《食品科学》:云南农业大学文建成教授等:糯稻种质胚乳淀粉组分含量及其消化特性
2024-03-14 138

  基于淀粉的消化速率,淀粉可分为快消化淀粉(RDS)、慢消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)。淀粉消化速率及餐后血糖反应受多方面因素的影响,如淀粉物理结构、化学组成成分、脂质复合物等。要明确淀粉消化速率以及其对餐后血糖反应的影响,最可靠的方法是测定人体餐后血糖值。通常采用体外酶消化法模拟人体胃肠道环境测定食物中淀粉的消化速率,进而预测该食物的预测血糖指数(eGI)。

  稻米是人类重要的能量来源,分为糯稻和黏稻。糯稻淀粉组成以支链淀粉为主,直链淀粉含量(AC)极低。然而,许多研究却发现食用糯稻餐后消化快、血糖反应快,是高GI食物,不适合糖尿病患者食用。对此,云南农业大学稻作研究所的陈双琴、顾雪、文建成*等人分析了65 个糯稻品种(系)胚乳淀粉组分含量差异,并采用体外酶消化法测定了这些糯稻米饭的消化速率、预测了eGI值,探讨糯稻品种(系)胚乳淀粉组分含量差异对消化速率和血糖反应的影响。研究结果可为代谢疾病患者以及糯性食物食用者提供数据参考。

  通过对65 个糯稻品种(系)分析,结果表明不同基因型糯稻胚乳淀粉组分含量差异很大(图1和表1)。糯稻品种AC变幅为0.72%~1.79%,平均为1.12%。TS含量变幅为70.63%~76.72%,平均为73.23%,低于黏稻平均含量75.27%,差异达极显著水平(P=0.0098<0.01)。有报道稻米TS含量为68.1%~85.3%,其中糯稻的含量高于黏稻。RDS含量平均为44.77%,高于黏稻的含量43.96%,差异没有达到显著水平。糯稻RDS变幅为40.51%~52.37%,含量最高的3个品种是滇籼糯17(52.37%)、意大利糯(49.31%)和天星糯2号(49.05%);含量最低的3个品种是早熟糯(40.51%)、滇谷2036(41.16%)和滇谷2047(41.16%)。SDS含量平均为26.67%,与黏稻(26.94%)没有差异。糯稻SDS变幅为19.92%~32.47%,含量最高的3个品种都高于30%,分别是版纳糯(32.47%)、早熟糯(31.75%)和景泰糯(31.25%);含量最低的3 个品种是滇籼糯17(19.92%)、上允大白糯(21.92%)和云南黑糯(22.72%)。糯稻RS含量变幅为0.17%~3.79%,平均为1.79%,明显低于黏稻的平均含量3.68%。

  上述结果与他人的结论一致,糯稻淀粉组分含量分析TS为78.05%、RDS为43.28%、SDS为27.85%,不同产地糯米淀粉的TS为82%~87%、RDS为51.89%~58.02%、SDS为15.65%~20.79%,糯稻RS低于非糯稻,RDS高于非糯稻。研究结果表明,RDS、SDS和RS会影响淀粉的水解率和葡萄糖的释放,从而影响GI。RDS可在小肠中快速消化吸收,从而瞬间升高血糖,因此糯稻不适合糖尿病患者,因其含有较多的RDS;SDS可维持适度稳定的血糖水平,减少饥饿感,而RS可抑制葡萄糖的释放,从而最小化血糖反应,有助于预防高血糖,SDS和RS能降低许多常见慢性疾病的风险。

  通过体外消化分析,测定了65 个糯稻品种胚乳淀粉的eGI,结果表明品种间的差异很大(图2)。这些糯稻品种的eGI平均值为72.9,最高的品种是版纳糯18(79.1),最低的品种是德恢2290(67.1)。其中,有54个糯稻品种的eGI值高于黏稻品种,占总糯稻品种数的83.7%。不同研究显示糯稻的GI值有差异,这些差异可能是由于品种基因型、所用分析方法、品种来源等条件不同所致。当然,从不同研究报道来看,糯稻淀粉的GI值都普遍高于黏稻,如黏稻淀粉GI为61.73~69.17,在高AC品种中稻201的GI较低为60~63。

  从糯稻的消化率(已水解淀粉占TS的比例)看,有52个糯稻品种的eGI值均高于70,属于高GI品种,有13个的eGI值在55~70之间,属于中GI品种(表2)。高糖品种的eGI平均值为73.9,明显高于中糖品种和黏稻品种(均为68.8),高了7.4%。在餐后30~180 min期间的6个检测时间点,高糖组糯稻的淀粉消化率高于黏稻组,其淀粉消化率平均增加了9.3%,其中在第30 min含量增加最多(16.2%),90 min含量增加最少(4.3%);中糖组糯稻在第30、120、150 min和第180 min的消化率都高于黏稻,而在第60 min和第90 min的消化率却低于黏稻。大部分糯稻品种的eGI高于黏稻,说明这部分糯稻的升血糖能力比黏稻强,这类糯稻的餐后血糖波动大,对于糖尿病患者、超重者或者是需要控制血糖的人来说都是不利的,例如版纳糯18(79.09)、红糯(78.81)和早熟糯(78.57)等。也发现少数糯稻品种的eGI值较低,比黏稻的还低,如德恢2290(67.13)、黑糯(67.18)和善巴东421(68.01),这对于喜欢糯食者,既享受了糯稻软糯的口感,血糖反应还较低。

  从糯米饭体外消化糖含量(不同消化时间产生的葡萄糖含量)的动态变化看,糯稻消化释放糖快,且持续时间长。从滇谷2036(糯稻)和滇屯506(黏稻)的消化糖含量动态变化可知(图3)。在餐后30 min,滇谷2036和滇屯506的消化糖含量激剧增加,但滇谷2036的消化糖含量和消化率均大于滇屯506,此时滇谷2036、滇屯506的消化糖含量和消化率在数值相同(32.52 mg/g和32.52%;27.56 mg/g和27.56%)。之后消化糖含量均持续下降,在第60 min滇谷2036的消化糖含量(11.23%)低于滇屯506(14.04%),但滇谷2036(43.76%)的消化率还是大于滇屯506(41.60%)。在第90 min二者的消化糖含量相当,分别为5.10%和4.81%,滇谷2036和滇屯506的消化率分别为48.86%和46.40%。在90~180 min期间,滇谷2036消化糖含量是持续略有增加的变化趋势,滇屯506是持续减少的变化趋势。在第180 min,滇谷2036的消化糖含量(11.61%)大于滇屯506(3.44%),滇谷2036(75.39%)的消化率也远大于滇屯506(58.62%)。与滇屯506相比,滇谷2036在餐后30 min内能快速释放大量糖,释糖速率高致使血糖反应快,同时在90~180 min还能检测到持续的糖释放,让人感觉耐饿和饱腹感。

  事实上,淀粉结构特征、蛋白质以及脂质对淀粉的束缚、酚类物质含量等因素均可能影响淀粉的消化率,影响糯稻消化特性和升糖能力的因素和机制比较复杂,受多方面因素的影响。

  相关性分析结果表明,糯稻胚乳淀粉组分与不同消化时间产生的葡萄糖含量、eGI之间存在相关性(表3)。TS含量与在6个检测时间的葡萄糖含量、eGI之间没有显著相关性,但与eGI的相关性最大为0.658,显示TS含量高则产生的糖多。RDS含量与180、90 min和30 min的产糖量正相关,前两项达到显著水平。在消化过程中,最先被消化酶分解产生葡萄糖的是RDS,所以糯稻RDS含量高,在前30 min产生的葡萄糖含量多。SDS含量与30 min和180 min生成的葡糖含量呈极显著负相关,这说明SDS含量高,释放糖缓慢而持续。RS含量与150 min生成的葡糖糖含量呈显著负相关。AC与eGI值呈显著负相关。

  对65 个糯稻种质胚乳淀粉分析,结果表明这些品种淀粉各组分含量差异大,AC为0.72%~1.79%,TS含量为70.63%~76.72%,RS含量为0.17%~3.79%,RDS含量为40.51%~52.37%,SDS含量为19.92%~32.47%。体外消化结果表明,这些品种胚乳淀粉的eGI值为67.1~79.1,平均值为72.9,其中高于70的品种数占总数的80%。在消化糖含量的动态变化上,糯稻在餐后30 min内能快速释放大量糖,释糖速率高且糖量多,致使血糖反应快,同时在90~180 min还能检测到持续的糖释放,释放糖持续时间长,具有耐饿和饱腹感。相关性分析结果表明,糯稻胚乳淀粉组分与消化产葡萄糖量、eGI之间存在相关性。发现RDS有助于血糖的快速升高,SDS、RS和AC有助于平缓的血糖反应。总之,糯稻基本上都是属于升血糖能力强的食物,需控制血糖水平的人群需谨慎食用。

  本文《糯稻种质胚乳淀粉组分含量及其消化特性》来源于《食品科学》2023年44卷20期309-314页. 作者:陈双琴,顾雪,黄菊媛,李丹丹,李娟,马杨永杰,普世皇,李继章,杨国明,文建成. DOI:10.7506/spkx1209-090. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

  实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

  为进一步促进未来食品科学的发展,全面践行“大食物观”的指导思想,持续提升食品科技创新和战略安全。由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办,北京工商大学食品与健康学院、北京联合大学生物化学工程学院、河北农业大学食品科技学院、西华大学食品与生物工程学院、大连民族大学生命科学学院、齐齐哈尔大学食品与生物工程学院、河北科技大学食品与生物学院共同主办,北京盈盛恒泰科技有限责任公司、古井集团等企业赞助的“第一届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于 2024年5月16-17日 在 中国北京 召开。

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