《International Journal of Food Properties》：Development of low estimated glycemic index (eGI) rice noodles from broken jasmine rice (KDML 105) starch modified by microwave and acid treatments
茉莉香米（KDML 105）作为膳食碳水化合物的主要来源在全球范围内被广泛消费，其高度可消化的淀粉导致较高的餐后血糖反应。本研究旨在对碎KDML 105淀粉进行改性并开发低估计血糖生成指数（eGI）米粉。将KDML 105加工为碎米粉（BRF），随后从中分离出碎米淀粉（BRS）。采用微波处理5–20 min以及酸浓度（10–25%）的柠檬酸、乙酸和丙酸制备改性淀粉（MWS、CAS、AAS）。MWS显著（p < .05）提高了膨润力（SP）、吸水能力（WAC）和溶解度。与BRF（17.09%）相比，BRS、MWS、CAS和AAS的直链淀粉含量增加（27–29%）。MWS-20降低了eGI（55.11），而CAS-25%也降低了eGI（53.86）。选择MWS-20和CAS-25%开发低eGI米粉，并与BRS和BRF米粉进行比较。MWS-20米粉表现出更好的质构和最高的拉伸强度，而CAS-25%米粉质地较软且需要更长的蒸煮时间。CAS-25%米粉具有最低的eGI（52.07），而MWS米粉具有最高的感官可接受性。这些结果表明，改性碎KDML 105淀粉可开发为低eGI产品并提高稻米碾磨副产物的价值。
茉莉香米（KDML 105）是Oryza sativa L.的一个优质芳香稻品种，主要在泰国种植，以其蒸煮后柔软的质地而闻名。该谷物主要组成为碳水化合物（75–80%）、蛋白质（6–7%）、脂质（0.3–0.8%）。碎米是机械碾磨的副产物，主要由淀粉组分构成，具有用于功能性食品的潜力。淀粉组分是主要的结构和功能成分，通常含有中等直链淀粉水平（13–17%）和高支链淀粉（83–87%）。淀粉是人类膳食模式中碳水化合物的主要来源，并强烈影响餐后血糖水平。然而，天然淀粉也存在回生性有限、水不溶性等性质。此外，全球范围内非传染性疾病不断增加，高碳水化合物摄入是代谢紊乱的促成因素之一。膳食因素，特别是过量碳水化合物摄入，对代谢疾病的发病机制有显著贡献。已有研究表明，用低血糖生成指数（GI）碳水化合物替代高GI碳水化合物可降低2型糖尿病的风险。因此，通过改性淀粉以降低血糖生成指数并改善功能性质是开发低GI食品的一种有前景的策略。
淀粉改性可显著提高抗性淀粉含量、回生性、糊稳定性和透明度，因而在食品应用中具有重要的工业意义。目前，淀粉改性通常通过物理、化学和酶法途径实现。微波处理是一种物理改性技术，因其操作安全、加热均匀、维护成本低、易于操作和高效而具有重要意义，从而改善功能性质。微波处理通过将电磁波转化为热能，诱导淀粉分子的摩擦和微观运动，产生同时的外部与内部加热。微波处理可通过破坏和重排淀粉分子来提高淀粉的糊化温度和抗性淀粉含量并降低黏度。微波处理可提高糊化温度，使其适用于淀粉基面条产品。此外，先前研究表明微波处理可增强米粉面团的黏弹性质。再者，通过酸进行化学处理的淀粉改性主要涉及食品级有机酸（柠檬酸、乙酸、乳酸和丙酸）对糖苷键的水解，其有利地断裂无定形区域的α-1,4糖苷键并降低支链淀粉和直链淀粉链的分子量。这些酸诱导的结构重排可改变淀粉的功能性质，如糊化温度、黏度、消化性、膨润力和回生性。酸处理还增强抗性淀粉（慢消化淀粉）的形成，降低酶水解并最终降低血糖反应。使用有机羧酸（特别是乙酸、柠檬酸和丙酸）对天然淀粉进行化学改性，为合成4型抗性淀粉（RS4）提供了一种高效、环保的机制。改性淀粉中观察到的酶抗性显著增加从根本上可归因于两条并发的化学途径：多位点大分子交联和酰化驱动的酯化。柠檬酸具有三个反应性羧基。当与淀粉一起加热时，它作为强有力的交联剂将多条淀粉链连接在一起（交联）。交联是一种稳定淀粉结构的化学改性。这种紧密的网络大幅降低水膨胀和酶的可及性。淀粉改性的另一个优势是能够在宽范围（0–100%）内模拟淀粉对淀粉酶解的抵抗力。在柠檬酸淀粉酯的生产中，柠檬酸转化为其酸酐，与淀粉中的羟基形成酯键。它可与多羧基有机酸进行，通过邻近链的脱水葡萄糖羟基反应形成桥接，从而稳定聚合物骨架。淀粉乙酸酯通常以乙酸和乙酸酐作为淀粉酯化试剂生产。脱水葡萄糖单元上的部分羟基被乙酰基取代；因此形成酯（淀粉乙酸酯）。这些疏水基团改变淀粉与水的相互作用方式并紧密重排内部晶体结构，使酶更难渗透。丙酸（或其衍生物丙酸酐）用于生产改性淀粉；它通过丙酰化产生一种高功能性的4型抗性淀粉（RS4）。丙酰化用丙酰酯基取代天然淀粉链上的亲水羟基（?OH）基团。丙酰基比原始分子更庞大且显著更疏水（拒水）。这降低了淀粉与水紧密结合的能力，使依赖水的消化酶（如α-淀粉酶）更难附着并将其分解。
先前研究已表明酸处理和微波处理后淀粉功能性质的改善。因此，比较物理和化学改性方法对于理解它们对淀粉结构、理化性质和消化性的不同影响非常重要。然而，尚无研究考察微波和酸处理对碎茉莉香米（KDML 105）淀粉的改性。因此，本研究旨在研究通过不同时间（5、10、15和20 min）的微波处理进行物理改性以及用三种有机酸（柠檬酸、乙酸和丙酸）在不同浓度（10–25% w/v）下进行化学改性来生产碎茉莉香米（KDML 105）改性淀粉。目的是增强淀粉的功能性质并降低其估计血糖生成指数（eGI）。此外，在米粉配方中使用改性淀粉预期通过改变淀粉消化性降低eGI，同时改善凝胶强度、质构和整体产品品质，从而提高消费者可接受性。各组中eGI值最低的淀粉用于开发低eGI米粉，并对其感官属性进行评估。本研究结果可能有助于开发低eGI食品的功能性配料并提高碎茉莉香米（KDML 105）的价值。
材料与方法
原料与化学品
碎茉莉香米（KDML 105）购自泰国当地大型超市Makro（Aro品牌）。所有分析级化学品和试剂由瑞士Sigma-Aldrich制备，包括NaOH、HCl、Na
2CO
3和K
2CO
3，购自泰国CTi Science Co. Ltd.。柠檬酸购自泰国Water Doctor Co., Ltd.。乙酸购自泰国Nippon Chemical Industrial Co., Ltd.。丙酸购自泰国Chanjao Longevity Co., Ltd.。葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂盒（GOPOD试剂盒）购自爱尔兰Mega Zyme International。
样品制备
碎茉莉香米粉（BRF）通过用销式磨（Nanotech, Model NT-010 1500W, Thailand）研磨米样并过100目筛制备，参照Junden等人概述的方法。将碎茉莉香米粒在氢氧化钠（0.35% w/v，1:2）中于4°C浸泡24 h。浆液使用离心机（Microfuge 16: Beckman Coulter, USA）以3000 rpm离心15 min。弃去上清液，将淀粉层以1:3（w/v）比例重新分散于去离子水中并以3000 rpm离心15 min。使用去离子水重复洗涤多次，随后使用1 N盐酸（HCl）将pH调节至7.0。淀粉浆液以3000 rpm离心15 min。之后，淀粉在热风烘箱（Binder, FD 260, Tuttlingen, Germany）中于60°C干燥6 h。干燥的碎米淀粉（BRS）研磨过100目筛，真空包装（Brother Packing Machinery: DZ400/2SBb, China），并于4°C储存以备进一步分析。
微波处理改性淀粉
淀粉使用微波技术参照Zailani等人概述的方法进行改性。将BRS与去离子水（1:5）混合并于4°C储存24 h。淀粉浆液在微波炉（Electrolux: EMS3027X, 800 W, China）中以30%功率加热5、10、15和20 min。然后，淀粉在热风烘箱（Binder, FD 260, Tuttlingen, Germany）中于60°C干燥12 h。干燥的淀粉研磨、过100目筛、使用Brother Packing Machinery（DZ400/2SBb, China）真空包装，并于4°C储存以备进一步分析。所得样品标记为MWS-5、MWS-10、MWS-15和MWS-20。
酸处理改性淀粉
BRS还参照Cavallo等人概述的方法使用柠檬酸（10–25%，w/v）、乙酸（10–25%，w/v）和丙酸（10–25%，w/v）进行改性。具体而言，将50 g BRS与50 mL 10%或15%或20%或25% w/w酸水溶液（柠檬酸、乙酸和丙酸）充分混合以达到最终酸浓度（柠檬酸、乙酸和丙酸）分别为10%或15%或20%或25%。混合物在振荡水浴（Memmert, Germany）中于50°C孵育1 h。随后，淀粉在热风烘箱（Binder, FD 260, Tuttlingen, Germany）中于60°C干燥12 h。淀粉进一步在130°C干燥1 h。改性淀粉用蒸馏水充分洗涤至中性pH（pH 7）以去除未反应的酸，然后在60°C干燥6 h。干燥的淀粉再次研磨、过100目筛并真空包装（Brother Packing Machinery: DZ400/2SBb, China）。这些样品标记为CAS10-25%（柠檬酸淀粉）、AAS10-25%（乙酸淀粉）和PAS10-25%（丙酸淀粉）。
物理性质
颜色测定
颜色使用HunterLab色度计（Colourflex, HunterLab, USA）评估。测量淀粉和蒸煮米粉的颜色值（L*、a*和b*）。颜色变化（ΔE）使用公式（1）测定。E=ΔL*
2+Δa*
2+Δb*
2（1）
近似组成
样品的近似组成（%），包括水分、灰分、蛋白质、脂肪、粗纤维和碳水化合物含量，按照AOAC标准方法测定。
直链淀粉含量
淀粉样品的直链淀粉含量使用碘试剂参照Junden等人概述的方法测定。将0.2 g样品溶解于10 mL 0.5 mol/L KOH中并涡旋30 s。将均匀悬浮液小心转移至100 mL容量瓶中，随后依次加入0.5 mL 1 mol/L HCl和0.5 mL碘试剂。使用蒸馏水将总体积调整至100 mL。反应显色20 min后，使用分光光度计（Gene Quant 1300, Piscataway, NJ, USA）在620 nm处测量吸光度。直链淀粉含量使用由不同直链淀粉浓度建立的标准曲线确定。
功能性质
膨润力和溶解度参照Junden等人的程序并稍作修改进行分析。将样品（0.2 g）与去离子水混合并在90°C搅拌30 min。然后，以3000 rpm离心15 min（Microfuge 16, Beckman Coulter, USA）。上清液在热风烘箱（Binder, FD 260, Tutilingen, Germany）中于105°C干燥5 h。将上清液倒入培养皿中并于105°C干燥5 h以获得可溶性内容物的重量。试管中湿残留物的重量也作为湿残留物重量测量。
膨润力（SP）、溶解度和吸水能力（WAC）分别使用公式（2）SP（g/g）=湿残留物重量（g）/样品重量（g）、公式（3）溶解度（%）=干上清液重量（g）×100/样品重量（g）和公式（4）WAC（g/g）=（湿残留物重量（g）?样品重量（g））/样品重量（g）计算。
总淀粉
总淀粉（TS）含量使用总淀粉测定试剂盒（Mega zyme International Ireland, Wicklow, Ireland）评估。释放的葡萄糖使用葡萄糖氧化酶/过氧化物酶（GOPOD）试剂法测定，吸光度在分光光度计（SPECTRO star Nano, BMG LABTECH, Germany）上于510 nm处测量。TS含量然后使用公式（5）TS%=ΔA×F×EV×D/W×0.90计算，其中ΔA = 样品吸光度 ? 空白吸光度，F = 100（μg D-葡萄糖）除以该100 μg D-葡萄糖的GOPOD吸光度，EV = 样品提取体积，D = 样品溶液的进一步稀释，W = 分析样品的干重。
体外淀粉消化性和估计血糖生成指数（eGI）的估算
体外淀粉消化性按照Goni等人描述的方法进行。将100 mg样品、10 mL HCl-KCl缓冲液（pH 1.5）和0.2 mL胃蛋白酶溶液混合并在振荡水浴（Memmert, Germany）中于40°C以150 rpm孵育1 h。随后，向混合物中加入10 mL Tris-马来酸缓冲液（pH 6.9）和1 mL胰α-淀粉酶溶液（10 mg/mL）。样品在振荡水浴中于37°C以150 rpm孵育。在0、20、30、60、90、120、150和180 min的指定时间间隔取出0.1 mL等分试样，并使用离心机（Beckman Coulter Centrifuge: Allegra X-15, Indianapolis, USA）以4600 rpm离心10 min。将所得上清液（0.1 mL）与0.3 mL乙酸钠缓冲液（0.4 M，pH 4.75）混合，最终体积用DW调整至5 mL。将500 μL样品与1.5 mL GOPOD混合并在50°C孵育20 min。然后使用分光光度计（SPECTRO star Nano, BMG LABTECH, Germany）在510 nm处测量混合物的吸光度。淀粉消化速率表示为随时间水解的TS百分比（公式（6））。总淀粉水解%=（葡萄糖μg/0.1 mL×0.9/总淀粉量）×100（6）。通过绘制总淀粉（TS）水解百分比对时间的曲线构建淀粉水解曲线，随后计算曲线下面积（AUC）。水解指数（HI）定义为测试样品获得的AUC相对于参考食物（白面包）的比率，两者在相同的体外消化条件下评估（公式（7））。HI=AUC
样品/AUC
参考食物×100（7）。eGI然后使用公式（8）eGI=39.71+0.549×HI计算。（8）
糊化性质
样品的糊化性质使用快速黏度分析仪（RVA）（Newport Scientific: RVA-4 Stand-Alone, USA）参照Junden等人概述的方法并稍作修改评估。将3 g样品与蒸馏水（25 mL）在铝罐中混合并插入RVA仪器。样品最初以950 rpm搅拌，随后以150 rpm连续搅拌，从50°C加热至95°C并冷却。整个样品测试约需13 min。
扫描电子显微镜
样品的颗粒形态使用扫描电子显微镜（SEM, FEI Quanta 450, USA）按照Niyomwong等人描述的方法研究。制备的样品固定在粘贴于圆形铝样品台上的胶带上。成像前，样品均匀涂覆金-钯，在5 kV加速电压下获得显微照片。图像在500倍和1000倍下分析。
傅里叶变换红外光谱
样品的红外光谱使用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR, Spectra-Tech Inc., USA）采用衰减全反射（ATR）模式收集。样品（2–3 mg）直接用于测量500至4000 cm
?1范围内的光谱。所有测量在环境条件下进行。
米粉的制备
低eGI米粉参照概述的方法并稍作修改制备，如图1所示。面条浆液通过将淀粉（40%，w/w）与蒸馏水（60%，w/w）混合制备，无需进一步水分调整，然后在室温下静置30 min。将淀粉浆液（35 mL）均匀铺展在预热的圆形不锈钢板上以制备面条片。板上涂油以防止淀粉浆液在蒸制过程中粘附于表面。将板置于沸水上蒸制3 min直至淀粉完全糊化并形成黏结的半透明面条片。蒸煮后的面条片小心从板上取下并在室温下稍微冷却。面条片然后切成2 cm。图1. 米粉制备过程流程图。
米粉质构
蒸煮米粉的质构使用TA-XT Plus质构分析仪（Stable Micro Systems, Godalming, Surrey, USA）按照Raungrusmee等人描述的方法并稍作修改分析。米粉样品（0.2 mm厚度，10 cm长度）使用拉伸夹具（Code A/SPR）以3 mm/s速度测试拉伸强度和弹性，拉伸设定为样品长度的80%。硬度使用探头（A/LKB）以0.5 mm/s速度评估。质构参数设定为：预测试速度 = 3 mm/s；测试速度 = 3 mm/s；后测试速度 = 8 mm/s；距离 = 80 mm。
蒸煮时间
蒸煮时间基于Kunyanee等人方法并稍作修改测定。将5 g米粉样品在200 mL蒸馏水中煮沸。每30 s取出一小部分米粉并在两块玻璃板之间按压。通过观察米粉中心无未糊化淀粉核心来记录理想蒸煮时间。
感官品质评价
米粉样品的感官评价在获得Kasetsart大学伦理委员会批准（COE No. COE 68/082）后进行。感官品质评价使用9点嗜好量表（1 = 极度不喜欢，9 = 极度喜欢）。选择50名未经培训的感官评价员（年龄18–60岁）评估米粉品质，包括外观、颜色、香气、味道、质构和总体喜好。米粉样品盛放在标有随机三位数字代码的相同白色纸杯中。所有样品在严格控制的60 ± 1°C温度下供应。提供室温饮用水用于样品间漱口。评价员被指示在评价下一个样品前用水漱口。感官评价采用随机完全区组设计（RCBD）。
统计分析
化学和物理分析进行三次重复，米粉质构分析除外，其进行10次重复。使用方差分析（ANOVA）和Tukey事后检验在95%显著性水平评估显著性（p < .05）。数据分析使用统计软件（SPSS 21.0）进行。
结果与讨论
样品的近似组成和颜色分析
表1显示样品的近似组成和颜色分析。BRF显示最高的蛋白质含量（6.87%）。BRS观察到最高的碳水化合物含量（93.64%），改性淀粉也显示显著（p < .05）高于BRF（81.17%）的碳水化合物含量，反映了改性后的淀粉富集。BRS中蛋白质含量的降低可归因于碱法提取过程，其中氢氧化钠溶解并去除水结合蛋白（包括谷蛋白和醇溶蛋白），从而浓缩碳水化合物组分。水分含量由于改性技术而显著降低（p < .05）。BRF显示最高的水分含量（10.68%），而BRS和改性淀粉显示较低的水分含量水平。Zailani等人报道，改性淀粉中观察到的水分含量降低可归因于延长的过夜干燥过程，低水分可抑制微生物增殖，从而可能增强改性淀粉的货架期。灰分含量（0.18–0.32%）、纤维含量（0.01–0.13%）和脂质含量（0.09–0.99%）在所有样品间无显著（p > .05）变化。然而，这些组分在淀粉中由于改性技术而略有降低，表明碱法淀粉提取和改性去除了非淀粉组分。
BRF显示最低的直链淀粉含量（17.09%），改性淀粉后显著增加（p < .05）（表1），根据Juliano建立的标准将其归类为高直链淀粉米淀粉。MWS显示比BRS更高的直链淀粉含量。延长处理时间与MWS直链淀粉含量的逐渐增加相关，表明处理时间可能在决定改性淀粉最终直链淀粉组成中起重要作用。微波能量可快速加热颗粒内的水分子，使其膨胀并部分糊化，破坏结晶结构。因此，先前被困在颗粒内部的直链淀粉分子可以浸出，导致更高的直链淀粉值。AAS和PAS在表观直链淀粉含量上无显著差异（p > .05），表明两种改性处理导致可比的碘结合行为。观察到的表观直链淀粉含量变化可能与淀粉分子组织、直链淀粉浸出、碘-淀粉复合物形成的变化和/或改性过程中支链淀粉的部分脱支有关，而非反映实际直链淀粉含量的直接增加。Wang等人也报道了经普鲁兰酶脱支结合微波和超声处理的淀粉中直链淀粉含量升高。Zailani等人报道改性淀粉由于过度直链淀粉浸出而具有更高的直链淀粉含量，这导致淀粉颗粒塌陷并导致糊化。相反，CAS的直链淀粉含量似乎随酸浓度增加而逐渐下降，表明酸水解可能有助于改性淀粉中直链淀粉链的降解或重组。
所有样品的颜色参数显著不同（p < .05），如表1S所示。BRF样品显示比改性淀粉更低的亮度，表明改性后外观更亮。总色差（ΔE）在BRF和改性淀粉之间计算。BRS显示ΔE为11.99。碱法提取的贡献可能与淀粉分离过程中非淀粉成分的减少有关。在改性淀粉中，MWS随处理时间增加显示逐渐变暗。微波处理显著增加红色度和黄色度。这些发现与先前微波处理玉米淀粉的研究一致，表明处理4 min后淀粉黄化。对于CAS-10%，ΔE增加至10.41，而较高浓度的柠檬酸降低了ΔE。然而，AAS和PAS样品在ΔE上无显著差异（p > .05）。
功能性质
所有样品的膨润力（SP）显示显著差异（p < .05），最低SP为CAS-10%（10.96 g/g），最高SP为MWS-20（26.60 g/g）（表2）。MWS随处理时间增加显示SP显著增加（p < .05）。先前研究也报道微波处理可增强米淀粉颗粒的SP，主要是由于快速加热产生的内部结构变化和分子间相互作用的破坏。相反，CAS显示相对较低的SP，而AAS和PAS显示与MWS相比的中间SP。然而，与BRF和BRS相比，AAS和PAS的SP显著增加。
表2显示MWS-5具有最低的溶解度（2.72%），而MWS-20具有最高的溶解度（22.60%），表明较长的微波时间显著（p < .05）增加淀粉溶解。MWS可能通过破坏结晶区域和颗粒结构来增强其水溶性，允许更大的水渗透并使更多淀粉分子溶于水。然而，CAS显示中等的的水溶性，表明淀粉的部分破坏和重排。CAS显示轻微增加，而AAS和PAS显示随酸浓度增加而显著增加的溶解度。CAS的SP随浓度增加而显著增加（p < .05），而AAS显著降低。然而，PAS显示无显著差异。CAS主要由结构交联和酯化驱动。作为多功能三羧酸，柠檬酸与淀粉上的羟基（?OH）反应形成强共价酯键，将淀粉聚合物链交联成刚性网络。柠檬酸的加入破坏分子间氢键以促进初始水渗透。其交联结构最终决定其与其他酸相比独特的SP行为。相反，AAS和PAS是仅具有单个羧基的一元羧酸，因此不能形成这种交联网络，依赖于酸水解作为其主要作用机制。Raungrusmee等人报道增加酸浓度可增强淀粉的水溶性，因为酸水解改变淀粉的颗粒和分子结构，产生更小和更易溶的分子。
吸水能力（WAC）范围为10.93至20.44（表2），最低WAC为CAS-10%，最高WAC为MWS-15。MWS显示更高的吸水能力，而CAS显示相对低于BRF和BRS的WAC。微波处理在淀粉颗粒内产生内部压力，部分破坏结晶区域并断裂氢键。这种结构松弛允许更多水分子渗透并结合到淀粉基质，增加WAC。与BRF和BRS相比，AAS和PAS显示显著（p < .05）浓度依赖性的淀粉WAC增加。在酸水解过程中，酸主要靶向颗粒的无定形部分，其中分子有序度较低。这种部分分解使颗粒结构劣化并增加孔隙率，允许更多水分子进入淀粉基质。
总淀粉含量和估计血糖生成指数（eGI）的估算
样品的直链淀粉含量显著变化（p < .05），范围为17.09%至28.88%（表2）。直链淀粉含量随植物来源而变化，并与其他理化性质一起在决定淀粉消化性中起重要作用。改性淀粉的eGI如图2所示。各组持续保持较高的直链淀粉含量，但与MWS和CAS组相比表现出更高的eGI（表2），后者具有较低的直链淀粉含量但较低的eGI值。这种不一致可能部分由酶可及性解释，如表面形态所示（图4）。表面形态显示AAS-25%和PAS-10%样品由明显的单个颗粒组成，表面较粗糙，团簇比MWS-20和CAS-25%更小。柠檬酸促进定向聚集形成低eGI组中致密、紧凑的复合结构。米粒大小显著影响消化速率和随后的估计血糖生成指数（eGI），先前已表明较小的淀粉颗粒尺寸促进增加的淀粉消化性。总淀粉（TS）含量显著变化（p < .05），BRF显示最低TS（80.75%），而BRS和改性淀粉显示更高的TS（表2）。提取和改性增加了样品的TS含量。水解指数（HI）范围为25.77至58.77，BRS显示最高HI（58.77），CAS-25%显示最低HI（25.77），表明较少的淀粉水解。BRF的eGI显著低于BRS（p < .05），这是由于淀粉分子与非淀粉组分之间的相互作用。所有改性淀粉显示显著低于BRS的eGI值（p < .05），CAS-25%达到最低（53.86），归因于淀粉微观结构的改变。Li等人（2020）报道淀粉的复合物形成通过抑制淀粉颗粒的膨胀降低淀粉消化程度。AAS显示eGI值范围为64.89至69.30，而PAS是唯一随浓度增加eGI增加的样品，值范围为63.45至69.24。这些结果表明较高浓度的CAS和较长时间的MWS有效降低淀粉消化性（图2）。乙酸通过降低餐食pH来降低餐后血糖，这在口胃消化过程中过早使唾液α-淀粉酶失活并将淀粉水解为寡糖的量减少50%以上。这些发现清楚地表明增加丙酸浓度增加eGI，这一趋势与柠檬酸和乙酸形成鲜明对比。柠檬酸含有一个羟基和三个羧基。在改性过程中，酯化始于淀粉-柠檬酸加合物的形成，进一步加热驱动交联反应。这种分子桥接诱导淀粉链的结构重塑和排列，从而降低其对酶水解的敏感性。相反，乙酸和丙酸属于短链羧酸类，特征为连接单个羧基官能团的线性碳链。乙酸处理后淀粉消化性的降低可能由其分子结构的空间改变引起。这些由引入的乙酰基驱动的变化在水解过程中充当抵抗酶攻击的屏障。相反，PAS随酸浓度增加显示eGI增加，因为较强的酸处理可通过改变颗粒结构（糖苷键的酸水解）增加淀粉消化性，且淀粉的紧密结晶结构在控制消化方面比丙酰基的空间位阻起更主导的作用。改性淀粉较低的估计血糖生成指数（eGI）可由微波和酸双重处理诱导的结构改变解释。这些处理可能破坏无定形区域并引起淀粉链的再结晶或重排。这种结构重排降低消化酶（α-淀粉酶和淀粉葡萄糖苷酶）对淀粉颗粒的可及性。因此，体外淀粉水解速率显著减慢，导致实验室消化模型中葡萄糖的受限和逐渐释放。然而，具有最低eGI值的MWS-20和CAS-25%被选择用于进一步制备低eGI米粉。图2. 碎茉莉香米粉（BRF）、碎米淀粉（BRS）和改性淀粉（MWS、AAS、CAS、PAS）在180 min消化过程中的淀粉水解。
糊化性质
BRF、BRS和改性淀粉的糊化性质显著不同（p < .05），如图3和表2S所示。BRF表现出比BRS更高的糊化性质，特别是在峰值黏度（PV）和糊化温度方面，表明更高的抗糊化性，因为PV值定义为淀粉糊在冷却前达到的最大黏度，反映淀粉颗粒的膨胀程度。在MWS中，处理10 min后糊化性质下降。MWS-5记录了所有样品中最高的PV，反映加热过程中淀粉颗粒优越的膨胀能力。随改性时间增加糊化性质的逐渐降低表明适用于需要控制凝胶形成和质构开发的应用。CAS表现出最显著的糊化性质降低。先前研究报道柠檬酸酯化完全改变米淀粉的糊化行为，产生无明显峰值黏度的平坦糊化曲线，这是由于柠檬酸交联和破坏的结晶度限制了颗粒膨胀和糊化。极高的PV值，特别是在CAS-25%中，表明严重受限的颗粒膨胀，这可能对米粉应用有利。这种降低归因于柠檬酸诱导的淀粉颗粒内结晶区域的破坏，从而促进水渗透和更早的糊化起始。相应较低的最终黏度和回生黏度表明蒸煮淀粉凝胶的质构稳定性改善。PAS显示与AAS相似的糊化行为，值略低，两者随酸浓度增加显示糊化性质显著降低（p < .05）。图3. 碎茉莉香米粉（BRF）、碎米淀粉（BRS）和改性淀粉的糊化性质曲线。
扫描电子显微镜
BRF显示不规则、多边形颗粒，表面光滑，有碾磨造成的轻微机械损伤（图4），而BRS颗粒显示特征性淀粉多面体形态，具有锐利的边缘、角和光滑表面。MWS-20显示不规则形状颗粒和不同大小角状碎片的异质混合物。微波辐照产生内部热量和压力，导致淀粉颗粒表面损伤如裂纹和针孔。较高功率或暴露导致完全糊化、破碎和融合。微波辐射导致淀粉颗粒表面结晶体的部分糊化和熔化，导致表面粗糙、断裂或孔洞。CAS-25%显示众多中小颗粒，大小和形状变化相当大。颗粒表面变得明显更粗糙，锐利边缘因酸诱导的降解而变得模糊。观察到的改性表面特征与柠檬酸处理诱导的颗粒变形和塌陷一致。AAS-25%和PAS-10%显示相似的形态，特征为高度不规则的形状和粗糙、多孔的表面，部分保留角状特征，代表与天然淀粉表面拓扑的显著偏离。这些观察与先前报道的乙酰化诱导的颗粒聚集和表面凹陷的发现一致，而丙酸破坏原始颗粒结构，产生具有明显边缘的不规则块状形态。图4. 具有最低eGI的碎茉莉香米粉、碎米淀粉和改性淀粉的表面形态。
傅里叶变换红外光谱
样品的FTIR光谱在500–4000 cm
?1区域记录，如图5所示。所有样品在3100–3700 cm
?1区域显示宽吸收带，对应于O-H伸缩振动。BRS在该区域显示比BRF更强的峰，表明更高的羟基浓度，因为非淀粉组分（蛋白质和脂质）被去除。值得注意的是，改性淀粉在该区域显示比BRS更窄的谱带，表明氢键改变和更紧凑的分子排列。2930.64 cm
?1处的吸收带归因于多糖中的-CH
2伸缩振动，部分反映淀粉的疏水特征。995 cm
?1处的峰与氢键形成相关，氢键形成被认为是淀粉回生的主要驱动力。对于化学改性淀粉，柠檬酸改性样品显示两个特征峰：1720 cm
?1处的C=O伸缩带和1020–1150 cm
?1区域的C-O-C伸缩带。乙酰化淀粉在1724 cm
?1处显示新的吸收峰，确认由乙酸乙烯酯形成酯键。丙酰化淀粉在3420、1020、1080和1155 cm
?1处显示显著降低的吸收强度，与先前研究一致。图5. 碎茉莉香米粉（BRF）、碎米淀粉（BRS）和改性淀粉的傅里叶变换红外光谱。
米粉的近似组成和颜色分析
结果表明BRF米粉具有最高的蛋白质含量（6.83%）（表3）。所有米粉的灰分和纤维含量低于1%。BRF、BRS和MWS-20米粉的碳水化合物含量相似（40–42%），而CAS-25%米粉显示较低的碳水化合物含量。水分含量在样品间显著不同（p < .05），范围为BRF米粉的51.07%至CAS-25%米粉的62.70%，后者表现出最高的水分保持。化学改性淀粉减少米粉中的水分损失，这可能归因于其增强的水结合能力。所有样品间灰分和纤维含量无显著变化（p > .05），而脂质含量与BRF米粉相比显著降低（p < .05）。
所有样品的亮度（L*）值范围为66.40至76.49（表3）。BRF米粉产生最高亮度，而BRS米粉显示最低。BRS米粉比其他配方相对更暗且更半透明（图6）。结果表明BRS米粉表现出与参考的最大色差（ΔE：10.51），表明大的、视觉上明显的颜色差异，与其显著较低的L*值一致，表明较暗的着色。MWS-20米粉显示中等色差，而CAS-25%米粉呈现可感知的差异。含柠檬酸替代的米粉表现出显著更大的b*值，表明更强的黄化趋势。根据标准ΔE感知量表，所有改性淀粉米粉超过ΔE of 5，表明人眼可清楚感知的颜色差异。图6. 由（A）碎茉莉香米粉（BRF）、（B）碎米淀粉（BRS）、（C）MWS-20和（D）CAS-25%制备的米粉外观。
米粉的质构特性和蒸煮时间
米粉的质构特性，包括拉伸强度、弹性和硬度，在样品间显著变化（p < .05）（表4）。MWS-20米粉显示最高的拉伸强度，表明改善的结构完整性。弹性值范围为7.46 mm至24.75 mm，BRS米粉显示最高弹性，CAS-25%米粉最低。BRF米粉显示最高硬度，而MWS-20米粉显示最低。这些发现与Asiamah等人先前的报告一致，表明加入预糊化淀粉降低米粉硬度，产生更柔软、更柔韧的质构。CAS-25%米粉中观察到的降低的拉伸强度可能归因于柠檬酸改性。Alexander等人报道了柠檬酸改性对米粉质构的类似效应，观察到含柠檬酸改性燕麦淀粉的米粉通常表现出比由天然燕麦淀粉制备的米粉更低的硬度和剪切功。特别是，含25%柠檬酸改性淀粉的米粉显示比天然燕麦淀粉米粉（分别为2701 g和6949 g·s）更低的硬度（1913 g）和剪切功（5627 g·s），表明倾向于更柔软和更少抵抗的米粉结构。米粉的蒸煮时间在样品间变化。MWS-20米粉显示最短的蒸煮时间（3.0 min），而CAS-25%米粉具有最长（7.5 min）。先前研究发现来自白芸豆的预糊化淀粉米粉需要更短的蒸煮时间并吸收和保留更多的水分含量。结果表明MWS增强拉伸强度和弹性同时减少蒸煮时间。相反，CAS-25%米粉在样品中显示最低的拉伸强度和弹性。这种变化可归因于柠檬酸改性，其通过完全抑制凝胶形成深刻影响质构。改性淀粉未能构建结构化的凝胶网络；由于缺乏结构完整性，标准质构属性，特别是硬度、内聚性和胶黏性使CAS-25%米粉相比其他组脆弱且易碎。
米粉的估计血糖生成指数（eGI）的估算
米粉样品的体外消化曲线如图7所示。结果表明BRF米粉具有比BRS米粉更低的eGI值（56.06），这是由于其他化学成分，如蛋白质，通过与淀粉相互作用减缓消化过程。BRS米粉具有最高eGI（61.58），而CAS-25%米粉显示最低eGI（52.07）。Tian等人报道微波处理淀粉导致米粉较低的消化速率，这是由于微波处理引起的淀粉结构变化。在微波处理过程中，能量分解淀粉颗粒并促进糊化；在冷却过程中，直链淀粉链重排并再结晶成有序结构，抵抗消化酶并减缓葡萄糖释放。Liu等人报道用柠檬酸改性的米淀粉显示最低的eGI值（54.8%）。柠檬酸显示对淀粉分子长链段的优先亲和力，主要促进与支链淀粉延伸支链的交联，形成分子间和分子内酯键，有助于淀粉网络的结构改性。结果表明MWS和CAS米粉表现出比未改性BRF米粉更低的eGI值，CAS-25%在所有处理中显示最低eGI。虽然降低幅度适中（约4个eGI单位），但将米粉从中eGI类别转变为低eGI类别，而未改性BRF米粉已接近低eGI阈值。本研究受限于依赖Goni等人的体外eGI方法。虽然可用于估计淀粉消化和血糖潜力，但该方法未完全考虑生理因素如胃排空和胰岛素反应。因此，eGI值反映基于体外淀粉水解的血糖潜力估计而非实际体内血糖反应。尽管如此，这些米粉可作为低eGI碳水化合物来源纳入均衡日常饮食，并可能有助于改善餐后血糖控制。图7. 由BRF、BRS、MWS-20和CAS-25%制备的米粉在180 min消化过程中的淀粉水解。
米粉的感官评价
表5呈现米粉样品的感官评价。选择用于米粉开发的改性淀粉仅限于具有低eGI的样品。感官特征在样品间大多数属性上显示显著差异（p < .05）。感官评价显示样品间颜色无显著差异（p > .05）。BRF和CAS-25%米粉具有最低的质构评分。质构和风味在样品间表现出更显著的差异（p < .05）。BRS和MWS-20米粉显示显著（p < .05）更高的风味评分（分别为7.42和7.54），而CAS-25%米粉具有最低的风味评分（5.06）。然而，BRS和MWS-20米粉在香气、风味、质构和总体喜好方面获得显著更高的评分（p < .05），而CAS-25%在所有感官属性上记录最低评分。基于这些发现，MWS-20米粉被确定为开发富抗性淀粉、低血糖生成指数米粉的最合适候选，具有最有利的感官特征。
结论
本研究表明，从碎KDML 105提取的淀粉可通过微波处理和酸处理成功改性。这些改性技术大幅改变淀粉的理化和功能特征（SP、WAC、直链淀粉含量和溶解度）。微波处理特别改善淀粉的水合和结构功能性，而不同浓度的不同酸处理也根据酸的类型和浓度改变对酶消化的抵抗力，导致较低的eGI。在改性淀粉中，MWS-20和CAS-25%显示低eGI，被用于开发低eGI米粉。用改性淀粉开发的米粉表现出较低的eGI，突出其作为血糖控制健康食品的潜力。此外，MWS-20米粉表现出优越的感官特性、良好的弹性和更高的拉伸强度，表明更高的消费者可接受性。相反，CAS-25%米粉显示出降低估计血糖生成指数（eGI）的最大潜力；然而，这种益处与降低的拉伸强度、较低的弹性、较长的蒸煮时间和较低的消费者可接受性相关。因此，未来研究应集中于优化改性过程以改善技术品质同时保持低eGI特征。这些结果证明改性碎米淀粉作为生产低eGI、无麸质食品的功能性配料的潜力。此外，碎KDML的淀粉改性通过开发功能性食品为低价值稻米加工副产物增加价值。
