濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉儲藏品質與餐后血糖的影響

趙文靜 周艷青 王圓圓 李博雅 徐夢佳 謝 恬 楊 英

(稻谷及副產物深加工國家工程實驗室；中南林業科技大學食品科學與工程學院，長沙 410004)

鮮濕米粉主要以大米為原料，經磨粉、浸泡、蒸片、定型、冷卻等工序制成[1]，在我國南方地區深受廣大消費者的喜愛，但其主要成分淀粉易回生[2-3]，導致產品儲藏品質下降；而餐后血糖應答主要取決于淀粉基食品的消化速率[4]，鮮濕米粉在體內易被消化吸收，通常會引起人體血糖快速升高[5-6]，無法滿足高血糖人群的食用需求。因此，有必要研究提高鮮濕米粉儲藏品質并降低其餐后血糖的方法。

通過抑制淀粉回生提高鮮濕米粉儲藏品質的方法主要有酶法[7-9]、物理法[10-12]以及食品添加劑法[13-15]。這些方法雖應用廣泛但仍存在缺陷：如α-淀粉酶雖可延緩淀粉的老化，但降低了米粉的韌性[9]；通過控制溫度與水分的傳統方法可延長鮮濕米粉的儲藏期卻不利于產品的運輸與銷售[12]；磷酸鹽類若不嚴控用量會對人體健康造成不良影響[15]；使用單一的防腐劑、乳化劑難以在抑制米粉老化的同時保證其良好的食用品質[15]。此外，這些方法也未能解決米粉消化吸收速度快而不利于維持餐后血糖平衡的問題。因此，可以考慮尋找成本較低且安全實用的食品成分來改善鮮濕米粉的儲藏品質并適當延緩餐后血糖的升高。

海藻酸鈉是提取自褐藻的可食性線性親水膠體[16]，具有良好的成膜性和增稠性[17-19]，并能與鈣離子形成“蛋盒”凝膠結構[20]。已有研究表明海藻酸鈉-鈣離子凝膠具有快速固定或釋放材料的作用[21-22]，并能減少米團中可溶性淀粉的滲漏[23]。此外，楊英[24]報道的濃縮誘導型膠凝技術能使海藻酸鈉與鈣離子混合溶液在水分蒸發過程中形成濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠，而該凝膠的形成過程能夠與鮮濕米粉的蒸煮過程融合。因此，本實驗主要研究濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉蒸煮特性、感官品質、質構特性和餐后血糖的影響，為提高鮮濕米粉儲藏品質并降低其餐后血糖尋求新方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

金龍魚優質秈米：益海嘉里糧油食品有限公司；食品級海藻酸鈉：美國FMC公司；食品級氯化鈣：浙江大成鈣業有限公司。

1.2 儀器與設備

TA.XTPLus型質構儀：超技儀器有限公司； 722 s可見分光光度計：上海精密科學儀器有限公司；悅準Ⅱ型魚躍血糖儀：江蘇魚躍醫療設備股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮濕米粉樣品的制作

鮮濕米粉的制作參考常規米粉的制作方法。將原料米粉碎，過100目篩，取45 g米粉，加63 mL純水，攪拌均勻后浸泡8 h，記為樣品RN；取45 g米粉，加入52 mL純水，攪拌均勻并浸泡8 h后，加15 mL5%的海藻酸鈉溶液攪勻，記為RN-A；取45 g米粉，加入52 mL純水，攪拌均勻并浸泡8 h后，按照能形成濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的條件[24]加入5%的海藻酸鈉溶液和4 mmol/L氯化鈣溶液15 mL，記為RN-AC。將3種米漿樣品倒入平整容器中，于100 ℃下攤平蒸片，10 min后完整取出，冷卻，切成長寬均勻的粉條。

1.3.2 鮮濕米粉蒸煮特性的測定

吐漿值：取20根完整的米粉條樣品置于干燥鋁盒(鋁盒質量為m)中，稱重(米粉和鋁盒總質量記為m1)，放于適量沸水中煮沸5 min取出，待湯液完全冷卻后，再將其和樣品全部置于1 000 mL容量瓶中定容、搖勻，并準確吸取100 mL移入同一鋁盒中，放入105 ℃的鼓風干燥箱烘干至恒重(總質量記為m2)，計算吐漿值R1[25]。

熟斷條率：取10根完整的米粉樣品，稱重，并將其置于盛有200 mL沸水的燒杯中浸泡2 min，用筷子將米粉分散避免米粉成團影響測定。浸泡后迅速撈出樣品并過冷水濾干，將長度不足9 cm及9 cm以上的米粉條分開，并分別稱重，不足9 cm的米粉質量記為m3，超過9 cm的記為m4，計算熟斷條率R2[25]。

透射比：取10根完整的米粉樣品，稱重，將其置于盛有200 mL沸水的燒杯中浸泡，2 min后撈出樣品，再取上清米粉湯，以蒸餾水為空白樣品，用分光光度計于620 nm波長下測定其透光率，記錄，即為樣品的透射比。

1.3.3 鮮濕米粉感官品質的測定

參照表1的評分標準對RN、RN-A、RN-AC3組米粉樣品進行感官評價[26]。評審組成員共10人，年齡為18～30周歲，男女比例為1∶1，身體健康，感覺器官正常。

表1 鮮濕米粉感官評價標準

1.3.4 鮮濕米粉質構特性的測定

本實驗將3組鮮濕米粉樣品置于合適條件下儲藏，分別于0、0.5、1、2、6、10 h時對其壓縮力、剪切力和拉伸力進行測定。測試壓縮力使用的是P36探頭，測試條件：測前速度為1 mm/s，測試速度為1 mm/s，測后速度為1 mm/s，感應力為5 g。測試剪切力使用的是A/LKB-F探頭，測試條件：測試前探頭下降速度為2 mm/s，測試速度為0.8 mm/s，測試后上升速度為10 mm/s。測試拉伸力使用的是A/SPR探頭，測試條件：測試前拉伸速度為1 mm/s，測試速度為3 mm/s，測試后回復速度為10 mm/s，拉伸距離為50 mm。

1.3.5 鮮濕米粉餐后血糖的測定

本實驗對象為10名20歲左右的志愿者，要求男女各半，體重正常，飲食習慣規律，無慢性病家族史，無吸煙史，提前禁食10 h，實驗前及實驗過程中不飲酒，可以完成全部實驗[27]。

實驗當天志愿者分別進食3組鮮濕米粉樣品RN、RN-A、RN-AC各50 g，5 min內吃完，從開始進食計算時間，分別于0、5、15、30、45、60、90、120 min用血糖儀經手指采血樣測定血糖濃度。

1.3.6 數據處理

所有數據均用Excel處理并作圖，結果用平均值和標準偏差表示，用SPSS 20.0對數據進行方差分析。

2 結果與討論

2.1 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉蒸煮特性的影響

吐漿值、熟斷條率、透射比是衡量米粉蒸煮特性的3個重要指標。吐漿值是指鮮濕米粉在蒸煮時向水中滲出固形物的多少[28]，數值高表明米粉表面的凝膠網絡不牢固，導致淀粉逸出；熟斷條率是對米粉蒸煮后斷裂程度的統計[28]，與米粉內部組織結構的致密性有關，熟斷條率高說明米粉形成的凝膠品質差，韌性和彈性不足；透射比則可反映米粉湯的渾濁程度，其數值越大，表明米粉中成分流失越多，湯汁越渾濁。

3組米粉樣品的蒸煮特性見表2。結果表明，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成對鮮濕米粉的吐漿值沒有顯著性影響，但是會顯著降低鮮濕米粉的熟斷條率和透射比，降低率分別為65.43%和11.93%。而海藻酸鈉只對鮮濕米粉的熟斷條率有顯著降低作用，降低率為63.09%。這說明海藻酸鈉能夠有效減少鮮濕米粉的蒸煮損失，但其濃縮誘導型凝膠的作用效果更佳。

由于海藻酸鈉具有良好的水溶性和黏性并且吸水后體積可膨脹10倍[29]，在米粉的熟化過程中，膨脹的海藻酸鈉會附著于包括糊化了的大米淀粉在內的米粉成分周圍，使米粉體系的組織結構更致密，從而大幅降低了鮮濕米粉的熟斷條率。相比之下，由于在熱處理過程中形成的高度有序且均勻的網狀濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠結構[30]可使糊化態的大米淀粉分子均勻分散其中[31]，在鮮濕米粉的熟化過程中，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成對鮮濕米粉成分的包裹作用比海藻酸鈉的附著作用更能穩定米粉成分，因此能更有效地減少鮮濕米粉的蒸煮損失。

表2 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉蒸煮特性的影響

注：RN、RN-A、RN-AC分別表示原米粉樣品、含海藻酸鈉的米粉樣品和形成濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的米粉樣品。上標字母不同表示不同樣品之間具有顯著性差異(P<0.05)。

2.2 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉即食感官品質的影響

感官品質是衡量鮮濕米粉食用品質的重要指標。本實驗從氣味、色澤、組織狀態、口感四個方面分析了濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉即食感官品質的影響。綜合四項指標，原米粉樣品RN、添加海藻酸鈉的樣品RN-A和形成海藻酸鈉凝膠的樣品RN-AC的感官總評分分別為69.70分、75.80分和77.90分。以樣品RN為對照，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠使鮮濕米粉的整體感官品質提高了11.76%，而海藻酸鈉只使其提高了8.75%。濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉各項感官指標的具體影響如圖1所示，樣品RN-A和RN-AC的氣味、口感、色澤、組織狀態的評分均高于原米粉RN，但只有樣品RN-AC的口感評分顯著高于RN(P<0.05)，這表明濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成在不影響鮮濕米粉的氣味、色澤、組織狀態的情況下提高了鮮濕米粉的口感，而海藻酸鈉對鮮濕米粉的感官品質沒有提升作用。

注：RN、RN-A、RN-AC分別表示原米粉樣品、含海藻酸鈉的米粉樣品和形成濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的米粉樣品；不同字母表示樣品之間具有顯著性差異，余同。

圖1 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉即食感官品質的影響

2.3 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉儲藏品質的影響

壓縮力、剪切力和拉伸力是衡量食品質構特性的3個典型指標，可分別反映鮮濕米粉的硬度、韌性和彈性。通過檢測鮮濕米粉這3個質構特性指標在儲藏期內的變化情況，分析濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉儲藏品質的影響。

鮮濕米粉樣品RN、RN-A、RN-AC的壓縮力隨儲藏時間的變化如圖2所示。3組樣品的壓縮力在儲藏期間均呈現波動式變化，但樣品RN-AC的壓縮力最早趨于穩定，在儲藏1 h后的波動幅度為6.29%，而樣品RN和RN-A的壓縮力在對應儲藏期內的波動幅度分別為9.60%和21.81%。此外，儲藏10 h時，與樣品RN相比，樣品RN-AC的壓縮力下降幅度(7.29%)遠小于樣品RN-A的(23.00%)。可見，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成可使鮮濕米粉在儲藏期間的硬度略小并且更穩定。

圖2 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉壓縮力的影響

鮮濕米粉樣品RN、RN-A和RN-AC的剪切力隨儲藏時間的變化如圖3所示。3組樣品的剪切力都隨時間的延長而波動式增大，增幅從大到小依次是樣品RN-AC、RN-A和RN。儲藏10 h時，與樣品RN相比，樣品RN-AC的剪切力增大率(29.05%)遠大于樣品RN-A的(6.78%)。可見，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成可使鮮濕米粉在儲藏期間的韌性大幅增加。

圖3 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉剪切力的影響

鮮濕米粉樣品RN、RN-A和RN-AC的拉伸力隨儲藏時間的變化如圖4所示。3組樣品的拉伸力整體上都先快速下降后緩慢上升，但樣品RN-AC的拉伸力變化幅度最小。儲藏10 h時，與樣品RN相比，樣品RN-AC的拉伸力升高率(17.51%)遠大于樣品RN-A的(7.73%)。可見，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠的形成可使鮮濕米粉在儲藏期間的彈性大幅提高。

圖4 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉拉伸力的影響

濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠具有均勻致密的網狀結構[30]，因而對鮮濕米粉不僅具有包裹米粉成分的作用，而且具有高度保水的作用。由于淀粉糊化后淀粉分子鏈的遷移及重結晶都需要水分的參與[26]，具有高度保水作用的濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠很可能通過搶水方式延緩了大米淀粉的回生，從而使鮮濕米粉在儲藏期內具有更穩定的硬度和更高的韌性與彈性。

2.4 濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉餐后血糖的影響

淀粉在體內淀粉酶和葡萄糖苷酶的作用下水解為葡萄糖，葡萄糖被人體吸收后引起人體血糖值的變化。濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠對鮮濕米粉的餐后血糖變化的影響如圖5所示。樣品RN、RN-A和RN-AC的餐后血糖值變化都是先升后降，但血糖峰值及其出現時間不同。樣品RN的餐后血糖峰值出現時間約為餐后15 min，血糖峰值為7.15 mol/mL，而樣品RN-A和RN-AC的餐后血糖峰值出現時間都延后至30 min，但只有樣品RN-AC的餐后血糖峰值降低了1.40%。此外，餐后2 h時，樣品RN-A與樣品RN的餐后血糖值一樣，都維持在5.65 mol/mL，而樣品RN-AC的餐后血糖值較低，約為4.65 mol/mL，與RN相比降低了17.70%。可見，濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠能夠有效降低鮮濕米粉的餐后血糖，使鮮濕米粉具有較好的高血糖人群食用適宜性。該降低餐后血糖效果很可能是由呈現均勻致密網狀結構的濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠[30]通過包裹鮮濕米粉糊化態淀粉分子的方式阻礙淀粉酶對大米淀粉分子的水解作用獲得的。

圖5 濃縮誘導型海藻鈉凝膠對鮮濕米粉餐后血糖變化的影響

3 結論

濃縮誘導型海藻酸鈉凝膠在改善鮮濕米粉蒸煮特性與即食感官品質的基礎上不僅提高了鮮濕米粉的儲藏品質，而且降低了鮮濕米粉的餐后血糖，使鮮濕米粉具有較好的高血糖人群食用適宜性。