菊粉對速凍熟制拉面品質的影響及塔爾米菊粉拉面的輔助降糖降脂作用

張亞明，王德萍，陳欽杰，敬思群，，*

(1.新疆大學生命科學與技術學院，新疆烏魯木齊830046;2.韶關學院英東食品科學與工程學院，廣東韶關512005)

II型糖尿病是一種復雜的疾病，造成嚴重的社會經濟問題［1－2］。胰島素抵抗在果蠅和人類中具有共同的分子機制［3］，以果蠅作為II型糖尿病動物模型，具有繁殖快、周期短［4］，飼養成本低，更易做群體分析等優點［5－6］。在治療糖尿病的過程中，除了必要的藥物控制，飲食治療則是作為Ⅱ型糖尿病治療的重要基礎措施［7］。雜糧含有豐富的微量元素、維生素以及膳食纖維，具有顯著地促進腸蠕動、幫助糖尿病患者降低胰島素和甘油三酯水平等功能特性，因此雜糧面條成為食品行業研究和開發的熱點［8－9］。

塔爾米(Panicum miliaceum L)，形狀類似于俗稱的“小米”，色澤金黃，顆粒飽滿，為禾本科黍屬，不僅基本營養成分齊全，還含有豐富的不飽和脂肪酸［10］，哈薩克族和蒙古族等少數民族將塔爾米放于酥油茶中食用，認為其具有降血糖、降血脂及降血壓等功效［11］。實驗室前期用塔爾米替代部分小麥粉制成速凍熟制拉面，發現塔爾米粉加入面團后能夠改善面團的粉質特性。但隨塔爾米添加量的提高，面團的吸水率會降低，因為塔爾米無法形成面筋網絡結構，會使面條在速凍后解凍復熱的過程中出現拉伸特性下降、蒸煮損失率提高、感官品質變差等問題。

菊粉是一類天然多糖，由D－呋喃果糖分子以β－(2→1)鍵連接而成，又稱為菊糖，是中國衛生部批準的新資源食品［12－13］。研究表明，菊粉的添加可以改善面團的流變學特性［14－15］、增強面團的面筋強度［16］，在鮮濕面加工中，添加5%的菊粉可以降低面條的硬度和黏性，但菊粉添加量過多會影響面條的品質及口感［17］。另一方面，菊粉屬于可溶性膳食纖維［18］，不易被胃腸道消化吸收，可以促進腸道益生菌增殖，具有調節血糖、降低血脂的作用［19－24］。

因此，本研究將菊粉作為面條改良劑添加到以小麥粉和塔爾米粉為原料制成的速凍熟制拉面中，分析菊粉的添加對塔爾米速凍熟制拉面品質的影響;另一方面，以果蠅為動物實驗模型，考察塔爾米菊粉速凍熟制拉面對高糖及高脂誘導的II型糖尿病果蠅的干預作用、塔爾米和菊粉的協同輔助降糖降脂作用，以期為塔爾米菊粉速凍熟制拉面產業化生產和進一步研究奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

雄性黑檀體果蠅(Ebony Flies)購買于中山大學分子生物學與遺傳學實驗室;天山小麥粉 新疆阿爾曼清真食品工業集團有限公司;塔爾米粉 實驗室自制(托里縣達爾汗農產品購銷農民專業合作社提供制備方法);菊粉(食品級)豐寧平安高科實業有限公司;海藻糖(食品級)德州匯洋生物科技有限公司;亞麻籽粉(食品級)內蒙古益善園生物科技有限公司;高?；Y冷膠(食品級)新疆阜豐生物科技有限公司;甘油三酯、海藻糖、總蛋白含量測定試劑盒 南京建成生物工程研究所;蔗糖(分析純)天津永晟精細化工有限公司;麥芽糖(分析純)上海麥克林生化科技有限公司;對羥基苯甲酸甲酯、丙酸 西隴科學股份有限公司;瓊脂、大豆粉、玉米粉、酵母粉、食用鹽 市購。

DW－86L490J型超低溫冰箱、BCD－225WDGK型冰箱 青島海爾股份有限公司;C21－RC266型電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司;LEO1430VP型掃描電鏡 德國LEO公司;721G型紫外分光光度計 上海精科上分廠;HE－3000 G型全波長多功能酶標分析儀 北京賽爾福知心科技有限公司;HH－4型數顯恒溫水浴鍋 常州越新儀器制造有限公司;H1650R型臺式高速冷凍離心機 上海盧湘儀離心機儀器有限公司;GZ－250－GⅡ型智能光照培養箱 韶關市廣智科技設備有限公司;SW CJ－2G型雙人單面凈化工作臺 蘇州博萊爾凈化設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 塔爾米速凍熟制拉面的制備 小麥粉、塔爾米粉、水、鹽→和面→醒面(30 min)→二次和面→醒面→沸水煮(3 min)→冷卻→瀝干(3 min)→速凍→凍藏→包裝。

操作要點:

和面:將面粉和塔爾米粉末混合均勻，將鹽溶于水中再進行和面。

冷卻:將煮好的拉面撈出，過冷水使其快速冷卻至室溫。

凍藏:－30℃超低溫冰箱凍藏30 min后，及時放入－18℃冰箱中進行冷藏。

1.2.2 菊粉對速凍熟制拉面品質的影響 塔爾米拉面配方:小麥粉、塔爾米粉15%(以小麥粉為基數)、水59%、鹽1%。在塔爾米拉面配方里，分別加入菊粉0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%，按1.2.1所示工藝制得速凍熟制拉面，以膨脹率、蒸煮損失率、微觀結構、拉伸特性為指標，分析菊粉對速凍熟制拉面品質的影響，確定菊粉最適添加量。

1.2.3 速凍熟制拉面品質指標的測定

1.2.3.1 膨脹率的測定 參照任彬［25］的方法進行。稱取10 g按1.2.1所示工藝制得速凍熟制拉面，記為m1(g);置于80 mL蒸餾水中煮沸1 min，撈出面條，用蒸餾水淋去濕面條外部的水后室溫晾干，天平稱重，記為m2(g)。

1.2.3.2 蒸煮損失率的測定 參照阿瓦古麗等［26］的方法進行。稱取10 g速凍熟制拉面樣品，于80 mL蒸餾水中煮沸1 min，撈出。取煮沸后的面湯，于460 nm波長處檢測其吸光度，以蒸餾水為參比，以面湯的吸光值表示面條的蒸煮損失。面湯的吸光值越大，表示蒸煮損失越大，拉面品質越差。

1.2.3.3 表面微觀結構觀察 參照徐芬等［27］的方法采用掃描電鏡(SEM)。速凍熟制拉面樣品經冷凍干燥后，取出樣品小心截取一個橫截面，避免橫截面受到壓迫使內部結構遭到破壞，取截面較為平整的樣品放入電鏡載物腔，將樣品移至載物腔中央，關閉載物腔后抽真空，電腦掃描觀察其放大500倍的微觀結構。

1.2.3.4 拉伸特性的測定 參照葛秀秀［28］的方法進行。稱取50 g解凍煮熟的拉面，量取1000 mL蒸餾水，待水再次沸騰時開始計時，煮至最佳烹飪時間后取出拉面，漂洗30 s，吸干濕拉面表面的水分。將面條取出置于試驗臺上，在TPA模式下使用P75探針，面條以恒定速度向上伸展，直至面條剛剛拉斷。在測試過程中，禁止觸摸樣品和上下探針以防止測試數據受到影響，每個樣品進行8次平行測試，取平均值。

1.2.4 塔爾米菊粉速凍熟制拉面體內輔助降糖降脂實驗

1.2.4.1 雌雄果蠅的鑒別 根據表1進行雌、雄果蠅的鑒別。

表1 雌雄果蠅外觀特征Table 1 Appearance characteristics of male and female male and female drosophila

1.2.4.2 高糖、高脂誘導的果蠅Ⅱ型糖尿病模型的建立 將挑選出的雄性果蠅進行隨機分為8組，每組30只?？瞻讓φ战M的果蠅使用普通果蠅培養基，其余果蠅孵育在高糖或高脂培養基1周后，再分別隨機分為模型組、基礎配方組、陽性對照組、塔爾米菊粉聯用低劑量組、塔爾米菊粉聯用高劑量組、塔爾米組、菊粉組，分別給藥1周后按試劑盒方法測定海藻糖、甘油三酯、總蛋白含量。

1.2.4.3 果蠅培養基的制備 參考文獻［29］操作步驟制備果蠅培養基。高糖/高脂果蠅培養基為在普通果蠅培養基的基礎上，加入重量為培養基重量20%的蔗糖/棕櫚酸，制備步驟相同。陽性對照組培養基為在普通培養基中，加入重量為培養基重量0.1%的二甲雙胍。塔爾米菊粉聯用低劑量組、塔爾米菊粉聯用高劑量組、塔爾米組、菊粉組培養基配方為按照表2的分組，在普通培養基中，加入對應重量的速凍熟制拉面樣品。

其中不同拉面配方如下:

基礎配方組為全小麥粉;塔爾米組為小麥粉、塔爾米粉15.10%(以小麥粉為基數);菊粉組為小麥粉、菊粉15.10%(以小麥粉為基數);塔爾米菊粉聯用組為小麥粉、塔爾米粉15%(以小麥粉為基數)、菊粉0.10%。

1.2.4.4 實驗分組 分組情況見表2。

1.3 數據處理

實驗數據采用SPSS22軟件進行統計學分析，結果均用“平均值±標準差”()表示，以t檢驗進行統計學顯著性檢驗，用Origin 2018軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 菊粉對速凍熟制拉面品質的影響

2.1.1 菊粉對速凍熟制拉面膨脹率/蒸煮損失率的影響 膨脹率越低，說明面條結構穩定程度越高［30］。如圖1A所示，隨著菊粉添加量的增加，拉面的膨脹率呈現先降低后增加的趨勢。當菊粉添加量小于0.10%時，隨著菊粉添加量的增加，速凍熟制拉面的膨脹率有大幅度的減小。菊粉添加量為0.10%時，速凍熟制拉面的膨脹率最低(29.80%±0.45%)。當菊粉添加量超過0.10%時，隨著菊粉添加量的增加，速凍熟制拉面的膨脹率又有所升高(菊粉添加量為0.20%時，膨脹率為35.12%±0.76%。這是由于菊粉在一定范圍內能夠增強面團的強度［31］，從而降低膨脹率。菊粉添加量高于0.10%時，速凍熟制拉面的膨脹率不斷增大，分析是因為菊粉是一種可溶性膳食纖維，超過最適添加量后，隨著添加量的提高，會出現一定程度的吸水現象，導致膨脹率提高［32］，但總體膨脹率均小于未添加菊粉的拉面。

蒸煮損失率是反映面條微觀結構的連續性及面條品質的重要指標［33］。吸光值越大，表示蒸煮損失越大，拉面品質越差［34］。如圖1B所示，隨著菊粉添加量的增加，吸光度呈現先降低后增大的趨勢。當菊粉添加量小于0.10%時，隨著菊粉添加量的增加，速凍熟制拉面的吸光值不斷減小，菊粉添加量為0.10%時，速凍熟制拉面的吸光值最低，為(0.23±0.01)Abs，蒸煮損失率最小。分析原因為添加少量菊粉可增加面團的凝膠特性，降低拉面吸水率［35］，從而降低蒸煮損失率。菊粉添加量高于0.10%時，速凍熟制拉面的吸光值不斷增大，當菊粉添加量增加至0.20%時，吸光度增大至0.34±0.02 Abs。分析原因為隨著菊粉加入比例的變大，面團凝膠形成能力逐漸降低，水溶性不斷增大［31］，導致蒸煮損失率增加。因此以膨脹率及蒸煮損失率為考察指標時，速凍熟制拉面菊粉最適添加量為0.10%。

表2 高糖/高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅實驗分組Table 2 Experimental groups of high blood sugar/fat induced drosophila type 2 diabetes

圖1 菊粉對塔爾米速凍熟制拉面膨脹率、蒸煮損失率的影響Fig.1 Effect of inulin content on expansion rate/cooking loss of ta－er－mi quick－frozen cooked noodles

2.1.2 菊粉對速凍拉面微觀結構的影響 如圖2所示，不同菊粉添加量的速凍熟制拉面樣品截面的孔隙率、孔隙大小差異較大，說明菊粉對速凍熟制拉面的內部結構有一定的影響，菊粉添加量為0時，拉面網絡結構松散，孔隙率大。隨著菊粉添加量的增加面團網絡結構開始變得緊密，孔隙率、孔隙大小降低。菊粉添加量為0.10%時，其網絡結構最為緊密，且孔隙率低、孔隙小且均勻，因此以微觀結構為考察指標時，速凍熟制拉面中菊粉的最適添加量為0.10%。

2.1.3 菊粉對拉面拉伸特性的影響 由表3可知，隨著菊粉添加量的增加，拉面的拉斷力和拉伸距離兩個指標均呈先增大后減小的趨勢。當菊粉添加量為0.10%，速凍熟制拉面的拉斷力達到最大，為(45.15±0.10)g。菊粉添加量為0.05%時，拉伸距離值最大，為(8.75±0.10)mm。這與張令文等［36］研究天然菊粉對面團流變學及面條品質影響的結果一致。分析原因為菊粉對面團的延展性有影響，隨著菊粉的添加量增加到一定程度，速凍熟制拉面的延展性達到最高值，再增加菊粉的添加量會導致面條的硬度增大［37］，從而使面條的斷裂強力和斷裂伸張也呈先上升后下降的趨勢。結合掃描電鏡圖，綜合考慮兩個指標，菊粉最適添加量為0.10%。

2.2 速凍熟制拉面對高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅糖代謝的影響

在果蠅中，飲食中攝取的糖分會通過消化道和腸道運輸到脂肪體中，轉化成海藻糖釋放到血淋巴中進行糖循環［38－40］。海藻糖是昆蟲血淋巴內主要糖類物質［41］，因此測定海藻糖含量可反映果蠅血糖水平［29］。多余的糖分會以糖原的形式儲存在肌肉和脂肪體中［42］，同時脂肪體參與調控果蠅體內糖含量的高低［43－44］。因此選擇海藻糖及甘油三酯為指標研究速凍熟制拉面對高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅糖代謝的影響。

不同配方速凍熟制拉面對高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅總蛋白、甘油三酯、海藻糖含量影響見圖3。

蛋白質是動物細胞、組織的重要成分，其含量的變化直接影響動物的各種生理機能和生長發育情況［45］。由圖3可知，與正常組相比，高糖模型組總蛋白含量有所降低，但無統計學意義(P＞0.05)，說明高糖誘導對果蠅生長發育無顯著影響;甘油三酯含量及海藻糖含量極顯著增加(P＜0.01)，說明模型建立成功。

圖2 不同菊粉添加量的速凍熟制拉面SEM圖(500×)Fig.2 SEM diagram of quick－frozen cooked noodles with different inulin addition(500×)

表3 菊粉對塔爾米速凍熟制拉面拉伸特性影響Table 3 Effect of inulin on the tensile properties of ta－er－mi quick－frozen cooked noodles

圖3 塔爾米菊粉拉面對高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅總蛋白/甘油三酯/海藻糖含量的影響Table 3 Effects of ta－er－mi and inulin noodle on total protein/triglyceride/trehalose content in high sugar induced drosophila type 2 diabetes

與模型組相比，各組總蛋白含量均有所降低，但無統計學意義(P＞0.05)，說明各配方拉面對高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅生長發育無顯著影響;添加了塔爾米及菊粉的拉面均能極顯著降低甘油三酯及海藻糖含量(P＜0.01)，其中塔爾米菊粉聯用高劑量組作用最顯著，相比于模型組甘油三酯含量降低42.17%，海藻糖含量降低41.99%。

與塔爾米菊粉聯用速凍熟制拉面組相比，單獨使用塔爾米和單獨使用菊粉的拉面降低高糖誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅的甘油三酯含量和海藻糖含量作用相對較弱(分別為P＜0.05，P＜0.01)。說明塔爾米菊粉聯合作用效果強于菊粉和塔爾米單獨作用，具有協同輔助降糖作用。

塔爾米菊粉聯用高劑量組降低甘油三酯及海藻糖含量能力與陽性對照組相比差異顯著(P＜0.05)。不同配方速凍熟制拉面對高糖誘導的果蠅總蛋白、甘油三酯、海藻糖含量雖有所降低，但與陽性對照組相比，還是具有一定差異。

2.3 速凍熟制拉面對高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅脂代謝的影響

有研究報道，脂肪體通過對飲食中碳水化合物含量的變化來調節大腦中DILPs的分泌［46］。果蠅脂質代謝與哺乳動物類似，其體內脂質代謝的主要物質一脂肪酸(fatty acid，FA)一部分直接從飲食中獲得，還有一部分是將甘油三酯通過脂肪酶分解得到［47－48］。因此選擇海藻糖及甘油三酯為指標研究速凍熟制拉面對高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅脂代謝的影響。

不同配方速凍熟制拉面對高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅總蛋白、甘油三酯、海藻糖含量影響見圖4。與正常組相比，模型組總蛋白含量有所降低，但無顯著差異(P＞0.05)，說明高脂誘導對果蠅生長發育無顯著影響;甘油三酯含量及海藻糖含量極顯著升高(P＜0.01)，說明模型建立成功。

與模型組相比，各組總蛋白含量無顯著差異(P＞0.05)，說明各配方拉面對高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅生長發育無顯著影響;基礎配方拉面組甘油三酯含量極顯著降低(P＜0.01)，海藻糖含量有所降低，但無顯著差異(P＞0.05);添加塔爾米和菊粉的各組拉面甘油三酯含量和海藻糖含量均極顯著降低(P＜0.01)，其中塔爾米菊粉聯用高劑量組拉面作用最顯著(P＜0.01)，相比于模型組甘油三酯含量降低63.05%，海藻糖含量降低20.15%。

其中，塔爾米菊粉聯用高劑量組降低甘油三酯及海藻糖含量能力與陽性對照組相比差異極顯著(P＜0.01)。

與塔爾米菊粉聯用速凍熟制拉面組相比，單獨使用塔爾米和單獨使用菊粉的拉面降低高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅的甘油三酯含量和海藻糖含量作用相對較弱(P＜0.01)。說明塔爾米菊粉聯合作用效果強于菊粉和塔爾米單獨作用，具有協同輔助降血脂作用。

圖4 塔爾米菊粉拉面對高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅總蛋白/甘油三酯/海藻糖含量的影響Fig.4 Effects of ta－er－mi and inulin noodle on total protein/triglyceride/trehalose content in high fat induced drosophila type 2 diabetes

綜上，添加菊粉和塔爾米的拉面均能降低高糖及高脂誘導的Ⅱ型糖尿病果蠅甘油三酯含量及海藻糖含量，但對其總蛋白含量無顯著影響(P＞0.05)，其中塔爾米菊粉聯用高劑量組拉面的作用最顯著(P＜0.01)。

3 結論

添加菊粉后，塔爾米速凍熟制拉面膨脹率、蒸煮損失率、微觀結構均有所改善，當菊粉添加量為0.10%時，拉面的膨脹率、蒸煮損失率均為最低值分別為29.80%±0.45%、(0.23±0.01)Abs，微觀結構最緊密、孔隙率低、孔隙小且均勻，拉伸特性最強，拉斷力為(45.15±0.10)g、拉伸距離值為(8.75±0.10)mm。添加了菊粉和塔爾米的速凍熟制拉面能降低高糖及高脂誘導的II型糖尿病果蠅的海藻糖及甘油三脂含量(P＜0.01)，說明添加了塔爾米和菊粉的速凍熟制拉面具有一定的調節血脂水平和降血糖作用;其中，同時添加塔爾米和菊粉的拉面降低甘油三酯和海藻糖含量作用最顯著(P＜0.01)，優于單獨添加塔爾米和菊粉的拉面，說明塔爾米和菊粉有協同輔助降糖降脂作用。