鷹嘴豆粉對(duì)面條品質(zhì)及血糖生成指數(shù)的影響

尹顯婷，楊凱博，林志洋，解明哲，楊俊鵬

（1.通化師范學(xué)院長(zhǎng)白山食用植物資源開發(fā)工程中心，吉林通化 134002；2.通化師范學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，吉林通化 134002）

面條因其易于烹飪、食用方便、口味獨(dú)特和營(yíng)養(yǎng)豐富受到廣泛歡迎[1]。但原料小麥粉在制粉過程中去除了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的麩皮和胚芽，僅保留了以淀粉為主要成分的胚乳，導(dǎo)致面制品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低且血糖生成指數(shù)GI值較高，不適宜糖尿病等特殊人群食用[2]。

隨著生活水平的提高，人們對(duì)食品的需求向營(yíng)養(yǎng)化、方便化、個(gè)性化和功能化等多元化方向發(fā)展，市場(chǎng)上逐漸出現(xiàn)了復(fù)合粉面條。目前，市場(chǎng)上主要銷售的復(fù)合粉面條有雜糧面、蔬菜面等[3]，但種類和數(shù)量有限，存在感官品質(zhì)不佳、煮制后易渾湯等問題。面向特定消費(fèi)群體的面條制品更較為少見。鷹嘴豆富含多種益于人體健康的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其蛋白質(zhì)和膳食纖維含量較多，能促進(jìn)人體營(yíng)養(yǎng)的消化與吸收[4]。劉樹萍[5]以鷹嘴豆粉為原料，采用正交試驗(yàn)，研究不同因素對(duì)鷹嘴豆粉面條品質(zhì)的影響，最后得出結(jié)論?dān)椬於狗勖鏃l的感官評(píng)分優(yōu)于小麥面條，添加鷹嘴豆粉所制得的面條品質(zhì)特性得到顯著提升。劉璐[6]探討不同種類雜豆的添加對(duì)糙米米線食用品質(zhì)和GI值的影響，其中鷹嘴豆糙米米線最終水解率的降低，有利于米線GI值的降低。因此，將鷹嘴豆粉應(yīng)用在面條中不僅可增添其獨(dú)有風(fēng)味，還可增加面條的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，從而滿足消費(fèi)者對(duì)美味和健康相結(jié)合的創(chuàng)新型低GI產(chǎn)品追求。

本文采用將不同比例鷹嘴豆粉（0%、10%、20%、30%及40%）與小麥粉復(fù)配的方法，探討鷹嘴豆粉的添加量對(duì)面條的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)、蒸煮品質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)及GI值的影響，并與小麥粉面條進(jìn)行對(duì)比，為鷹嘴豆粉面條的開發(fā)及品質(zhì)調(diào)控提供一定的參考價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥粉 華龍農(nóng)莊；白面包、鷹嘴豆 市售；α-淀粉酶（8 U/mg）、DNS試劑 Sigma公司；葡萄糖淀粉酶（3260 U/mL） 美國(guó)愛爾蘭公司；葡萄糖 河南萬邦化工科技有限公司；普通級(jí)小鼠維持飼料 遼寧長(zhǎng)生生物技術(shù)股份有限公司；SPF級(jí)雄性小鼠（6～8周齡，30±3 g） 長(zhǎng)春市億斯實(shí)驗(yàn)動(dòng)物技術(shù)有限責(zé)任公司，動(dòng)物飼養(yǎng)許可證號(hào)（SCXK（吉）2020-0002），所有動(dòng)物在通風(fēng)良好、恒定溫度（23±1）℃、恒定濕度55%±5%，12 h晝夜交替的房間適應(yīng)性飼養(yǎng)5 d。

TA-XT 2i/5質(zhì)構(gòu)儀 上海保圣；JYN-YM1壓面機(jī)、M10-MC91和面機(jī) 九陽股份有限公司；SIGMA 300掃描電鏡 德國(guó)卡爾蔡司公司；ACCU-CHEK血糖儀 羅氏診斷產(chǎn)品（上海）有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 鷹嘴豆粉的制備 參照李俊華[7]試驗(yàn)方法：將鷹嘴豆45 ℃干燥10 h，粉碎過篩（100目），密封備用。

1.2.2 鷹嘴豆粉面條的制作 攪面：將不同比例的鷹嘴豆粉（占比兩者混合粉0%、10%、20%、30%和40%）和小麥粉充分混勻后加入適當(dāng)?shù)乃O(shè)定攪面時(shí)間為20 min。醒面：和好的面團(tuán)30℃恒溫醒發(fā)20 min。壓延：設(shè)定壓面機(jī)不同軌距分別進(jìn)行壓延，直至面片成型良好。切條：將品質(zhì)較佳的面片切條、備用。

1.2.3 面條質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定 參照劉勇等[8]方法。取30根相對(duì)均一的面條煮制2 min后，撈出瀝干水分，選取3根等間距放置在測(cè)定臺(tái)上。測(cè)試探頭：采用TA44，參數(shù)設(shè)定：預(yù)測(cè)試速度2.00 mm/s；測(cè)試速度1.0 0 mm/s；返回速度1.00 mm/s；出發(fā)點(diǎn)負(fù)載5 g。

1.2.4 面條吸水率和損失率的測(cè)定 稱量一定質(zhì)量生面條記為m1，煮制2 min后撈出稱重記為m2；將面湯轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中，用蒸餾水定容，量取25 mL倒入已知重量的鋁盒記為m鋁盒，鋁盒烘至恒重記為m3。面條的吸水率、損失率分別按公式（1）、（2）計(jì)算[9-11]：

1.2.5 斷條率的測(cè)定 參照范會(huì)平等[12]研究方法。將30根均勻面條煮制10 min后撈出用冷水沖洗，選取20根按公式（3）計(jì)算：

式中：S為熟斷條率，%；N為選取20根面條中斷面條根數(shù)。

1.2.6 面條微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定 將真空冷凍干燥后樣品斷裂，選取橫截面較為平整的樣品放于掃描電鏡載物腔內(nèi)，抽真空，加壓，調(diào)節(jié)2000倍數(shù)進(jìn)行掃描、觀察并記錄圖像[13]。

1.2.7 面條血糖生成指數(shù)的測(cè)定 參考趙娜等[14]方法。將面條煮制后稱取一定量的熟面條，加水用均質(zhì)機(jī)將面條制品均質(zhì)成樣液，吸取50 mg放入試管中，加入15 mL pH6.9含有2.6 IUα-淀粉酶的Tris-Maleate緩沖液，水浴鍋溫度設(shè)定37 ℃，振蕩180 min。每隔30 min取1 mL樣液，100 ℃下水浴5 min將酶滅活，從水浴鍋取出冷卻至室溫。再向樣液中加入3 mL醋酸鈉緩沖溶液和60 μL葡萄糖淀粉酶，60 ℃水浴鍋中渦旋振蕩45 min。利用3,5-二硝基水楊酸（DNS）法進(jìn)行還原糖含量測(cè)定。淀粉水解率滿足公式（4）：

使用Origin 2017軟件繪制縱坐標(biāo)為淀粉水解率，橫坐標(biāo)為水解時(shí)間的曲線，遵循由GONI等[15]建立的非線性模型。一階方程的形式如式（5）：

式中：C是在時(shí)間t時(shí)水解淀粉的百分比，%；C∞是淀粉水解達(dá)到平衡時(shí)的百分比；k是動(dòng)力學(xué)常數(shù)；t是時(shí)間，min。

數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合得到C∞及和k值，利用積分函數(shù)求取淀粉水解曲線下面積AUC。

式中：C∞是反應(yīng)平衡時(shí)的濃度；t∞為最終時(shí)間（180 min）；t0為反應(yīng)初始時(shí)間（0 min）；k是動(dòng)力學(xué)常數(shù)。

可得到淀粉水解指數(shù)HI公式（7）：

進(jìn)而得到血糖生成指數(shù)公式（8）：

1.2.8 健康小鼠餐后血糖實(shí)驗(yàn) 參照蘇文[16]。購買100只健康雄性小白鼠（體重30±3 g），正常喂養(yǎng)飼料和水5 d，使其適應(yīng)環(huán)境，5 d后進(jìn)行隨機(jī)分組，每組選取8 只小鼠，再次進(jìn)行正常飼養(yǎng)兩天后開始試驗(yàn)。試驗(yàn)前8 h小鼠禁食不禁水，對(duì)每只小鼠進(jìn)行標(biāo)記、體重測(cè)定和空腹血糖測(cè)定。灌胃量按照每千克體重灌胃0.72 g計(jì)算（人體體內(nèi)試驗(yàn)成年男性一般體重 65 kg，進(jìn)食50 g樣品后計(jì)算得出 0.72 g/kg的樣品量）。采用剪尾取血法，在小白鼠進(jìn)食后的0、15、30、45、60、90、120 min 分別取小鼠尾血，用血糖儀對(duì)小鼠的血糖值進(jìn)行測(cè)定。（表1）

表1 試驗(yàn)分組情況Table 1 Test grouping

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次取平均值，采用Statistix軟件進(jìn)行顯著性分析，使用Origin 2017 軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響

粘性、彈性、咀嚼性和硬度是影響消費(fèi)者對(duì)面條可接受程度的重要指標(biāo)[17]。由表2可知，0%～20%添加量范圍內(nèi)，面條的粘性、彈性和咀嚼性增強(qiáng)，超過20%添加量，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)削弱，硬度總體呈上升趨勢(shì)。添加量為10%和20%對(duì)面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響不顯著，原因可能是鷹嘴豆粉富含脂肪氧化酶，適量的脂肪氧化酶可促進(jìn)-S-S的形成，改善面條的品質(zhì)特性[18]。當(dāng)添加量為30%和40%時(shí)，小麥粉被鷹嘴豆粉替換量過高，面筋蛋白的相對(duì)含量降低，面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)難以為面條提供粘彈性與延展性，導(dǎo)致彈性、粘性和咀嚼性降低。淀粉糊化過程中，直鏈淀粉和支鏈淀粉聚集、結(jié)晶，形成一種淀粉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過分子間作用力和空間構(gòu)象變化穩(wěn)定其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使面條的硬度增加[19]。這與鄭剛等[18]研究結(jié)果基本符合。

表2 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different amounts of chickpea flour on the texture quality of noodles

2.2 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條蒸煮品質(zhì)的影響

吸水率、損失率和斷條率是影響面條食用品質(zhì)非常重要的指標(biāo)。指標(biāo)數(shù)值越大，表明面條蒸煮品質(zhì)越差[20]。由圖1可得出，0%～20%添加量范圍內(nèi)，面條的吸水率、損失率和斷條率均增大但變化較小，表明較低添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條蒸煮品質(zhì)無明顯影響； 20%～40%添加量范圍內(nèi)，面條的吸水率、損失率和斷條率均相比空白組顯著增大（P＜0.05)，表明高添加量的鷹嘴豆粉使面條的蒸煮品質(zhì)變惡劣。面條的蒸煮品質(zhì)與面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及和淀粉結(jié)合的緊密程度密切相關(guān)[21]。鷹嘴豆粉添加量過高使面筋蛋白含量明顯下降，同時(shí)束縛淀粉顆粒的能力也下降，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)因此受到破壞。并且鷹嘴豆粉含有較多的膳食纖維，周玉瑾[22]研究發(fā)現(xiàn)膳食纖維的添加會(huì)使面條具有更高的吸水率，蒸煮損失隨之上升。與上述質(zhì)構(gòu)品質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖1 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條蒸煮品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different amounts of chickpea flour on the cooking quality of noodles

2.3 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖2為添加不同比例鷹嘴豆粉制作的面條，其橫截面放大2000倍的圖像。圖2b、圖2c與圖2a進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)低于20%添加量鷹嘴豆粉面條中蛋白基質(zhì)變得更加密實(shí)，使面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變

得均勻致密，面條的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)得到提高；圖2c、圖2d與圖2a進(jìn)行對(duì)比，高添加量時(shí)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)疏松，有較多孔洞出現(xiàn)且大小不均勻，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到明顯破壞，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不連續(xù)，沒有完整的面筋膜。這可能是由于鷹嘴豆粉顆粒比較大且面團(tuán)中面筋蛋白含量不足，蛋白不能完全包裹淀粉所導(dǎo)致的。大部分淀粉顆粒散布在面筋結(jié)構(gòu)之外，這會(huì)影響面條的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)（表2）和蒸煮品質(zhì)（圖1）[23]。

圖2 不同鷹嘴豆粉的添加量面條和小麥面條的微觀結(jié)構(gòu)Fig.2 Microstructure of noodles and wheat noodles with different additions of chickpea flour

2.4 不同添加量的鷹嘴豆粉對(duì)面條GI值的影響

2.4.1 淀粉體外消化動(dòng)力學(xué) 如圖3所示，在30 min水解時(shí)間內(nèi)，面條的淀粉水解速率均快速上升，30～180 min緩慢上升，90 min時(shí)已趨于穩(wěn)定。以白面包為參照食物[15]，180 min時(shí)，小麥粉面條的最終淀粉水解率為52.11%±0.89%，不同添加量鷹嘴豆粉面條的最終淀粉水解率分別為38.46%±0.75%、35.39%±0.89%、33.07%±0.96%、31.09%±0.85%，均明顯低于小麥粉面條。鷹嘴豆中淀粉含量較低，其中直鏈淀粉含量27.2%～35.6%，抗性淀粉含量8.4%～19.5%[24]。在加熱過程中，直鏈淀粉中分子間和分子內(nèi)氫鍵對(duì)淀粉的糊化有抑制作用，從而使淀粉的消化速度有所降低[25]。抗性淀粉是指直接進(jìn)入大腸，不能被小腸消化吸收的淀粉，在預(yù)防糖尿病和改善糖尿病癥狀方面有一定的效果[26]。而且，鷹嘴豆粉富含膳食纖維，大大降低了對(duì)消化酶的敏感性，能夠有效地延緩淀粉的消化[27]。因此，添加鷹嘴豆粉可以有效降低淀粉的水解速率，且添加量越高，水解速率越低。

圖3 不同添加量鷹嘴豆粉面條總淀粉水解率Fig.3 Total starch hydrolysis rate of chickpea flour noodles with different additions

2.4.2 不同添加量鷹嘴豆粉面條的血糖生成指數(shù)利用體外酶法測(cè)定GI值，根據(jù)GI值大小將食品分為低GI食品、中GI食品和高GI食品。GI值超過70，屬于高GI食品，55～70范圍內(nèi)屬于中GI食品，GI值低于55屬于低GI食品[28]。由表3可知，小麥粉面條GI值為76.97±0.49，屬于高GI食品，不同添加量的鷹嘴豆粉面條均屬于中GI食品。與小麥粉面條GI值相比，添加鷹嘴豆粉面條的GI值均有所降低且差異顯著（P＜0.05），隨著添加量的增大，GI值下降明顯。適當(dāng)?shù)靥岣咛砑恿坑型瞥傻虶I食品，經(jīng)常食用GI值低的食品可抑制餐后血糖生成指數(shù)的大幅升高[29]。

表3 不同添加量鷹嘴豆粉面條的血糖生成指數(shù)Table 3 Glycemic index of chickpea flour noodles with different additions

2.5 添加鷹嘴豆粉面條對(duì)小鼠血糖的影響

通過測(cè)定小鼠餐后血糖濃度變化，由圖4可知，灌胃葡萄糖后，小鼠餐后血糖迅速上升，在短時(shí)間30 min時(shí)達(dá)到血糖峰值，血糖升至3.14 mmol/L，隨后急速下降。灌胃飼料組的小鼠在15 min時(shí)，餐后血糖濃度變化小，但15 min后急速上升，45 min時(shí)升至最高點(diǎn)，隨后急速下降。灌胃小麥粉面條小鼠在15 min時(shí)餐后血糖濃度變化較高，30 min時(shí)升至最高點(diǎn)，然后開始下降。灌胃10%、20%、30%及40%鷹嘴豆粉面條曲線趨勢(shì)相似，并且四組曲線平緩程度高于其他試驗(yàn)組。但隨著添加量的增加，小鼠餐后血糖上升的速度越慢且曲線越平緩。血糖生成指數(shù)可以用小鼠餐后血糖濃度變化值大小及其曲線趨勢(shì)的平緩程度表示。餐后血糖上升速度快，且曲線趨勢(shì)平緩度較低，則說明血糖生成指數(shù)較大；食物被攝入后，若血糖上升速度慢，且曲線趨勢(shì)較平緩，則說明血糖生成指數(shù)低[30]。因此，血糖生成指數(shù)排序從高到低依次為：葡萄糖＞飼料＞小麥粉面條＞10%添加量鷹嘴豆粉面條＞20%添加量鷹嘴豆粉面條＞30%添加量鷹嘴豆粉面條＞40%添加量鷹嘴豆粉面條，與表3試驗(yàn)結(jié)果相符合。

圖4 不同添加量鷹嘴豆粉面條小鼠血糖濃度變化Fig.4 Changes of blood glucose concentration in mice with chickpea flour noodles with different additions

3 結(jié)論

本研究證實(shí)當(dāng)?shù)陀?0%添加量時(shí)，鷹嘴豆粉面條的質(zhì)構(gòu)特性，蒸煮特性和微觀結(jié)構(gòu)都有所上升，表明可以改善面條的加工品質(zhì)；但添加量過高超過20%時(shí)，會(huì)破壞面條原有的組織結(jié)構(gòu)，使面條的加工品質(zhì)下降。

利用體外酶法測(cè)定GI值試驗(yàn)結(jié)果為，小麥粉面條的最終淀粉水解率為52.11%，不同添加量（10%、20%、30%和40%）鷹嘴豆粉面條最終淀粉水解率分別為38.46%、35.39%、33.07%、31.09%，試驗(yàn)結(jié)果證明鷹嘴豆粉可顯著降低淀粉的水解速率。小麥粉面條GI值為76.97，屬于高GI食品，不同添加量的鷹嘴豆粉面條均屬于中GI食品，與小麥粉面條GI值相比，添加鷹嘴豆粉面條的GI值均有所降低且差異顯著。血糖生成指數(shù)還可以用小鼠餐后血糖濃度變化值大小及其曲線趨勢(shì)的平緩程度表示，灌胃添加不同比例鷹嘴豆粉面條的小鼠餐后血糖上升的速度較慢且曲線較平緩，和體外酶法試驗(yàn)結(jié)果相符合。

測(cè)定血糖生成指數(shù)的方法有很多，本研究主要集中在體外酶法試驗(yàn)和小鼠餐后血糖濃度變化試驗(yàn)，有研究表明利用人體模擬試驗(yàn)也可以進(jìn)行血糖生成指數(shù)的測(cè)定，這也是本研究的不足之處，希望在未來對(duì)功能性面條的開發(fā)做出進(jìn)一步的研究。添加適量鷹嘴豆粉能夠改善面條的加工特性和消化特性，為面條向更營(yíng)養(yǎng)、更健康的低GI食品方向發(fā)展提供技術(shù)參考，滿足人們追求健康與營(yíng)養(yǎng)飲食的需求。