关于黑米粉面包的物理化学性质、体外消化率以及消费者接受度的研究见解

《Applied Food Research》：Insights into the physicochemical properties, in vitro digestibility, and consumer acceptance of black rice flour-based bread

黑米糠与全米糠混合制备无麸质面包，研究其理化性质、营养成分及感官特性。结果表明，添加25%-75%黑米糠显著提高蛋白质、脂类、矿物质及酚类物质含量，其中黑米糠富含花青素（如矢车菊素-3-O-葡萄糖苷占比83.67%）、酚酸及原花青素，使面包感官特性优化，50%混合比例时硬度降低至13.49N，弹性增强，升糖指数降低5.83%。体外消化分析显示，黑米糠比例越高，慢消化淀粉比例增加16%-17.94%，总酚含量达174.36mg GAE/100g。感官评价表明，50%黑米糠组合面包接受度最高（8.54分），色度、质地及口感平衡最佳。

　　### 中文解读：全谷物和黑米粉制作的无麸质面包的特性研究

本研究聚焦于一种新型无麸质面包的开发，使用了全谷物米粉（WRB）和黑米粉（BRB）的混合物，以替代传统小麦粉。无麸质面包因其对麸质不耐受人群（如乳糜泻患者和糖尿病患者）的友好性，近年来受到广泛关注。然而，传统无麸质面包往往存在口感和营养方面的不足，比如缺乏弹性、容易碎裂，以及营养成分不全面等问题。为了提升这类面包的品质和功能性，本研究通过调整黑米粉与全谷物米粉的比例（25%、50%、75%），评估其在物理化学、营养和感官特性方面的变化，并探讨其对血糖指数的影响。

#### 一、研究背景与意义

面包作为全球广泛消费的主食之一，通常以小麦粉为原料。然而，传统小麦面包在营养学上并不理想，其主要问题在于高升糖指数（GI）和较低的营养密度。因此，对于特定饮食需求的人群，开发功能性无麸质面包成为研究重点。黑米因其丰富的营养成分和天然的抗氧化特性，逐渐受到食品工业和消费者的青睐。研究表明，黑米的外层（即胚芽层）富含矿物质、纤维、多酚类物质（如花青素、黄酮类和原花青素）以及多种维生素，这些成分对于提升面包的营养价值和健康功能具有重要作用。

然而，黑米粉的直接应用也面临挑战。例如，黑米面包通常具有较深的颜色和较强的坚果味，这在一定程度上影响了其市场接受度。为了改善这些问题，研究者尝试通过与全谷物米粉的混合，降低黑米粉带来的颜色和风味影响，同时保留其营养优势。此外，全谷物米粉由于缺乏麸质，其在结构形成方面存在一定的缺陷，如硬度高、弹性差等。因此，通过合理调配黑米粉与全谷物米粉的比例，不仅可以改善面包的质地，还可以提升其整体的营养和健康价值。

#### 二、实验设计与方法

研究团队首先准备了五种不同比例的面包配方，其中包括100%全谷物米粉（WRB）、100%黑米粉（BRB）以及25%、50%、75%黑米粉与全谷物米粉的混合面包（25-BRB、50-BRB、75-BRB）。在制作过程中，研究者采用实验室研磨机将米粒研磨成细粉，并通过筛网处理以保留其天然的纤维、维生素和矿物质。随后，按照标准配方添加了黄原胶、乳清蛋白、干酵母、葵花籽油、糖和盐等成分，以改善面包的质地和口感。

为了评估面包的物理化学特性，研究团队采用了多种分析方法，包括水分含量、蛋白质含量、脂肪含量、灰分含量和粗纤维含量的测定。此外，还进行了多酚类物质、黄酮类和原花青素的提取与定量分析。这些分析不仅揭示了不同配方面包的营养组成差异，还为后续的感官评价和体外消化研究提供了数据支持。

在感官评价方面，研究者邀请了85名面包消费者，根据九点喜好量表（1-9分）对面包的形状、颜色、质地、味道和整体接受度进行评分。为避免因多次品尝而产生的记忆或习惯性偏差，每次测试后都要求参与者用温水漱口。通过这种方法，研究团队能够全面了解不同配方对消费者感官体验的影响。

#### 三、实验结果与分析

1. **营养成分的变化**
实验结果显示，随着黑米粉比例的增加，面包的蛋白质、脂肪、矿物质和粗纤维含量显著提升。例如，与全谷物面包相比，黑米面包的粗纤维含量增加了20.25%至42.99%，这表明黑米粉的添加能够有效提高面包的膳食纤维含量，从而增强其营养价值。此外，黑米面包的总多酚含量也显著高于全谷物面包，达到174.36 mg GAE/100 g，而全谷物面包仅为73.15 mg GAE/100 g。这说明黑米粉的加入能够显著提升面包的抗氧化能力。

2. **多酚类物质的组成**
通过超高效液相色谱（UHPLC）分析，研究团队发现黑米粉中主要含有两种多酚类物质：**氰苷-3-O-葡萄糖苷**（Cyanidin-3-O-glucoside）和**儿茶酸**（Protocatechuic acid）。其中，氰苷-3-O-葡萄糖苷占总多酚含量的83.67%，而儿茶酸占63.67%。相比之下，全谷物米粉中未检测到这两种主要多酚。这一发现为黑米面包的健康功能提供了理论依据。

3. **淀粉消化特性与血糖指数**
体外淀粉消化实验显示，黑米面包的**快速消化淀粉（RDS）**含量比全谷物面包减少了17.94%，而**缓慢消化淀粉（SDS）**则增加了16.00%。这种变化导致黑米面包的**预计血糖指数（eGI）**降低了5.83%。这一结果表明，黑米面包在消化过程中释放葡萄糖的速度较慢，从而有助于控制血糖水平，对糖尿病患者具有潜在的益处。

4. **感官接受度**
感官评价结果显示，50%黑米粉与全谷物米粉混合的面包（50-BRB）获得了最高的消费者接受度评分，达到8.54分。相比之下，100%黑米粉的面包（BRB）仅获得6.55分，而100%全谷物米粉的面包（WRB）也仅获得8.02分。这表明，50%的黑米粉比例能够在保持面包可接受的感官属性（如颜色、味道和质地）的同时，提供更高的营养价值。

5. **颜色与结构分析**
通过CIEL*a*b*颜色系统，研究团队对面包的颜色进行了定量分析。结果表明，随着黑米粉比例的增加，面包的颜色变深，尤其是表皮和内部组织的**L*值（亮度）**显著降低。这种颜色变化主要归因于**黑米粉中多酚类物质的热降解**，形成了大量的**焦糖化产物**（如色素和芳香化合物）。此外，通过图像分析，研究团队发现黑米面包的**孔隙率、孔隙数量和空隙面积**显著高于全谷物面包，表明其内部结构更为松散，有助于改善面包的口感和咀嚼性。

6. **质地分析**
面包的质地参数，如**硬度、弹性、凝聚力、咀嚼性和回弹性**，均受到黑米粉比例的影响。研究结果显示，黑米面包的弹性、凝聚力和咀嚼性显著提高，而硬度和粘附性则有所降低。这表明，黑米粉的加入能够增强面包的结构稳定性，使其在咀嚼过程中更加柔软和富有弹性。此外，黑米面包的**回弹性**（即面包在受压后恢复原状的能力）也优于全谷物面包，这与黑米粉中较高的原花青素和多酚含量有关。

7. **成分间的相互作用**
通过主成分分析（PCA），研究团队进一步揭示了不同配方面包的理化性质、颜色和结构之间的关系。PCA结果显示，所有48个参数都与前两个主成分具有显著相关性，表明黑米粉和全谷物米粉的比例对面包的整体特性具有重要影响。此外，黑米粉的高蛋白质和脂肪含量不仅影响了面包的质地，还对其**淀粉消化速率**和**血糖指数**产生了积极作用。

#### 四、讨论与意义

本研究的成果为无麸质面包的开发提供了新的思路。通过合理调配黑米粉与全谷物米粉的比例，不仅可以提升面包的营养价值，还能改善其感官属性和质地。其中，50%黑米粉的配方在各项指标中表现最佳，既保留了黑米粉的高营养密度，又避免了其过于浓重的风味和颜色，使其更符合消费者的口味偏好。

此外，黑米粉中丰富的多酚类物质和原花青素对提高面包的抗氧化能力具有重要意义。这些成分在体外消化实验中表现出较强的稳定性，能够在胃肠道中缓慢释放，从而降低葡萄糖的快速吸收，减少血糖波动。这对于控制慢性疾病（如糖尿病、高血压）具有潜在的健康益处。

从感官评价的角度来看，黑米面包的高接受度表明，其风味和颜色可以通过合理调配与全谷物米粉的比例来优化。例如，25%黑米粉的配方在风味和颜色方面表现较为均衡，而50%的配方则在整体接受度上达到了最佳平衡。相比之下，75%和100%的黑米粉配方由于颜色过深和风味过重，未能获得较高的接受度。

#### 五、结论

本研究通过系统评估黑米粉与全谷物米粉混合比例对无麸质面包的理化特性、消化性能和感官接受度的影响，得出以下结论：
- 黑米粉的加入显著提高了面包的蛋白质、脂肪、矿物质和膳食纤维含量，同时增加了多酚类物质和原花青素的含量，从而提升了其抗氧化能力和营养价值。
- 通过体外淀粉消化实验，研究发现黑米面包的**缓慢消化淀粉（SDS）**含量显著增加，导致其**预计血糖指数（eGI）**降低，这对于控制血糖水平具有重要意义。
- 感官评价结果显示，50%黑米粉与全谷物米粉的混合配方在整体接受度上表现最佳，表明该比例能够实现营养和感官属性的平衡。
- 图像分析和质地分析进一步支持了这一结论，表明黑米粉的加入能够改善面包的结构，使其更柔软、更具弹性。

综上所述，本研究不仅揭示了黑米粉与全谷物米粉混合对无麸质面包性能的影响，还为开发更健康、更受欢迎的无麸质面包提供了理论依据和实践指导。未来，可以进一步探索黑米粉在其他烘焙产品中的应用，如蛋糕、饼干和面包卷等，以拓展其在功能性食品领域的潜力。