梯度碾磨对黑米质构感知、吞咽阈值及淀粉水解的影响：人类咀嚼行为的启示

推荐：本研究针对全谷物黑米质地坚硬导致的咀嚼吞咽困难问题，通过梯度碾磨（0%-10.19%）处理黑米，结合视觉模拟评分（VAS）和口腔咀嚼实验，系统评估了碾磨程度对质构特性、吞咽阈值及唾液α-淀粉酶（α-amylase）水解的影响。结果表明，随着碾磨程度增加，黑米硬度（1.33-0.63 kgf）和主观咀嚼难度（VAS评分9.25-5.08 cm）显著降低，吞咽阈值时间（40-27 s）缩短，同时淀粉水解产生的葡萄糖释放量（6.60-5.63 mg/g DW）减少。该研究为开发适合老年人群的黑米主食提供了理论依据，发表于《LWT》。

　　

背景与问题
黑米作为一种富含花青素和膳食纤维的健康谷物，被美国FDA认证具有降低疾病风险的潜力。然而，其坚硬质地、深色外观和独特风味限制了消费者接受度，尤其对咀嚼功能退化的老年人群构成挑战。全球老龄化加剧使得开发易咀嚼主食成为迫切需求，而目前关于黑米口腔加工行为的研究几乎空白。此前研究多聚焦白米品种（如Koshihikari、Basmati），但全谷物与精制黑米在质构和营养释放上的差异机制尚不明确。

研究设计与方法
华中农业大学的研究团队以杨黑3号黑米为对象，通过梯度碾磨（0%-10.19%）制备6种不同碾磨程度的样品（A-F组），以精制籼稻（Yuzhenxiang）为对照，参照日本通用设计食品（UDF）标准制备4个硬度阶段（Stage 1-4）的参比样品。招募12名健康成人志愿者（26±2岁），采用视觉模拟评分（VAS）量化主观质构感知，记录首次吞咽时间（T₁）和吞咽阈值时间（T₂），并收集咀嚼后的食团测定硬度、唾液浸渍量及葡萄糖释放量。关键实验技术包括：① Taste analyzer（STA1B）质构分析；② 葡萄糖试剂盒定量淀粉水解产物；③ 基于质量平衡的唾液分泌速率计算。

研究结果

1. 标准样品质构特性
UDF标准样品的硬度从Stage 1（5×10⁵ N/m²）到Stage 4（5×10³ N/m²）逐级降低，与文献报道一致（表2）。Stage 4薄粥的粘弹性无法检测，印证其适合无咀嚼吞咽的特性。

2. 主观质构感知
全谷物黑米（A组）的硬度、咀嚼难度和吞咽难度VAS评分（9.43/9.25/8.22 cm）显著高于精制黑米（F组：5.18/5.17/5.14 cm），且均位于UDF Stage 1-2区间（图2）。效应量分析显示碾磨程度对感知的影响为"大效应"（Cohen’s f>0.40），证实12名受试者的数据可靠性（表3）。

3. 口腔加工动力学
全谷物黑米（A组）的T₁（22 s）和T₂（40 s）显著长于精制黑米（F组：16 s/28 s），进食速率从15.27 g/min提升至23.08 g/min（图4a-b）。唾液浸渍量（0.12-0.17 g/g）和分泌速率（4.33-5.36 g/min）无组间差异，但硬度降低导致ΔHardness_Food-Bolus（食团与原米硬度差）从1.22 kgf降至0.57 kgf（表4）。

4. 淀粉水解效应
长咀嚼时间使全谷物黑米（A组）的葡萄糖释放量（6.60 mg/g DW）高于精制黑米（F组：5.63 mg/g DW）。相关性分析揭示：唾液浸渍量与葡萄糖释放呈强正相关（R²=0.3666），印证唾液α-淀粉酶接触时间对水解效率的关键作用（图5d）。

结论与意义
该研究首次阐明梯度碾磨通过破坏黑米皮层结构，降低硬度并缩短吞咽阈值时间，从而改善适口性。全谷物黑米因长咀嚼时间促进淀粉水解的"悖论"现象，为理解口腔加工-营养释放关系提供了新视角。局限性在于未纳入老年受试者，未来需开发针对性软化工艺（如延长浸泡时间）。研究成果为平衡全谷物营养与适口性提供了科学依据，对老年食品开发和血糖管理具有潜在应用价值。