成指數(shù)較低，但其雜豆糙米米粉質(zhì)構(gòu)松散、表面粗糙，蒸煮損失嚴(yán)重，且其感官評分較低，不易被人接受。紅小扁豆糙米米粉、花蕓豆糙米米粉、紅小豆糙米米粉的估計血糖生成指數(shù)較青豌豆糙米米粉、綠豆糙米米粉、花腰豆糙米米粉、糙米米粉有顯著降低（P<0.05），且其感官評分較高，質(zhì)構(gòu)評價指標(biāo)較高，蒸煮損失相對較小，其品質(zhì)更接近于糙米米粉。以上結(jié)果表明，紅小扁豆、花蕓豆、紅小豆在20%的添加量下適宜制作低血糖指數(shù)的糙米米粉。