添加武夷岩茶对米粉丝品质、体外消化特性和抗氧化活性的影响

2024-05-12黄菊青李伟斌官雪芳

食品工业科技 2024年10期

黄菊青，李伟斌，王琦，官雪芳，林斌

（福建省农业科学院农产品加工研究所，农业农村部亚热带特色果蔬菌加工重点实验室，福建省农产品（食品）加工重点实验室，福建福州 350003）

米粉是我国南方地区常见的主食类食品，食用人口达数亿之多，是市场规模最大的米制品[1-2]。由于普通米粉的营养成分较为单一，缺少保健功能成分，已经不能满足人们对营养和保健的要求。近年来随着人们对慢性病预防意识的逐渐增强，消费者对健康营养食品的需求持续增加，具有独特风味的营养健康米粉产品在市场上越来越受到青睐。目前市场上备受广大消费者喜爱的两大类食品主要是抗氧化和降血糖功能食品[3-5]。根据在体外模拟环境中消化速率的不同，淀粉可被分类为快消化淀粉（rapid digestible starch，RDS），慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS）[6]。普通米粉中一般含较高比例的RDS 和较低比例的RS[7-8]，不大适用于血糖偏高的消费者食用。此外，普通米粉中也缺少抗氧化活性成分，几乎无法发挥抗氧化作用。因此，开发具有抗消化性和抗氧化活性的米粉产品符合消费者对食品的多元功能需求。

武夷岩茶属于乌龙茶类，主产区在福建省武夷山市，因具有独特的“岩骨花香”的风味特征和抗过敏、降血糖、抗氧化等保健功效而受到消费者的喜爱[9]。课题组前期研究表明，武夷岩茶水提取物在体外具有良好的抗炎活性和潜在的抗癌活性[10-11]。武夷岩茶中的主要生物活性成分是茶多酚、茶黄素和茶多糖[10-12]。研究表明，茶叶中的茶多酚、茶黄素和水溶性茶多糖这些成分不仅具有优异的抗氧化活性[13]，还能够与淀粉大分子发生络合作用，改变淀粉分子的结晶形态，进而影响淀粉凝胶的老化行为和消化性能，起到抗消化的作用[14-15]。因此，在米粉加工过程中加入茶不仅能够提高米粉的抗氧化能力，还可以降低淀粉的体外消化率，起到延缓米粉消化的效果[3,7]。Li 等[7]研究了添加抹茶粉对米粉条品质的影响，发现抹茶粉会增加米粉条的咀嚼性、抗氧化活性和抗消化性，并赋予米粉条独特的风味。然而，截至目前，尚未有研究涉及添加武夷岩茶对米粉制品品质的影响。

为此，本研究拟将武夷岩茶应用到米粉丝的加工中，研究武夷岩茶的添加对米粉丝食用品质、抗氧化活性和淀粉体外消化特性的影响，旨在为营养健康米粉制品的研发提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

“珍桂矮”早籼米（直链淀粉含量21.2%±0.5%）阳春市黎糊星豪米业有限公司；武夷肉桂岩茶福建白塔山茶业有限公司，于2022 年春季按照“开采面”标准采摘鲜叶，而后按照“萎凋、做青、杀青、揉捻、干燥、挑拣、走水焙”一系列制作工艺流程制成毛茶；α-淀粉酶（来自猪胰酶，A3176，酶活力10 U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（A3306，酶活力260 U/mg）美国Sigma-Aldrich 公司；葡萄糖氧化试剂盒（GOPOD）苏州格锐思生物科技有限公司；总抗氧化能力检测试剂盒（FRAP 法）碧云天生物技术公司；DPPH 检测试剂盒、ABTS 检测试剂盒南京建成生物工程研究所。

HS-60 自熟挤丝成型米粉机曲阜市宏盛机械有限公司；NS810 分光测色仪深圳市三恩驰科技有限公司；TA-XT.Express 物性分析仪英国Stable Micro Systems 公司；BS210S/BS224S 型电子分析天平德国Sartorius 公司；BMG CLARIO star高通量微孔板紫外分光光度计德国BMG LABTECH 公司；TGL-10B 高速台式离心机上海安亭科学仪器厂；DHG-9240A 电热恒温鼓风干燥箱上海新苗医疗器械制造有限公司；DK-S22 数显恒温水浴锅福州新拓达公司；YF8-5 流水式水冷粉碎机瑞安市永历制药机械有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 武夷岩茶茶汤的制备分别称取30、45、60、75 和90 g 岩茶粉（含水量3.6%），加入1.34 kg 蒸馏水，于沸水中煮制3 min 后，将茶汤冷却，用100 目不锈钢滤网过滤，得滤液，用蒸馏水将滤液补足至1.34 kg，获得茶粉添加量分别为大米粉和茶粉总质量的2.9%、4.3%、5.7%、7.0%和8.3%的武夷岩茶茶汤。

1.2.2 武夷岩茶米粉丝的制备将陈化14 个月的“珍桂矮”早籼米磨粉，过100 目筛得大米粉。称取1 kg 大米粉，加入1.34 kg 如1.2.1 所述的武夷岩茶茶汤，搅拌均匀后，倒入自熟挤丝成型米粉机（模具孔径0.8 mm），获得武夷岩茶湿米粉丝，放4 ℃老化5 h 后，于37 °C 下烘干至水分含量为12%～14%，得武夷岩茶米粉丝。

1.2.3 蒸煮品质测定断条率和蒸煮损失率参考王佳玉等[16]的方法测定。复水时间和复水率参照任元元等[17]的方法测定。

1.2.4 质构特性测定参考Bae 等[18]的方法并做适当调整。取适量米粉丝放入碗中，加入适量沸水，加盖静置各自最佳的复水时间，吹干表面水分，待测。测定条件：采用P/36R 探头，压缩比85%，测前速度1 mm/s，测试速度0.17 mm/s，测后速度10 mm/s，测试距离20 mm，触发力20 g。每个试样做6 次平行试验，数据采用去除异常值后的平均值。

1.2.5 色差测定采用色差计测定岩茶米粉丝的L*，a*，b*和C*值。每个试样平行测定3 次。

1.2.6 感官评价将武夷岩茶米粉丝分别放入沸腾水中煮至米粉白芯消失后捞出，挑选10 名食品专业人员（男性5 名，女性5 名，年龄22～58 岁）品尝，按照表1 进行感官评价，记录评分结果。

表1 武夷岩茶米粉丝的感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of rice noodles fortified with Wuyi rock tea

1.2.7 风味物质测定参考Fu 等[3]的方法并做适当调整。称取2 g 米粉（过100 目筛）移入到15 mL 萃取瓶中，然后快速密封。将样品瓶置于固相微萃取装置上，于60 ℃下水浴加热30 min。将SPME 萃取纤维头在GC-MS 进样口于250 ℃老化至无杂峰。将SPME 萃取头通过瓶盖插入样品的顶空部分，推出纤维头，萃取头高于样品上表面约1.0 cm，顶空萃取45 min；抽回纤维头，从样品瓶中拔出萃取头，再将萃取头插入GC-MS 进样口，推出纤维头，于250 ℃解析5 min，进样分析。

GC 测定条件：HP-5MS 适应毛细管柱（30 m×0.25 mm,0.25 μm），40 ℃保持3 min，4 ℃/min 升至150 ℃，10 °C/min 升高至250 °C，保持4 min；载气（He）流速1.2 mL/min，压力2.4 kPa，进样量0.5 μL，分流比10:1。

MS 测定条件：电子轰击离子源，电子能量70 eV，传输线温度275 ℃，离子源温度200 ℃，激活电压1.5 V，质量扫描范围m/z 35～500。

1.2.8 体外消化特性测定参考Geng 等[19]的方法并做适当调整。称取α-淀粉酶3 g，加入50 mL 离心管，加入20 mL 去离子水，混合均匀，放磁力搅拌器搅拌10 min 后，在4 ℃、10000 r/min 下离心20 min。取17 mL 上清液与1 mL 淀粉葡糖苷酶混合，得混合酶液。称取0.1 g 米粉（过100 目筛）于50 mL 离心管，加入10 mL 乙酸盐缓冲溶液（0.1 mol/L，pH5.2），盖紧盖子，用涡旋振荡器混合均匀，放入沸水浴加热10 min。冷却到37 ℃，加入5 个玻璃珠（直径0.4 cm），再加入3.0 mL 混合酶液。将样品放在37 ℃水浴中连续摇动（200 r/min）孵育，在第0、20 和120 min 时，分别取出0.1 mL 水解液放入2 mL 离心管，并立即与0.9 mL 无水乙醇混合，离心（4 ℃、10000 r/min，10 min），收集上清液，用GOPOD 试剂盒检测葡萄糖含量。每个样品进行3 次重复实验。根据下面公式计算RDS、SDS 和RS 的含量。

式中，G0、G20和G120分别为第0、20 和120 min的葡萄糖含量；RDS 为快消化淀粉；SDS 为慢消化淀粉；RS 为抗性淀粉；TS 为总淀粉。

1.2.9 总酚含量测定采用福林酚比色法测定。

1.2.10 体外抗氧化活性测定采用FRAP 法检测米粉丝的总抗氧化能力，具体参照试剂盒说明书执行，同时参照试剂盒说明书测定米粉丝对DPPH 和ABTS+自由基的清除能力。

1.3 数据处理

所有数据均至少独立平行测定3 次，数据结果以平均值±标准差的形式表示。使用Origin 9.0 软件绘图，采用SPSS 24.0 软件对试验数据进行统计学分析，通过独立样本t检验或方差分析中的Duncan 比较法进行显著性分析，P＜0.05 表示差异显著，P＜0.01 表示差异极显著，P＜0.001 表示差异高度显著。

2 结果与分析

2.1 武夷岩茶米粉丝的蒸煮品质

对各组米粉丝样品的断条率和蒸煮损失率进行测定，其结果见表2。与对照组相比，添加2.9%～7.0%岩茶的米粉丝断条率变化不显著（P＞0.05）；当岩茶添加量为8.3%时，米粉丝的断条率显著增加（P＜0.05）。这可能是由于茶叶中的茶多酚与淀粉分子相互作用，导致淀粉老化后形成的有序结构减少，从而减弱所形成的淀粉凝胶网络结构强度[20]。与对照组相比，添加岩茶的米粉丝蒸煮损失率显著增加（P＜0.05），但各组米粉丝的蒸煮损失率均低于5.00%。岩茶导致米粉丝蒸煮损失率的增加可能主要与茶多酚减弱淀粉凝胶网络结构的强度有关，因米粉的凝胶强度越弱，其蒸煮损失就越大[21]。

表2 武夷岩茶米粉丝的蒸煮品质Table 2 Cooking quality of rice noodles with Wuyi rock tea

对各组米粉丝样品的复水率和复水时间进行测定，其结果见表2。不同添加量岩茶对米粉丝复水率的影响存在差别。当岩茶添加量为2.9%、4.3%和5.7%时，米粉丝的复水率低于对照组，其中2.9%岩茶组与对照组相比有显著差异（P＜0.05）。这可能是由于茶多酚中的羟基与淀粉分子的相互作用限制了淀粉的吸水和膨胀[22]，从而导致米粉丝复水率的下降。当岩茶添加量为7.0%时，米粉丝的复水率略高于对照组，但差异不显著（P＞0.05），而当岩茶添加量为8.3%时，米粉丝的复水率显著高于对照（P＜0.05）。这可能是由于高含量的茶多酚与淀粉分子中的直链淀粉螺旋结构和支链淀粉长侧链结构的相互作用，形成分子间与分子内氢键，抑制了淀粉凝胶的老化[23]，降低了淀粉凝胶的硬度，从而使淀粉吸水更多，复水率增加。该实验结果与Li 等[7]报道的结果一致。关于复水时间，各组米粉丝样品的复水时间均在180 s之内，A1 组与A2、A5 组样品的复水时间存在显著差异（P＜0.05），这可能是由于A2 和A5 组样品中的茶多酚等影响米粉淀粉的糊化，且抑制淀粉凝胶的老化，从而延长了米粉丝的复水时间[21]。

2.2 武夷岩茶米粉丝的色差、质构和感官品质

对煮制后各组米粉丝的物性参数和感官品质进行测定，其结果见表3。与对照组相比，各岩茶组米粉丝的L*值（亮度）显著降低（P＜0.05），a*值（红绿颜色），b*值（黄蓝颜色）和C*值（饱和度）显著增加（P＜0.05），并且随着岩茶添加量的增加，L*值呈逐渐降低的趋势，a*值（红绿颜色），b*值（黄蓝颜色）和C*值（饱和度）整体呈逐渐增加的趋势，说明岩茶的添加使米粉丝的亮度降低，色泽逐渐往红黄色转变。

表3 武夷岩茶米粉丝的色差、质构和感官品质Table 3 Color,texture and sensory quality of rice noodles with Wuyi rock tea

研究表明，在米粉丝的加工过程中，茶叶中的茶多酚可通过干预淀粉的糊化与老化来改变大米淀粉凝胶网络的强度，进而影响米粉丝的最终质构特性[20]。硬度反映的是样品达到一定变形所必须的力，粘聚性反映了样品内部黏结的紧密程度和抵抗外界破坏的能力[22]。表3 结果显示，与对照组相比，各岩茶组米粉丝的硬度和粘聚性均显著降低（P＜0.05），这可能是由于茶多酚减弱了直链淀粉分子间的相互作用，使淀粉分子形成有效交联点的数目和密度减小[24]，从而降低了米粉丝的硬度和粘聚性。因胶着性与硬度和粘聚性呈正相关关系，故各岩茶组米粉丝的胶着性也相应地较对照组低（P＜0.05）。在各岩茶组米粉丝中，A3 组米粉丝的弹性和咀嚼性最高，说明5.7%添加量的岩茶对米粉丝的质构产生最为积极的影响。

与对照组相比，各岩茶组米粉丝的气味和食味分值显著增加（P＜0.05），外观和质地分值整体变化不明显，5.7%岩茶组米粉丝的质地分值显著高于对照组（P＜0.05）。这主要是由于5.7%岩茶组米粉丝的弹性高，咀嚼性适中。各岩茶组米粉丝的感官总评分与对照组相比均显著增加（P＜0.05），其中5.7%岩茶组米粉丝的感官总评分最高，为85.5±2.4。孟亚萍[25]的研究显示，当米粉丝的硬度为3302～3394 g 时，米粉丝的口感较佳。卿明义等[22]研究发现，当米粉丝硬度小于8000 g、咀嚼性为2500～5100 g、弹性大于0.89 时，米粉丝的蒸煮品质和感官品质较为理想。本研究中，5.7%岩茶组米粉丝的硬度为3502.28±623.41 g，弹性为1.16±0.27，咀嚼性为2614.26±873.64，感官品质较为理想，与上述研究结果较为吻合。

2.3 武夷岩茶米粉丝的挥发性物质

对添加5.7%武夷岩茶米粉丝和对照组进行风味物质测定，并将相对含量≥0.10%的物质进行统计，结果如表4 所示。由表4 可以看出，两组米粉丝中的风味物质种类和含量存在明显差异。存在于5.7%岩茶组样品中而不存在于对照组样品中的风味物质如下：醛类：（E）-2-己烯醛（绿叶香）、苯乙醛（甜香）、2,4-二甲基苯甲醛（甜香、苦杏仁味）、（E,E）-2,4-壬二烯醛（油脂香、蜡香、绿叶香）；醇类：1-壬烯-4-醇、6-甲基-2-烯-4-醇、2-苯乙醇（玫瑰香）、香叶醇（玫瑰香）、5-二甲基-环己醇、2,4-二乙基庚烷-1-醇；酮类：2-庚酮（药香、果香）、1-辛烯-3-酮（蘑菇香、金属味）；酯类：二氢猕猴桃内酯（香豆素香、麝香）；烯烃类：（Z）-4-十四烯和8-甲基-1-十一碳烯；烷烃类：2,5-二甲基十三烷、2,6,10-三甲基十三烷、4-甲基十五烷、8-己基十五烷、2,6,10-三甲基十五烷、姥鲛烷（清新香甜味）和植烷；其他类：苯乙腈（芳香气味）、吲哚（橙香、茉莉花香）。存在于对照样品中而不存在于5.7%岩茶组样品中的风味物质如下：反-2-十一烯醇、2-辛基-1-癸醇、二十八烷醇、香叶基丙酮（花香）、棕榈酸乙酯（微弱蜡香、果爵和奶油香气）、棕榈酸甲酯、邻苯二甲酸二丁酯（芳香气味）、2-乙基己基特戊酸酯、2,7,10-三甲基十二烷、4,6-二甲基-十二烷、十七烷、十八烷。在5.7%岩茶组样品中的含量显著高于对照组中的风味物质为：反式-2,4-庚二烯醛（青草香）、反式-2-辛烯醛（绿叶香）、反式-2-癸烯醛（绿叶香、坚果香、油脂香）、2-十一烯醛、1-辛烯-3-醇（蘑菇味）、反式-2-辛烯-1-醇、水杨酸辛酯、2,6,10-三甲基-十二烷和2-戊基呋喃（豆类、水果，青味，蔬菜）。在对照组中的含量显著高于5.7%岩茶组样品的风味物质有：癸醛（花果香）、6-甲基-5-庚烯-2-酮（柠檬草香）、植酮（清香）、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇单异丁酸酯、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇二异丁酸酯、肉豆蔻酸异丙酯（类似肉豆蔻的辛味）、4-甲基-十二烷和十四烷。两组样品中含量差异不显著的风味物质为：庚醛（果香）、辛醛（柠檬香、绿叶香）、反式-2-壬醛（绿叶香、胡桃香）、十三醛（花香、甜香）、十四烷醛（油脂香、柑橘香）、十六醛（果香）、辛醇（油脂香、柑橘香）、2,5-辛二酮、2-甲基-十一烷、十二烷和十六烷。以上结果表明添加5.7%武夷岩茶的米粉丝保留了岩茶主要香气物质（香叶醇、2-苯乙醇、苯乙醛、（E）-2-己烯醛[15,26-27]），并呈现玫瑰花香、绿叶香、甜香、果香的香气特征。

表4 武夷岩茶米粉丝的主要挥发性物质Table 4 Main volatile substances of rice noodles with Wuyi rock tea

2.4 武夷岩茶米粉丝的淀粉体外消化特性

对各组米粉丝的淀粉体外消化特性进行测定，其结果如图1 所示。由图1 可以看出，随着岩茶添加量的增加，米粉丝的RDS 和SDS 比例呈逐渐降低趋势，RS 比例则呈逐渐增加趋势，且呈现明显的量效关系。与对照组相比，添加4.3%～8.7%岩茶的米粉丝的RDS 含量显著降低（P＜0.05），各岩茶组米粉丝的SDS 含量显著降低（P＜0.05），RS 含量显著增加（P＜0.05）。其中，添加5.7%岩茶的米粉丝的快消化淀粉（RDS）含量较对照组下降了8.69%，抗性淀粉（RS）含量较对照组增加了14.34%。结果表明，武夷岩茶的添加能够明显降低米粉丝的RDS 和SDS 含量，提高米粉丝的RS 含量，显著延缓米粉丝淀粉的体外消化性能。鉴于RS 对肠道微生物的有益调节作用[28-30]，添加岩茶的米粉丝可能会对人体肠道产生健康益处。据报道，茶多酚可通过改变大米淀粉的结构以及影响消化酶-淀粉的相互作用来降低淀粉的体外消化率[3,31]。另一方面，茶叶中的生物活性物质（如水溶性茶多糖、儿茶素和茶黄素）可通过抑制α-淀粉酶的活性来降低淀粉的体外消化率[15,32]。因此，武夷岩茶降低米粉丝淀粉的体外消化率可能主要基于上述两方面。综上，在米粉丝中添加武夷岩茶能够显著延缓米粉丝的消化性能，提高米粉丝的营养保健价值。

Fig.1 Characteristics of in vitro digestibility of rice noodles fortified with Wuyi rock tea

2.5 武夷岩茶米粉丝的抗氧化活性

对各组米粉丝样品的总酚含量和抗氧化活性进行测定，结果如图2 所示。

图2 武夷岩茶米粉丝的总酚含量（A）、总抗氧化能力（B）、对DPPH 自由基的清除能力（C）和对ABTS+自由基的清除率（D）Fig.2 Total phenol content (A),total antioxidant capacity (B),DPPH free radical scavenging ability (C) and ABTS+ free radical scavenging rate (D) of rice noodles with Wuyi rock tea

图2 显示，随着岩茶添加量的增加，米粉丝的总酚含量逐渐增加，抗氧化活性也逐渐增强，并且呈现明显的量效关系。与对照组相比，各岩茶组米粉丝的总酚含量显著更高（P＜0.05），总抗氧化能力以及对DPPH 和ABTS+自由基的清除能力也显著更强（P＜0.05）。当岩茶添加量为5.7%时，米粉丝的总抗氧化能力是对照组的7.48 倍，对DPPH 自由基的清除能力为5.92±0.30 μmol Trolox/g，对ABTS+自由基的清除率达到82.10%±3.10%（每0.2 g 米粉丝）。以上结果表明，添加武夷岩茶能显著提高米粉丝的抗氧化活性。

3 结论

添加2.9%～7.0%武夷岩茶对米粉丝断条率无明显影响，但添加8.3%武夷岩茶会显著增加米粉丝的断条率。添加武夷岩茶显著降低了米粉丝的硬度、粘聚性、胶着性、咀嚼性和回复性，其中添加5.7%武夷岩茶的米粉丝获得较为理想的质构特性，体现为较高的弹性、适中的硬度和咀嚼性。添加武夷岩茶显著提高了米粉丝的气味分值、食味分值以及感官总分值。添加5.7%岩茶的米粉丝保留了岩茶的主要香气物质（香叶醇、2-苯乙醇、苯乙醛、（E）-2-己烯醛），并获得最高的感官总评分。添加武夷岩茶能够显著降低米粉丝快消化淀粉（RDS）比例，显著增加抗性淀粉（RS）比例与抗氧化能力。