魔芋杂粮重组米的研制及其对2型糖尿病大鼠糖脂代谢影响的研究

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米饭是大众最主要的主食之一,有高碳水化合物占比、高血糖生成指数等特征,不适宜糖尿病人大量食用。魔芋葡甘聚糖(KGM)具有降血糖的功能,并有人以KGM及谷物等为原料,利用高温挤压技术生产魔芋重组米。然而,目前市售魔芋重组米存在营养结构不合理、蒸煮性能差、风味差等问题,且尚未有对魔芋重组米功能评价的报道。本论文为开发一款针对糖尿病人食用、综合性能较优的重组米,开展了淀粉基质原料筛选、KGM添加试验、产品配方设计与制备、食用品质评价及其降血糖功能实验,获得了如下主要结果:(1)高温挤压处理后,大黄米、黑米、小麦、红芸豆e GI(expected Glycemic Index,e GI)值下降,降幅分别为(4.1±0.8)%、(6.8±1.1)%、(2.5±0.5)%、(3.0±0.6)%,其中大黄米和黑米由高血糖生成指数食物降至中血糖生成指数食物;红米、薏米、白芸豆、绿豆、黄豆e GI值上升,升幅分别为(6.8±0.9)%、(7.5±1.2)%、(4.7±0.9)%、(3.0±1.0)%、(2.6±0.7)%,其中红米和薏米由中血糖生成指数食物升为高血糖生成指数食物;其余原料e GI值无明显变化。选择挤压处理后e GI值相对较低大黄米、黑米、高粱、燕麦、小麦、黄豆、扁豆、红芸豆作为试验制备米的淀粉基质。(2)两种粘度KGM均可降低凝胶物体系的e GI值,低粘度组随KGM添加量的增加,e GI值分别下降(3.1±0.5)%、(3.9±0.8)%、(6.7±1.2)%、(7.2±0.9)%、(7.6±1.1)%、(8.6±1.0)%,高粘度组随KGM添加量的增加,e GI值分别下降(4.7±1.0)%、(5.1±1.2)%、(10.6±2.5)%、(13.3±1.5)%、(13.7±2.9)%、(14.3±1.9)%;两种KGM均可提高凝胶物的硬度、粘度、咀嚼性及弹性,且提高程度均随KGM添加量的增加而增强,综合考虑KGM起显著效果的最低剂量及生产成本因素,确定重组米中KGM添加区间为0%~15%。线性规划得低、中、高剂量组魔芋重组米基础配方。(3)感官评价结果表明:六款试验制备重组米综合评分均极显著高于市售魔芋重组米(P<0.01),低于天然大米,其中低粘度KGM的低、中、高剂量组综合评分分别为74.2±3.2、79.2±3.9、75.2±1.9,高粘度KGM的低、中、高剂量组综合评分分别为72.4±5.2、74.2±5.2、67.0±4.0,两个组别均在KGM添加量为10%时得到最高评分;五款市售魔芋米综合评分分别为43.0±6.8、21.5±4.0、50.0±1.2、45.6±4.4、65.0±2.9;天然大米综合评分为91.0±2.2。质构特性分析结果表明:五款市售魔芋米均存在硬度偏低、弹性过高、咀嚼性偏低、粘度偏低的问题。而六款试验制备米中,两种粘度KGM的高剂量组在硬度上与天然大米无显著性差异(P>0.05);低、中剂量组在粘度上与天然大米无显著性差异(P>0.05);低、中、高剂量组在弹性和咀嚼性上与天然大米均无显著性差异(P>0.05)。试验制备米在口感上与天然大米较为接近,与感官评价结果一致。(4)辅助降血糖功效评价结果表明:六个试验制备米干预组相比模型组在饮水量、进食量及体重变化量上均有显著改善(P<0.05)效果。在血糖代谢指标中,六个试验制备米干预组的空腹血糖(FBG)、口服葡萄糖耐量(OGTT)及空腹胰岛素(INS)水平相比模型组均有显著改善(P<0.05)效果。低粘度KGM的低、中、高剂量组FBG分别下降(47.6±7.1)%、(62.9±12.5)%、(52.0±11.9)%,AUC分别减少(35.7±3.9)%、(35.5±5.6)%、(15.4±4.5)%,INS分别降低(18.7±0.9)%、(23.8±1.5)%、(21.5±1.2)%;高粘度KGM的低、中、高剂量组FBG分别下降(63.3±8.1)%、(67.9±11.2)%、(70.1±9.6)%;AUC分别减少(35.4±4.9)%、(39.6±6.9)%、(48.8±5.8)%,INS分别降低(21.2±1.2)%、(21.5±2.0)%、(27.0±1.9)%。综上,六款试验制备米均具有降血糖功效,并推测其机理之一是改善糖尿病鼠的胰岛素抵抗,提高其胰岛素敏感性,减少机体代偿性分泌。在血脂代谢指标中,六个试验制备米干预组的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)及低密度脂蛋白(LDL-C)相比模型组均有不同程度改善,高密度脂蛋白(HDL-C)水平与模型组相比无明显差异。此外,六组试验制备米对2型糖尿病大鼠心脏、肝脏、肾脏器官指数有一定改善作用,并能够修复胰腺、肝脏、结肠及心脏的病理损伤,表明长期进食试验制备米对二型糖尿病损伤具有保护作用。
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