《Food Hydrocolloids for Health》：Hydrocolloid-mediated quality and starch digestibility of red rice gluten-free macaroni
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本研究旨在开发由未抛光红茉莉米粉（Oryza sativa L. cv. Khao Hom Mali Gomain）制备的功能性无麸质通心粉（gluten-free macaroni, GFM），并评价黄原胶（xanthan gum, XG）和瓜尔胶（guar
本研究旨在开发由未抛光红茉莉米粉（Oryza sativa L. cv. Khao Hom Mali Gomain）制备的功能性无麸质通心粉（gluten-free macaroni, GFM），并评价黄原胶（xanthan gum, XG）和瓜尔胶（guar gum, GG）对烹饪品质、质构、生物活性化合物和淀粉消化性的影响。GFM配方以XG或GG按0、1.0、1.5和2.0%（w/w，以面粉计）制备，小麦通心粉（wheat macaroni, WM）作为参考。亲水胶体掺入显著改善烹饪性能。烹饪损失从无胶对照的6.17%降至含2% XG配方的3.20%，而烹饪产率从179.01%增至含2% GG配方的249.11%。1.5% GG配方表现出最高实测硬度（2,345.91 g-force），而1.5% XG配方表现出最高内聚性（0.35）、胶黏性（9.42 g-force）和咀嚼性（2.87 g-force）。与WM相比，GFM含有显著更高水平的生物活性化合物，包括总酚（total phenolic content, TPC；98.42–113.47 mg GAE/100 g）、花青素（anthocyanins, TAC；1.05–1.63 mg/100 g）和原花青素（proanthocyanidins, PAC；45.42–67.42 mg CE/100 g），从而具有增强的抗氧化活性。在无麸质配方中，2.0% XG表现出最低烹饪损失（3.20%）和估计血糖生成指数（estimated glycemic index, eGI；66.91），而2.0% GG产生最高数值烹饪产率（249.11%）。亲水胶体效应具有属性依赖性，且未确定任何单一配方在所有测定属性上均为最优。这些发现支持未抛光红米粉用于开发无麸质意大利面的潜力，其中亲水胶体选择应以目标技术和营养属性为指导。
传统通心粉主要由硬粒小麦粗粒粉制成，含麸质，可对乳糜泻或麸质不耐受个体造成不良反应。近年来无麸质产品需求增加。米粉因低致敏性、中性风味和高消化性成为合适替代，但米基意大利面常存在结构完整性弱、硬度低、烹饪损失高等烹饪和质构缺陷，主要与缺乏麸质及米淀粉形成黏弹性网络能力有限有关。色素米含生物活性化合物，未抛光红茉莉米为泰国东北部芳香非糯性稻米，富含酚类，尤其原花青素和花青素，具抗氧化活性；但其直链淀粉含量较低（约15–17%），可能给意大利面生产带来技术挑战。亲水胶体XG和GG常用于无麸质配方以部分补偿麸质缺失，但在低直链淀粉色素米通心粉中，其类型和浓度与结构组织、淀粉消化性及生物活性保留之间的关系尚不充分。因此，研究人员开发低直链淀粉未抛光红茉莉米GFM，并评估XG和GG对烹饪特性、仪器质构、微观结构、结晶组织、生物活性化合物、抗氧化性和体外淀粉消化性的影响。
关键技术方法：红茉莉米（Oryza sativa L. cv. Khao Hom Mali Gomain）来自泰国Maha Sarakham University, Faculty of Technology, Maha Sarakham Province, Thailand。研究人员将米粉与XG或GG按0、1.0、1.5和2.0%（w/w，以面粉计）配制，添加大豆分离蛋白、植物油、盐和水，不含蛋，并以小麦通心粉为参考。面团经自动制面机成型，在95±2°C热水中部分糊化50–60 s，冰水冷却，55±2°C干燥至约10%水分。测定烹饪时间、烹饪损失、水吸收、烹饪产率、质构剖面分析（texture profile analysis, TPA）、色度、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy, SEM）、X射线衍射（X-ray diffraction, XRD）、总单体花青素（total monomeric anthocyanin content, TAC）、原花青素（proanthocyanidin content, PAC）、总淀粉、快速消化淀粉（rapidly digestible starch, RDS）、慢速消化淀粉（slowly digestible starch, SDS）、抗性淀粉（resistant starch, RS）、体外淀粉消化和eGI。每配方为三个独立生产批次，n=3，采用单因素方差分析和Duncan多重极差检验。
研究结果：
3.1 无麸质通心粉的烹饪特性：亲水胶体显著改善烹饪性能。无胶对照烹饪损失最高6.17%，2% XG最低3.20%，2% GG为3.52%。GFM烹饪时间11.23–14.29 min；XG显著延长烹饪时间，GG影响较小。对照水吸收最高161.91%、烹饪产率最低179.01%；2% GG产率最高249.11%。与WM相比，所有GFM水吸收和产率更高。结论是XG和GG对水吸收、固形物保留和基质完整性的影响不同，XG体系结构完整性较好，GG体系产率较高。
3.2 无麸质通心粉的微观结构：SEM显示生米粉为离散多边形淀粉颗粒；无胶GFM有裂纹和空隙；小麦粉和小麦通心粉呈紧凑连续蛋白-淀粉基质。XG在1.5%时基质更均匀致密、孔隙和裂纹少，2% XG出现局部聚集；GG随浓度增加更光滑致密，2% GG孔隙最少。结论为亲水胶体改变基质形态，XG和GG样品通常比无胶对照更致密，但SEM不能建立机制。
3.3 X射线衍射（XRD）：原生红米粉在约15°、17–18°和23°（2θ）呈A型结晶特征峰。加工后峰变宽、强度降低，出现约19–21°（2θ）宽晕，提示糊化和分子重排。无胶对照在约20°（2θ）有较尖锐峰及13°弱反射，可能符合V型结晶结构，但不能仅凭XRD确认直链淀粉-脂质复合物或回生。XG样品衍射更宽更弥散，GG样品在20°附近有稍明显肩峰；WM衍射峰更尖锐。结论为亲水胶体改变衍射轮廓和分子组织，可能与较低淀粉消化性有关，但需进一步分析。
3.4 质构剖面分析（TPA）：亲水胶体对质构参数影响不均匀。2% GG春敏性最高35.84%，2% XG为31.14%。内聚性最高为1.5% XG（0.35）和2% XG（0.33）。1.5% XG胶黏性（9.42 g-force）和咀嚼性（2.87 g-force）最高。硬度最高为1.5% GG（2,345.91 g-force），1.5% XG为2,264.48 g-force。黏附性随加胶显著降低，WM最低（?13.17 g-force/s），无胶GFM最高（?352.53 g-force/s）。结论为质构响应依赖参数和配方，仪器测量不建立感官优越性。
3.5 无麸质通心粉和小麦通心粉的颜色：WM的L*最高（约55），GFM对照最低（约42）；1–1.5% XG增加亮度，2% GG在含胶样品中L*最低。所有样品a*为负，呈绿色调；对照最接近零，2% XG和2% GG更负。GFM深紫红色归因于红米花青素和原花青素。WM的b*最高（约10），对照最低（约6），加胶略增b*，1.5%和2% GG增强最大。
3.6 生物活性化合物和抗氧化活性：生红米粉TPC 308.32 mg GAE/100 g、TAC 7.28 mg/100 g、PAC 117.42 mg CE/100 g，DPPH 49.21 mg Trolox/100 g。WM显著低于生红米粉。对照保留TPC 36.80%、TAC 22.39%、PAC 52.31%。亲水胶体未改善生物活性保留；TAC保留14.67–21.51%，PAC保留43.21–50.55%。抗氧化活性对照最高37.12，2% XG为28.69，2% GG为26.56。结论为PAC较TAC稳定，可能是最终产品主要保留生物活性化合物。
3.7 淀粉消化组分：生红米粉TS 83.17%、RDS 66.24%、SDS 6.45%、RS 2.31%。加工后对照RDS降至54.78%，SDS增至11.01%。XG浓度依赖降低RDS：1% 50.23%、1.5% 47.48%、2% 44.69%；SDS升至18.96%、23.14%、26.32%。1% GG的RDS最高59.32%、SDS最低9.33%；2% GG的RDS 46.39%、SDS 23.66%。2% XG的RDS最低、SDS最高。RS所有处理2.61–3.14%，变化小。结论为亲水胶体主要改变消化模式而非大幅促进RS形成。
3.8 淀粉水解曲线：所有样品0–180 min水解逐渐增加。对照GFM水解最高约34%，WM最低约19%。加亲水胶体降低水解，XG呈浓度依赖，2% XG最低，其次2% GG。结论与低淀粉消化性一致。
3.9 GFM和WM体外血糖反应：对照C
∞33.84%、H90 44.09%、eGI 75.09；WM的C
∞14.07%、H90 28.12%、eGI 61.64。XG使C
∞从1%的29.27%降至2%的23.20%，H90从41.17%降至34.49%，eGI从72.27降至66.91。GG使eGI从70.26（1% GG）降至67.62（2% GG）。k无显著影响。结论为亲水胶体有效降低淀粉水解和eGI，2% XG较对照降低约11%，可能改善低直链淀粉红茉莉米通心粉的营养功能，但机制未直接测定。
讨论总结：结果与讨论合并表明，XG和GG因分子结构、电荷和链构象差异，对水合、基质形成和酶可及性的影响不同。XG为阴离子刚性多糖，高黏度和致密基质可能限制水扩散和酶作用，延长烹饪时间并降低烹饪损失和eGI。GG为中性柔性半乳甘露聚糖，羟基促进水合和氢键，提高产率。2% XG和2% GG均降低烹饪损失，但未改善生物活性保留；TAC热不稳定，PAC保留较高。淀粉消化性降低主要表现为RDS向SDS转移，而非大量RS增加。SEM和XRD提供结构观察，但不能直接证明酶扩散限制。仪器质构不证明感官优越性。
研究结论翻译：本研究证明从未抛光低直链淀粉红米粉补充XG或GG生产GFM的可行性。亲水胶体效应因浓度和评价品质属性而异。2.0% XG和2.0% GG配方表现出最低烹饪损失，二者无显著差异，而2.0% GG产生最高烹饪产率。2.0% XG配方在无麸质配方中表现出最低估计血糖生成指数。关于质构，1.5% GG表现出最高硬度，而1.5% XG表现出最高内聚性、胶黏性和咀嚼性。与WM相比，红米GFM含有更高水平总酚、花青素和原花青素，并表现出更高抗氧化活性。总体而言，这些发现表明亲水胶体选择应以目标技术和营养属性为指导，而不是假设某一配方在所有属性上均最优。仪器质构测量不能确立感官优越性；因此，需要感官评价评估消费者可接受性。
