《Radiation Physics and Chemistry》：Gamma-irradiated psyllium as a functional ingredient for the development of high-fibre pasta with a low predictive Glycemic Index
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作者：Rateesh Krishnan、N. Mallikarjunan、Rajalakshmi Deshpande、Sahayog N. Jamdar
印度孟买Trombay的Bhabha原子研究中心食品技术部门，邮编400 085
摘要
意大利面是一种重要的谷物制品，由精
作者：Rateesh Krishnan、N. Mallikarjunan、Rajalakshmi Deshpande、Sahayog N. Jamdar
印度孟买Trombay的Bhabha原子研究中心食品技术部门，邮编400 085
摘要
意大利面是一种重要的谷物制品，由精制小麦粉制成，但缺乏膳食纤维。膳食纤维是健康的重要成分，因此需要通过强化来提供健康益处。然而，使用像车前子壳这样的凝胶形成纤维进行强化会影响食品的感官特性，从而限制了其使用范围。为了解决这个问题，在本研究中，我们使用了经过25 kGy辐照的车前子壳。辐照处理后的车前子壳（RPPs）改善了其功能性，使我们能够将其强化程度提高至5%，而未经处理的车前子壳只能强化2%。我们还尝试了不同纤维组合的使用，以获得更好的感官接受度，发现RPPs（4%）和小麦纤维（WF）（2%）能为意大利面带来更好的感官特性。这使得该食品可以标示为“高纤维食品”。纤维强化增加了产品的吸水能力（65–75%）和面团重量（59.6–69.5%）。体外消化研究表明，添加了RPPs和小麦纤维的意大利面具有较低的预测血糖指数（GI）（46.1）和胰岛素指数（55.4），而未经强化的意大利面的这些指数分别为82和91.2。总之，对车前子壳和小麦纤维进行辐照处理可以生产出高纤维且低GI的意大利面。
引言
意大利面是一种深受消费者喜爱的传统食品，因为它便于运输、处理、烹饪和储存。它是由硬质小麦半粒粉制成的淀粉类主食，也被认为是世界上最多功能性和最易烹饪的淀粉类食品之一，同时具有良好的营养价值（Foschia等人，2013年；Brennan等人，2004年；Bianchi等人，2021年）。半粒粉的特点是蛋白质和纤维含量高，揉捏时能形成强韧的面筋，并含有类胡萝卜素，使其成为制作意大利面的最佳原料。然而，在某些国家，由于气候条件不利，无法种植硬质小麦，这使得半粒粉成为昂贵的原料。因此，许多食品工业使用精制小麦粉作为替代品。精制小麦粉在加工过程中会去除大部分纤维，从而降低了意大利面的营养价值。
另一方面，消费者对“膳食纤维”健康益处的认识不断提高（如降低血清葡萄糖和胆固醇水平），从而增加了对高纤维食品的需求。尽管需求旺盛，但大多数人仍未能达到每日推荐摄入量25克的膳食纤维（欧洲食品安全局EFSA和美国食品药品监督管理局FDA的建议）。此外，根据欧盟法规（EC）第1924/2006号，如果食品每100克含有至少6克和3克的纤维，就可以标注为“高纤维”和“纤维来源”（Stephen等人，2017年）。这为意大利面制造行业提供了机会，通过添加纤维来满足高纤维食品的需求，提高每份食品的纤维摄入量，并在营养标签上做出适当的健康声明。
车前子壳来自亚洲本土草本植物Plantago ovate的种子。车前子壳是一种可溶性的凝胶形成粘质物，主要由阿拉伯木聚糖组成（Fischer等人，2004年），其中木糖构成主链，阿拉伯糖构成侧链。它是公认的膳食纤维来源，广泛用于治疗便秘（Jalanka等人，2019年）。此外，它还用于控制2型糖尿病患者的血糖水平和降低高血脂患者的胆固醇水平（Brum等人，2018年）。美国食品药品监督管理局建议每天摄入7克或更多的车前子壳以降低血液胆固醇（Jenkins等人，2002年）。许多临床试验表明，食品中添加车前子壳可以显著降低2型糖尿病患者的血糖水平（Gibb等人，2015年）。还有报告指出，车前子壳的添加显著降低了食品的体外和体内血糖反应，而燕麦麸的添加仅降低了体外消化率，但未影响体内血糖反应（Brennan等人，2012年）。然而，Foschia等人（2015a, 2015b）的研究表明，尽管在意大利面中添加大量车前子壳（150克/千克）可以降低成品的血糖反应，但会损害意大利面的感官品质，如降低硬度并增加粘性。此外，添加更多膳食纤维会导致更高的烹饪损失（Foschia等人，2015a, 2015b）。烹饪损失增加的主要原因是面筋-淀粉网络的弱化，这在烹饪过程中对于保持直链淀粉至关重要。添加的纤维具有竞争性吸水作用，会破坏面筋-淀粉网络，导致更多直链淀粉渗出，从而增加烹饪损失。
在我们之前的研究中，我们观察到，尤其是25 kGy的高剂量辐照处理会降低车前子壳的凝胶强度和膨胀体积，从而有利于增加车前子壳的强化程度（Mallikarjunan等人，2021年）。与未经处理的车前子壳相比，辐照处理后的车前子壳（RPPs）在印度传统食品dhokla中有效改善了所需的感官特性，如提高柔软度、减少粘性和黏腻感。此外，体外消化研究表明，添加了车前子壳的dhokla释放的葡萄糖量显著减少。
基于这些背景，本研究旨在评估在不同浓度下将伽马辐照车前子壳和小麦纤维添加到精制小麦粉中，以开发出具有可接受感官特性的高纤维意大利面的效果。此外，通过体外淀粉消化研究评估了RPPs强化和/或与小麦纤维强化的意大利面的血糖指数（GI）和胰岛素指数（II），以评估辐照处理车前子壳在为糖尿病患者和肥胖者开发高纤维意大利面方面的有效性。
部分摘录
材料
精制小麦粉从当地市场购买。车前子壳和小麦纤维分别从Sarda Biopolymers Pvt Ltd和UniBourne Food Ingredients（孟买）购买。胃蛋白酶（107190）、胰淀粉酶α-淀粉酶（A6255）和淀粉葡萄糖苷酶（A1602）从美国密苏里州圣路易斯的Sigma Chemical Co.购买。总膳食纤维试剂盒（K-TDFR）从爱尔兰Bray的Megazyme International Ireland Ltd购买。所有其他化学品均为分析级。
面团重量
在制备意大利面面团的过程中，随着车前子壳强化程度的增加，面团重量也有所增加（见表2）。这归因于车前子壳的高吸水能力和高凝胶形成能力。使用RPPs5%（辐照处理车前子壳）和RPPs4%_WF2%（辐照处理车前子壳+小麦纤维）强化的面粉制成的面团具有更高的重量。
结论
研究结果表明，将车前子壳和/或小麦纤维添加到精制小麦粉中，有助于开发出高纤维含量的意大利面。与未强化的面粉相比，车前子壳的强化增加了面团重量，这归因于车前子壳的高吸水能力和高凝胶形成能力。此外，辐照处理进一步促进了车前子壳在意大利面中的强化程度。
作者贡献声明
Rajalakshmi Deshpande： 方法论。Mallikarjunan N： 原稿撰写、可视化、验证、方法论、研究、数据分析、概念化。Rateesh Krishnan： 原稿撰写与编辑、可视化、验证、方法论、研究、数据分析。Sahayog Jamdar： 原稿撰写与编辑、验证、监督、概念化。
利益冲突
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
数据可用性声明
支持本研究的数据可向通讯作者索取。由于隐私或伦理限制，这些数据不对外公开。
资金声明
本研究未获得任何公共、商业或非营利机构的特定资助。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
