时间:2024-05-14
□ 张洁茹 刘 璇 武汉产品质量监督检验所
糯米粉储藏过程中的消化性能
□ 张洁茹 刘 璇 武汉产品质量监督检验所
研究糯米淀粉的消化性能,与玉米淀粉、马铃薯淀粉和豌豆淀粉进行对比,研究发现,经过糊化后的淀粉比天然淀粉中的快消化淀粉(RDS)含量增加50%左右,而原先品种不同淀粉的慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量均会减少至10%左右,并且基本没有差异性。糊化后,糯米淀粉的RDS上升到最大,说明淀粉糊化后的消化性能和支链淀粉的含量呈负相关的关系。在短期储藏中,多数淀粉体系中的SDS和RS含量上升幅度均在5%左右,而RDS的含量下降幅度在10%。但糯米淀粉较特殊,因为在储藏早期影响淀粉消化性能的主要是直链淀粉,糯米淀粉主要含的是支链淀粉,支链淀粉的重结晶发生缓慢。所以,在储藏早期其对糯米淀粉消化性能的影响非常小,RDS、SDS和RS含量基本没有变化。
糯米粉;消化性能;支链淀粉
Englyst等[1,2]根据淀粉的生物的可利用性把淀粉分成三类:快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。食物的消化速度在很大程度上决定了人体对食物血糖的反应。研究表明,慢消化淀粉和抗性淀粉的含量与食物血糖的高低呈负增长关系[3]。低 GI(Glycemic Index)食物使人能吸收能量缓慢,并能够持续释放能量,这有助于保持血糖的稳定,预防糖尿病[4]。
淀粉消化性能的测定主要有体内和体外两种方法,前者主要测定的是胰岛素指数和血糖指数,后者的测定方法包括Englyst法、Jenkin法、Granfeldt法等。根据实验室的本身研究条件,本文主要用体外测定来测定淀粉的消化性能。本试验主要用Englyst法,并根据实验条件加以改良,研究糊化和未糊化的不同种类的淀粉的消化性能的差别,探讨在短期储藏过程中消化性能的变化,为糯米淀粉的生理功能、营养特性评价提供参考意见。
预糊化淀粉的制备称取一定量的淀粉,加入2倍重量的蒸馏水,先在沸水浴中糊化搅拌成糊后放入灭菌锅中糊化20 min,糊化后的样品分别存放在 4 ℃的冰箱中0、0.5、1、2、5 h和24 h后用无水乙醇均匀脱水,在25℃下通风晾干。脱水后的样品过筛100目,测定水分后储藏在干燥器中备用。
对淀粉的消化性能测定,采用酶水解法[3]。
2.1 天然淀粉的消化性能
根据消化时间不同,可将淀粉划分为RDS、SDS与RS三种类型。其中,RDS食用后产生高血糖应答,并产生胰岛素抵抗,易引起一些与饮食相关的慢性疾病或代谢综合症;SDS持续消化释放葡萄糖,具有维持低血糖应答的特性;而在大肠中通过微生物发酵产生短链脂肪酸的RS,有利于肠道健康[1,5]。Zhang等[6]研究认为A型结构的淀粉是理性的慢消化淀粉,B型结构的淀粉是抗酶淀粉。这是由于A型的淀粉颗粒表面存在孔洞或通道,跟B型的淀粉比较,酶能够顺着螺旋的方向更加容易的进入颗粒中心,并且水解。糯米和玉米都属于A型淀粉,所以SDS片断的含量最高,接近了50%。马铃薯属于B型淀粉,是典型的RS,RS高达73.7%。而豌豆淀粉是C型,它是在A型和B型之间的一个中间型[7]。所以,豌豆淀粉的各项指标都介于玉米和马铃薯之间。
2.2 天然淀粉和糊化淀粉消化性能的比较
根据图1可知,经过糊化后的淀粉,RDS含量迅速增加,这是由于糊化的过程会完全摧毁天然淀粉粒的半晶体结构[8]。从图2和3可以看出,SDS和RS下降幅度很大。综合图1、图2和图3可以发现,经过糊化后,原先品种不同淀粉的SDS和RS减少到差异基本消失,而RDS含量变为最多。糊化后,糯米淀粉的RDS上升到最大,说明糊化后的消化性能和支链淀粉的含量呈负相关的关系。豌豆淀粉中SDS略高于其他几种,根据研究可知,豌豆淀粉中的直链淀粉含量均高于其他三种淀粉,因为其所含直链淀粉-脂质复合物的量可能很高,而该复合物对淀粉颗粒的糊化、膨胀和溶解有强烈的抑制作用,酶水解耐受性强[9,10],造成了SDS含量的测定值偏高。
2.3 糊化淀粉储藏过程中消化性能的变化
综合图4、5、6、7可以看出,在前2个小时内,淀粉体系中的SDS和RS含量均显著增加,而RDS的含量则显著下降。而糯米淀粉中的SDS和RS含量较少,所以在整个过程中其含量变化不明显。实验证明,淀粉凝胶中的直链淀粉网络形成和稳定,可在糊化后3 h内完成[11]。玉米、马铃薯和豌豆淀粉中的直链淀粉含量较高,直链淀粉三维网络的形成和稳定引起了SDS和RS含量的迅速增加。而糯米淀粉中缺少直链淀粉凝胶网络,所以其短期内的淀粉分子有序程序变化不大,淀粉中的SDS和RS的含量几乎不变[2]。各种淀粉成分含量的变化也和淀粉的回生有关。实验主要研究的是1 d中不同种类淀粉含量的变化,所以其变化趋势和淀粉的短期回生有关。短期回生主要是由直链淀粉分子的有序缠绕引起的。和大多数线性高分子一样,直链淀粉内和链间聚合有序的趋势较强。在短期的储藏中,支链淀粉的重结晶发生缓慢,所以其对淀粉消化性能的影响非常小。而糯米主要含的是支链淀粉,在短期储藏中由于影响淀粉消化性能的主要是直链淀粉,所以在储藏早期糯米淀粉基本没有变化。
图1 糊化对快消化淀粉含量的影响
图2 糊化对慢消化淀粉含量的影响
图3 糊化对抗性淀粉含量的影响
在淀粉消化性能的测定中,所提供的淀粉样品纯度很高,淀粉含量均在80%以上。相比天然淀粉,经过糊化后的淀粉,RDS含量会迅速增加,这是由于糊化的过程会完全摧毁天然淀粉粒的半晶体结构。经过糊化后,原先品种不同淀粉的SDS和RS含量会减少,并且差异性基本已消失,而RDS含量变为最多,达80%以上。糊化后,糯米淀粉的RDS上升到最大,说明糊化后的消化性能和支链淀粉的含量呈负相关的关系。在短期储藏过程中,多数淀粉体系中的SDS和RS含量均显著增加,而RDS的含量则显著下降。在储藏早期由于影响淀粉消化性能的主要是直链淀粉,糯米主要含的是支链淀粉,支链淀粉的重结晶发生缓慢。所以,在储藏早期对糯米淀粉消化性能的影响非常小,基本没有变化。
图4 糊化后储藏1 d糯米淀粉凝胶消化性能的变化
图5 糊化后储藏1 d玉米淀粉凝胶消化性能的变化
图6 糊化后储藏1 d马铃薯淀粉凝胶消化性能的变化
图7 糊化后储藏1 d豌豆淀粉凝胶消化性能的变化
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