脱支小麦淀粉对面条品质性能影响的研究

柳先知1,战林洁2,李宏雁3,李彩富3,李 曼2,徐同成4,姬 娜2✉,徐龙朝1

(1. 青岛海科佳智能科技股份有限公司,山东 青岛 266112;2. 青岛农业大学 食品科学与工程学院,山东 青岛 266109;3. 菏泽华瑞面业有限公司,山东 菏泽 274100;4. 山东省农业科学院农产品加工与营养研究所,山东 济南 250000)

摘 要:以高筋小麦粉、脱支小麦淀粉(脱支上清液和脱支沉淀)和谷朊粉为原料,研究脱支小麦淀粉对压延小麦面条消化、蒸煮、热等特性的影响。结果表明,添加脱支小麦淀粉能够降低小麦面条的硬度和咀嚼性。面条的相对结晶度从9.37%(对照)增加到18.25%(50%脱支上清)。与对照组相比,添加50%脱支沉淀时,面条热稳定性提高,糊化起始温度(To)、峰值温度(Tp)、终值温度(Tc)和糊化焓值(ΔH)增加,面条的抗性淀粉(RS)含量由11.37%增加至22.19%,预估血糖生成指数(eGI)由87.71 降低至78.57,表现出较好的体外消化结果。因此,添加脱支小麦淀粉可以降低面条的体外消化速率,为慢性血糖性疾病患者主食产品的研制提供了思路和方法。

关键词:脱支小麦淀粉;面条;蒸煮特性;体外消化特性

中图分类号:TS201.1

文献标识码:A

文章编号:1007-7561(2025)01-0138-09

网络首发时间:2024-12-25 11:41:31

网络首发地址:https://link.cnki.net/urlid/11.3863.ts.20241224.1618.008

DOI: 10.16210/j.cnki.1007-7561.2025.01.014

柳先知, 战林洁, 李宏雁, 等. 脱支小麦淀粉对面条品质性能影响的研究[J]. 粮油食品科技, 2025, 33(1): 138-146.

LIU X Z, ZHAN L J, LI H Y, et al. Research on the quality properties of wheat noodles by adding debranched wheat starch[J]. Science and Technology of Cereals, Oils and Foods, 2025, 33(1): 138-146.

收稿日期:2024-05-21;修回日期:2024-06-10;录用日期:2024-06-11

基金项目:山东省重点研发计划(重大科技创新工程)项目“小麦绿色生态关键技术创新与示范”(2021TZXD010)

Supported by: Key R&D Program of Shandong Province (Major Scientific and Technological Innovation Project) “Innovation and Demonstration of Key Green Ecological Technologies for Wheat” (No.2021TZXD010)

第一作者:柳先知,男,1979 年出生,本科,研究方向为机械制造自动化,E-mail: xingzheng@haikejia.com

通信作者:姬娜,女,1987 年出生,博士,教授,研究方向为粮油精深加工,E-mail: jn87163@163.com

Research on the Quality Properties of Wheat Noodles by Adding Debranched Wheat Starch

LIU Xian-zhi1, ZHAN Lin-jie2, LI Hong-yan3, LI Cai-fu3, LI Man2, XU Tong-cheng4, JI Na2✉, XU Long-zhao1

(1. Qingdao Haikejia Intelligent Technology Co., LTD., Qingdao, Shandong China 266112;2. College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong 266109,China; 3. Heze Huarui Noodle Industry Co., LTD., Heze, Shandong 274100; 4. Institute of Agricultural Processing and Nutrition, Shandong Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250000, China)

Abstract: High-gluten wheat flour, debranched wheat starch (debranched supernatant and debranched precipitate), and gluten were used as raw materials, the influence of debranched wheat starch on the digestion characteristics, cooking properties, and thermal properties of rolled wheat noodles was studied. The results showed that adding debranched wheat starch could reduce the hardness and chewiness of wheat noodles.Relative crystallinity of noodles increased from 9.37% (control) to 18.25% (50% debranched supernatant).Compared with the control group, when 50% debranched precipitate was added, the noodles' gelatinization onset temperature (To), peak temperature (Tp), final temperature (Tc), and gelatinization enthalpy (ΔH) all increased, indicating improved thermal stability, and the resistant starch (RS) content increased from 11.37%to 22.19%, while the estimated glycemic index (eGI) decreased from 87.71 to 78.57, demonstrating good in vitro digestion results. The above study proved that the addition of debranched wheat starch could reduce the digestion rate of rolled noodles in vitro, and provided ideas and methods for the development of staple food products for patients with chronic blood sugar diseases.

Key words: debranched wheat starch; noodles; cooking property; digestive characteristics in vitro

面条在我国主食发展史上有长达4 000 多年的悠久历史,是我国最基本的传统主食之一,按照制作原料可分为小麦、玉米和杂粮三大类面条,其中小麦面条最为常见[1]。但小麦面条消化速率较快,食用后短时间内会引起血糖的急剧升高。对于慢性血糖性疾病的患者来说,比如2 型糖尿病患者,这会增加血糖负荷,导致慢性血糖代谢紊乱,危害身体健康和生命安全[2]。定向开发较低消化速率的小麦面条对于调控血糖代谢疾病患者的饮食结构有重要意义[3]

现阶段,额外添加法是一种降低面条消化速率的方法,主要是通过向面条中额外添加添加剂来降低面条的消化速率。例如向面条中添加单宁酸等天然膳食多酚,通过单宁酸对消化酶的抑制作用来降低面条的消化速率;菊粉和大豆纤维是优质膳食纤维,热量低且具有降低血糖血脂等功能,将其作为原料引入面条中有助于面条消化速率的降低[4-5]。通过对原料进行物理改性和化学改性也可以降低面条的消化速率,通常对苦荞全粉、红薯渣、荞麦粉等原料进行湿热、退火和微波处理等,这些方法破坏了淀粉颗粒的结构,淀粉分子发生重排和重新取向,形成了紧密堆积的淀粉,淀粉的热稳定性和抗酶解能力提高,用其制作面条能够降低其在消化道内的消化速率[6-7]。当前降低面条消化速率的方法存在添加剂价格高、成分不安全、食用口感差、效率产出率低等缺点,因此要寻求一种绿色环保、产出率和利用率高的方法来制备并调控面条的抗性淀粉(Resistant starch,RS)含量。

脱支淀粉(Debranched starch,DBS)是通过脱支酶(异淀粉酶或普鲁兰酶)的水解作用,水解淀粉的α-1,6 糖苷键,形成低分子量的线性短链分子所得。酶解是一种常见的淀粉生物改性的方法,酶解重结晶制备的脱支淀粉具有新的性质和功能,扩大了其在食品及医药领域的应用范围[8]。酶解和重结晶作用使脱支淀粉具有高结晶度,有利于降低消化酶对淀粉的水解,增加淀粉的RS含量,降低淀粉的水解速率。Boonna 等对木薯淀粉进行普鲁兰酶脱支并结合温度循环进行处理,与原木薯淀粉相比,脱支木薯淀粉有较低的消化速率[9]。Cervini 等将脱支糯米淀粉添加到意大利面中,显著降低了面条的消化速率[10]

因此,本文旨在探究脱支小麦淀粉的添加对小麦面条综合品质特性的影响,通过测定体外消化、蒸煮、热、质构等特性对小麦面条的综合品质特性进行表征。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器

高筋小麦粉:金沙河集团有限公司;小麦淀粉:诸城市兴茂玉米开发有限公司;谷朊粉:新乡市新都粉业有限公司;硫酸钠、冰醋酸,均为分析纯:国药集团化学试剂有限公司;普鲁兰酶、淀粉葡萄糖苷酶、胰酶,均为分析纯:美国Sigma公司;D-葡萄糖检测试剂盒:爱尔兰Megazymegs公司。

Kitchen Aid 试验型和面机:美国Kitchen Aid公司;JMTD-168/140 试验型面条机:北京孚德有限公司;UV-6000 紫外分光光度计:北京普析通用仪器有限责任公司;DSC-204F1 差示扫描量热仪:瑞士METERLE 仪器有限公司;AxSD8 X-射线衍射仪:德国布鲁克AXS 有限公司;S-3400N扫描电镜显微镜:日本日立仪器有限公司;TA.XT Plus 质构仪:英国Stable Micro Systems Led 公司。

1.2 脱支小麦淀粉的制备

脱支小麦淀粉根据Wang 等概述的方法进行制备并做了少量修改[11]。称取小麦淀粉600 g,用6 L 蒸馏水混合成均匀的糊状后加入到双层玻璃发酵罐中,升温到100 ℃,计时30 min,待淀粉完全糊化后通过循环水系统冷却至58 ℃,加入淀粉质量10%(60 mL)的普鲁兰酶进行脱支,12 h后100 ℃进行灭酶处理,得到的溶液在4 000 rpm下离心3 min 得到脱支上清液和脱支沉淀,并将上清液和沉淀55 ℃烘干并磨粉,过100 目筛备用。

1.3 含有脱支小麦淀粉压延面条的制备

根据不同原料配比制备面条(表1)。称取100 g 混合面粉放入和面机中,将所用的干粉混合搅拌3 min,保证原料之间混合均匀,再以85 rpm搅拌2 min,135 rpm 搅拌5 min 获得面条面团(面絮),将面絮醒发20 min 用于面条的制作。用试验型面条机依次以1.5(对折复合3 次)、1.3、1.1、0.9 mm 的辊缝压延,最后,将面片切成0.9 mm厚的面条鲜样(20 cm),将鲜样自然晾干,置于干燥器保存。

表1 压延面条样品配方表
Table 1 Sample recipe table of five kinds of noodles

样品 高筋小麦粉/g脱支上清液/g脱支沉淀/g 谷朊粉/g 加水量/mL对照 95 0 0 5 34 25%脱支上清 70 25 0 5 35 25%脱支沉淀 70 0 25 5 36 50%脱支上清 45 50 0 5 38 50%脱支沉淀 45 0 50 5 40

1.4 面条蒸煮特性的测定

最佳蒸煮时间的测定参照Zou 等的方法并做了少量修改[12],将制备的5 种面条用恒温电磁炉进行蒸煮,每隔15 s 取出一根面条,切成1 cm 的短条,在透明玻璃板上进行挤压,通过观察面条中心白芯消失的时间来确定每个样品的最佳蒸煮时间。吸水率测定:将25 根面条放入300 mL 煮沸的蒸馏水中至最佳蒸煮时间,用蒸馏水冲洗1 min 后用滤纸吸取表面水分。吸水率计算如下:

式中m1m2 分别表示面条蒸煮前后的重量,g。蒸煮损失率参考蒲华寅[13]的方法做了少量修改,取25 根面条并记录重量,在最佳蒸煮时间的条件下煮熟并取出,待煮面条的水冷却至室温后定容到500 mL 的容量瓶中。取100 mL 溶液于已恒重的烧杯中,105 ℃的烘箱中烘干至恒重。面条的蒸煮损失率计算公式为:

式中M0 为空烧杯烘至恒重后的质量,g;M1为烘干后烧杯和其内干物质的质量,g;M2 为鲜湿面条的质量,g;W 为鲜湿面条的含水量,%。断条率的测定:取25 根面条,将面条煮至最佳蒸煮时间后,捞出,并冷水浸泡,观察面条的断条情况,数出断条数(记为n),断条率计算公式如下:

1.5 面条质构特性的测定

质构特性的测定参考Zhang 的方法[14],将30根新鲜面条放入500 mL 煮沸的蒸馏水中至最佳蒸煮时间,常温蒸馏水冲洗1 min。用滤纸吸收表面多余的水分后用保鲜膜覆盖,用直尺量出等长的3根面条平行放置在测试台上并保证间隔距离相同。使用P/36R 探头以1.0 mm/s 的速度下降,0.8 mm/s的速度测量,1.0 mm/s 的速度返回,弹性压缩比设置为75%,间隔时间为2 s,每个样品测试6 次取平均值。

1.6 脱支淀粉和面条热特性的测定

采用差示扫描量热仪(Differential scanning calorimeter, DSC)测定脱支淀粉和煮熟的样品面条的热性能。在密封铝锅中,用多余的水(1∶2)调节脱支淀粉和样品面条的粉末(3.0~6.0 mg)。将制备好的小铝锅平衡12 h 后,在氮气条件下以10 ℃/min 的加热速率从25 ℃升温至135 ℃,加热结束后冷却至25 ℃。记录起始温度(To)、峰值温度(Tp)、结束温度(Tc)和吸热焓变(ΔH)。样品重量以淀粉(干基)计算。

1.7 脱支淀粉和面条X 衍射的测定

X 衍射的测定参照Liu 的方法[15],采用配备发散狭缝的X 射线衍射仪测定了脱支淀粉和面条的结晶度,在40 kV 和40 mA 条件下运行。所有样品在4°~40°(2θ)范围内以2°/min 的速度进行扫描,步长0.02°。用MDI Jade 6.5 软件分析衍射图,计算相对结晶度。用结晶区和非晶态区的百分比比值计算相对结晶度,公式如下:

其中RC 表示相对结晶度,Ac 表示结晶峰的面积,Aa 表示非晶态峰的面积

1.8 扫描电子显微镜分析

用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)观察煮熟的面条的表面和横切面,将煮熟的样品在液氮中快速冻干后,经过3 次喷金处理,使金颗粒均匀地覆盖在面条表面上。根据实际情况调整电流与电压大小。

1.9 面条淀粉含量的测定

参照QIN 等的方法并稍作修改[16]:称重并研磨约2 g 的样品面条,通过60 目筛。所得粉末中的脂肪用30 mL 乙醚洗涤3 次,残渣用150 mL 85%乙醇洗涤3 次,去除可溶性糖。用100 mL 水溶解残渣,加入6 mol/L 盐酸至30 mL 回流2 h,用流水冷却。用40% NaOH 溶液和6 mol/L 盐酸加入甲基红指示溶剂中和样品水解液。加入20 mL 20%中性醋酸铅溶液,沉淀蛋白质、果胶和其他杂质。加入20 mL 10%的Na2SO4 溶液去除多余的铅。用葡萄糖氧化酶法测定溶液中总葡萄糖含量,用下式计算总淀粉含量:

其中ΔA 是对试剂空白的吸光度(反应),FV是测试溶液的最终体积,mL;W 是用于分析的样品的重量,mg。

1.10 面条模拟体外消化的测定

脱支淀粉和样品面条体外消化率的测定是在Englyst 等[17]方法的基础上进行的。将样品面条(含200 mg 淀粉,干重为基础)在最佳蒸煮时间下煮熟冻干备用。将3 g 胰蛋白酶分散于20 mL去离子水中涡旋10 min,将15 mL 上清转移至离心管,加入1.1 mL 淀粉葡萄糖苷酶涡旋备用。将200 mg 面条样品和18 mL 醋酸缓冲液(pH 5.20)加入离心管中,每个离心管中加入6 个玻璃微球和2 mL 酶混合物。试管在37 ℃振荡水浴中消化水解。在0、20、60、90、120 和180 min,从每个离心管中取出水解产物样品(0.1 mL),与0.9 mL 90%乙醇溶液混合。离心后,用葡萄糖氧化酶(K-GLUC)试剂测定上清液中水解葡萄糖的量。

式中,RDS 指快速消化淀粉、SDS 指慢性淀粉、RS 指抗性淀粉;G0、G20、G120 分别为样品面条经淀粉葡萄糖苷酶和胰酶水解 0、20、120 min 后水解产物中葡萄糖含量,mg;S 为面条中总淀粉含量,mg。根据公式计算180 min 下的水解曲线下的面积,水解指数(Hydrolysis index,HI)由样品与参考样品(白面包)的面积比值得到。eGI 的计算采用Granfeldt 等的公式[18]

1.11 数据处理

各组实验至少重复3 次,采用SPSS18.0 进行统计分析,Origin 9.0 软件进行作图处理。

2 结果与分析

2.1 脱支小麦淀粉的性能表征

2.1.1 小麦淀粉和脱支小麦淀粉的热特性

由表2 可知,小麦淀粉的ToTpTc 和ΔH 为63.38 ℃、76.25 ℃、85.11 ℃和3.26 J/g,与小麦淀粉相比,脱支上清液的ToTpTc 和ΔH 为94.76 ℃、103.25 ℃、111.09 ℃和7.89 J/g;脱支沉淀的ToTpTc 和ΔH 为107.21 ℃、115.16 ℃、121.76 ℃和19.87 J/g,脱支后能够显著改善淀粉的热特性,表明小麦淀粉在脱支重结晶过程中能够形成致密的晶体结构。Cai 等测定了脱支蜡质玉米淀粉的DSC,发现糊化温度范围在92 ℃~141 ℃,这主要是由于脱支淀粉能够在25 ℃的回生形成有序稳定的晶体结构,所以脱支后有较高的糊化温度范围[19]。脱支沉淀的ToTpTc 和ΔH 比脱支上清液高,这主要是由于脱支沉淀包括未被普鲁兰酶酶解的直链淀粉、脱支后的长直链淀粉和部分支链淀粉,而链长较长的直链淀粉较难糊化,所以导致重结晶获得的脱支沉淀淀粉具有更高的糊化温度和糊化焓值[20]

表2 小麦淀粉和脱支小麦淀粉的热特性
Table 2 Thermal characteristics of wheat starch and debranched wheat starch

注:表中标有不同小写字母的数据之间有显著性差异(P<0.05),下同。
Note: Data marked with different lowercase letters in the table have significant differences (P<0.05), the same applies below.

样品To/℃Tp/℃Tc/℃ΔH/(J·g-1)小麦淀粉63.38±0.67c 76.25±0.19c 85.11±0.62c 3.26±0.25c脱支上清液94.76±0.52b 103.25±0.33b 111.09±0.37b 7.89±0.27b脱支沉淀107.21±0.22a 115.16±0.69a 121.76±1.02a 19.87±0.45a

2.1.2 小麦淀粉和脱支小麦淀粉的X 衍射

由图1 所示,小麦淀粉在2θ 值为15°,17°,18°和23°处有特征峰,为典型的A 型结构,脱支淀粉在5.5°,14.4°,17.2°,22.2°,24.0°有明显的特征峰,为典型的B 型结构。小麦淀粉的相对结晶度为 13.16%,脱支上清液的相对结晶度为72.81%,高于脱支沉淀的相对结晶度(53.67%)。脱支淀粉相对结晶度增加的原因是普鲁兰酶酶解小麦淀粉并在烘箱中重结晶。Wang 等进行了类似的研究,发现在淀粉脱支干燥重结晶过程中脱支淀粉更有规律地重新结合,结晶度比原淀粉升高[11]。而脱支上清比脱支沉淀相对结晶度高的原因主要是由于脱支上清主要包含大量短直链淀粉,脱支沉淀主要由长直链淀粉和少量支链淀粉组成,与长链直链淀粉和支链淀粉相比,短链直链淀粉具有更高的流动性,有利于脱支上清的重结晶,更容易形成紧密有序的晶体结构[21]

图1 小麦淀粉和脱支小麦淀粉的X 衍射图
Fig.1 X-ray diffraction of wheat starch and debranched wheat starch

2.1.3 小麦淀粉和脱支小麦淀粉的体外消化特性

由表3 可知,小麦淀粉的RS 含量为7.41%,相较于小麦淀粉,脱支上清和脱支沉淀具有更高的抗消化性,其RS 含量分别为28.34%和36.26%,且脱支沉淀的RS 含量显著高于脱支上清液。脱支淀粉RS 含量的增加主要是由于直链淀粉和线性短链的重新排列形成的晶体结构区域更强,增强了结晶区的氢键相互作用,从而提高了抵抗消化酶水解能力[22]。Ozturk 等研究发现了类似的结果,对高直链玉米淀粉进行普鲁兰酶脱支,脱支重结晶后的淀粉最高RS 含量达到40%左右,这主要是由于短链重排增强了结晶区的相互作用和抗酶解性[23]。脱支沉淀具有较高的RS 含量的原因是脱支沉淀中的长直链淀粉与脱支上清中的短链直链淀粉相比更难在人体消化道中消化,具有更强的抗消化性[11],这也是脱支沉淀相对结晶度较低而抗性淀粉含量高的原因。

表3 小麦淀粉和脱支小麦淀粉消化特性
Table 3 Digestion characteristics of wheat starch and debranched wheat starch

样品 RDS SDS RS小麦淀粉 89.28±0.78a 3.31±0.39a 7.41±0.46c脱支上清液 68.77±0.81b 2.89±0.65a 28.34±0.58b脱支沉淀 60.86±0.41c 2.88±0.29a 36.26±0.52a

2.2 不同添加量脱支小麦淀粉面条的蒸煮特性

面条的最佳蒸煮时间、吸水率和蒸煮损失是评定面条蒸煮品质的重要指标。如表4 所示,纯高筋小麦面条的最佳蒸煮时间为4.50 min、蒸煮损失为8.34%。与纯高筋小麦面条相比,随着脱支淀粉添加量的增加,面条的最佳蒸煮时间逐渐缩短,蒸煮损失逐渐增加。当脱支小麦沉淀添加量为50%时,面条的最佳蒸煮时间为4.20 min,蒸煮损失为15.11%。添加脱支小麦淀粉“稀释”了面粉中面筋蛋白的含量,导致形成较弱的面筋蛋白网络结构,从而加快了水分子的流动,缩短了面条的蒸煮时间。

表4 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的蒸煮特性
Table 4 Cooking characteristics of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additive levels

样品 蒸煮时间/min 断条率/% 吸水率/% 蒸煮损失/%对照组 4.50±0.10a 0 90.13±5.01a 8.34±1.31d 25%上清 4.40±0.10ab 0 94.33±4.23a 11.15±1.12cd 25%沉淀 4.30±0.20ab 0 95.28±4.16a 12.27±2.21bc 50%上清 4.25±0.10ab 0 96.77±6.22a 15.07±1.01ab 50%沉淀 4.20±0.10b 0 96.21±5.11a 15.11±1.10a

同时,相对较弱的面筋网络导致面条的结构不够紧密,在蒸煮过程中游离出的淀粉和可溶性蛋白等物质增多,从而使其蒸煮损失增加。

2.3 不同添加量脱支小麦淀粉面条的质构特性

一般来说,质构特性包括硬度、粘弹性、咀嚼性等,是评价面条品质的重要指标。如表5 所示,纯高筋小麦面条的硬度和咀嚼性分别为4 595.34 g 和3 220.76 g。与纯高筋小麦面条相比,随着脱支淀粉添加量的增加,硬度和咀嚼性逐渐减小。当添加50%脱支沉淀时,硬度值降低至3 680.41 g,咀嚼性降低至2 164.55 g。面条的硬度代表面筋网络的强度,面条的结构越致密,面筋网络越强,则面条的硬度越大。由于脱支小麦淀粉中没有面筋蛋白也不产生粘性,加入后使得面条中面筋网络和淀粉凝胶网络致密性降低,所以导致硬度降低。咀嚼性通常与硬度呈正相关。面筋强度大,网络的硬度高,咀嚼性也高。反之,硬度较低的咀嚼性也较低。

表5 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的质构特性
Table 5 Textural characterization of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additive amounts

样品 硬度/g 粘性/g·s 弹性 粘聚性 咀嚼性/g 回复性对照组 4 595.34±5.33a 27.84±1.66a 0.79±0.02a 0.87±0.01a 3 220.76±3.99a 0.79±0.02a 25%上清 4 390.53±0.97b 34.58±0.13b 0.74±0.02b 0.74±0.00b 2 933.13±2.70b 0.68±0.03b 25%沉淀 4 135.80±4.12c 33.38±0.98b 0.73±0.02b 0.69±0.01c 2 779.23±3.17c 0.66±0.01b 50%上清 3 877.92±5.05d 32.74±0.78b 0.70±0.01c 0.67±0.02cd 2 170.61±6.22d 0.63±0.01c 50%沉淀 3 680.41±4.69e 34.41±1.12b 0.67±0.00c 0.66±0.01d 2 164.55±5.49d 0.62±0.01c

2.4 不同添加量脱支小麦淀粉面条的热特性

由表6 可知,纯高筋小麦面条的 To 为82.32 ℃、Tp 为94.67 ℃、Tc 为100.30 ℃、ΔH为1.04 J/g。当添加50%脱支上清时,面条的ToTpTc 和ΔH 为99.88 ℃、110.17 ℃、118.63 ℃、2.33 J/g;而当添加50%脱支沉淀时,面条的ToTpTc 和ΔH 为110.51 ℃、116.17 ℃、121.11 ℃、2.87 J/g。这说明脱支淀粉的添加能够提高面条的 ToTpTc 和 ΔH,且添加脱支沉淀面条的ToTpTc 和ΔH 比添加脱支上清液的高。加入脱支淀粉后面条热稳定性更强的原因是脱支淀粉经过脱支重结晶后表现出良好的热稳定性,因此加入面条后面条的热稳定性更强[24]。添加脱支沉淀面条的ToTpTc 和ΔH 比添加脱支上清面条高的原因是脱支沉淀中长链直链淀粉与短链直链淀粉相比难以糊化,具有更高的糊化温度和糊化焓值。

表6 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的热特性
Table 6 Thermal characteristics of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additive levels

样品To/℃Tp/℃Tc/℃ΔH/(J·g-1)对照组82.32±0.43e 94.67±0.03e 100.30±0.28e 1.04±0.03d 25%上清91.55±0.05d 97.5±0.22d 103.98±0.17d 1.8±0.12c 25%沉淀108.71±0.21b 107.67±0.27c 113.03±0.03c 2.11±0.07b 50%上清99.88±0.75c 110.17±0.13b 118.63±0.04b 2.33±0.10b 50%沉淀110.51±0.49a 116.17±0.27a 121.11±0.06a 2.87±0.12a

2.5 不同添加量脱支小麦淀粉面条的X 衍射

如图2 所示,纯高筋小麦面条的相对结晶度为9.37%,添加50%脱支沉淀的面条和添加50%脱支上清的面条相对结晶度分别为 17.76%和18.25%。对照组纯高筋小麦面条在2θ 约15°、17°、18°和23°有较强的峰,呈现典型的A 型谷物淀粉晶体形态XRD 图谱[15],17°下的峰值强度随着脱支淀粉添加量的增加逐渐变强。这表明脱支淀粉的加入能够提高面条的相对结晶度,且添加脱支上清液的面条具有更高的相对结晶度。面条相对结晶度的增加主要是小麦淀粉经过脱支重结晶形成了有序的晶体结构,加入面条中后导致结晶度的增加,且脱支上清液中大量的短直链淀粉更容易诱导重结晶,因此添加脱支上清液的面条具有更高的相对结晶度。17°下的峰值强度增强的原因主要是由于脱支小麦淀粉呈现出典型的B 型晶体结构(图1),随着脱支淀粉添加量的增加,使面条呈现出B+A 型晶体结构,且B 型晶体结构强度逐渐增强,导致17°的峰值强度变强。

图2 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的X 衍射图
Fig.2 X-ray diffraction pattern of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additions

2.6 不同添加量脱支小麦淀粉面条的扫描电镜

如图3 所示,对照组纯高筋小麦面条横截面的孔洞小且密,孔洞与孔洞之间的壁较厚,添加25%脱支淀粉的面条与对照组比,内部网络疏松,随着脱支淀粉添加量从25%增加至50%,内部孔洞变大,孔洞与孔洞之间的壁变薄,凝胶网络疏松,这是由于纯高筋小麦面条可凝胶化淀粉和蛋白含量较高,形成的网络结构更为致密。而脱支小麦淀粉在面条蒸煮过程中不产生粘性,不能形成网络,加入脱支淀粉后稀释了面粉中的淀粉和面筋蛋白的密度。

图3 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的横截面SEM 图像
Fig.3 Cross-sectional SEM images of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additions

注:(a)纯高筋小麦粉面条横截面;(b)添加25%脱支上清面条横截面;(c)添加25%脱支沉淀面条横截面;(d)添加50%脱支上清面条横截面;(e)添加50%脱支沉淀面条横截面。
Note: (a) cross-section of pure high-gluten wheat flour noodles; (b) cross-section of noodles with 25% debranched supernatant added;(c) cross-section of noodles with 25% debranched precipitate noodles added; (d) cross-section of noodles with 50% debranched supernatant added; (e) cross-section of noodles with 50% debranched precipitate noodles added.

2.7 不同添加量脱支小麦淀粉面条的模拟体外消化

由图4 可知,对照组纯高筋小麦面条在180 min 内有较高的水解速率,随着脱支淀粉的加入,面条在180 min 内的水解率均低于对照组,水解速率表现为对照组面条>添加25%脱支上清面条>添加25%脱支沉淀面条>添加50%脱支上清面条>添加 50%脱支沉淀面条。由表7 可知,对照组面条的RS 含量为11.37%,eGI 值为87.71。随着脱支淀粉添加量从 25%增加到50%,RS 增加、eGI 值降低,当添加50%脱支上清和添加50%脱支沉淀时,面条的RS 值和eGI 值分别为19.71%和79.94,22.19%和78.57。这表明在模拟体外消化过程中,脱支淀粉的加入可以降低面条的水解速率,增加RS 含量并降低面条的eGI 值,且对比脱支上清来说,添加脱支沉淀的面条具有更好的抗消化性。此外,脱支沉淀具有更高的RS 含量,因此,添加了脱支沉淀的面条比添加了脱支上清液的面条具有更高的RS 值和更低的eGI 值。

图4 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的消化水解曲线
Fig.4 Digestion and hydrolysis curves of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additions

表7 不同添加量的脱支小麦上清液和脱支小麦沉淀面条的RDS、SDS、RS 及eGI 值
Table 7 RDS, SDS, RS and eGI values of debranched wheat supernatant and debranched wheat precipitate noodles with different additive levels

样品 RDS/% SDS/% RS/% eGl对照组 86.62±1.01a 2.01±0.83e 11.37±1.13e 87.71±0.51a 25%上清 82.58±0.77b 3.33±0.36cd 14.09±0.79d 86.44±0.26b 25%沉淀 80.54±0.51c 2.31±0.38bc 17.15±0.33c 83.53±0.33c 50%上清 76.14±0.37d 4.15±0.92ab 19.71±0.57b 79.94±0.13d 50%沉淀 73.16±0.28e 4.65±0.55a 22.19±0.67a 78.57±0.18e

3 结论

本文研究了脱支小麦淀粉对小麦面条综合品质特性的影响。结果表明,添加脱支小麦淀粉能够降低面条的蒸煮时间、硬度和咀嚼性,提高面条的热稳定性(ToTpTc 均增加),其相对结晶度也从9.37%(对照)增加到18.25%(50%脱支上清液)。脱支上清液和脱支沉淀的RS 含量分别为28.34%和36.26%,添加50%脱支小麦沉淀后,面条的RS 含量增加到22.19%、eGI 值降低至78.57,具有较好的体外消化性能。该研究为抗消化面条的发展提供了思路和方法。

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