研磨工艺及面粉微观结构对甜饼干中淀粉体外消化率的影响

《Proceedings of the Nutrition Society》：Effect of milling and flour microstructure on in vitro starch digestibility in sweet biscuits

　　

摘要

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2021年，2型糖尿病（T2DM）导致了近200万人死亡，而肥胖仍然是缺血性心脏病的主要风险因素，缺血性心脏病是全球主要的死亡原因^（1）。T2DM和肥胖的普遍性主要归因于长期摄入高消化率的碳水化合物，这些碳水化合物会引发餐后血糖大幅波动。富含碳水化合物的主食（如烘焙食品）主要由面粉制成，其中淀粉是主要的碳水化合物来源。我们假设通过改变全麦面粉的物理化学性质，可以降低淀粉的消化率，从而调节烘焙食品的血糖影响，为减少代谢性疾病负担提供一种潜在的饮食策略^（2）。在这项研究中，我们使用全麦面粉制作了甜饼干来验证这一假设。

全麦颗粒通过打粉机加工，分别通过孔径为2.0毫米和0.1毫米的筛网，得到粗粉和细粉。这些全麦粉以及精制小麦粉被用来制作饼干，采用旋转成型技术。通过Englyst方法评估饼干的体外淀粉消化率，得到RDS、SDS和RS（单位：克/100克总淀粉），并通过α-淀粉酶测定法^（3）测量90分钟后的淀粉消化情况（使用固定的酶与底物比例）。通过单因素方差分析（ANOVA）发现了显著差异。通过明场显微镜和扫描电子显微镜分析面粉的微观结构差异，研究了不同饼干之间淀粉消化率变化的机制。

通过2毫米筛网筛选出的面粉颗粒较大（D50 = 559 ± 208 μm），而通过0.1毫米筛网筛选出的面粉颗粒较小（D50 = 35 ± 1 μm）。用细全麦粉和精制面粉制成的饼干比用粗麦粉制成的饼干具有更高的淀粉消化率。经过90分钟的淀粉酶分解后，精制面粉和细面粉饼干中的淀粉消化率显著高于粗麦面粉饼干（分别为44.4 ± 0.3 g/100g和50.6 ± 5.2 g/100g，而粗麦面粉饼干为31.1 ± 2.2 g/100g）。Englyst方法也证实了这一结果，显示精制面粉饼干中的SDS含量（53.7 ± 0.4 g/100g）高于精制面粉饼干（40.6 ± 0.3 g/100g）和细面粉饼干（29.3 ± 0.3 g/100g）。微观结构分析显示，粗麦面粉中含有较大的胚乳碎片和一些完整的细胞，而细面粉和精制面粉主要由游离的、受损的淀粉颗粒和小胚乳碎片组成。细面粉和精制面粉中的较小颗粒增加了表面积，从而提高了酶的接触效率和淀粉的消化率。

控制全麦面粉的颗粒大小有助于开发低水分、淀粉消化缓慢的烘焙食品。这为需要改善血糖控制的群体提供了有价值的饮食干预方案。

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