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糖尿病是目前全球人类共同面临的公共健康问题,饮食治疗是糖尿病患者控制血糖的关键性措施,可有效降低糖尿病并发症的发生几率。传统饼干存在高糖高脂、高血糖生成指数等问题,不适宜糖尿病人食用。本课题采用极端顶点混合设计方法,以马铃薯/籼米混合粉(马铃薯全粉:籼米粉=3:2,简称PIRM)、燕麦麸和菊粉为主要原料,利用响应面优化出血糖生成指数低的饼干配方,并评价其营养价值和功能特性,以期研制出一种适合糖尿病人食用的饼干。结论如下:(1)探究不同比例PIRM、燕麦麸、菊粉相互作用对饼干面团粘性,饼干品质和体外血糖指数的影响,基于感官评价数据得出最优配方。PIRM和燕麦麸相互作用降低饼干的延展比(P<0.05);燕麦麸和菊粉的相互作用可以使饼干的L~*值降低,而a~*和b~*值显著增加,降低饼干的GI值(P<0.05);三个因子对饼干硬度、脆性无交互作用。低GI马铃薯饼干最佳配方条件是PIRM:燕麦麸:菊粉的添加比例为50:28:22,此配方条件下制备出饼干整体可接受度得分为7.6,GI值为44.64,属于低血糖指数食品。(2)应用体外模拟胃肠消化方法研究燕麦麸、菊粉对不同配方饼干中淀粉、蛋白质消化特性和肠道环境的影响。以只添加PIRM为主要原料制作的饼干P1为对照,分别将燕麦麸(28%)、菊粉(22%)、燕麦麸/菊粉(28%/22%)添加至PIRM中制成饼干P2,P3和P4。P4即优化配方低GI马铃薯饼干。结果表明,饼干的淀粉糊化度、葡萄糖释放量、蛋白质水解率、氨基酸含量与膳食纤维含量负相关,富含膳食纤维的燕麦麸和菊粉对饼干中葡萄糖释放量、蛋白质体外水解率有抑制作用。在抑制葡萄糖释放量方面,菊粉的作用效果优于燕麦麸,葡萄糖释放量从低到高依次为P3(101.56μg/mL),P4(102.29μg/mL),P2(108.63μg/mL),P1(125.46μg/mL),蛋白质水解主要发生在胃部,胃部蛋白质水解率从高到低依次为饼干P1(83.24%),P3(74.28%),P4(64.86%),P2(53.11%),燕麦麸对饼干中蛋白代谢的影响大于菊粉。发酵24 h后,低GI马铃薯饼干(P4)组乙酸,丙酸,丁酸含量均增加。低GI马铃薯饼干(P4)组厚壁菌门(Firmicutes)比例升高,变形菌门(Proteobacteria)和梭杆菌门(Fusobacteria)比例降低,Fusobacteriium比例降低,添加燕麦麸和菊粉可以调节肠道菌群。(3)基于2型糖尿病动物模型,探讨低GI马铃薯饼干对大鼠糖脂代谢、肠道环境的影响。低GI马铃薯饼干可提高糖尿病大鼠的体重、食物利用率,显著降低餐后血糖值(P<0.05),维持血糖稳定,调节血脂,有效缓解血清胰岛素、TGF-β、TNF-α、IL-6、IL-1β升高。此外,添加低GI马铃薯饼干的大鼠粪便中乙酸,丙酸含量明显增加(P<0.05);与模型组和二甲双胍组相比,添加低GI马铃薯饼干大鼠菌群多样性增加,丰富度无显著差异,降低拟杆菌门和厚壁菌门的比值,提高lactobacillus,Costridium-sensu-stricto,Turicibacter比例,添加40%低GI马铃薯饼干组改善肠道环境效果优于20%组。