青稞碾磨程度对其营养品质、体外消化特性及体内血糖生成指数的系统性影响研究

《LWT》：Optimizing black highland barley through controlled pearling: Nutritional enhancement, texture modification, and glycemic control

本研究针对全谷物青稞(BHBR)适口性差、血糖反应机制不明确等问题，系统探究了不同碾磨程度(DOP)对黑青稞米营养组分、质构特性、淀粉体外消化及体内血糖生成指数(GI)的影响。研究发现适度碾磨(24.2% DOP)可显著改善适口性，并通过提升直链淀粉比例将GI值从43.84降至22.78，揭示了碾磨加工在平衡青稞营养与血糖调控功能中的关键作用，为低GI主食开发提供了新策略。

　　

在追求健康饮食的今天，全谷物食品因其丰富的膳食纤维、维生素和植物化学物而备受推崇。青藏高原的特产——青稞，更是一种营养宝库，富含β-葡聚糖、γ-氨基丁酸(GABA)以及多种酚类物质。然而，全青稞米口感粗糙、蒸煮后外观不佳，让许多消费者望而却步。能否通过加工改善其适口性，同时保留甚至增强其健康益处，特别是其延缓血糖上升的功能，成为了产业界和科研人员关注的焦点。传统观点认为，青稞的低血糖反应主要归功于其高含量的β-葡聚糖，但碾去部分外层麸皮后，β-葡聚糖含量变化不大，其血糖反应又会如何变化？这背后的机制是什么？为了解决这些问题，研究人员在《LWT》上发表了他们的最新研究成果。

本研究系统地探讨了不同碾磨程度（0%, 12.5%, 24.2%, 33.0%）对黑青稞米的营养品质、质构特性、体外淀粉消化特性以及人体内的血糖生成指数的影响。研究团队采用了一系列标准分析方法：使用物性分析仪测定蒸煮后青稞米的质构特性（硬度、弹性、咀嚼性等）；采用体外模拟胃肠消化模型评估淀粉的消化动力学，并计算快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)含量以及估算血糖生成指数(eGI)；最关键的是，研究严格遵循ISO 26642:2010标准，招募10名健康志愿者，通过测定摄入含25克可利用碳水化合物的青稞米或参考物（葡萄糖）后2小时内的毛细血管血糖变化，计算出血糖生成指数(GI)和血糖负荷(GL)。此外，研究还全面分析了基本营养成分（蛋白质、脂肪、膳食纤维等）、功能成分（β-葡聚糖、酚类、维生素、植物甾醇等）以及矿物质含量。

3.1. 碾磨对基本营养成分含量的影响

通过系统检测发现，随着碾磨程度从0%增加至33%，青稞米的外层被逐步去除，导致蛋白质、氨基酸、脂肪、灰分、膳食纤维、糖分以及钙(Ca)、铁(Fe)、锌(Zn)等矿物质含量显著下降（P < 0.05），例如蛋白质下降了24.67%，膳食纤维下降了45.75%。相反，总淀粉含量则显著增加了25.74%。这表明淀粉主要富集在籽粒内部（胚乳），而蛋白质、纤维和矿物质等则主要分布在外层（麸皮和糊粉层）。

3.2. 碾磨对功能营养成分含量的影响

研究发现，功能成分的变化并非一致。γ-氨基丁酸(GABA)、戊聚糖、总酚、总黄酮、花青素、维生素（B₁, B₂, E）和植物甾醇的含量随着碾磨程度的加深而显著减少。例如，当碾磨程度达到33.0%时，花青素含量降低了83.75%。然而，β-葡聚糖、抗性淀粉(RS)、直链淀粉、支链淀粉的含量以及直链淀粉比例则呈现显著上升趋势。值得注意的是，β-葡聚糖含量在12.5%碾磨度时达到峰值（6.39%），随后略降，说明其主要分布在亚糊粉层和胚乳细胞壁中。直链淀粉比例从18.51%升高至22.17%，暗示胚乳中的直链淀粉浓度更高。

3.3. 蒸煮后青稞米的质构特性

质构分析表明，碾磨显著改善了青稞米的食用品质。与未碾磨的青稞米(BHBR-1)相比，适当碾磨后青稞米的硬度和咀嚼性显著降低（P < 0.05），而弹性无显著变化。当碾磨度达到24.2%时，质构特性的改善趋于稳定。与普通大米相比，即使深度碾磨的青稞米(BHBR-4)仍保持较高的硬度、咀嚼性和内聚性，以及较低的粘附性，表现出更优的口感。此外，碾磨后的青稞米在蒸煮后能更好地保持颗粒结构的完整性。

3.4. 体外淀粉消化

体外淀粉消化实验显示，随着碾磨程度增加，青稞米粉的快消化淀粉(RDS)和慢消化淀粉(SDS)含量之和从54.23%降至43.84%。水解指数(HI)和估算血糖生成指数(eGI)也分别降低了12.76%和7.01%。这表明碾磨处理在一定程度上降低了淀粉的体外消化速率。然而，使用标准试剂盒测定的抗性淀粉(RS)含量始终处于较低水平（0.50%-0.87%），提示青稞淀粉的缓慢消化特性可能主要源于其漫长的消化过程而非高抗性淀粉含量。

3.5. 体内血糖生成指数

人体试验获得了更为显著的结果。所有青稞米样品均属于低GI食物（GI ≤ 55）。尤为重要的是，碾磨显著降低了青稞米的实际GI值。未碾磨青稞米(BHBR-1)的GI为43.84，而碾磨度为24.2% (BHBR-3)和33.0% (BHBR-4)的样品GI值分别降至24.04和22.78，降幅接近50%。体内GI值远低于体外预测的eGI值，研究者认为这源于完整青稞米颗粒的细胞壁物理屏障作用，限制了淀粉酶与淀粉的接触，而这种物理屏障在粉末样品中已被破坏。

3.6. 相关性分析

相关性分析揭示了关键发现：血糖生成指数(GI)与β-葡聚糖含量无显著相关性，但与直链淀粉含量（r = -0.98）和直链淀粉比例（r = -0.98）呈极显著负相关（P < 0.05）。这表明在碾磨加工过程中，直链淀粉含量的提升可能是导致青稞米血糖反应降低的主要因素，而非传统认为的β-葡聚糖。

本研究得出结论，碾磨加工是平衡青稞米营养品质、食用品质和健康益处（特别是低血糖反应）的有效手段。适度碾磨（24.2%去皮率）是一个关键节点，能显著改善适口性，同时通过提升直链淀粉比例，显著增强其延缓餐后血糖上升的能力。研究颠覆了关于青稞低GI特性主要源于β-葡聚糖的传统认知，明确了直链淀粉的关键作用，为开发兼具良好口感和确凿健康功效的低GI主食提供了重要的理论依据和实践指导。这项研究不仅对青稞的精深加工和高值化利用具有指导意义，也为全谷物食品的健康发展提供了新思路。