《Journal of Agriculture and Food Research》：Effect of burdock leaf juice on the physicochemical properties, antioxidant properties and glycemic index of Tartary buckwheat fresh wet noodles
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本研究针对高含量苦荞鲜湿面条（TB-FWN）存在的成型性差、粘弹性不足、蒸煮品质不佳等加工难题，创新性地引入牛蒡叶汁（BLJ）作为改良剂。研究发现，添加3.75% BLJ可显著改善面条的糊化、流变特性及蒸煮品质（蒸煮损失降低6.33%，断条率降低22.50%），并提升质构特性。更重要的是，BLJ的高膳食纤维含量使抗性淀粉（RS）提升至41%，估计血糖生成指数（eGI）降至45.86，同时抗氧化活性提升21.6%。该研究为开发兼具优良加工特性、抗氧化能力及代谢调节潜力的高含量苦荞主食产品提供了理论依据和技术支撑。
苦荞，作为一种营养均衡的粗粮，因其富含黄酮类化合物等功能成分，展现出抗氧化、抗炎、抗糖尿病和保肝等多种生物活性，日益受到健康食品领域的关注。面条作为亚洲传统主食，其中鲜湿面条因其省略脱水工序、加工时间短、风味保留好和质构稳定等优点，更受消费者青睐。将苦荞应用于鲜湿面条（Tartary buckwheat fresh wet noodles, TB-FWN）被视为主食领域的一个有前景的创新方向。然而，苦荞本身缺乏面筋蛋白，这给高含量苦荞面条的加工带来了巨大挑战。传统方法制作的高含量苦荞面条往往脆性大、质地粗糙、烹煮完整性差，工业配方通常只能添加10%-30%的苦荞粉，超过30%会严重损害面条的结构完整性和热稳定性，导致断条率和蒸煮损失显著增加。虽然挤压加工可以生产全苦荞面条，但过程中的热和剪切力会降低抗性淀粉含量，增加淀粉的酶解敏感性，反而提高了消化性。因此，如何在不牺牲淀粉消化特性的前提下，突破高含量苦荞在鲜湿面条中的应用瓶颈，成为亟待解决的问题。
与此同时，天然植物基添加剂因其在无麸质配方中调节质构特性的独特功能而受到越来越多的科学关注。牛蒡叶作为一种未被充分利用的药食同源资源，其生物活性化合物含量甚至高于其根部。牛蒡叶富含类黄酮和酚类化合物，具有抗氧化、抗炎、抗菌以及降胆固醇、抗糖尿病等代谢调节能力。尤为重要的是，牛蒡叶中丰富的膳食纤维可通过物理包裹淀粉颗粒阻碍酶接触，以及与直链淀粉链形成氢键等物理化学途径抑制淀粉消化，从而有效降低面条产品的估计血糖生成指数（estimated glycemic index, eGI）。此外，研究表明膳食纤维有助于增强面团硬度、抑制淀粉回生，而多酚则可通过调节淀粉分子构象和抑制α-淀粉酶（α-amylase）活性来延缓淀粉消化。因此，利用牛蒡叶汁（burdock leaf juice, BLJ）这类高纤维成分开发膳食纤维-淀粉复合材料，为设计代谢友好型主食提供了创新思路。
为此，发表在《Journal of Agriculture and Food Research》上的这项研究，旨在探究不同浓度BLJ对苦荞鲜湿面条宏观特性（如糊化、流变学）和微观结构的影响，并阐明其提升TB-FWN加工品质和体外消化率的机制。
研究人员为开展本研究，主要采用了以下关键技术方法：首先制备了不同浓度（1.25%, 2.5%, 3.75%, 5.0%, w/v）的牛蒡叶汁（BLJ），并以此制作了苦荞粉含量为73%的TB-FWN。随后，利用快速粘度分析仪（RVA）分析面团的糊化特性；采用流变仪测定动态流变学性质以评估粘弹性；通过扫描电子显微镜（SEM）观察面条的微观结构；评估了面条的蒸煮品质（吸水率、蒸煮损失、断条率）和质构剖面分析（TPA）；测定了总膳食纤维（TDF）含量、总多酚含量和DPPH自由基清除能力以评估营养和抗氧化特性；通过体外模拟消化实验分析了淀粉组成（快速消化淀粉RDS、慢消化淀粉SDS、抗性淀粉RS）、水解指数（HI）和估计血糖生成指数（eGI）；并进行了色差分析、电子舌分析和感官评价。
3.1. Effect of BLJ on pasting properties in TB-FWN
研究发现，BLJ的添加显著抑制了苦荞淀粉的糊化特性。随着BLJ浓度增加，峰值粘度（PV）、最终粘度（FV）、崩解值（BD）和回生值（SB）均降低。BD值的降低表明BLJ中的膳食纤维增强了面团的热稳定性和剪切抗力。SB值的降低则归因于膳食纤维的水分保持能力重新分配了水分子，并与淀粉竞争氢键位点，从而在一定程度上抑制了淀粉老化。
3.2. Effect of BLJ on dynamic rheological properties in TB-FWN
流变学分析表明，在所有测试频率范围内，储能模量（G′）均大于损耗模量（G″），证实了TB-FWN中牛蒡叶膳食纤维提供的弹性增强优于粘性特性。随着BLJ浓度增加，两种模量均呈浓度依赖性增加，损耗因子（tan δ = G″/G′）则降低，表明BLJ主要增强了面团的弹性，这符合面条产品对改善弹性的质构优化要求。
3.3. SEM
扫描电镜结果显示，随着BLJ浓度增加，TB-FWN表面变得更加光滑、连续和致密，这得益于BLJ中纤维素与苦荞淀粉的相互作用形成了更紧密的淀粉网络结构。然而，BLJ-5样品表面出现粗糙，可能是过量的不溶性膳食纤维未完全融入淀粉基质导致纤维积累。内部结构显示，膳食纤维有效填充了内部裂纹，在BLJ-3.75样品中可见丝状膳食纤维包裹淀粉颗粒，有助于改善面条的蒸煮特性。
3.4. Effect of BLJ on cooking qualities in TB-FWN
BLJ的添加改善了TB-FWN的蒸煮品质。与对照（BLJ-0）相比，吸水率增加，蒸煮损失从16.00%显著降至7.67%，断条率从35.83%显著降至7.50%。这表明BLJ能增强高含量苦荞面条的耐煮性，可能源于汁中的膳食纤维（如半纤维素）与苦荞淀粉的交联相互作用增强，促进了多相体系内的聚合，减少了内部可溶性物质的溶出。
3.5. Effect of BLJ on texture profile in TB-FWN
质构分析表明，随着BLJ浓度增加，面条的硬度和咀嚼性显著降低，而弹性、粘附性、胶粘性和回复性均增加。硬度和咀嚼性的降低可归因于BLJ中可溶性膳食纤维的凝胶特性在面筋网络表面形成层状结构，以及不溶性膳食纤维在蒸煮时因其强持水性而膨胀的综合效应。弹性等参数的改善则主要源于膳食纤维在蒸煮过程中通过交联强化了淀粉-多糖（膳食纤维）多相凝胶体系，从而增强了面粉基质内的分子间结合力。
3.6. Effect of BLJ on TDF content in TB-BFWN
总膳食纤维（TDF）含量随BLJ添加呈剂量依赖性增加。BLJ-3.75和BLJ-5样品的TDF含量分别为16.93 g/100g和21.52 g/100g，较对照（13.92 g/100g）分别显著提高了21.6%和54.6%。
3.7. Antioxidant properties
总多酚含量和DPPH自由基清除活性均随BLJ添加浓度增加而显著提升。BLJ-3.75样品的总多酚含量和DPPH自由基清除活性分别比对照提高了21.0%和21.6%。这主要归因于牛蒡叶中含有的芦丁、槲皮素、绿原酸等酚类化合物。
3.8. HI and eGI
体外消化性分析显示，BLJ的添加显著改变了TB-FWN中淀粉组分的分布。与对照（RS含量13%）相比，BLJ-3.75样品的抗性淀粉（RS）含量显著提高至41%，同时快速消化淀粉（RDS）和慢消化淀粉（SDS）含量降低。相应地，BLJ-3.75样品的水解指数（HI）和估计血糖生成指数（eGI）分别降至43.67%和45.86，从对照的中等GI（57.99）降至低GI水平。这种血糖反应的减弱主要源于RS含量的大幅增加以及RDS和SDS比例的降低。BLJ形成的致密凝胶网络可能阻碍消化酶接触淀粉基质，且其中的酚类化合物也可能抑制淀粉消化酶活性。
3.9. Color analysis
色差分析表明，随着BLJ浓度增加，面条的a值（红绿值）和b值（黄蓝值）逐渐降低，而L值（亮度）逐渐增加。这可能是由于BLJ中的膳食纤维包裹苦荞淀粉颗粒，增强了TB-FWN的致密性和光反射均匀性，提高了L值。a值降低主要与BLJ中高叶绿素含量有关，使面条渐显绿色。b值降低则可能是BLJ掩盖了苦荞固有的黄色调。
3.10. Electronic tongue analysis
电子舌分析表明，随着BLJ添加量增加，面条的咸味、酸味、甜味、鲜味和苦味强度均呈现渐进式增强。主成分分析（PCA）显示，当BLJ浓度≥2.5%时，对面条滋味特征产生显著影响。
3.11. Sensory evaluation
感官评价显示，与对照相比，BLJ-3.75样品在色泽和表观状态上得分最高，总感官得分也最高（72.15）。然而，当BLJ浓度增至5%时，由于过量膳食纤维在面条表面积聚导致表面粗糙，以及蒸煮时膳食纤维吸水膨胀导致面条结构软化，其表观状态、适口性和咀嚼性得分显著下降，总感官得分低于BLJ-3.75。
本研究证实，添加牛蒡叶汁（BLJ）能通过膳食纤维-淀粉相互作用，有效改善高含量苦荞鲜湿面条（TB-FWN）的加工特性。BLJ-3.75%被确定为最佳配方，它在提升面条糊化特性、流变特性、蒸煮品质、质构特性（如降低硬度、提高弹性）的同时，显著增强了产品的营养价值，表现为总膳食纤维、多酚含量和抗氧化活性的提高，并成功将面条的估计血糖生成指数（eGI）降至低GI水平（45.86）。感官评价也表明BLJ-3.75%面条在色泽、表观和核心质构属性方面获得了最佳平衡。该研究不仅为解决高含量苦荞面条加工难题提供了有效策略，还为开发兼具优良加工特性、抗氧化能力及代谢调节潜力的功能性主食产品指明了方向，同时为牛蒡加工副产物（牛蒡叶）的高值化利用开辟了新途径。研究结果表明，基于膳食纤维-淀粉复合物开发代谢友好型主食具有广阔前景。
