抗性淀粉强化面包:膳食纤维含量、分析方法比较与体外消化特性影响

《Future Foods》:Resistant starch-enriched bread: Fibre content, analytical method comparison, and in-vitro digestibility effects

【字体: 时间:2026年02月06日 来源:Future Foods 8.2

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  本研究针对现代饮食中膳食纤维摄入不足的问题,系统评估了四种抗性淀粉(RS-II、RS-III、RS-IV和RS2-IV)以40%高比例替代面粉对面包结构、营养和消化特性的影响。研究发现RS强化面包在满足"高纤维"声称的同时,能显著降低体外消化过程中还原糖释放速率(RS-IV组麦芽糖释放量比对照组降低32%),并揭示AOAC 991.43与2017.16两种纤维检测方法对RS-IV类产品的定量差异。该研究为通过主食强化策略改善公众膳食纤维摄入提供了理论与实践依据。

  
在现代饮食结构中,膳食纤维摄入不足已成为全球性的健康挑战,显著增加慢性疾病风险。作为消费量最大的主食之一,面包成为营养强化的理想载体。然而,传统膳食纤维原料往往对产品质构和口感产生负面影响,而抗性淀粉(Resistant Starch,RS)因其独特的理化特性与健康效益,成为食品工业关注的功能性配料。尽管已有研究探索RS在烘焙产品中的应用,但多局限于低替代比例(≤20%)或单一RS类型,缺乏不同RS类型在高替代水平下的系统性比较,特别是对分析方法差异及其与生理效应关联的深入探讨。
在此背景下,研究人员在《Future Foods》发表论文,通过将四种商业抗性淀粉(RS-II、RS-III、RS-IV和RS2-IV)以40%的高比例替代面粉,全面评估其对面包品质、营养特性及体外消化性的影响。研究首次在同一体系中对比了AOAC 991.43(测定高分子量膳食纤维,HMWDF)与AOAC 2017.16(同时测定HMWDF与乙醇沉淀性可溶性膳食纤维,SDFS)两种纤维定量方法的结果差异,并探究了RS类型与体外糖释放动力学的关系。
研究采用的技术方法主要包括:通过粉质仪(Farinograph)和混合实验仪(Mixolab)分析面团流变特性;利用质构分析仪(Texture Analyser)和体积扫描仪(Volscan Profiler)评估面包比容与质构;采用扫描电子显微镜(SEM)观察原料与面包crumb的微观结构;参照AOAC官方方法进行膳食纤维含量测定;通过体外模拟消化模型(基于Brennan和Tudorica方法)评估淀粉消化速率与还原糖释放(Reducing Sugar Release,RSR)曲线。
3.1 原料成分与微观结构
成分分析显示所有RS原料的蛋白质含量(0.00–0.60 g/100 g)显著低于面包粉(Baker’s Flour,BF)(11.24 g/100 g)。扫描电镜图像揭示RS-II为球形颗粒,RS-III呈现回生淀粉特征,RS-IV为聚集的多角形结构,RS2-IV则与BF相似,具备典型小麦淀粉颗粒形态。
3.2 面团品质
RS-III和RS-IV面团需水量最高(分别为83%和69%),显著高于BF对照组(62%)。GlutoPeak测定表明,RS-II和RS2-IV的峰值扭矩(Torque Max,TM)较低,而RS-III和RS-IV则较高,提示不同RS类型对面筋网络形成有差异化影响。发酵特性上,所有RS强化面团的最大高度(Hm)均低于对照组,但二氧化碳保持系数无显著差异。
3.3 面包品质
RS强化面包的比容(2.42–2.84 mL/g)较对照组(4.16 mL/g)下降32%–42%,硬度增加最高达475%。crumb结构分析显示,RS面包的孔洞直径减小,数量增加,质地更为致密。RS-IV和RS2-IV在比容和切片面积上表现优于RS-II和RS-III。储藏实验表明,RS面包的老化速率(Staling Rate)显著低于对照组,其中RS-III和RS-IV的老化速率最低。
3.4 营养特性
营养组成上,除RS-III的蛋白质和脂肪含量略低外,各配方间无显著差异。纤维含量测定出现方法依赖性结果:AOAC 991.43法下所有RS面包均达到“高纤维”标准(10.20–18.90 g/100 g),而AOAC 2017.16法仅RS-II和RS-III符合该标准,RS-IV和RS2-IV的纤维值分别为5.00 g/100 g和3.75 g/100 g。体外消化实验中,RS强化面包的还原糖释放速率均低于对照组,其中RS-IV和RS2-IV的释放速率最低(斜率分别为0.16%/min和0.15%/min),表明其延缓淀粉消化的潜力最佳。
研究结论强调,RS-IV在纤维强化(AOAC 991.43法测得其纤维含量最高,为18.90 g/100 g)与维持面包体积方面表现最优,且体外消化特性提示其可能具有调节餐后血糖的潜力。两种AOAC方法的结果差异突出表明,纤维的法定检测方法可能无法完全捕捉RS-IV在加工与消化过程中的实际抗性,这为法规标准与营养声称的制定提供了重要参考。该研究为主食产品的营养强化提供了实证依据,指出未来需结合体内研究、感官评价与长期健康效益评估,以推动RS强化产品在公共健康领域的实际应用。
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