超高压处理对发芽糙米饭淀粉体外消化特性的影响

王曦 潘见

摘要 [目的]研究超高压处理对发芽糙米方便米饭消化特性的影响。[方法]以自制发芽糙米为原料，通过模拟发芽糙米饭淀粉体外消化，来分析不同处理压力及不同存放时间对发芽糙米方便米饭消化性的影响。[结果]超高压处理能够提升发芽糙米饭的消化速率，在300.0 MPa下就有较高的消化速率，该压力下发芽糙米饭中快消化淀粉（RDS）和抗性淀粉（RS）含量分别为64.32%、7.29%，而未处理组为55.41%、11.86%；存放2 d后，400.0 MPa下发芽糙米饭中RDS含量为61.43%，远大于未处理组的47.47%，RS淀粉含量为850%，低于未处理组的16.68%，但略高于新鲜米饭。[结论]超高压处理能够显著提升发芽糙米饭的消化性，增加发芽糙米饭中RDS含量，降低RS含量，抑制发芽糙米饭的回生，提升发芽糙米饭的品质。

关键词 超高压；发芽糙米饭；淀粉；消化性

中图分类号 TS21 文献标识码 A 文章编号 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

隨着饮食营养均衡受到越来越多的人的重视，人们对于稻米的认识从过去的“精”转变为如今的“全”。发芽糙米作为一种富含各种营养的全谷物食品受到越来越多的关注。

发芽糙米由于外表皮的存在，制作成米饭时不利于水分和热量的传导，故不易被消化吸收，市面上也很少见到以发芽糙米为原料制作的方便米饭。笔者通过研究模拟米饭中淀粉体外消化，来分析不同压力以及不同存放时间对发芽糙米方便米饭消化性的影响，并以此来评价发芽糙米方便米饭的消化性，为发芽糙米饭的品质评价提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料及主要试剂。

发芽糙米，实验室自制；

3，5-二硝基水杨酸（分析纯）、

氢氧化钠（分析纯）、酒石酸钾钠（分析纯）、无水葡萄糖（分析纯）、亚硫酸钠（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；重蒸酚（分析纯）、糖化酶（Cat#T8500），上海索莱宝生物科技有限公司；胰酶（P7462），合肥博美生物科技有限公司。

1.1.2 主要仪器设备。

电子天平（G-135），德国梅特勒-托利多公司；恒温水浴锅（HH）、气浴恒温振荡器（ZD-85），金坛市金城国胜实验仪器厂；真空包装机（DZ-400/2S），上海嘉韵包装机械有限公司；超高压设备（YCB630/2.5），兵器工业第五二研究所；

反压蒸煮锅（30L），济南德瑞克仪器有限公司；紫外分光光度计（UV-1600），北京瑞利分析仪器公司；pH计（PB-10），德国赛多利斯。

1.2 方法

1.2.1 葡萄糖标准曲线的测定。

DNS试剂配制：将6.30 g DNS和20.96 g氢氧化钠溶液，加到500 mL含有182.00 g酒石酸钾钠的热溶液当中，搅拌均匀后，再加入5.00 g重苯酚和500 g亚硫酸钠，搅拌溶解，冷却后加水定容到1 000 mL，即制得DNS试剂，贮于棕色瓶中放置7 d后再使用。注意：溶液加热温度不宜超过45 ℃，同时3，5-二硝基水杨酸和氢氧化钠的加入时间要接近。

将无水葡萄糖98 ℃烘干2 h后，准确称取0.500 g烘干后的葡萄糖，用蒸馏水溶解并定容至500 mL，得到1 mg/mL的葡萄糖标准溶液，并按表1添加葡萄糖标准溶液，加入2.0 mL DNS试剂，沸水浴5 min，用流水冷却后，再用蒸馏水补至15 mL，于波长540 nm下比色测定吸光度。

样品中还原糖测定：取样液1.0 mL，加入2.0 mL DNS试剂，沸水浴反应5 min后，立即用流水冷却，定容至15 mL后，于波长540 nm下比色测定吸光值。

1.2.2 发芽糙米饭淀粉体外消化。

1.2.2.1 发芽糙米饭的制作工艺。

糙米原料产自黑龙江五常市，属于粳米。将糙米发芽后，淘洗2遍后，沥干水分，按照米水比为1∶1计量装袋，并真空包装，在室温下经过超高压处理后，于反压蒸煮锅中118 ℃保温10 min。

1.2.2.2 发芽糙米模拟体外消化。

体外消化模型：根据实验室的具体情况，以Jenkins提出的体外消化模型为基础，参考张习军等[1]、Englyst等[2]、卢薇等[3]做适当修改。发芽糙米经超高压处理后制得发芽糙米饭，取发芽糙米方便米饭250 g于研钵中，加入少量pH为6.81的磷酸盐缓冲溶液，碾磨成糊状后，转入50 mL的帶塞比色管中，研钵用缓冲溶液冲洗数次后，将溶液转入比色管中，定容至50 mL，并加入4颗玻璃珠。将比色管在37 ℃下预热10 min，平放入气浴恒温振荡培养箱中，振荡频率120 r/min。加入质量体积比05%的胰酶和0.3%的糖化酶各4.0 mL后。分别在20、60、120、180、240 min时，取出200.0 μL加入到4.0 mL蒸馏水中，振荡均匀后沸水浴灭酶，按照“1.2.1”的方法，采用DNS法测定葡萄糖释放量，用来评价发芽糙米饭淀粉的消化特性。

1.2.2.3 发芽糙米饭中快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）含量计算。

根据Englyst等[2]提出的理论：37 ℃下，能在20 min中内被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶体系消化的淀粉称为RDS；能在20～120 min内被胰胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶体系消化的淀粉称为SDS；120 min不能被胰α-淀粉酶、糖化酶等混酶体系消化的淀粉称为RS。

RDS在口腔和小肠中被快速消化，但是会引起多种疾病[4]；而SDS能在小肠中被消化，但是葡萄糖释放速率较慢，有利于维持血糖稳定，并且可以避免大多数慢性疾病[5]；而RS则不能在小肠中消化吸收，但是能作为膳食纤维，促进肠道健康。

式中，G0、G20、G120分别指的是酶解反应0、20、120 min时的酶解葡萄糖量；0.9是指葡萄糖和淀粉的转换系数。

由于所选酶采用的酶系为胰酶和糖化酶，胰酶中包含胰蛋白酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶，糖化酶会将产生的还原糖继续水解为葡萄糖，因此水解产物主要是以葡萄糖为主，同时该试验中还原糖含量是以米饭湿基来计算。

2 结果与分析

2.1 葡萄糖标准曲线

按照“1.2.1”中标准曲线的组合进行试验，以葡萄糖含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线，结果如图1所示，曲线方程为y=0.908x+0.012 7，R2=0.998 4，线性关系良好。

2.2 超高压处理压力对发芽糙米饭消化性的影响

参见“1.2.2.1”的制作工艺，在室温25 ℃下，于0.1、200.0、3000、400.0 MPa保压5 min后，制得样品后冷却至常温。按照“1.2.2.2”方法测量发芽糙米饭中淀粉体外消化性。图2中反映了还原糖释放量随消化时间的变化趋势，从图2中可以看出，前20 min还原糖释放速率较快，在180 min后趋于平缓。在同一存放时间下，超高压处理组最终还原糖释放的总量高于未超高压处理组，说明超高压处理能够促进淀粉糊化。但是超高压组间最终还原糖释放量相差不大，一方面可能是由于发芽过程中酶的作用下使得淀粉水解相对更容易消化，同时制作发芽糙米饭所用的蒸煮温度较高，使得发芽糙米饭中的淀粉糊化程度较高；另一方面可能是发芽糙米由于经过酶解作用，其淀粉结构已经遭到破坏，对于压力更为敏感，因此较低压力处理下就能够抑制淀粉回生。

从图2可以看出，在消化的前20 min内，随着处理压力升高，淀粉消化速率也提高，存放2 d后超高压处理组仍然有相同的趋势，300.0和400.0 MPa处理组相差相对较小且都大于未超高压处理组，说明超高压处理可以破坏糙米表皮结构[6]，同时也能使得发芽糙米中淀粉结构得到破坏，而且可能是由于发芽后淀粉对压力更为敏感，使得300.0 MPa下就有一个较高的消化速率。在较短存放时间下，发芽糙米饭中总还原糖量仅略微下降，即抗性淀粉含量增加较少，可能原因是原料糙米属于粳米，本身直链淀粉含量相对较少，同时经过发芽后，改变了糙米中不同淀粉的分布情况[7]，使得米饭更不容易回生。