低升糖指数杂粮挂面研制.pdf

粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工挂面已逐渐由单纯主食行列迈入兼具风味、营养和功能性的食品领域。目前，全麦挂面、杂粮挂面、果蔬挂面、儿童营养强化面等新配方层出不穷，发展趋势良好1。将原料进行复配可以在保证风味口感的基础上充分提升挂面的营养价值，关于挂面的复配也逐渐成为大众关注的热点。Jenkins等2研究发现低血糖生成指数饮食（Lowglycemic index）可以改善型糖尿病患者的血糖控制能力，降低罹患心血管疾病的风险。Beniwal等3研究结果表明，在面条中加入谷物和豆类可以显著降低淀粉及糖类的含量，增加膳食纤维和蛋白含量，面条的升糖指数也显著降低。相较于支链淀粉，直链淀粉可以显著降低餐后葡萄糖以及胰岛素反应，使个体具有较低的峰值葡萄糖水平及较小空腹波动水平，因此直链淀粉对于葡萄糖不耐受人群、碳水化合物敏感人群及糖尿病人群具有潜在价值4。Choo等5通过实验发现，在面条中加入30%绿色香蕉粉或10%燕麦-葡聚糖可显著降低面条淀粉水解率及GI值。张鑫等6研发了营养均衡且估计血糖生成指数（eGI）值低达45的藜麦面条。马雨洁7研发出了不同品种荞麦的纯荞麦面条，其淀粉水解率低于小麦面条，eGI值在69.5377.38之内，显著低于小麦面条的eGI值。赵芳芳8通过实验证明了添加70%苦荞的挂面可以协助调控型糖尿病患者的血糖水平，且膳食干预后有助于糖化血红蛋白含量的降低。华燕菲9对小米、绿豆进行复配，研发出了兼顾营养鄢基金项目：河南工业大学创新基金支持计划专项资助（2020ZKCJ20)收稿日期：2023-06-05作者简介：王婷婷(1999-)，女，硕士，专业：食品科学与工程。通信作者：张国治(1964-)，男，教授，研究方向：食品资源开发与利用。低升糖指数杂粮挂面研制鄢王婷婷1，蒙太和2，张国治1（1.河南工业大学粮油食品学院，郑州450001；2.中粮面业（武汉）有限公司，武汉430000）摘要：为研发一款具有低升糖指数（Low Glycemic Index，GI55，升糖较慢）且营养价值高的挂面，选取杂粮混合粉（荞麦粉和山药粉）、高直链玉米淀粉和小麦粉、谷朊粉等进行复配。实验主要通过单因素与正交、响应面设计相结合得出了一款感官评分高且GI值低的配方产品。研究结果表明：对GI值和感官评分影响从大到小的原料粉因素依次为：山药粉、高直链玉米淀粉、荞麦粉；对挂面感官评分影响从大到小的添加剂因素依次为：海藻酸钠、魔芋胶、谷朊粉、黄原胶；对挂面蒸煮损失率影响从大到小的添加剂因素依次为：谷朊粉、海藻酸钠、魔芋胶、黄原胶。杂粮复配低GI挂面的最佳配方为荞麦粉20%、山药粉25%、高直链玉米淀粉30%、小麦粉13.4%、谷朊粉10%、黄原胶0.3%、魔芋胶0.3%、海藻酸钠1%。按照此配方制得的挂面GI值为53.02，感官评分为95.79，属于优质低GI食品。关键词：杂粮复配；低GI挂面；正交试验；响应面试验中图分类号：TS213文献标识码：A文章编号：1007-6395（2023）05-0001-08与健康综合需求且GI值为48.94的低GI值挂面。目前常见的低升糖指数的食品原料中，荞麦中的各类活性物质赋予了其抗氧化、延缓衰老的功效，同时对于糖尿病、高血糖血脂类疾病有一定程度辅助功效7。荞麦中膳食纤维、抗性淀粉等成分对于预防糖尿病有一定功效，且其中的微量元素铬可以通过促进胰岛素分泌达到降血糖的目的10。作为药食同源的中药材，山药富含糖蛋白、多糖、皂苷等成分，在降血糖、抗氧化、增强免疫方面有理想功效11-12。山药的降血糖功效主要通过抑制-葡萄糖苷酶活性得以实现，-葡萄糖苷酶是调节食物来源血糖的主力酶，通过抑制其活力可以减缓葡萄糖的生成，调节餐后血糖水平，避免血糖的急剧上升13。山药多糖对-葡萄糖苷酶的显著抑制作用，使其在降糖食品领域备受青睐14。高直链玉米淀粉由于其直链淀粉及抗性淀粉含量较高，消化率较低，被人体摄入后血糖值升高较为缓慢，可以显著改善血糖代谢，因此常作为低升糖指数的食品原料15。考虑到目前市面上的低GI挂面中杂粮成分过于单一，杂粮含量高易导致口感品质差的情况，采用荞麦、山药和高直链玉米淀粉三种低GI原料与小麦粉进行复配，降低了荞麦含量以减轻苦涩口感，增加了山药的焦香口感，加入高直链玉米淀粉使得挂面的口感更加细腻，以期为型糖尿病患者及减肥人群提供一款功效与口感兼具的挂面。1材料与方法1.1实验材料荞麦粉，榆农尚古农耕农业发展有限公司；山药9粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粉，怀仁堂生物科技有限公司；高直链玉米淀粉，恒瑞淀粉公司；五得利六星小麦粉，五得利面粉企业；谷朊粉、黄原胶、魔芋胶和海藻酸钠，河南万邦化工科技有限公司；食盐，大连新春多品种盐有限公司；无水葡萄糖，北京索莱宝科技有限公司；-葡萄糖苷酶（5 U/mg）、胃蛋白酶（3 200 U/mg）和胰酶（P1750），西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司；淀粉葡糖苷酶溶液（3 260 U/mL），Megazyme国际有限公司；其它试剂均为分析纯。1.2仪器与设备FB224电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HM600型和面机，青岛汉尚电器有限公司；FX-ST系列高级面包醒发箱，广东乐创电器有限公司；JMTD168/140实验面条机，北京东孚久恒仪器技术有限公司；恒温恒湿试验箱，常州赛维思环境试验设备有限公司；GI20，澳大利亚NI公司和CSIRO澳大利亚科学与工程研究院。1.3原料比例单因素实验1.3.1荞麦粉添加量对挂面GI和感官评分的影响以荞麦粉、山药粉、高直链玉米淀粉、谷朊粉、小麦粉组成混合粉，设定荞麦粉添加比例为10%、15%、20%、25%、30%，进行单因素实验，同时添加山药粉20%、高直链玉米淀粉30%、谷朊粉10%，并以小麦粉补充至100%，将混合粉制成挂面，研究不同荞麦粉添加量对挂面GI、感官评分的影响。1.3.2山药粉添加量对挂面GI和感官评分的影响参照1.3.1，固定荞麦粉为20%，设定山药粉添加比例分别为10%、15%、20%、25%、30%，进行单因素实验。1.3.3高直链玉米淀粉添加量对挂面GI和感官评分的影响参照1.3.2，固定山药粉为20%，设定高直链玉米淀粉添加比例为10%、20%、30%、40%、50%，进行单因素实验。1.4正交实验在以上原料的最优添加量附近选取三个水平添加量进行正交实验，见表1，对配方挂面进行GI值和感官评价分析，确定低GI挂面的最优配方。1.5面条样品制备以混合粉为基准量，加入1%食盐、30%水置于和面机中搅拌15 min，达到均匀面絮状；再置于醒发箱中醒发15 min；取出后将面絮压片和切条，烘干后装入自封袋室温储存。1.6感官评价参照GB/T 358752018和闫美姣等16的方法，适当调整后选取30名志愿者进行感官评定。1.7 GI值测定参照崔亚鹏等17的方法并稍作修改，称取相当于50 mg碳水化合物的样品加入消化管中，加入2mL 0.025 g/mL的-葡萄糖苷酶溶液（由pH=7.0的碳酸盐缓冲液配制），打开搅拌器，调整到200400r/min，反应5 min，加入5 mL 1 mg/mL的胃蛋白酶溶液(由0.02 mol/L,pH 2.0的盐酸缓冲液配制）。待反应30 min，启动测试程序并计时；加入5 mL氢氧化钠缓冲液（0.02 mol/L）、25 mL醋酸钠缓冲液（pH6.0）；最后加入5 mL胰酶混合酶（由pH=6.0的醋酸钠缓冲液配制）。设定程序在10 min、60 min、120min、180 min、240 min、300 min时自动取样，使用葡萄糖分析仪测定待测样品葡萄糖含量，按照GI20机器进行相应换算得出预测血糖值pGI，公式如下：pGI=CVGe（1）上式中，C为葡萄糖分析仪测定的葡萄糖浓度；V为取样时刻样品的总体积；Ge为葡萄糖当量（Glucose equivalent，碳水化合物总可用性/0.9）。1.8添加剂单因素实验以混合粉总量为基准，在挂面中添加含量2%、6%、10%、14%、18%的谷朊粉，按1.5步骤制成挂面后进行蒸煮损失和感官的测定，确定谷朊粉最优添加量；在谷朊粉最优添加量基础上，以混合粉总量为基准，添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的黄原胶，确定黄原胶最优添加量；在黄原胶最优添加量基础上，以混合粉总量为基准，添加0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的魔芋胶，确定魔芋胶最优添加量；在魔芋胶最优添加量基础上，以混合粉总量为基准，添加0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%的海藻酸钠，确定海藻酸钠最优添加量。1.9蒸煮损失的测定参照沈耀衡等18、齐婧等19和李念瑜等20的方法测定蒸煮损失率。1.10响应面优化结合单因素实验结果，选取谷朊粉、黄原胶、魔芋胶和海藻酸钠四种添加剂添加量为自变量，以蒸煮损失和感官为响应值，按照Design Expert 13的Box-Behnken响应面实验方案进行四因素三水平的响应面实验（见表2）。1.11数据处理采用SPSS 25进行数据处理，P高直链玉米淀粉添加量荞麦粉添加量（BCA），感官评分最高的组合为A3B1C1；以GI值为指标，影响挂面GI值的主次因素为：山药粉添加量高直链玉米淀粉添加量荞麦粉添加量（BCA），GI值最优的组合为A2B3C2。由此得到正交实验的最优组合为A3B1C1和A2B3C2。2.2.1验证实验选取正交实验结果中感官评价最优（A3B1C1）和挂面GI最优（A2B3C2）的两个配方进行验证试验。其中A3B1C1配 方 挂 面 的 感 官 评 分 是93.2，GI值 为56.80；A2B3C2配方挂面的感官评分是89.3，GI值为53.12。由于A3B1C1配方的GI值55，不符合低升糖指数食品GICA最优方案A3B1C1GI值K1167.65182.23180.60K2155.36164.05151.15K3172.96149.70164.22k155.8860.7460.20k251.7954.6850.38k357.6549.9054.74R5.8710.849.82因素主次BCA最优方案A2B3C212粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工图3不同添加剂间交互作用对挂面指标的影响13粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工14111111111111表5蒸煮损失率方差分析因素平方和自由度均方F值P值显著性蒸煮损失率模型28.91*A-谷朊粉添加量/%7.67*B-黄原胶添加量/%2.08E-04C-魔芋胶添加量/%0.05D-海藻酸钠加量/%0.064AB0.44*AC0.064AD2.03E-03BC0.031BD0.034CD0.1A213.6*B29.71*2.067.672.08E-040.050.0640.440.0642.03E-030.0310.0340.113.69.7190.78337.169.16E-032.222.8219.212.830.0891.351.54.52598.1426.950.00010.00010.92510.15860.11540.00060.1150.76980.26530.24020.05190.00010.00012.4.1回归模型及方差分析响应面试验的方差分析及显著性分析见表5和表6，拟合得到的二次多项回归方程如下：蒸 煮 损 失=11.40-0.80A-0.00416B+0.065C-0.073D-0.33AB-0.13AC-0.022AD-0.087BC+0.092BD+0.16CD+1.45A2+1.22B2+0.34C2+0.09D2感官评分=95.79-0.81A-0.12B+0.95C-1.35D-0.31AB+1.27AC-1.32AD+3.18BC+1.15BD+0.49CD-8.07A2-3.63B2-2.99C2-4.12D2由蒸煮损失率表5知，模型极显著。A、AB、A2、B2、C2项极显著（PD(海藻酸钠添加量)C(魔芋胶添加量)B(黄原胶添加量)5。由感官评分表6知，模型极显著。A、C、AC、AD项显著（P0.05），D、BC、A2、B2、C2、D2项极显著（PC(魔芋胶含量)A(谷朊粉含量)B(黄原胶含量)。2.4.2响应面交互作用分析由图3系列知，等高线呈椭圆状且曲面弧度较大，说明两元素间交互作用显著。随着谷朊粉和黄原胶添加量的增加，蒸煮损失先降低再升高；随着谷朊粉和魔芋胶添加量的增加、谷朊粉和海藻酸钠添加量的增加、黄原胶与魔芋胶添加量的增加，挂面的感官评分均呈现先增大后降低的趋势，因此存在感官评分的极大值。2.4.3验证实验响应面试验优化后，杂粮复配低GI挂面最优配方为：20%荞麦粉、25%山药粉、30%高直链玉米淀粉、10%谷朊粉、0.3%黄原胶、0.3%魔芋胶、1%海藻61461410101010614614101010106146141010101010101010100.20.20.40.40.30.30.30.30.30.30.30.30.20.40.20.40.30.30.30.30.20.40.20.40.30.30.30.39.30.30.30.30.30.20.40.20.40.30.30.30.30.20.20.40.40.20.20.40.40.30.30.30.30.30.30.30.30.311110.80.81.21.20.80.81.21.2111111110.80.81.21.21111114.6713.6215.2712.9012.0911.7911.6411.9813.6712.1813.6912.1112.7313.0113.0512.9813.7212.4214.2012.3912.9712.7212.5012.6211.2011.7811.3711.4111.2583.4282.0785.7083.1089.0289.6285.7288.3084.6085.9084.2580.2792.8084.7987.5092.2085.6081.5086.1087.1091.3088.3086.2087.8095.5097.7094.5294.5296.70表4响应面实验结果实验号ABCD蒸煮损失/%感官评分/分12345678910111213141516171819202122232425262728292.4响应面实验响应面实验见表4。14粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工酸钠，其余以小麦粉补充。实际测得低GI挂面的蒸煮损失为12.62%、感官评分为95.79，实际值与预测值较为接近8，模型预测较为准确。3结论通过单因素、正交实验和响应面实验对低GI挂面的配方进行了优化，杂粮复配低GI挂面最优配方为：20%荞麦粉、25%山药粉、30%高直链玉米淀粉、10%谷朊粉、0.3%黄原胶、0.3%魔芋胶以及1%海藻酸钠，其余以小麦粉补充。按此配方制得的挂面GI值为53.02，感官评分为95.79，是一款营养均衡且风味较佳的低GI挂面。参考文献：1田晓红，谭斌，汪丽萍，等特色挂面的发展现状与趋势J粮油食品科技，2015,23（3）：16-202 Jenkins D,Kendall C,Mckeown-Eyssen G,et al.Effect of alow-glycemic index or a high-cereal fiber diet on type 2diabetes:a randomized trialJ.Jama,2008,300(23):2742-2753.3 Beniwal P,Jood S.Development of Low Glycemic IndexNoodles by Legume and Cereal By-products IncorporationJ.2015,5（5）:381-387.4 K,M,Behall,et al.Effect of starch structure on glucose andinsulin responses in adultsJ.American Journal of ClinicalNutrition,1988,47:428-432.5 Choo C L,Aziz N A A.Effects of banana flour and-glu-can on the nutritional and sensory evaluation of noodlesJ.Food Chemistry,2010,119（1）:34-40.6张鑫，任元元，孟资宽，等低GI藜麦面条挤压工艺及体外消化特性研究J食品与发酵科技,2021，57（4）：57-62，857马雨洁.熟制荞麦面条淀粉模拟消化特性及抗氧化品质研究D.陕西 杨凌：西北农林科技大学，2013.8赵芳芳.高添加苦荞挂面加工技术研究及其降血糖功能评价D.江苏 镇江：江苏大学,2018.9华燕菲.低GI小米绿豆面条配方优化及其品质特性的研究D.石家庄：河北经贸大学，2020.10尹礼国，钟耕，刘雄，等荞麦营养特性、生理功能和药用价值研究进展J粮食与油脂，2002（5）：32-341411111111111111141042842.47.890.1610.8121.870.396.56.9740.395.290.98422.8985.3958.16109.871.391.171.950.00010.03210.73710.01460.00140.60460.04850.04210.00010.07160.41560.00010.00010.00010.00010.7658*不显著593.667.890.1610.8121.870.396.56.9740.395.290.98422.8985.3958.16109.8719.4911.717.79613.15表6感官评价方差分析因素平方和自由度均方F值P值显著性感官模型30.45A-谷朊粉添加量/%5.67B-黄原胶添加量/%0.12C-魔芋胶添加量/%7.76D-海藻酸钠加量/%15.71AB0.28AC4.67AD5.01BC29BD3.8CD0.7A2303.71B261.32C241.77D278.91残差失拟项0.6纯误差总和注：*表示差异显著（P0.05）；*表示差异极显著（P0.01）。下同。C2D2残差失拟项纯误差总和0.770.0520.320.110.2129.231114104280.770.0520.0230.0110.05233.862.310.210.00010.15110.978*不显著15粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工23年第48卷第5期粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工粮 食 加 工!粮食加工杂志社 投稿须知1.1稿件必须是首发稿，要求论点鲜明、论据充分、文字精炼、数据准确，字数4 000以上。稿件包括题名、作者姓名、作者单位、所在地及邮政编码、中英文摘要和关键词、正文和参考文献。第一作者和通信作者请注明姓名、性别、出生年份、学历、职称、研究方向及邮箱。若有项目或课题支持，请注明项目类别和编号。1.2稿件标题要简洁，一般不超过30个字符数。请慎重使用“浅析”、“粗探”、“简析”及“浅谈”等词语。1.3研究性论文摘要须说明研究目的、方法、结果和结论。中文摘要100300字，简短论文摘要字数以不超过正文的5%为宜，英文摘要以250个实词左右为宜。中英文摘要一律采用第三人称表述，不使用“本文”、“作者”、“本研究”等作为主语。关键词48个，按重要性先后依次排序，中间用分号隔开。1.4稿件文字、数字、计量单位和符号参照有关国家标准、法规撰写。表格采用三线表的形式，附有表序和表名，插图附有图序和图名，表格和公式勿用图片粘贴。所有的表格和文字都不使用彩色，彩色图需要在黑白印刷情况下能够分辨。1.5参考文献按在文中出现的先后顺序编排，用上角标形式在文中引用处标注。参考文献作者三人及以下需全部著录，四人以上只著录前三人，作者之间用逗号隔开后加“等”或“et al”。2.1稿件以Word文档格式通过邮箱投稿。投稿邮箱：；。来稿请在电子邮件主题中标注作者姓名及文章名，注明“投稿”字样。2.2来稿请务必注明联系人（作者）详细的联系方式，以便针对有疑问的内容随时查询核对。2.3稿件的查重率需低于20%。2.4审稿周期为半个月至一个月，若需要反复退修、复审，则审稿周期延长。若需加急审稿，请在投稿后致电杂志社。2.5若有问题，请咨询电话：[phone]。3.1本刊对来稿有审查、校正及删改权；对文章享有出版权、复制权、发行权、网络传播权及汇编权等，包括纸质期刊出版、网络出版及以其它形式出版的权利。3.2本刊许可中国知网、超星数据、万方数据及维普网等以数字化方式复制、汇编、发行及信息网络传播本刊全文。投稿经本刊录用，如无特别声明，即视为作者同意本声明。如有异议，请在投稿时说明，本刊将按作者说明处理。4联系方式 地址：西安劳动路138号陕西省粮油科学研究院粮食加工杂志社邮编：710082电话：[phone]E-mail：；11潘景芝，孟庆龙，崔文玉，等山药功能性成分及药理作用研究进展J食品工业科技:2023，44（1）：420-42712吴玥霖，魏然，曾里，等四种天然产物对-葡萄糖苷酶抑制作用的研究J食品工业科技，2010，31（9）：130-131，134.13王谦，张璐，边晓丽，等-葡萄糖苷酶抑制剂及构效关系的研究进展J中国新药杂志，2014，23（2）：189-19514段伟萍，李新蕊，司明东，等山药多糖提取工艺的响应面法优化及其功能活性分析J.食品研究与开发，2020，41（7）：118-12315郭会会.一种新培育高直链玉米淀粉理化性质的研究及低升糖指数饼干研制D.山东 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