全 文 ：红小豆-粳米混合食物的碳水化合物体外消化速度研究
刘 芳 范志红 刘 波 周 威
(中国农业大学食品科学与营养工程学院 北京 100083)
摘要 碳水化合物的消化速度直接影响着淀粉类主食的餐后血糖反应,因此可利用碳水化合物的体外模拟消
化预测淀粉类主食品的血糖反应。用胰酶模拟小肠消化测定了几种烹调方法下红豆-粳米混合膳食中碳水化合
物的消化速度,并探讨了其中快速消化淀粉(RDS)、慢速消化淀粉(SDS)和抗性淀粉(RS)相对含量的变化,结果
表明:高压烹调显著提高了整豆-粳米混合食物的水解率和 RDS含量,但豆粉-米混合食物在不同烹调压力下
的差异不显著。整豆和大米分别烹调后再混合的食物与豆谷共同烹调食物相比,抗性淀粉的含量较高,且淀粉
消化指数较低。红小豆-粳米混合食物的消化速度与精白粳米的消化速度呈显著性差异(p<0.05)。烹调方法对
食物中碳水化合物的消化速度有很大影响。血糖调节异常的人群适合在主食原料中添加整豆类食物,以帮助稳
定餐后血糖反应。
关键词 粳米 红小豆 碳水化合物 消化速度
文章编号 1009-7848(2007)02-0042-06
近年来,我国慢性疾病的发生率不断上升[1]。
鉴于豆类食物对慢性病具有良好的预防作用[2],豆
谷类混合食物的作用也开始受到关注。国内研究
显示,豆谷混合食物可以较好地稳定餐后血糖水
平,利于糖尿病病人的血糖控制[3];豆类杂合面可
以较好地降低 NIDDM患者空腹血糖和餐后 2h
血糖的作用[4]。国外研究发现,豆谷混合食物的碳
水化合物消化速率较低[5];混合食物中,豆制品与
主食的配合可以有效地降低大米的血糖指数值达
20%~40%[6]。
尽管豆类及豆谷混合膳食对稳定餐后血糖反
应的功效已得到初步证实,但有关烹调方法方面
的研究尚不足,尤其接近我国居民饮食习惯的膳
食研究报告更少。国外研究证实体外模拟消化反
应与人体血糖反应具有良好的一致性[7]。本实验采
用体外模拟方法研究了红小豆和粳米混合食物的
消化速度及烹调方法的影响,对糖尿病患者的主
食选择和烹调具有一定的指导意义。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 主要材料 粳米:湖南金健米业股份有限
公司提供;红小豆:北京农学院选育品种“京农五
号”。
1.1.2 主要试剂 胰酶(Pancreatin)、淀粉葡萄糖
苷酶(Amyloglucosidase)、转化酶(Invertase):Sigma
公司;无水乙醇:北京化工厂;3,5-二硝基水杨酸:
北京市双华精细化工厂。
配制酶液:将 1.800g胰酶溶于 30.0mL水
中,0.320g转化酶溶于 4.00mL水中,50μL淀粉
葡萄糖苷酶溶于3.95mL水中,分别振荡后离心
(1500r/min、10min),然后取上清液:27.0mL胰
酶、1.80mL转化酶和 3.00mL淀粉葡萄糖苷酶,
将这3种酶混合备用。注意应在使用前配制[9]。
1.1.3 试验仪器 SHA-B水浴恒温振荡器,江苏
省金坛市容华仪器制造有限公司;LD4-2A型离心
机,北京医用离心机厂;752型紫外可见分光光度
计,上海精密科学仪器有限公司;电热恒温鼓风干
燥箱,天津市中环电炉有限公司;多功能搅拌仪,
上海浦美电器有限公司;LD-02型高速中药粉碎
机,温岭市大海药材器械厂。
收稿日期:2006-04-26
作者简介:刘芳,女,1978出生,硕士
通讯作者:范志红
Vol.7 No.2
Apr.2007JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnology
中 国 食 品 学 报第7卷 第 2期
2007年 4月
DOI:10.16429/j.1009-7848.2007.02.009
第7卷 第2期
1.2 试验方法
1.2.1 样品前处理 按国标(GB5497-85)测定每
组样品的含水量,计算干物质含量。样品称量,根
据不同样品的干物质含量而定,使每份样品的干
物质含量保持在700～900mg。
样品 烹调方法
整豆+粳米混合烹调 红小豆加 6倍质量的水,于 4℃下浸泡 24h,与粳米以 1∶1的质量比混合,120℃高压 10min或
常压40min烹调,匀浆3s后取样测定
整豆+粳米分别烹调 红小豆(已浸泡24h)和粳米分别于6倍体积水中蒸煮,然后按质量比1∶1混合,同样匀浆测定
豆粉+粳米 红小豆磨成粉,过50目筛后,与米以1∶1的质量比混合,加 6倍质量的水,高压或常压处理,同
样匀浆并测定
粳米对照 粳米加8倍质量的水,同上进行高压或常压处理,再按同样方法匀浆并测定
表1 样品处理方法
Table1 Treatmentmethodofsamples
1.2.2 体外模拟消化 采用Englyst等[8]人的体外
模拟消化方法测定豆米混合膳食在不同烹调方法
下的快速消化淀粉(RDS)、慢速消化淀粉(SDS)、
抗性淀粉(RS)和总淀粉(TS)[9],同时计算淀粉消
化指数SDI(SDI=RDS/TS×100)。在酶解反应的
0、2、5、10、30、60、120、180min时间点取样,研究
淀粉水解率的时间进程。
用3,5-二硝基水杨酸法[9]测定酶解反应后释
放出的葡萄糖的量,并用干物质的实际含量对测
定结果进行校正。试验结果以 100g样品干物质
中碳水化合物的水解百分率来表示。
1.2.3 单宁测定[10]
1.2.4 植酸测定[11]
1.3 统计学方法
应用Excel和SPSS11.5软件包进行显著性检
验。
2 结果与分析
2.1 烹调压力对豆谷混合膳食碳水化合物消化
速度的影响
采用常压和高压烹调两种方式,探讨压力对
红小豆和粳米混合食物中碳水化合物水解率的影
响。用同样烹调方法下的粳米粥作对照,结果如图
1和表2所示。
从图1可见,烹调压力对豆米混合膳食的水
解率有一定的影响。经统计检验,常压和高压处理
混合食物的碳水化合物水解率在反应 2、5、10、
20、30、60min时呈极显著差异(p<0.01),而在120
min和 180min时呈显著差异 (p<0.05)。由此推
断,高压烹调可显著增加RDS的比例。
加工烹调方式可影响食物的物理状态。有文
献表明,物理形态可能是淀粉消化速度的重要影
响因素[12～13]。由表2可知,高压烹调时RDS大幅度
增加,而SDS和RS的比例有所下降。无论是豆米
混合物还是粳米,不同烹调压力下的SDI都有显
著差异。
然而,无论高压还是常压烹调,豆米混合食物
在体外模拟消化中的碳水化合物水解率都明显低
于粳米粥(见图 1),且不同压力间的差异在豆米
混合食物中表现得更为明显。推测可能是因为红
小豆中富含蛋白质,在蒸煮过程中形成了蛋白质
常压豆米
常压米粥
高压豆米
高压米粥
80
70
60
50
40
30
20
10
0
碳
水
化
合
物
水
解
率
(干
物
质
) /
%
0 30 60 90 120 150 180
反应时间/min
图1 不同烹调压力对豆米混合食物碳水化合物
水解进程的影响
Fig.1 Efectofdiferentcookingpressureonhydrolysis
processofcarbohydrateinrice-Azuki-beanmixedfood
红小豆-粳米混合食物的碳水化合物体外消化速度研究 43
中 国 食 品 学 报 2007年第2期
包裹膨润淀粉粒的豆沙粒子[14],延缓了淀粉的糊
化;同时,豆类中包裹着淀粉的细胞壁较为坚韧,
阻碍了糊化淀粉与消化酶的接触[15],高压烹调能
更有效地减弱或破坏这些影响因素。相比之下,粳
米中这些因素的影响微乎其微。
此外,豆类中还有其它降低消化速度的因素,
如有机酸[16]、单宁和植酸等抗营养因子等[2,17],它们
也可能在混合膳食中发挥降低消化速度的作用。
样品(n=6)
淀粉类型/g·(100g)-1干物质
SDI
RDS SDS RS TS
常压豆米 31.20±1.06a 22.60±2.80a 8.53±0.59a 62.33±1.15 50.08±2.63a
高压豆米 40.59±1.19b 15.41±1.11b 5.68±0.73b 61.68±1.17 65.81±1.18b
表2 不同烹调压力下不同类型的淀粉含量和淀粉消化指数(SDI)
Table2 Starchfractionsandstarchdigestionindexunderdiferentcookingpressure
注:a、b两组之间差异极显著,p<0.01。
2.2 颗粒大小和烹调压力对混合膳食碳水化合
物消化的影响
颗粒大小决定了糊化淀粉与消化酶的接触面
积,可以在较大程度上影响淀粉的水解进程。鉴于
我国居民饮食中有将豆类碾碎后与谷类食物混合
食用的习惯,本试验测定了豆粉与米混合烹调后
碳水化合物的消化速度(见图2和表3)。
与整豆粒-米混合物(见图 1)相比,图 2显
示,当干豆磨成豆粉后,烹调压力对豆米混合物中
碳水化合物水解进程的影响降低了。经检验,除了
在 2min和 5min时差异显著(p<0.05),10min后
两者没有显著性差异。表4也显示,常压和高压烹
调下,豆粉-米混合物中RDS和SDS比例变化不
大,仅高压烹调中RS含量有低于常压烹调者的趋
势(p=0.058)。
这个结果证实了豆类淀粉物理形态对碳水化
合物消化速度的影响。因为红小豆种皮较紧密而
吸水性差[18],烹调前对豆类的碾磨破坏了它的物
理结构,在后续烹调过程中淀粉更易糊化,从而减
小了高压所发挥的作用。
60
50
40
30
20
10
0
常压豆粉+米 高压豆粉+米
碳
水
化
合
物
水
解
率
(干
物
质
) /
%
反应时间/min
2 5 10 30 60 120 180
图2 碾磨和烹调压力对混合膳食碳水化合物
水解进程的影响
Fig.2 Efectofgrindingandcookingpressure
onhydrolysisprocessofcarbohydrateinmixedfood
样品(n=6)
淀粉类型/g·(100g)-1干物质
SDI
RDS SDS RS TS
常压豆粉+米 30.24±1.27 20.22±0.67 10.86±1.52 61.32±0.55 49.33±2.40
高压豆粉+米 31.88±1.54 19.65±1.18 8.46±1.41 60.00±1.81 53.12±0.95
表3 红豆粉-米混合物中的不同类型的淀粉含量和淀粉消化指数(SDI)
Table3 VariousstarchcontentsandstarchdigestionindexinAzukibeanpowderandricemixture
2.3 豆米烹调前后混合时碳水化合物组分的差
异
在我国传统饮食中,既有豆米混合烹调的食
物,也有豆米分别烹调的食物。设计了不同压力下
分别烹调后再混合的试验,测定其在碳水化合物
消化吸收方面的差异(见表4)。
豆米混合烹调与分别烹调后混合的食物相
比,RS的相对含量有较大差异。无论常压或高压
44
第7卷 第2期
处理,烹调后再混合的食物中RS的相对含量是混
合烹调食物的 2~3倍。常压下烹调后再混合,其
RDS明显低于混合烹调者;而高压烹调时,混合烹
调或分别烹调食物的 RDS没有较大变化,但 SDS
含量却显著降低。从淀粉消化指数来看,烹调后再
混合食物比豆米混合烹调者分别降低了 23.96%
(常压)和7.74%(高压)。
样品(n=6)
淀粉类型/g·(100g)-1干物质
SDI
RDS SDS RS TS
烹调前混合 31.20±1.06b 22.60±2.80c 8.53±0.59b 62.33±1.15 50.08±2.63b
烹调后混合 24.35±0.38a 20.46±0.82c 19.17±2.87c 63.98±2.11 38.08±1.39a
高压 烹调前混合 40.59±1.19c 15.41±1.11b 5.68±0.73a 61.68±1.17 65.81±1.18c
烹调后混合 38.34±0.63c 7.21±0.70a 17.30±1.20c 62.85±0.43 61.00±1.03c
常压
表4 红豆粉-米混合物中的不同类型的淀粉含量和淀粉消化指数
Table4 VariousstarchcontentsandstarchdigestionindexinAzukibeanpowderandricemixture
注:a、b两组间和b、c两组间差异显著,p<0.05;a、c两组间差异极显著,p<0.01。
2.4 抗营养因素对豆米混合物消化速度的影响
对比表2和表3可以发现,常压豆粉-米和常
压整豆-米两种处理的 SDI和 RDS含量基本相
当,而高压处理豆粉-米混合物中的RDS低于整
粒豆米混合物的;豆米分别烹调和豆米混合烹调
对RS的含量有较大影响。推测可能是豆类中的
抗营养成分导致了这种差异,特别是对热较稳定
的单宁和植酸成分[17,19]。有文献表明,单宁和植酸
等抗营养因子对包括碳水化合物水解酶的一些酶
的活性有抑制作用[17,20]。
考虑到不同处理可能会改变豆中单宁和植酸
等抗营养因子的溶出状况,本实验分别测定了豆
粉和整豆在常压和高压条件下单宁和植酸两种抗
营养因子的溶出量(见表5)。
表5显示,无论是常压还是高压条件下,豆粉
中溶出的单宁量远低于原料豆中的含量,也显著
低于整豆烹调后的溶出量(经检验有极显著差异,
p<0.05)。豆中的单宁主要存在于表皮部分[21],粉碎
后,蛋白质和碳水化合物等成分与单宁的接触面
积显著增加,使溶出的单宁容易与这些成分结合,
游离出来的单宁反而相对减少,这可能是混合食
物中碳水化合物后期消化速度下降的原因,从而
导致在高压烹调条件下,豆粉-米混合物比整豆-
米混合物中的RDS含量低。
常压下,豆粉单宁溶出量虽有降低,但由于植
酸的溶出量增加,部分抵消了这种影响,因此表现
为消化速度基本一致。高压下,植酸的溶出量无显
著差异,而单宁的数量有显著差异,故表现为高压
下豆粉-米的RDS含量反而低于整豆-米的含量。
这种高压烹调后 RS含量反而上升的现象在大米
烹调中也曾有过[22]。
烹调前后混合造成消化速度显著差异的原
因,推测是因为豆类中的单宁类物质与酶等蛋白
质的结合可能受到稻米中大量游离碳水化合物的
作用,使蛋白质-单宁的结合转为单宁-淀粉的结
合[23]。豆类中的淀粉粒结合紧密,糊化缓慢,而米
中的淀粉在受热过程中较早游离出来,故其与单
宁的结合能力较强,使豆米混合烹调时的RS含量
较分别烹调者低。其中的确切原因尚需进一步
探讨。
样品(n=6) 单宁/g·(100g)-1 植酸/g·(100g)-1
红小豆 1.019±0.007 0.546±0.013
豆粉溶出量(常压) 0.109±0.002 0.297±0.002
整豆溶出量(常压) 0.258±0.001 0.192±0.003
豆粉溶出量(高压) 0.233±0.043 0.385±0.001
整豆溶出量(高压) 0.345±0.021 0.321±0.000
表5 红小豆烹调后单宁和植酸的溶出量
Table5 Dissolveoutamountoftanninsand
phyticacidinAzuki-beanaftercooking
红小豆-粳米混合食物的碳水化合物体外消化速度研究 45
中 国 食 品 学 报 2007年第2期
3 结论
相同的淀粉类食物在不同加工方法 (碳水化
合物含量基本相同)下碳水化合物的水解速度有
一定的差异,可能影响体内的血糖反应。淀粉来
源、颗粒大小和烹调方法均会引起混合主食品中
碳水化合物水解率的差异,而这种差异又因为抗
营养因子的存在而显得更为复杂。
单纯的豆类食品作为主食而言,在可接受性
上远不及豆谷混合食物,后者更接近居民日常的
饮食习惯。相对于单纯的豆类,对豆谷混合食物的
消化速度、血糖反应和健康功效方面的研究均较
少,今后需进一步开展相关研究。
参 考 文 献
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46
第7卷 第2期
不少药剂、化妆品和补品都标注含有抗氧化剂,有助于延缓人体衰老。为了更加简便、量化地评价这
些产品的抗氧化功效,俄罗斯科研人员开发出了电化学还原检验法。
据俄《消息报》报道,俄西伯利亚托木斯克综合技术大学科研人员通过实验发现,将微电极放入1种
弱酸性水溶液后,溶液中的氧分子在电化学反应中会转变成活性氧,这一过程与人体内活性氧的生成机
制近似。
此后如将抗氧化剂或含有该物质的制品放入上述溶液中,抗氧化剂就会与活性氧发生反应。这时运
用相应设备监测溶液中氧和活性氧的浓度变化、电化学反应中的微电流变化,并通过俄专家总结的公式
就能算出被检物质的抗氧化水平。专家将这一方法称为电化学还原检验法。
检验结果显示,目前广泛使用的抗氧化剂——维生素C的功效确实很强,而从西伯利亚植物越橘和
喇叭茶中提取的物质,其抗氧化功效比维生素C更强。依托新的检验方法,研究人员还发现了拉拉藤、苜
蓿、三叶草等植物所含的抗氧化物质。目前,俄专家正计划与有关商业机构合作推广上述研究成果。
(消息来源:《中国食品报》)
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starchandproteindigestibilityofthreevarietiesofricewithvaryinglevelsofamylase[J].FoodChemistry,2000,
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81:503～509
StudiesontheCarbohydrateDigestionRateofAdzukiBean-riceMixedFoodinVitro
LiuFang FanZhihong LiuBo ZhouWei
(FoodScienceandNutritionalEngineeringColege,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083)
Abstract Thedigestionrateofcarbohydrateiscloselyrelatedtopostprandialglycemicresponsesofstaplefoods.
Thus,theinvitrosimulatedtestofcarbohydratedigestionmaybeusedtocalculateglycemicresponseofstarchstaple
food.Theinvitrocarbohydratedigestionrateofrice-Azuki-beanmixedfoodbydiferentcookingprocedureswastested
bysmalintestinedigestionSimulatedwithpancreatin,aswelasthestarchfractionsincludingrapidlydigestiblestarch
(RDS),slowlydigestiblestarch(SDS)andresistantstarch(RS).Resultsshowedthathighpressurecookingremarkably
increaseddigestionrateaswelasRDScontentinmixedfoodmadeofriceandcontactAzuki-bean,butnotinthe
mixedfoodmadebyAzuki-beanflourandrice.ItisnoticeablethattheRScontentwashigherinthemixtureofpre-
cookedAzuki-beanandprecookedricethaninthemixedcookedfood,irespectiveofcookingpressure.Thedigestion
rateofAzuki-beanandAzuki-bean-ricemixedfoodwaslowerthanthatofrice(P<0.05),whilecookingpracticeobvi-
ouslyafectedthedigestionrateofcarbohydrateofmixedfood.Peopleofabnormalpostprandialglycemicresponsesmay
includecontactstarchybeanssuchasAzukibeanintheirstaplefoodtoreducethecarbohydratesdigestionrateandsta-
bilizepostprandialglycemicresponses.
Keywords Rice Azukibean Carbohydrates Digestionrate
红小豆-粳米混合食物的碳水化合物体外消化速度研究
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俄开发出检验抗氧化剂功效新方法
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