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 李莎莎, 谭 斌 田晓红 翟小童 刘 明 刘艳香 汪丽萍 高 琨(国家粮食局科学研究院,北京 00037)(河北科技大学,石家庄 05008)

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[1-2]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[3-4]，直接或间接影响糙米制品品质。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；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)、α-淀粉酶(A3176,16 U/mg)、脱氧胆酸钠盐(D6750,≥97%)，猪胰液素(P7545 8×USP)：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

1.2 主要仪器与设备

JHMZ 200实验和面机：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；YXD-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[5]；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[6]方法测定；粗蛋白的测定：参照GB/T 24318—2009杜马斯燃烧法[7]测定：粗脂肪的测定：参照GB 5009.6—2016[8]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 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2～3 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[9]方法，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Gan等[10]和Wolter等[11]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，之后用1 mol/L NaOH将溶液调pH为6.9，加入2.5 mL的α-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(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[12]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

采用SPSS 17.0进行数据分析，显著性分析采用Ducan’s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/%

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(P<0.05)，余同。

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<0.05)，直链淀粉含量越高，其淀粉酶活力则越高，淀粉越容易被分解为单糖，在添加酵母发酵制作面包时，使酵母更易生成较多的气体导致糙米面包的体积增大，面包比容积增大[13]，其中江西2014早糙米面包的比容最大，黑龙江长粒的糙米面包比容最小，可能由于黑龙江长粒糙米中的蛋白质含量少于黑龙江圆粒，糙米面包面筋生成量较少，面筋网络结构形成较困难，使面筋弹性和面团持气性下降，导致面包比容积较小[14]。

注：1.黑龙江圆粒；2.黑龙江长粒；3.江西2014晚；4.湖南早；5.江西2014早。图1 不同直链淀粉含量的糙米面包横截面外观

注：柱形图上方字母不同表示差异显著(P<0.05)。图2 不同直链淀粉含量的糙米面包比容积

2.3 糙米面包质构特性

糙米面包弹性与硬度是面包质构品质中最重要的指标，可以反映面包的口感和柔软度等，面包芯硬度太小，面包侧面容易崩陷，硬度太大，则口感不好[15]。5种不同直链淀粉含量的糙米面包质构特性如表3所示，不同糙米制作的面包其质构参数间差异性显著。随直链淀粉含量的增加，糙米面包芯硬度、耐咀性逐渐增加，黏性、内聚性以及回复性逐渐减小，弹性变化不显著。可能由于直链淀粉含量越高，其吸水能力较差，导致面包芯硬度及耐咀性较大。直链淀粉质量分数>19%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。

2.4 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作的糙米面包淀粉消化率的测定结果如图3所示，由图3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[16]。

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)质量分数从60.06%下降至39.34%，抗性淀粉(RS)质量分数从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[17-18]。因此，应选择直链淀粉含量较高的糙米制作糙米面包，满足人们对食品营养健康的需求。

表3 不同直链淀粉含量的糙米面包质构性质

图3 不同直链淀粉含量的糙米面包淀粉体外消化率

表4 不同直链淀粉含量的糙米面包快速消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)质量分数/%

3 结论

5种直链淀粉含量差异较大的糙米制作的糙米面包的比容、质构和消化性质均不相同，且差异较大。直链淀粉含量越高，糙米面包的比容积越大，所选样品比容高于2.53；面包芯硬度、耐咀性变大，黏性、内聚性以及回复性变小，弹性变化不显著，综合考虑，江西2014晚糙米、湖南早糙米及江西2014早制作的糙米面包质构品质较好；不同糙米面包淀粉体外消化率及快速消化淀粉含量随直链淀粉含量的升高而变小，抗性淀粉含量增加。综合考虑糙米面包的比容积、质构品质以及淀粉体外消化性质，得出直链淀粉含量19%以上的糙米制作的面包品质较好，淀粉消化速率较缓慢，较适合制作糙米面包。

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