杂豆对糙米米粉食用及营养品质的影响

刘 璐，周素梅，王爱霞，耿栋辉，王丽丽，刘丽娅，周闲容，佟立涛

（中国农业科学院农产品加工研究所 北京100193）

稻谷作为中国的三大主粮之一，中国约三分之二的人以大米为主要食粮。2019年，中国稻谷总产量达4 192 亿斤[1]。鲜湿米粉是我国多数南方地区以及东南亚地区的米制主食。与其它淀粉类食物相比，米粉的消化速度快，血糖生成指数较高[2-3]，糖尿病人不适合将其作为主食长期食用。杂豆具有减慢淀粉消化速度的功效，其纤维和植物蛋白含量相对较高，增加杂豆摄入可降低糖化血红蛋白值、血清胆固醇水平、血压、心率，降低冠心病的患病风险[4]。杂豆也在国家糖尿病患者膳食指南中被推荐。Kang 等[5]研究表明将豆渣按一定比例添加到米粉中，随着豆渣添加量的增加，米粉的蒸煮损失、硬度、黏着性增加，吸水率、膨胀指数、淀粉体外消化率降低，且添加10%豆渣的米粉的预测血糖指数值显著低于白米粉。Yadav 等[6]研究认为以7∶3 的比例分别加入鹰嘴豆淀粉和大米淀粉，使米粉的透明度、滑溜性、整体可接受性和内聚性都得到提高，且血糖生成指数有所降低。

糙米米粉是近年来兴起的新型健康产品，因保留了糙米中绝大部分营养成分且具有普通米粉的食用品质而深受消费者欢迎。通过添加不同的食品原料，进一步降低糙米米粉的血糖生成指数[7]，开发适宜糖尿病病人食用的糙米米粉新产品，成为很多功能食品研发人员关注点。杂豆作为低血糖指数食品原料，在米粉中添加具有很好的应用前景。然而，不同种类杂豆的结构性质与成分含量不同，添加到糙米米粉中对其食用和营养品质的影响仍不明确。基于此，本研究比较了添加不同杂豆对糙米米粉食用和营养品质的影响，为开发杂豆糙米米粉产品提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料及主要试剂

籼稻，兴达水稻加工厂；白奶花芸豆、绿豆、青豌豆、鹰嘴豆，北京金禾绿源农业科技有限公司；花芸豆、红小豆，锦州豆娃实业有限公司；红小扁豆、花腰豆，福建南安市华闽良友有限公司；青仁小黑豆，牡丹江市利丰科技有限公司；黄仁小黑豆，合肥正光农产品贸易有限公司。

1.2 设备与仪器

CT 410 型旋风磨，福斯赛诺分析仪器（苏州）有限公司；RSKM3D 家庭用精米机，日本佐竹化学机械工业株式会社；FDV 超细粉碎机，台湾佑崎企业（原泰崎）；JMS-30A 型胶体磨，廊通机械有限公司；HY 602-06 米粉机，恒宇橡胶制品集团有限公司；RVA-Tec Master 快速黏度分析仪，波通瑞华科学仪器（北京）有限公司；TA-XT 2i/5 型质构仪，英国Stable MicroSystem 公司。

1.3 试验方法

1.3.1 不同杂豆粉的制备 原料不同杂豆除尘除杂后，经旋风磨粉碎过80 目筛，4 ℃保存。

1.3.2 糙米米粉的制备 糙米除杂、除尘后，经精米机得米糠与白米，将米糠经超细粉碎机粉碎得超微米糠[8]，将米糠回添白米中，将不同杂豆粉和糙米粉（白米与回添超微米糠），以1∶4 的比例充分混合。

糙米米粉制备方法[9]：杂豆糙米粉→调浆（水分质量分数55%，以干基计）→蒸制（100 ℃、20 min）→挤压成型→煮制（100 ℃、2 min）→冷却→成品。

1.3.3 理化指标的测定

1.3.3.1 原料基本组成成分测定 水分含量参照GB 5009.3；粗蛋白含量参照GB 5009.5；粗脂肪参照GB 5009.6；灰分含量参照GB 5009.4-2016；总淀粉含量参照AOAC 996.11。

1.3.3.2 糊化特性测定 根据Palabiyik 等[10]的方法并略加修改，取3.5 g 的样品溶于25 mL 蒸馏水，以14%的校准水分计算样品量和水分添加量。以7.5 ℃/min 的速度，将样品由30 ℃升温到95℃，95 ℃保温5 min，以7.5 ℃/min 的速度，将样品由95 ℃冷却至50 ℃，50 ℃保温5 min，测量转速为250 r/min。

1.3.3.3 水合特性测定 根据Heo 等[11]的方法并略加修改，取0.1 g 样品溶于20 mL 蒸馏水中，分别于25 ℃与100 ℃振荡加热30 min，离心取上清液，烘至恒重得上清液干重，称取湿沉淀物的质量。

1.3.4 鲜湿米粉指标的测定

1.3.4.1 米粉质构特性分析 根据Tong 等[12]的方法并略加修改，使用TA-XT 2i/5 型质构仪，测试探头为P/36R，预测速度为2.0 mm/s，测试速度为1.0 mm/s，测后速度为2.0 mm/s，50%的压缩比，0.04905 N 触发力，两次压缩间隔3 s。

1.3.4.2 蒸煮特性分析 根据Jang 等[13]的方法并略加修改，取10 g 米粉，200 mL 蒸馏水煮熟沥干，将蒸煮水定容至250 mL，取50 mL 蒸煮水烘至恒重，取适量蒸煮水测定蒸煮水浊度。

1.3.4.3 感官特性分析 根据高晓旭等[14]的感官评价标准并略加修改，选择6 名同学组成米粉感官评价小组，对随机编码的米粉进行感官评分。

1.3.4.4 营养特性分析 根据Geng 等[9]的方法并略加修改，取200 mg 样品，添加唾液淀粉酶，胃蛋白酶溶液，37 ℃消化30 min，加入氢氧化钠溶液与醋酸钠缓冲液，中和调节pH 值，加胰酶-淀粉葡萄糖苷酶混合溶液，在0，20，30，40，50，60，90，120，150，180，210 min 处取样，加入乙醇终止反应，4 000 转离心，取上清液进行吸光度测定。根据Goñi 等[15]建立的非线性模型，淀粉水解动力学计算公式为C=C∞（1-（exp-kt）），其中C，C∞，k分别表示各时间点的淀粉水解率，最终水解率、动力学常数。水解指数（HI）为样品的水解曲线面积与葡萄糖相应面积的百分比。估计血糖生成指数为eGI=8.198+0.862*HI[16]。

1.4 数据分析

数据为平均值±标准偏差，重复试验次数为3。使用Excel 2010 与Spss 19.0 软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 基本组成成分分析

由表1 可知，奶白花芸豆、绿豆、红小扁豆、青豌豆、红小豆、鹰嘴豆、花腰豆、花芸豆的总淀粉含量明显高于青仁小黑豆和黄仁小黑豆的总淀粉含量（P<0.05）。奶白花芸豆、绿豆、红小扁豆、青豌豆、红小豆、鹰嘴豆、花腰豆的粗蛋白质含量均高于25%，粗脂肪含量低于4%，远低于青仁小黑豆和黄仁小黑豆的粗蛋白质与粗脂肪含量。青仁小黑豆和黄仁小黑豆的灰分含量显著高于其它豆类样品。

表1 糙米及不同杂豆主要成分分析（以干基计）Table 1 Analysis of main components of brown rice and different beans（dry basis）

2.2 糊化特性分析

由表2 可知，相比于糙米粉，杂豆糙米粉的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值显著降低（P<0.05），研究表明杂豆淀粉持水性较差，杂豆加入糙米粉中会对杂豆糙米粉的糊化特性产生不利的影响[17]。不同杂豆糙米粉的糊化特性具有明显差异（P<0.05），鹰嘴豆糙米粉的峰值黏度最高，研究表明峰值黏度表示淀粉在分解之前自由溶胀的能力[18]，通常与淀粉含量相关。鹰嘴豆糙米粉的崩解值最高，表明鹰嘴豆淀粉颗粒强度大，融合性好，不易破裂，热糊稳定性好[19]。

表2 添加不同杂豆对糙米粉糊化特性的影响Table 2 Effects of adding different beans on gelatinization characteristics of brown rice flour

2.3 水合特性分析

由表3 可知，25 ℃时，杂豆糙米粉的吸水指数、溶水率及溶胀率均较小，当温度升至100 ℃，杂豆糙米粉的结合水的能力增强，吸水指数、溶水率及溶胀率均升高2 到4 倍，研究表明淀粉糊化后，淀粉颗粒溶胀破裂，其结合水的能力提高[20]。相比于糙米粉，杂豆糙米粉的吸水率、溶胀率显著降低，溶水率显著升高（P<0.05）。研究表明杂豆中蛋白质、膳食纤维等大分子物质含量较高，容易形成复合结构且淀粉含量降低，对米粉亲水性和成胶能力产生不利影响[21]。其中，除奶白花芸豆、青仁小黑豆、黄仁小黑豆外，其它杂豆糙米粉溶胀率与糙米粉无显著差异，表明这些杂豆糙米粉与糙米粉有相似的淀粉溶胀能力。

表3 添加不同杂豆对糙米粉水合特性的影响Table 3 Effects of differen beans on hydration characteristics of brown rice flour

2.4 米粉质构特性分析

质构特性的黏着性、内聚性、耐咀性、回复性和硬度是影响米粉接受程度的重要指标[22]。米粉作为被市场广泛接受的食品[2]，具有较高的黏着性、高内聚性、高耐咀性、高回复性和适中的硬度。由表4 可知，相比于糙米米粉，杂豆糙米米粉的黏着性、回复性、内聚性、弹性、黏性、耐咀性显著下降（P<0.05）。研究表明豆粉富含蛋白质、脂肪及其它大分子结合物，使杂豆糙米米粉中的淀粉含量降低，对米粉的质构产生不利的影响[23]。杂豆糙米米粉的内聚性在0.60～0.80 范围内，内聚性影响米粉的烹煮质量和咀嚼程度[5]，表明花芸豆糙米米粉的咀嚼性较好，具有优化潜力。

表4 添加不同杂豆对糙米米粉质构特性的影响Table 4 Effects of different beans on texture characteristics of brown rice noodles

2.5 蒸煮特性分析

米粉吸水率与蒸煮损失可以影响米粉的食用品质[11]。由图1 可知，较糙米米粉、添加杂豆的糙米米粉的吸水率显著降低、蒸煮损失与蒸煮水浊度显著提高（P<0.05），Rathod 等[24]研究表明，较高的蒸煮损失由米粉中添加的豆类蛋白与淀粉造成。不同的杂豆糙米米粉蒸煮损失具有种间差异（P<0.05）。杂豆糙米米粉吸水率在10.2%～16.21%范围内，花芸豆糙米米粉的吸水率最高，杂豆糙米米粉的损失率在12.15%～19.56%范围内，蒸煮水浊度在0.59～0.73 范围内。研究表明米粉结构破损严重，导致煮制后溶出物显著增加，使得蒸煮水浊度上升[25]。

图1 添加不同杂豆对糙米米粉蒸煮特性的影响Fig.1 Effects of different beans on cooking characteristics of brown rice noodles

2.6 感官特性分析

相比于糙米米粉，杂豆糙米米粉呈现不同色泽，质构松散、表面粗糙且有豆腥味，由于全豆粉中蛋白质、脂肪、膳食纤维、灰分加入米粉引起的综合变化[26]。由表5 可知，添加不同品种全豆粉的糙米米粉感官评分有显著差异（P<0.05），其中红小扁豆、红小豆、花芸豆糙米米粉的感官评价在75 分以上，表明其杂豆糙米米粉在可接受范围内。

表5 添加不同杂豆对糙米米粉感官品质的影响Table 5 Effects of different beans on sensory quality of brown rice noodles

2.7 体外淀粉水解率及估计血糖生成指数分析

由图2 可知，在0～30 min 内，杂豆糙米米粉的淀粉水解迅速，30 min 后水解速率减缓，在90 min 后逐渐趋于稳定。糙米米粉最终淀粉水解率为92%，杂豆糙米米粉的最终淀粉水解率均低于79%。研究表明杂豆为低血糖指数食物，加工时易形成淀粉-脂质复合物包裹淀粉颗粒，阻碍淀粉与淀粉酶的结合，从而降低淀粉最终水解率[25]。

图2 添加不同杂豆对糙米米粉体外淀粉水解率的影响Fig.2 Effect of different beans on starch hydrolysis rate of brown rice noodles in vitro

由表6 可知，鹰嘴豆糙米米粉、花芸豆糙米米粉、青仁小黑豆糙米米粉、黄仁小黑豆糙米米粉的最终水解率较糙米米粉分别下降了19%，19%，21%和22%。研究表明米粉最终水解率的降低，有利于米粉eGI 值的降低[25]。相比于糙米米粉，杂豆糙米米粉的eGI 值显著降低（P<0.05），研究表明包括食品中碳水化合物、蛋白质、脂肪、膳食纤维含量均会影响食物血糖生成指数，而杂豆中的蛋白质、膳食纤维含量较糙米高，且杂豆淀粉血糖生成指数比谷类淀粉低[26]。杂豆糙米米粉eGI 值在62.28～67.26 范围内，青仁小黑豆糙米米粉的eGI值降低效果最强，绿豆糙米米粉、青豌豆糙米米粉、花腰豆糙米米粉的eGI 值降低效果最差。

表6 添加不同杂豆对糙米米粉的估计血糖指数的影响Table 6 Effects of different beans on the estimated glycemic index of brown rice noodles

3 结论

添加20%全豆粉对糙米米粉品质影响显著，且添加不同品种全豆粉对糙米米粉品质影响也存在品种间差异。青仁小黑豆糙米米粉、黄仁小黑豆糙米米粉、鹰嘴豆糙米米粉的估计血糖生成指数较低，但其杂豆糙米米粉质构松散、表面粗糙，蒸煮损失严重，且其感官评分较低，不易被人接受。红小扁豆糙米米粉、花芸豆糙米米粉、红小豆糙米米粉的估计血糖生成指数较青豌豆糙米米粉、绿豆糙米米粉、花腰豆糙米米粉、糙米米粉有显著降低（P<0.05），且其感官评分较高，质构评价指标较高，蒸煮损失相对较小，其品质更接近于糙米米粉。以上结果表明，红小扁豆、花芸豆、红小豆在20%的添加量下适宜制作低血糖指数的糙米米粉。