发酵处理对糙米粉淀粉消化特性的调控机制及营养强化作用研究

《Food Chemistry: X》:Improving Brown rice quality: Effects of different processing treatments on functionality and nutrition

【字体: 时间:2026年01月25日 来源:Food Chemistry: X 6.5

编辑推荐:

  本研究针对糙米食用品质差、血糖生成指数高等问题,系统比较了挤压膨化、发芽和乳酸菌发酵三种处理方式对糙米粉加工特性、营养组分及淀粉消化性的影响。结果表明,发酵处理可显著降低淀粉水解率(C∞降至47.23%)和血糖生成指数(GI=51.56),同时提升γ-氨基丁酸(GABA)含量195.5%,为低GI功能性糙米制品开发提供新策略。

  
糙米作为全谷物代表,富含膳食纤维、矿物质和γ-氨基丁酸(GABA)等活性成分,但其粗纤维含量高、蒸煮特性差,导致口感粗糙,且淀粉消化速度快,血糖生成指数(GI)较高,限制了其在健康食品中的应用。如何通过加工改良提升糙米的食用品质和营养功能,成为食品科学领域的重要课题。
近期发表于《Food Chemistry: X》的研究论文《Improving Brown rice quality: Effects of different processing treatments on functionality and nutrition》系统探讨了挤压膨化、发芽和乳酸菌发酵三种处理对糙米粉(BRF)淀粉结构、加工特性及生物活性成分的影响。该研究通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和体外消化模型等技术,揭示了不同处理方式对淀粉晶体结构、热特性、流变学特性及消化率的调控机制。
关键技术方法
研究以泰香粳1402糙米为原料,分别制备挤压膨化糙米粉(BRF-E)、发芽糙米粉(BRF-G)和发酵糙米粉(BRF-F)。通过扫描电镜观察淀粉颗粒形貌,X射线衍射分析晶体结构,差示扫描量热法测定热力学参数,流变仪评估黏弹性,并结合体外模拟消化实验计算淀粉组分(RDS、SDS、RS)和血糖生成指数(GI)。
3.1. SEM分析
扫描电镜结果显示,挤压处理使淀粉颗粒表面出现不规则层状结构,发芽导致颗粒破裂产生裂缝,而发酵使淀粉颗粒尺寸减小、表面多孔化。表明三种处理均通过物理或酶解作用破坏淀粉颗粒完整性。
3.2. XRD分析
X射线衍射表明,挤压处理使淀粉晶体结构由A型转为V型,相对结晶度(RC)降至3.15%;发酵处理使RC降至5.69%,而发芽处理反而将RC提升至21.51%,说明发酵和挤压更有效破坏淀粉有序结构。
3.3. 加工特性分析
挤压处理显著提升水合特性(WAI值增至37.36%),发酵则降低其水合能力。发酵样品的糊化度提高36.57%,且焓值(ΔH)降至1.65 J/g,表明发酵优化了淀粉的加工适应性。
3.4. 理化性质
发酵使糙米粉的总淀粉含量降低45.01%,直链淀粉含量提升108.45%,GABA含量增至94.65 mg/100 g,植酸含量降低37.33%。挤压和发芽也显著提升了抗性淀粉(RS)比例。
3.5. 体外消化特性
发酵处理最具显著效果,使快速消化淀粉(RDS)降低47.74%,抗性淀粉(RS)提升75.3%,GI值降至51.56,属于低GI食品范畴。挤压和发芽处理的GI值分别为66.71和73.46。
结论与意义
本研究证实乳酸菌发酵(Pediococcus pentosaceus JS35和Lactobacillus acidophilus)可同步实现糙米粉的营养强化与消化特性改良,其机制涉及有机酸与淀粉酶的协同作用促进直链淀粉重组、形成抗酶解晶体结构。该研究为开发低GI功能性糙米主食提供了理论依据和技术路径,对代谢疾病人群的膳食干预具有应用价值。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号