超高壓處理對發芽糙米飯淀粉體外消化特性的影響

王曦 潘見

摘要 [目的]研究超高壓處理對發芽糙米方便米飯消化特性的影響。[方法]以自制發芽糙米為原料，通過模擬發芽糙米飯淀粉體外消化，來分析不同處理壓力及不同存放時間對發芽糙米方便米飯消化性的影響。[結果]超高壓處理能夠提升發芽糙米飯的消化速率，在300.0 MPa下就有較高的消化速率，該壓力下發芽糙米飯中快消化淀粉（RDS）和抗性淀粉（RS）含量分別為64.32%、7.29%，而未處理組為55.41%、11.86%；存放2 d后，400.0 MPa下發芽糙米飯中RDS含量為61.43%，遠大于未處理組的47.47%，RS淀粉含量為850%，低于未處理組的16.68%，但略高于新鮮米飯。[結論]超高壓處理能夠顯著提升發芽糙米飯的消化性，增加發芽糙米飯中RDS含量，降低RS含量，抑制發芽糙米飯的回生，提升發芽糙米飯的品質。

關鍵詞 超高壓；發芽糙米飯；淀粉；消化性

中圖分類號 TS21 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2017）13-0096-03

Effect of Ultra-high Pressure Treatment on Starch Digestion of Germinated Brown Rice

WANG Xi， PAN Jian*

（Engineering Research Center of Bio-process in Ministry of Education， Hefei University of Technology， Hefei， Anhui 230009）

Abstract [Objective] The research aimed to study the effect of ultra-high pressure treatment on the digestion characteristics of germinated brown rice. [Method] With the self-made germinated brown rice as raw material， the effects of different treatment pressure and different storage time on the digestibility of germinated brown rice were analyzed by simulating the in vitro digestion of brown rice starch. [Result] Ultra-high pressure could increase the digestion rate of germinated brown rice and had a higher digestion rate at 300.0 MPa. The content of fast digestible starch（RDS） and resistant starch（RS） in germinated brown rice were 64.32% and 7.29% respectively， untreated group was 5541% and 11.86%； Deposit 2 days later， the content of RDS at 400.0 MPa was 61.43% much higher than 47.47% of the untreated group， the RS starch content was 8.50% less than 16.68% of the untreated group， but slightly higher than the fresh rice. [Conclusion] Ultra-high pressure treatment can enhance the digestibility of germinated brown rice， increase the content of RDS， reduce the content of RS， increase the digestibility， inhibit the retrogradation， thereby to enhance the quality of germinated brown rice.

Key words Ultra-high pressure；Germinated brown rice；Starch；Digestive characteristics

隨著飲食營養均衡受到越來越多的人的重視，人們對于稻米的認識從過去的“精”轉變為如今的“全”。發芽糙米作為一種富含各種營養的全谷物食品受到越來越多的關注。

發芽糙米由于外表皮的存在，制作成米飯時不利于水分和熱量的傳導，故不易被消化吸收，市面上也很少見到以發芽糙米為原料制作的方便米飯。筆者通過研究模擬米飯中淀粉體外消化，來分析不同壓力以及不同存放時間對發芽糙米方便米飯消化性的影響，并以此來評價發芽糙米方便米飯的消化性，為發芽糙米飯的品質評價提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料及主要試劑。

發芽糙米，實驗室自制；

3，5-二硝基水楊酸（分析純）、

氫氧化鈉（分析純）、酒石酸鉀鈉（分析純）、無水葡萄糖（分析純）、亞硫酸鈉（分析純），國藥集團化學試劑有限公司；重蒸酚（分析純）、糖化酶（Cat#T8500），上海索萊寶生物科技有限公司；胰酶（P7462），合肥博美生物科技有限公司。

1.1.2 主要儀器設備。

電子天平（G-135），德國梅特勒-托利多公司；恒溫水浴鍋（HH）、氣浴恒溫振蕩器（ZD-85），金壇市金城國勝實驗儀器廠；真空包裝機（DZ-400/2S），上海嘉韻包裝機械有限公司；超高壓設備（YCB630/2.5），兵器工業第五二研究所；

反壓蒸煮鍋（30L），濟南德瑞克儀器有限公司；紫外分光光度計（UV-1600），北京瑞利分析儀器公司；pH計（PB-10），德國賽多利斯。

1.2 方法

1.2.1 葡萄糖標準曲線的測定。

DNS試劑配制：將6.30 g DNS和20.96 g氫氧化鈉溶液，加到500 mL含有182.00 g酒石酸鉀鈉的熱溶液當中，攪拌均勻后，再加入5.00 g重苯酚和500 g亞硫酸鈉，攪拌溶解，冷卻后加水定容到1 000 mL，即制得DNS試劑，貯于棕色瓶中放置7 d后再使用。注意：溶液加熱溫度不宜超過45 ℃，同時3，5-二硝基水楊酸和氫氧化鈉的加入時間要接近。

將無水葡萄糖98 ℃烘干2 h后，準確稱取0.500 g烘干后的葡萄糖，用蒸餾水溶解并定容至500 mL，得到1 mg/mL的葡萄糖標準溶液，并按表1添加葡萄糖標準溶液，加入2.0 mL DNS試劑，沸水浴5 min，用流水冷卻后，再用蒸餾水補至15 mL，于波長540 nm下比色測定吸光度。

樣品中還原糖測定：取樣液1.0 mL，加入2.0 mL DNS試劑，沸水浴反應5 min后，立即用流水冷卻，定容至15 mL后，于波長540 nm下比色測定吸光值。

1.2.2 發芽糙米飯淀粉體外消化。

1.2.2.1 發芽糙米飯的制作工藝。

糙米原料產自黑龍江五常市，屬于粳米。將糙米發芽后，淘洗2遍后，瀝干水分，按照米水比為1∶1計量裝袋，并真空包裝，在室溫下經過超高壓處理后，于反壓蒸煮鍋中118 ℃保溫10 min。

1.2.2.2 發芽糙米模擬體外消化。

體外消化模型：根據實驗室的具體情況，以Jenkins提出的體外消化模型為基礎，參考張習軍等[1]、Englyst等[2]、盧薇等[3]做適當修改。發芽糙米經超高壓處理后制得發芽糙米飯，取發芽糙米方便米飯250 g于研缽中，加入少量pH為6.81的磷酸鹽緩沖溶液，碾磨成糊狀后，轉入50 mL的帶塞比色管中，研缽用緩沖溶液沖洗數次后，將溶液轉入比色管中，定容至50 mL，并加入4顆玻璃珠。將比色管在37 ℃下預熱10 min，平放入氣浴恒溫振蕩培養箱中，振蕩頻率120 r/min。加入質量體積比05%的胰酶和0.3%的糖化酶各4.0 mL后。分別在20、60、120、180、240 min時，取出200.0 μL加入到4.0 mL蒸餾水中，振蕩均勻后沸水浴滅酶，按照“1.2.1”的方法，采用DNS法測定葡萄糖釋放量，用來評價發芽糙米飯淀粉的消化特性。

1.2.2.3 發芽糙米飯中快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）含量計算。

根據Englyst等[2]提出的理論：37 ℃下，能在20 min中內被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為RDS；能在20～120 min內被胰胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為SDS；120 min不能被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶體系消化的淀粉稱為RS。

RDS在口腔和小腸中被快速消化，但是會引起多種疾病[4]；而SDS能在小腸中被消化，但是葡萄糖釋放速率較慢，有利于維持血糖穩定，并且可以避免大多數慢性疾病[5]；而RS則不能在小腸中消化吸收，但是能作為膳食纖維，促進腸道健康。

式中，G0、G20、G120分別指的是酶解反應0、20、120 min時的酶解葡萄糖量；0.9是指葡萄糖和淀粉的轉換系數。

由于所選酶采用的酶系為胰酶和糖化酶，胰酶中包含胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，糖化酶會將產生的還原糖繼續水解為葡萄糖，因此水解產物主要是以葡萄糖為主，同時該試驗中還原糖含量是以米飯濕基來計算。

2 結果與分析

2.1 葡萄糖標準曲線

按照“1.2.1”中標準曲線的組合進行試驗，以葡萄糖含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，結果如圖1所示，曲線方程為y=0.908x+0.012 7，R2=0.998 4，線性關系良好。

2.2 超高壓處理壓力對發芽糙米飯消化性的影響

參見“1.2.2.1”的制作工藝，在室溫25 ℃下，于0.1、200.0、3000、400.0 MPa保壓5 min后，制得樣品后冷卻至常溫。按照“1.2.2.2”方法測量發芽糙米飯中淀粉體外消化性。圖2中反映了還原糖釋放量隨消化時間的變化趨勢，從圖2中可以看出，前20 min還原糖釋放速率較快，在180 min后趨于平緩。在同一存放時間下，超高壓處理組最終還原糖釋放的總量高于未超高壓處理組，說明超高壓處理能夠促進淀粉糊化。但是超高壓組間最終還原糖釋放量相差不大，一方面可能是由于發芽過程中酶的作用下使得淀粉水解相對更容易消化，同時制作發芽糙米飯所用的蒸煮溫度較高，使得發芽糙米飯中的淀粉糊化程度較高；另一方面可能是發芽糙米由于經過酶解作用，其淀粉結構已經遭到破壞，對于壓力更為敏感，因此較低壓力處理下就能夠抑制淀粉回生。

從圖2可以看出，在消化的前20 min內，隨著處理壓力升高，淀粉消化速率也提高，存放2 d后超高壓處理組仍然有相同的趨勢，300.0和400.0 MPa處理組相差相對較小且都大于未超高壓處理組，說明超高壓處理可以破壞糙米表皮結構[6]，同時也能使得發芽糙米中淀粉結構得到破壞，而且可能是由于發芽后淀粉對壓力更為敏感，使得300.0 MPa下就有一個較高的消化速率。在較短存放時間下，發芽糙米飯中總還原糖量僅略微下降，即抗性淀粉含量增加較少，可能原因是原料糙米屬于粳米，本身直鏈淀粉含量相對較少，同時經過發芽后，改變了糙米中不同淀粉的分布情況[7]，使得米飯更不容易回生。