糙米直链淀粉含量对其面包质构和体外消化性质的影响

1、 基金项目：“十三五”国家重点研发计划（2017YFD0401103）；国家自然科学基金青年基金项目（31501524）收稿日期：2017-09-07作者简介：吴娜娜，女，1981年出生，博士，副研究员，粮食资源增值加工利用通讯作者：谭斌，男，1972年出生，博士，研究员，粮食资源增值加工利用糙米直链淀粉含量对其面包质构和体外消化性质的影响吴娜娜1 李莎莎1,2 谭斌1* 田晓红1 翟小童1 刘明1 刘艳香1 汪丽萍1 高琨1（国家粮食局科学研究院1 北京 100037）（河北科技大学2 石家庄 050018）摘要：将不同直链淀粉含量的5种糙米磨粉，添加20%谷朊粉制作糙米面包，以比容、质构及

2、体外消化性质为指标，研究糙米直链淀粉含量对面包品质的影响。结果表明，5种糙米直链淀粉含量范围在15.96-21.88%之间。不同的糙米面包比容在2.53以上，直链淀粉含量大于19%时，糙米面包硬度、黏性、耐咀性显著提高。随着糙米中直链淀粉含量的增加，糙米面包淀粉体外消化率显著降低，糙米面包中抗性淀粉含量增加。直链淀粉含量19%以上的糙米制作的糙米面包品质较好。关键词：糙米面包；直链淀粉含量；质构性质；体外消化性质；抗性淀粉 中图分类号：TS213.3 文献标识码：A 文章编号：1003-0174（ ） - -Effect of Amylose Content of Brown Rice on

3、Texture Properties and In-Vitro Digestibility of Bread Wu Nana1 Li Shasha1,2 Tan Bin1 Tian Xiaohong1 Zhai Xiaotong1 Liu Ming1 Liu Yanxiang1 Wang Liping1 Gao Kun1(Academy of State Administration of Grain1, 100037) （Hebei University of Science and Technology2, 050018）Abstract: The effect of brown rice

4、 varieties with different amylose content on the quality of bread was studied. Brown rice breads were prepared from 5 different varieties of brown rice flour and gluten, which contained 20% gluten and 80% brown rice flour. The specific volume, texture properties and in-vitro digestibility of bread w

5、ere studied. The results showed that the amylose content of 5 varieties of brown rice were 15.96-21.88%. The specific volume of these breads were more than 2.5. The hardness, stickiness and chewiness of bread were significantly improved when the amylose content was more than 19%. The in-vitro digest

6、ibility of breads significantly decreased, and the resistant starch content increased with the increase of amylose content. The results showed that the quality of bread prepared from brown rice varieties with amylose content more than 19% was better. Key words: brown rice bread; amylose content; tex

7、ture properties; in-vitro digestibility; resistant starch 糙米由于其营养价值丰富而越来越被大家所重视，但直接食用糙米口感较差，所以，对糙米进行粉碎处理之后再进行加工，一方面可以改善糙米粉食用品质，另一方面也可以增加糙米制品的种类，使其更加多元化。米面包是一类将大米进行粉碎处理，之后进行发酵、成型、焙烤等工艺制成的一种稻谷精深加工产品。但糙米由于不含面筋蛋白，在添加酵母发酵时，产气与持气能力均较弱，不易成型，且糙米面包口感较差，所以经常向米粉中添加谷朊粉Renzetti S, Arendt E K. Effect of protease

8、treatment on the baking quality of brown rice bread: Fromtextural and rheological properties to biochemistry and microstructure J. Journal of Cereal Science, 2009, (50): 22-28 -刘玮, 孙爱景, 张劲松, 等. 米粉面包生产工艺的研究J. 食品科学, 2004, 25(S1): 108-111 Liu W, Sun A J, Zhang J S, et al. Study on the production proces

9、s of rice bread J. Food Science, 2004, 25(S1): 108-111等物质从而达到品质改善的作用。原料品种不同，其淀粉性质不同，导致其糊化性质以及粉质特性存在差异性 李莎莎,吴娜娜,李兴峰, 等.不同品种糙米粉糊化特性比较研究J. 粮油食品科技, 2016, 24(4): 15-18 Li S S, Wu N N, Li X F, et al. Compare of the paste properties of different varieties of brown rice flour J. Science and Technology of Ce

10、reals, Oils and Foods, 2016, 24(4): 15-18-李莎莎,吴娜娜,谭斌, 等. 直链淀粉含量差异对糙米粉质特性影响研究J.食品工业科技,2016, 37(15):86-89,95 Li S S, Wu N N, Tan B, et al. Effect of differences of amylose content on the characteristics of brown rice flour J. Science and Technology of Food Industry, 2016, 37(15):86-89,95 ，直接或间接影响糙米制品品

11、质。所以在制作糙米面包时，了解直链淀粉含量等原料性质与糙米面包质构等品质的关系，可以更快更好选取适合制作糙米面包的原料。但目前鲜有糙米直链淀粉含量等原料性质对面包品质影响作用的报道。本研究采用不同直链淀粉含量的5种糙米磨粉，然后以80%的比例与谷朊粉混合制作糙米面包，研究糙米原料的直链淀粉含量对面包比容、质构以及体外消化性质的影响，为之后糙米面包的制作提供借鉴。1 材料与方法 1.1材料 5种糙米，其来源与类型见表1；谷朊粉：鄄城建发面业有限公司；安琪耐高糖干酵母：安琪酵母股份有限公司；总淀粉试剂盒：爱尔兰Megazyme 公司；胃蛋白酶(P7125, 400 U/mg蛋白)、-淀粉酶(A31

12、76, 16 U/mg)、脱氧胆酸钠盐(D6750, 97%)，猪胰液素(P7545 8USP)：美国Sigma公司；3,5-二硝基水杨酸、D(+)麦芽糖：北京瑞泽康试剂公司；其余试剂均为分析纯。表1 5种糙米来源及类型 糙米类型产地黑龙江圆粒粳米黑龙江黑龙江长粒粳米黑龙江江西2014晚晚籼米江西湖南早早籼米湖南江西2014早早籼米江西1.2主要仪器与设备 JCXZ面团成型机：北京东方孚德技术发展中心；TA.XT2i Plus质构仪：英国Stable Micro System公司；PRX-35013智能人工气候箱：宁波海曙赛德实验仪器厂；JHMZ 200试验和面机：北京东方孚德技术发展中心；Y

13、XD-40B-8 电烘炉：广州市花都区新粤海西厨设备厂；T6-紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；SC-3610低速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司。1.3方法 1.3.1糙米粉的制备及基本理化性质的测定 将糙米粉碎，过80目筛，4保存备用。水分的测定：参照 AACC 44-19方法测定不同品种糙米粉含水量AACC International. AACC 44-19, Moisture-Air-Over Method Drying at 135 S. Approved Methods of Analysis, 11th Ed. AACC International: St.

14、Paul, MN. AACC, 2010；总淀粉的测定：Megazyme试剂盒法；直链淀粉测定：碘蓝比色法，根据Mcgrance等Mcgrance S J, Cornell H J, Rix C J. A simple and rapid colorimetric method for the determination of amylose in starch products J. Starch/Strke, 1998, (50): 158-163 方法测定；粗蛋白的测定：参照GB/T 24318-2009杜马斯燃烧法 中国国家标准化管理委员会. GB/T 24318-2009, 杜马斯燃

15、烧法测定饲料原料中总氮含量及粗蛋白质的计算S. 北京：中国标准出版社, 2009:1-11Standardization Administration of China. GB/T 24318-2009, Determination of total nitrogen content in animal feeding stuffs by combustion according to the Dumas principle and calculation of the crude protein content S. Beijing: China Standards Press, 2009:

16、1-11 测定：粗脂肪的测定：参照GB 5009.6-2016中国国家标准化管理委员会. GB 5009.6-2016, 食品安全国家标准-食品中脂肪的测定S. 北京: 中国标准出版社, 2016: 1-9 Standardization Administration of China. GB 5009.6-2016, National Food Safety Standard-Determination of fat in food S. Beijing: China Standards Press, 2016: 1-9测定。1.3.2糙米面包的制备 将糙米粉160 g、谷朊粉40 g以及8

17、 g奶粉混合均匀，备用。先将4 g食用盐、8 g白砂糖放入面钵中用60%，120 g温水溶解，将事先混匀的糙米粉、谷朊粉以及奶粉加入面钵中，加入4 g酵母，20 g鸡蛋液使用和面机和粉2 min，再加入8 g黄油和粉23 min，粉团和好之后放在在30，85%的恒温醒发箱中醒发10 min，然后分成两份相同重量的粉团，初步赶气，继续在醒发箱中醒发20 min，取出粉团，压团成型，放入表面刷层油的面包听中在醒发箱中继续醒发50 min，醒发结束后，用喷壶向糙米面包表面喷层水，防止其出炉后温差过大造成表面干裂，将糙米面包放入烤箱，上火200，下火180，烘烤20 min。1.3.3糙米面包比容的测

18、定 面包出炉后，稍微冷却，用菜籽置换法测其体积，天平测其质量。最终结果取两次平行的算术平均值。 1.3.4糙米面包芯TPA测定 参照王娜等王娜, 吴娜娜, 杨庭, 等. 糙米粉添加量对面包品质的影响J. 粮油食品科技, 2015, 23(2): 10-13 Wang N, Wu N N, Yang T, et al. Effect of addition amount of brown rice flour on quality of bread J. Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2015, 23(2): 10-13 方

19、法，糙米面包制作完成之后，放置室温下冷却，冷却至室温后放入自封袋内，过夜平衡后，切成厚度为25 mm的面包片，取中心面包片进行TPA测试。 使用TA.XT2i Plus型质构仪，采用二次压缩法测定不同品种糙米面包的TPA特性。TPA测试条件：使用P/36R探头，测前速度为2.0 mm/s，测试速度为2.0 mm/s，测后速度为2.0 mm/s ，触发力为20 g，压缩距离为10 mm，两次压缩间隔时间为5 s，平行测定5次，最终结果取5次平行的平均值。 1.3.5糙米面包体外消化性质的测定 面包冷却后，烘箱40干燥20 h，粉碎过40目筛，得到面包干粉，4冰箱保存备用。参照GanGan C Y

20、, Ong W H, Wong L M, et al. Effects of ribose, microbial transglutaminase and soy protein isolate on physical properties and in-vitro starch digestibility of yellow noodles J. LWT - Food Science and Technology, 2009, (42): 174-179和WolterWolter A, Hager A S, Zannini E, et al. In vitro starch digestib

21、ility and predicted glycaemic indexes of buckwheat, oat, quinoa, sorghum, teff and commercial gluten-free bread J. Journal of Cereal Science, 2013, (58): 431-436的方法，测定面包体外消化率。称取5 g面包干粉于250 mL的烧杯中，加入80 mL的钠磷酸盐缓冲溶液（50 mmol/L，pH=6.9），用1 mol/L HCl调溶液pH为2，随后加入5 mL的胃蛋白酶溶液（0.35 mg/mL，pH=2），溶液在37下恒温孵育30 min

22、，之后用1 mol/L NaOH 将溶液调pH为6.9，加入2.5 mL的-淀粉酶溶液（1.25 mg/mL，pH=6.9），和5 mL脱氧胆酸钠溶液（100 mmol/L的脱氧胆酸钠溶液，5 mg/mL猪胰液素，100 mmol/L的碳酸氢钠溶液），混合溶液置于磁力恒温水浴锅中，在37下恒温孵育4 h，在第0、5、10、15、30、45、60、90、120、180、240 min时取出5 mL消化液于试管中，在水浴锅中沸水浴5 min灭酶，离心机离心（3 500 r/min，10 min）取上清液，用3,5-二硝基水杨酸法，1 mg/mL麦芽糖溶液为标准液，在540 nm下测定消化液中还原糖

23、（麦芽糖）的含量。淀粉体外消化率以每100 g淀粉中被水解为麦芽糖的克数表示（以干基计）。同时参照Englyst等Englyst H N, Kingman S M, Cummings J H. Classification and Measurement of Nutritionally Important Starch Fractions J. European Journal of Clinical Nutrition, 1992, 46(2): 33-50方法将糙米粉中淀粉的快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）以及抗性淀粉（RS）进行分析。1.3.6数据处理 数据统计采用SPS

24、S 17.0进行数据分析，显著性分析采用Ducans多重检验，P 0.05判断为显著，结果以平均值标准偏差表示。作图采用Origin 8.0软件。 2 结果与分析 2. 1 5种糙米的基本组分 本研究所选的5种糙米基本理化指标如表2所示。由表2可以看出5种糙米的总淀粉质量分数在77%82%之间，最高为黑龙江长粒，总淀粉质量分数为81.44%，最低为江西2014晚，总淀粉质量分数为77.97%，品种之间没有太大差异性；粗蛋白质量分数8%11%，江西2014晚糙米最高，粗蛋白质量分数为11.22%，黑龙江长粒糙米最低，粗蛋白质量分数为8.74%；粗脂肪质量分数从2.38%3.00%，江西2014晚

25、最高，粗脂肪质量分数为3.00%，湖南早最低，粗脂肪质量分数为2.38%；而直链淀粉质量分数从15%22%，直支比从19%28%，江西2014年早糙米的直链淀粉质量分数最高，达到21.88%，直支比为28.01%，黑龙江圆粒的直链淀粉质量分数最低为15.96%，直支比为19.01%，样品间存在显著性差异，说明所选样品具有代表性。表2 不同品种糙米的基本组成/% 糙米总淀粉直链淀粉直支比粗蛋白粗脂肪黑龙江圆粒78.501.88b15.961.56c19.012.20c9.360.20c2.780.10b黑龙江长粒81.440.29a16.820.15c20.220.22c8.740.07d2.8

26、10.08ab江西2014年晚77.970.11b19.070.02b23.560.04b11.220.22a3.000.22a湖南早78.710.80b20.450.25ab25.700.40ab11.040.17a2.380.03c江西2014年早80.340.57ab21.880.38a28.010.62a10.570.08b2.630.03b注：所有数据结果均以干基计算;同列字母不同表示差异显著（P0.05），下同。2.2 糙米面包比容 5种不同直链淀粉含量的糙米面包横截面外观如图1所示，其比容积的大小如图2所示，从图2可知，不同直链淀粉含量的糙米面包，比容积存在显著差异性（P 19%

27、时，面包芯硬度、黏性、耐咀性变化缓慢。综合考虑面包硬度、黏性以及弹性等指标，使用江西2014晚糙米、湖南早及江西2014早糙米制作的糙米面包硬度以及耐咀性较大，黏性、弹性较好，内聚性和回复性适中，其质构品质较好。表3 不同直链淀粉含量的糙米面包质构性质面包样品硬度/g黏性弹性内聚性耐咀性回复性黑龙江圆粒2 007.046143.308b-1.1210.322c0.9620.003a0.7470.002a1 441.978101.819b0.3710.003a黑龙江长粒2 351.510115.263b-0.7260.079b0.9550.002a0.7210.011a1 619.68165.9

28、91b0.3480.009ab江西2014晚3 460.647317.911a-0.4100.048a0.9570.001a0.6580.023b2 174.725122.046a0.3170.012bc湖南早3 709.607271.304a-0.3940.063a0.9580.007a0.6300.004b2 218.067201.043a0.2980.004c江西2014早3 841.210173.485a-0.3520.055a0.9580.005a0.6290.043b2 318.910253.642a0.2950.036c2.4 糙米面包淀粉体外消化性质对5种不同直链淀粉含量糙米制

29、作的糙米面包淀粉消化率的测定结果如图3所示，由图可知，随着消化时间的延长，由5种不同直链淀粉含量的糙米制作的面包消化率增加，前20 min内，消化率增加迅速，但随着消化时间的继续增加，消化率增加比较缓慢。5个不同品种的面包其直链淀粉含量越高，糙米面包消化率越慢。直链淀粉比支链淀粉分子结构紧密，在淀粉酶酶解过程中不易被水解，导致其淀粉消化率较缓慢Kaur B, Ranawana V, Henry J. The glycemic index of rice and rice products: a review, and table of GI values J. Critical Reviews

30、 in Food Science and Nutrition, 2016, 56: 215-236 。由5种糙米制作的糙米面包中快速消化淀粉（RDS）、缓慢消化淀粉（SDS）以及抗性淀粉（RS）结果如表4所示。随着直链淀粉含量的增加，快速消化淀粉（RDS）含量从60.06%下降至39.34%，抗性淀粉（RS）含量从20.30%提高至40.22%，缓慢消化淀粉略有增加从19.64%增加至20.44%-21.96%。从表4中可知，糙米面包中大部分是快速消化淀粉（RDS），而缓慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的含量较少，并且直链淀粉含量越高，其快速消化淀粉含量越低，抗性淀粉含量越高，糙米面包淀粉水解缓慢。 随着糙米中直链淀粉含量增加，糙米面包中抗性淀粉含量越高，这可能对于糖尿病等慢性疾病的预防和治疗有帮助张傲然. 玉米中淀粉支/直比及膨化加工对淀粉和能量消化率影响的研究D.