6种烹调处理方式对红小豆淀粉组分及血糖反应的影响

叶 婷 李 爽 高 源 范志红，2*

（1 中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京100083 2 中国农业大学营养与健康系 精准营养与健康工程实验室 北京100083）

日常血糖管理对健康意义重大， 合理的餐后血糖水平有利于提升运动能力和认知水平， 预防和改善痤疮、肥胖、抑郁、糖尿病、心脑血管疾病等多种疾病，降低癌症风险[1]。有研究显示，降低血糖最大波动值 （Maximum amplitude of glucose excursion， MAGE）和血糖峰值（Peak），可能比控制空腹血糖水平有更大的意义[2-3]。 荟萃分析和系统综述表明， 将淀粉豆类纳入主食可减少当餐和第2 餐后的血糖波动[4]，长期食用有利于降低空腹血糖、空腹胰岛素、糖化血红蛋白水平和低密度脂蛋白胆固醇水平[5-7]，并能增强饱腹感，减轻体重[6，8]。

红小豆（Vigna angularis）是深受我国及东亚国家喜爱的淀粉豆食材[9]。常压烹调的红小豆血糖指数（Glycemic index，GI）仅为24[10]。 由于红小豆质地紧密，吸水速度较慢，因此很多家庭使用电压力锅烹煮。 同时，一次烹调大量杂粮豆类，冷藏后微波回热食用的做法也越来越普遍。 鉴于烹调处理对淀粉类食材的消化速度和餐后血糖反应有重大影响[11-12]，并且目前尚未见文献报道常压和压力锅煮制， 以及煮后冷藏再回热和煮后食用对红小豆的碳水化合物消化速度和血糖反应的影响，因此本研究针对这些问题进行研究。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

粳米，中粮初萃；红小豆，北大荒营销股份有限公司。

DNS 试剂、无水葡萄糖、0.1 mol/L 乙酸钠缓冲液、瓜尔豆胶缓冲液、猪胰脏胰酶（Pancreatin），美国Sigma 公司； 淀粉葡萄糖苷酶（Amyloglucosidase）， 上海源叶生物科技有限公司； 转化酶（Invertase），南京奥多福尼生物科技有限公司。

1.2 设备与仪器

WK2102T 型电磁炉，美的生活电器制造有限公司；M1534G 型大蒸锅，爱仕达自营旗舰店；MYHT5093 型电压力锅， 美的生活电器制造有限公司；EG823LA6-NS 型美的微波炉， 美的生活电器制造有限公司；HH-SYH-Ni 型电热恒温水浴锅，北京市长风仪器仪表厂；ONE TOUCH Ultra Easy稳豪倍易型血糖仪，强生（中国）医疗器材有限公司；ONE TOUCH Ultra Easy 稳豪倍易型血糖试纸，强生（中国）医疗器材有限公司。

1.3 研究对象

根据Brouns 等[14]统计分析结果，在网上招募并筛选10 名18～24 岁无吸烟酗酒等不良习惯的健康女性受试者，经问卷调查和体成分测试，排除消化系统疾病和碳水化合物不耐受症患者，血糖、血脂等生化指标异常者，1 个月内节食减肥及服用药物者。 入选的10 名受试者平均年龄（20.82±1.83）岁，BMI 值（20.45±1.92）kg/m2，体脂（21.64±3.33）%。 本研究经校学术伦理委员会许可，并与志愿者签订书面协议。 要求受试者在试验期间避免剧烈运动、暴饮暴食、饮酒、熬夜等不良生活行为，避免食用豆类和刺激性食物。试验时所有受试者均不在生理期。 所有受试者均在3 个月内完成6 组红小豆的血糖试验，每组试验至少间隔1 d。

表1 试验餐的组成和主要营养成分Table 1 Foods and major nutrient composition of test meals

1.4 试验方法

1.4.1 样品处理方法 粳米饭：称取含有50 g 碳水化合物的粳米63.29 g 于保鲜盒中，加入1.5 倍质量的水，在大蒸锅中常压烹调40 min。红小豆的6 种烹调方式代号及详细操作列于表2。

表2 红小豆烹调方式详述Table 2 Description of cooking treatments of adzuki bean

1.4.2 淀粉组分的测定 采用体外模拟消化试验，按Englyst 等[15]的方法测定6 种处理方式红小豆的淀粉组分， 包括快速消化淀粉 （Rapidly digestible starch，RDS）、 慢速消化淀粉 （Slowly digestible starch，SDS）、抗性淀粉（Resistant starch，RS）和总淀粉（Total starch，TS）。按式（1）计算淀粉消化指数 （Starch digestibility index，SDI）， 按式（2）计算水解指数（Hydrolysis index，HI）。

1.4.3 餐后血糖反应的测定 受试者试验前1 晚22：00 禁食。 第2 天早晨7：50-8：00 间到达实验室，静坐休息10 min 后用餐。 受试者在20 min 内完成含50 g 碳水化合物红小豆 （83.06 g 生重）的进食。试验过程中受试者可以阅读、上网等以静坐为主的轻体力活动， 不可浏览及讨论食物有关内容。于进食前和进食开始后20，30，45，60，90，120，150，180，240 min 采指尖血，用血糖仪测定血糖浓度。 参考Wolever 等[16]的标准方法计算峰值（Peak）、谷值（Nadir）和餐后2 h 内最大血糖波动幅度， 用梯形法则计算120 min 内餐后血糖反应曲线下正面积 （Blood glucose incremental area under the curve， iAUC），用测试餐与参比食物i-AUC 之比计算血糖指数。

1.5 数据处理与分析

数据经Microsoft Excel 2007 处理，结果以平均值±标准误（或标准差）表示。 以SPSS 21.0 软件进行单因素方差分析（ANOVA）及Person 相关分析，差异显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 不同处理方式红小豆的淀粉组分分析

红小豆样品的淀粉水解曲线见图1。 白米饭120 min 时的水解率接近90%， 各红小豆样品均低于75%，属于慢消化食物。 在前60 min，S-40 和P-15、S-40-R 和S-70 均无显著性差异，而P-30-R 与其它样品在20 min 及以后的水解率均有显著性差异（P＜0.05）。

图1 不同处理方式红小豆的淀粉水解率Fig.1 Starch hydrolysis rate of adzuki bean under different cooking methods

由表3 可知，6 种烹调方式红小豆样品的SDI没有显著差异。 烹调方式相同时， 烹调时间长则RDS 升高，RS 降低（P＜0.05）。HI 以P-30-R 最高，P-30 与S-70 之间无显著差异，P-15 与S-40 之间也无显著性差异。无论常压煮还是压力煮，冷藏回热后RS 均显著下降（P＜0.05）。 S-40-R 与S-40之间的HI 无显著差异， 而P-30-R 的HI 显著高于P-30（P＜0.05）。

表3 不同处理方式红小豆淀粉类型及水解指数（±SD）（g/100 g 生样）Table 3 Starch typeand hydrolysis index of adzuki bean by different cooking methods （±SD）（g/100 g raw sample）

表3 不同处理方式红小豆淀粉类型及水解指数（±SD）（g/100 g 生样）Table 3 Starch typeand hydrolysis index of adzuki bean by different cooking methods （±SD）（g/100 g raw sample）

注：同一列不同字母表示存在显著性差异（P＜0.05）。

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2.2 不同处理方式红小豆的餐后血糖反应

各样品餐后血糖反应结果见图2。 白米饭在餐后30 min 达到血糖峰值，3 种常压烹调红小豆样品的峰值出现在餐后45～90 min，而压力烹调样品的峰值全部出现在45 min。 进食后30～60 min的血糖高峰期间， 不同处理方式红小豆的血糖增加值均显著低于白米饭（P＜0.05）。 S-40 未出现典型的血糖高峰，S-40-R 与S-40 和S-70 各点的血糖增加值无显著性差异。P-15 除餐后20 min 血糖增加值显著高于S-40 外， 其余各时间点与S-40相比均无显著性差异。 P-30-R 在餐后20～30 min血糖变化值均显著高于该时间范围内其余处理方式的红小豆（P＜0.05），在15～45 min 之间显著高于P-30（P＜0.05）。

图2 不同处理方式红小豆餐后血糖曲线Fig.2 Postprandial glycemic curve of adzuki bean by different cooking methods

样品血糖曲线特征值见表4。 不同处理方式红小豆的血糖峰值均显著低于白米饭； P-30-R的血糖峰值显著高于P-15 以及3 个常压烹调样品；P-30-R 的MAGE 显著高于所有红小豆样品，与白米饭无显著性差异；而S-40-R、S-40 以及S-70 的血糖峰值和MAGE 均无显著性差异。除葡萄糖外，各样品的血糖谷值无显著性差异，在表5 中未列出。

不同处理方式红小豆样品的GI 值均显著低于白米饭（P＜0.05）。 S-40、S-70 和S-40-R 的GI值无显著性差异，与P-15 同为低GI 食品；而P-30 和P-30-R 的GI 值均显著高于P-15 和各常压烹调红小豆样品（P＜0.05），为中GI 食品。

表4 不同处理方式红小豆血糖曲线特征值和血糖指数（±SE）Table 4 Attributes of glycemic curve and glycemic index of adzuki bean by different cooking methods （±SE）

表4 不同处理方式红小豆血糖曲线特征值和血糖指数（±SE）Table 4 Attributes of glycemic curve and glycemic index of adzuki bean by different cooking methods （±SE）

注：GI 值以葡萄糖作为参比。 同一列不同字母表示存在显著性差异（P＜0.05）。

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2.3 淀粉组分与血糖特征值及GI 的关系

淀粉组分与血糖特征值及GI 的相关分析如表5 所示。 HI 与血糖峰值、MAGE 和GI 均呈显著正相关（P＜0.05）；血糖峰值MAGE 与RDS、SDI 存在极显著的正相关， 与RS 存在极显著的负相关（P＜0.01）， 相关系数绝对值均在0.9 以上， 表明RDS、RS、SDI 可更好地预测红小豆样品血糖峰值和血糖波动值。

3 讨论

不同处理方式红小豆样品的SDI、HI、GI、血糖峰值和MAGE 均显著低于白米饭，说明将其作为主食食材非常有利平稳餐后血糖。 这可能与红小豆的蛋白质组分、 淀粉粒结构和淀粉类型等因素有关。

红小豆的蛋白质含量可达22.65%[9]。Yao 等[17]研究发现， 挤压处理红小豆中的蛋白质 （10 mg/mL）可以显著抑制α-葡萄糖苷酶的活性。 红小豆中丰富的单宁和花青素等多酚类物质也被证实是降低消化酶活性的因素[18]。 植物性食品中淀粉粒形态和淀粉结晶状态对其消化特性有极大影响[19]。透射电子显微镜图像表明， 红小豆淀粉粒具有高同质性和高密度的特点[20]。 其直链淀粉几乎无支链，含量高达21.1%；支链淀粉的聚合度较小，易于形成稳定的C 型结晶，结晶度为25.5%[20]。 其糊化起始温度、 中点温度和终温分别为63.3，70.6，82.2 ℃[20]，远高于稻米。

表5 淀粉组分与血糖特征值及血糖指数的相关性Table 5 Correlation of starch type， glycemic attributes and GI

红小豆籽粒的外层结构十分紧密， 吸水孔比大麦和藜麦等种子小[20]，吸水速度慢[21]。 梁晓丽等[22]测定了整粒红小豆的吸水曲线，发现红小豆常温浸泡6 h 后吸水率才迅速上升， 且浸泡过程中始终保持形态完整。 升高压力可能使水分更快地进入籽粒， 有效破坏其严密的种子结构和紧密的淀粉粒结构，从而提高消化速度。此前有研究测得压力烹调红小豆的淀粉糊化度为67.8%， 高于常压烹调样品， 且和常压烹调相比， 压力烹调后RDS 上升，RS 降低[23]。王蓉等[24]对红小豆质构的研究表明，压力烹调能有效降低红小豆豆粒的硬度、凝聚性和咀嚼性，提高其黏度和糊化程度。

与常压烹调相比， 压力烹调对红小豆的HI、GI 和MAGE 影响更大。 常压烹调时间延长30 min，GI 差异仅为15.5， 而压力烹调仅延长15 min，GI 差值就达到21.4， 差异达到显著性水平（P＜0.05）。经过30 min 的压力烹调和冷藏回热，红小豆样品的GI 值仍未超过70， 适合控血糖人群食用。适度改善淀粉豆类的消化性，有利于消化能力较弱者接受这类食材。同时，通过缩短压力烹调时间，即可有效控制消化速度，使样品从中GI 食物转为低GI 食物。

本研究首次探讨了冷藏后微波回热对红小豆样品淀粉消化速度和餐后血糖反应的影响。 冷藏导致稻米等谷物的淀粉老化回生， 即便经过回热处理，其抗性淀粉上升，消化速度显著下降[12]，GI值也显著下降[25]。 也有研究提示，冷藏再回热的循环虽会显著提升抗性淀粉的含量[26]，但这种变化对GI 值不会造成显著影响[27-28]。 红小豆样品的测定结果表明， 常压烹调的样品冷藏后微波回热处理使其RS 下降， 未造成HI、GI 和MAGE 的显著性差异。然而，压力烹调的样品冷藏再回热处理的RS 显著下降，HI 显著上升，GI 值差异虽未达显著性水平，但MAGE 显著加大。 这提示压力烹调使淀粉粒结构受到更大破坏[29]，从而减轻了冷藏带来的淀粉老化回生效应， 使其小于微波加热带来的淀粉二次糊化效应。同时，较长时间压力烹调会大幅度降低多种抗消化成分的含量[30]，也有利提升血糖峰值。

4 结论

除压力烹调30 min 的样品属于中GI 食物外，各常压烹调和压力烹调15 min 的红小豆样品均为低GI 食物，餐后血糖波动平缓。 常压烹调样品冷藏后微波回热对其血糖反应无显著影响，而压力烹调30 min 的样品冷藏后微波回热会增大餐后血糖波动。 压力烹调15 min 与常压烹调70 min 的红小豆血糖反应相当， 适合希望控制血糖反应者食用；压力烹调30 min 的红小豆适合消化能力较弱者食用。 一次烹调制红小豆后， 分装冷藏，再加热食用，其GI 值变化不大。

常压烹调和压力烹调淀粉豆类冷藏回热的效果有显著性差异， 其过程中淀粉粒状态变化的差异以及其质构特征有待于进一步研究。