添加三种抗性淀粉对炸沙琪玛品质变化及消化性的影响

《International Journal of Gastronomy and Food Science》：Effects of incorporating three types of resistant starch on quality development and digestibility of fried Sachima

　　摘要抗性淀粉（RS）作为一种功能性配料，在提高油炸谷物制品营养品质方面前景广阔。本研究比较了高直链玉米淀粉（HAMS）、抗性糊精（RD）和预糊化-回生高直链玉米淀粉（PGS）对重组沙琪玛体系的特性、水分分布、质地品质及淀粉消化性的影响。结果显示，RD组在发酵后储能模量（G′）和损耗模量（G″）增幅最大，同时保持适中的面团硬度和相对稳定的弹性。低场核磁共振（LF-NMR）分析表明，RD促进了油炸沙琪玛条中水分向更多固定状态的转化，使结合水比例增至13.77%，游离水比例降至6.73%。相比之下，HAMS形成了更致密、更刚性的基质，油炸后硬度（188.67 g）和脆性（124.67 g）最高，但感知脆度较低。含RD的油炸沙琪玛条硬度与对照组相当，而其孔隙结构和脆度更为理想。体外消化实验表明，油炸使HAMS、RD和PGS组的RS含量分别降低了13%、5%和11%。RD保留了最高的RS含量，并表现出最低的预估血糖指数（eGI），eGI值递减顺序为CK > HAMS > PGS > RD。总体而言，RD在改善沙琪玛结构品质和增强其抗淀粉消化性之间取得了良好平衡，为抗性淀粉在营养强化油炸谷物制品中的应用提供了理论基础。引言沙琪玛是一种传统的中国油炸谷物制品，因其独特的酥脆口感、甜味和美观外观而在东亚地区（尤其是中国）广泛食用（Yang等，2019）。它通常由面粉面团经混合、发酵、成型、油炸和糖浆涂覆等工艺制成。传统沙琪玛通常含有大量的升糖指数淀粉（源自精制面粉）、脂肪和糖，这在与现代肥胖、糖尿病和代谢疾病相关的饮食模式下引发了越来越多的营养担忧（Amerikanou等，2022；Sun等，2025）。重要的是，沙琪玛营养品质的提升不能独立于其加工性能和食用品质来考虑。Wang等（2014）报道，用全麦粉替代精制面粉可降低沙琪玛的油脂含量，但同时会增加表皮硬度和断裂力，使产品颜色变深，并降低其比容。这些发现表明，改变沙琪玛的碳水化合物组成可能会破坏营养品质、理想结构和质地特性之间的平衡。因此，通过配方优化来改善传统油炸谷物制品的营养组成，同时保持其理想的感官品质和结构特征，已成为重要的研究焦点。近年来，抗性淀粉（RS）作为一种功能性碳水化合物配料备受关注，因为它在小肠中抵抗消化并发挥多种有益生理效应，包括减轻餐后血糖反应、增强饱腹感和调节肠道健康（Ismail等，2025；Z. Wang等，2023；Bindels等，2017；Guo等，2021；Naseem和Rizwan，2025）。此外，RS还因其植物来源、分子结构和加工条件不同而表现出多样的物理化学特性（Nguyen等，2023；Hareer等，2024）。常见的RS成分，如高直链玉米淀粉（HAMS），通常含有相对较高的抗性比例，这可能与其高直链淀粉含量、较长的分子链和紧密堆积的半结晶结构有关（Lopez-Silva等，2020）。抗性糊精（RD）是一类水溶性、消化抗性碳水化合物。Huang等（2020）发现，水溶性抗性糊精改变了面团粘弹性并增加了面包对酶解的抗性。回生高直链淀粉是一种通过在特定条件下预糊化后冷却诱导回生而生产的RS。在此过程中，适当链长的糖链段通过氢键重新结合，形成相对有序和紧密的双螺旋和结晶结构，从而限制消化酶对淀粉底物的可及性（Huang等，2022；Isra等，2023）。这些特性使RS能够调节谷物食品体系中的水分分布、微观结构组织、质地特性和消化行为。因此，RS被认为是开发健康烘焙和油炸食品的高度有前景的功能性配料（Arp等，2021）。沙琪玛的结构形成涉及多种耦合的物理化学过程，包括混合和发酵过程中的面筋网络发展、发酵过程中的气体保留和粘弹性演变、水分再分布，以及油炸过程中的快速水分蒸发和基质膨胀（Yang等，2018）。这些过程对淀粉组成和水分-大分子相互作用高度敏感（Gallo等，2020；Cao等，2023），从而增加或降低淀粉消化性。先前的研究报告称，蒸煮和油炸处理显著降低了RS含量，尽管即使经过强烈的热加工后仍可能保留一部分抗性部分（Sha等，2025a；Sha等，2025b）。此外，淀粉类型可显著影响面团的宏观物理特性、水分分布、微观结构、淀粉消化性以及沙琪玛的最终品质（Federici等，2020；Luo等，2020；Song等，2024；Allan等，2021）。特别地，HAMS、RD和PGS在其固有特性和酶解程度上差异很大。这些差异可能同时影响重组面团基质的形成及其在油炸过程中的结构转变。因此，本研究表征了发酵前后采用不同种类RS配方的沙琪玛面团的质地特性和动态流变学行为。采用LF-NMR研究了油炸面团条中水分的分布和迁移行为。此外，还评估了油炸沙琪玛条的外部颜色和内部颜色、微观结构特征、质地属性以及最终产品的体外淀粉消化性。本研究旨在阐明沙琪玛油炸过程中的水分-结构-消化性关系，并确定最适合沙琪玛产品的RS类型，从而为开发具有理想加工性能、食用品质和营养价值的改进型沙琪玛提供理论基础。材料高筋面粉（蛋白质13.50%，水分12.81%，灰分0.73%，湿面筋55.70%）购自蛇口南顺面粉有限公司。碳酸氢钠由河南中原化学有限公司供应，另一批碳酸氢钠来自湖南银桥食品添加剂有限公司。碳酸氢铵购自山东中煤绿碳科技有限公司。活性小麦面筋（粗蛋白含量85.17%）和抗性淀粉，包括……不同抗性淀粉对沙琪玛面团质地的影响发酵前后沙琪玛面团的质地特性总结见表1。采用高筋面粉制备的CK面团发酵前硬度最低（175.33 g）。采用活性小麦面筋和抗性淀粉配制的重组面团显示出较高的初始硬度，尤其是HAMS和PGS。发酵显著增加了所有处理组面团的硬度和耐嚼性（p < 0.05）。发酵后，HAMS和PGS表现出最高的……结论本研究系统研究了HAMS、RD和PGS对重组沙琪玛体系的特性、水分状态、油炸结构形成、食用品质和淀粉消化性的影响。不同种类的抗性淀粉对面筋网络重建和沙琪玛最终品质产生了不同的调控效应。其中，RD表现出最佳的整体性能。发酵后，RD组显示出最显著的储能模量（G′）增加……CRediT作者贡献声明杨诗媛：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，软件，方法学，调查，数据整理。张滔滔：撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，验证，软件，方法学，调查，数据整理。陈冠宇：资源，调查。老振兴：资源，调查。周明：资源，调查。张东宪：撰写——审阅与编辑，验证，监督，项目管理，数据整理。利益冲突声明我们确认手稿已获所有署名作者阅读并批准，且没有其他符合作者资格标准但未列出的人员。我们声明，与所提交工作相关，我们没有任何商业或关联利益冲突。致谢我们衷心感谢海南省自然科学基金（823RC501）和海南科技职业大学科研基金项目（HKKY2024-25）。杨诗媛 | 张滔滔 | 陈冠宇 | 老振兴 | 周明 | 张东宪海南科技职业大学财经学院，海南省海口市琼山大道18号，571126，中国