全麦面包与白麦面包相比，其糊化、水解和消化率降低外文翻译资料

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全麦面包与白麦面包相比，其糊化、水解和消化率降低

摘要

小麦是北达科他州和美国的一种重要作物，通常被用来做面包。与慢性疾病有关的健康担忧已导致人们转向食用全麦面包。有一些迹象表明，全麦面包的淀粉消化率和消化量可能低于其精制面粉。本研究探讨了全麦面包中可能降低淀粉消化率和影响营养品质的成分。使用了六种面粉配方，其中包括两种精制面粉、两种全麦面粉和两种添加淀粉的全麦面粉。将淀粉添加到全麦面粉中，使其淀粉含量达到精制面粉的水平，这样我们就可以确定全麦面包中淀粉的稀释是否是降低全麦面包的血糖指数(eGI)估算值的一个因素。用AACC国际认可的10-09.01法对白面粉、全麦面粉和面包的化学成分、烘焙质量进行了评价，用Englyst法对eGI进行了评价。全麦面包显著(P lt; 0.05)提高了矿物质、蛋白质、阿拉伯木聚糖和酚酸含量，显著(P lt; 0.05)降低了eGI。全麦和全麦 淀粉面包的淀粉分子量也显著高于白面包(P lt; 0.05)。精面粉面包的eGI值分别为93.1和92.7，而全麦面包和全麦 淀粉面包的eGI值为83.5 ~ 85.1。总的来说，在全麦面包的组成中可以发现几个因素影响质量和淀粉水解。

与糖尿病、心血管疾病、癌症和肥胖等慢性疾病有关的健康问题导致人们从食用白面包转向食用全谷物和全麦产品(Slavin, 2004年)。全麦面包增加了膳食纤维(阿拉伯木聚糖和纤维素)、维生素B、矿物质含量和植物化学物质，如酚类化合物、植酸盐和燕麦虫酰胺(Slavin 2004年)。这些额外的成分可能与淀粉或其他成分有一些相互作用，从而导致淀粉在全麦面包中的消化率的变化。

当食用天然食物(如全麦)时，碳水化合物的消化和吸收通常会减慢。消化和吸收葡萄糖的速度会影响对食物的血糖反应。血糖指数(GI)是一种可以用来比较体内对食物的血糖反应的指标(Slavin 2004)。当使用体外试验方法时，该术语被称为估计GI (eGI)，并根据测试食品释放的葡萄糖与参考食品释放的葡萄糖进行测量(Ovando-Martacute;ınez et al. 2011a)。食品可分为高(gt;70)、中(56-69)或低(lt;55)GI食物(V enn和绿色2007;美国糖尿病协会2013年)。有许多研究表明，与精制面粉生产的产品相比，全麦和全麦产品的血糖反应和淀粉消化较低(Bravo等，1998年; Slavin 2004;Tucker等2014年)。

影响面包中GI的一个成分是抗性淀粉(RS)的含量，抗性淀粉被归类为膳食纤维，因为它在小肠中抵抗水解，并由大肠中的肠道微生物群发酵(Holm和Bjouml;rck 1992;Liljeberg等，1996)。根据抗性机制，RS可分为4类。RS的类型如下:I型(RS-I，物理上不可接近)，II型(RS-II，颗粒形态)，III型(RS-III，逆转录淀粉)，IV型(RS-IV，变性淀粉)。RS-III由淀粉类食品在蒸煮和冷却过程中形成的淀粉缩合而成并构成了面包中发现的大部分RS (Sajilata et al. 2006)。

先前的研究发现，烘焙面包的过程会导致淀粉的退化(RS-III) (Johansson et al. 1984; Holm和Bjouml;rck 1992)。当淀粉被冷却时，直链淀粉发生回生，这就降低了淀粉的那一部分的消化率。支链淀粉由于退化速度较慢，在较长一段时间内仍可被消化。淀粉食品的烹饪和冷却方法将影响淀粉结构和效果消化率(Lovegrove et al. 2017)。在形成RS-III的同时，可能还有其他物理化学原因导致全麦面包中GI较低。这些包括amyloseto-amylopectin比率(Bjorck et al . 1994),存在nonstarch多糖(阿糖基木聚糖)(Choct和Annison 1992), antinutrients(凝集素、肌醇六磷酸酯酶抑制剂)(1984年汤普森和Y勺),美拉德反应产物(Chung et al . 2011年),和所交互(Jenkins et al . 1987年)。限制水分会减少淀粉的糊化，从而降低淀粉的消化率。阿拉伯木聚糖与水结合，使淀粉糊化的可能性降低。在含水量约为60%的白面包中观察到部分完整的双折射淀粉颗粒。此外，研究表明，细胞壁成分中存在的水合成分，如非淀粉多糖，会减少凝胶化可用的水分，并通过允许原生淀粉结构持续存在而抑制淀粉的消化率(Mishra et al. 2012)。全麦面包中的阿拉伯木聚糖也可能在淀粉颗粒周围形成一层无法消化的薄膜，作为淀粉消化的物理屏障。如之前的研究所见，导致全麦面包GI降低的可能原因有很多(Thompson and Y oon 1984;Jenkins等，1987;Bravo等，1998年;Chung等，2011);然而，这些相互作用需要更详细的研究。在这项研究中，淀粉在白面包和全麦面包中的消化率将被研究与淀粉在烘焙过程中发生的变化的关系。

材料和方法

材料 化验了四个小麦粉样本;其中包括一个商业碾磨样品和三个品种(Barlow、Glenn和Prosper)在实验室碾磨的硬红春小麦样品(MLU-202，布勒，普利茅斯，美国MN)。将这三个品种的样品(精制、全麦和全麦 淀粉)的分析数据结合起来统计分析和数据展示。商业磨白专利面粉(非浓缩、非漂白)和全麦面粉均来自北达科他州州立磨坊(Grand Forks, ND, usa)。在横流搅拌机中混合麦麸和短裤组分后，麦麸和短裤的粒度通过带0.8 mm筛的锤式磨机(Perten Instruments, Springfield, IL, usa)进行减小。

表一显示了本次研究中使用的混合面粉的配方。将三个小麦品种的白面粉、磨碎的麸皮和短裤按磨粉所得材料的比例混合制成全麦面粉。用麸质洗涤机(Perten仪器)从每个白面粉样品中提取淀粉。用从白面粉中提取的淀粉制备全麦 淀粉样品。将淀粉添加到三个品种的全麦面粉中，使其淀粉含量与相应的白色纯面粉相同。在进行化学分析之前，所有的面包样本都被冷冻干燥，并在研钵和杵中研磨成均匀的颗粒大小。淀粉葡萄糖苷酶来自Megazyme International (Bray, Ireland)，转化酶、胰酶和其他试剂购自Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, U.S.A.)。

面粉的组成和品质 为了确定用于这些实验的面粉的质量，对所有的面粉混合物进行了近似分析。水分、灰分和蛋白质含量的测定分别按照AACC国际认可的方法44-15.02、08-01.01和46-30.01进行。面粉混合物和面包样品的淀粉损伤按照AACCI批准的方法76-30.02进行测量。根据AACCI批准的方法54-21.02，用粉状仪测定面粉的吸水率和面团强度。

烘焙和面包评估 面包配方是根据AACCI批准的10-09.01方法烘焙的，并做了一些修改。用真菌a-淀粉酶代替麦芽粉，用速溶干酵母代替压缩酵母，以提高这些成分在烘焙配方中的稳定性。添加磷酸铵(5ppm)改善酵母功能。为了避免过度发酵，面包的发酵时间为2小时，而不是3小时(GonzalezGracia et al. 2012)。面团在发酵过程中穿孔一次。烘焙后，用油菜籽置换法(AACCI批准的方法10-05.01)评估面包的体积。在额外的分析之前，面包被冻干，并在食品加工机中磨成均匀的细粉。

面包瓤的微观结构 用扫描电子显微镜(SEM)对面包进行了评估，以确定淀粉颗粒的形态，以及是否有物理障碍阻碍淀粉的消化。薄片面包在室温下干燥，用银胶或碳胶贴片固定在铝贴片上，并用Balzers SCD 030溅射涂布机(BAL-TEC RMC, Tucson, AZ, usa)涂上金。使用JEOL JSM-6300扫描电子显微镜(JEOL USA, Peabody, MA, USA)获取图像，加速电压为10 kV (Ovando-Martacute;ınez等，2011b)。

阿糖基木聚糖含量 面粉和面包中的阿拉伯木聚糖含量按照Blakeney等的方法进行测定(1983)。样品(6-7 mg)在三氟乙酸(250micro;l, 2M) 121℃加间质肌醇为内标。样品干燥后用氢氧化铵(100micro;l, 1M)和硼氢化钠(20 mg/mL)在二甲基亚砜中还原。用冰醋酸停止反应，加入1-甲基咪唑(100micro;l)和乙酸酐(0.5 mL)对样品进行乙酰化。样品用1ml二氯甲烷分两次，转移到第二管。二氯甲烷馏分在45℃样品在1ml丙酮中溶解。衍生化糖用Agilent (Santa Clara, CA, usa) 7890气相色谱仪和火焰电离检测器进行定量。采用SPTM-2380色谱柱(30 m times;0.25 mmtimes;0.2micro;m, Supelco, Bellefonte, PA, usa)进行分离。流速保持在0.8 mL/min，载气为氦气。喷油器、烤箱和检测器的温度分别设置为230、100和250℃。阿拉伯木聚糖总含量按阿拉伯木聚糖总含量=(阿拉伯糖% 木糖%)times; 0.88 (Henry 1986)计算。

多酚和植酸含量 样品在室温下，用盐酸酸化甲醇/水(50:50 v/v, pH 2, 50 mL/g样品，60分钟，室温，持续振荡)和丙酮/水(70:30 v/v, 50 mL/g样品，60分钟，室温，持续振荡)提取。离心后(15分钟，25℃, 3000 times; g)，结合上清测定提取多酚。以阿魏酸为原料制备标准曲线。用Folin-Ciocalteu法测定可提取多酚(Singleton et al. 1999)。结果以阿魏酸等效物表示。可水解多酚包括可水解的单宁酸、酚酸和羟基肉桂酸，它们通过强酸性水解从食品基质中释放出来。用甲醇/18.4M H2SO490:10 (v/v)在85℃从甲醇/丙酮/水的残留物中提取20小时，用于测定可溶性多酚(Hartzfeld et al. 2002);离心后(15分钟，25℃, 3000 times; g)，结合上清，采用Folin-Ciocalteu法结合阿魏酸标准曲线测定可水解多酚(Singleton et al. 1999)。结果以阿魏酸等效物表示。虽然Folin-Ciocalteu方法由于与其他成分(含氮化合物、非酚类抗氧化剂等)反应而高估酚类化合物有一定的局限性(Everette et al. 2010;Saacute;nchez-Rangel等2013)，目的是全面了解样品中酚含量的差异。面包中植酸含量的测定采用Haug和Lantzsch(1983)的方法，Guttieri et al.(2006)进行了修改。植酸用0.2M盐酸浸提过夜。稀释提取物，煮沸样品提取物和标准溶液，加入氯化铁铵。在冰上冷却后，将样品与2,2-联吡啶-巯基乙酸一起加入到微孔板中，在530 nm处读取吸光度(Guttieri等，2006年)。测定植酸含量的方法是绘制标准曲线对浓度的吸光度。

表一

混合面粉配方

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