一种低血糖生成指数魔芋重组米及其制备方法与流程

本发明涉及领域食品加工技术领域，具体地，涉及一种低血糖生成指数魔芋重组米及其制备方法。

背景技术：

据国际糖尿病联盟的统计，2019年我国糖尿病患者约为1.16亿(20-79岁)，预计到2045年人数将增长至1.47亿。在如此庞大的糖尿病患者人数下，患者的饮食形成一个巨大的消费市场，吸引各方的注意。大米是我国最重要的粮食之一，全国65％以上的人口以大米为主食。然而，普通天然大米的血糖生成指数为80-90，属高血糖生成指数食物，不利于糖尿病患者血糖的稳定，患者每天的食用需严格控制摄入量。因此，开发低血糖生成指数的大米势在必行。

重组米是通过调控重组米的谷物种类及原料添加量，研发低血糖生成指数大米的重要途径。魔芋粉中含有丰富的水溶性膳食纤维，已被广泛证明具有降血糖的功效，不仅能有效降低重组米的血糖生成指数，还能直接缓解糖尿病人的病情。目前，国内市面上已出现一些宣称添加魔芋粉的重组米产品。cn201510636827.6公开了一种魔芋米及其生产方法，由魔芋豆腐粉和大米粉经单螺杆挤压机制得；cn201310474865.7公开了一种魔芋复合营养米，由魔芋精粉、糙米粉、玉米全粉、红薯全粉经制粒机制得；cn201210176107.2公开了一种含野生魔芋的保健营养米及其制备方法，由魔芋粉和大米粉经制粒机制得；cn200610200850.1公开了一种魔芋人造米，以魔芋粉，杂粮类生料，蔬果类生料和/或坚果类生料、米糠制备而成。上述四种方法制备的重组米都添加了魔芋粉，但存在以下缺陷：(1)魔芋粉添加量过高，可能会造成胃肠道消化不适，导致胀气等不良反应；(2)制得的重组米不耐蒸煮，口感软烂，感官品质差；(3)魔芋豆腐粉颜色深，制得的重组米外形品质不佳，且降血糖的功效不佳；(4)制得的重组米咀嚼性差，与天然大米质构特性相差较远；(5)采用成本较高的干燥方式，不利于产业化推广；(6)未按照ws/t652-2019对魔芋重组米的血糖生成指数进行测定，所制得的魔芋重组米是否适合ii型糖尿病人长期食用仍有待考证。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种低血糖生成指数魔芋重组米及其制备方法，通过对大米、魔芋粉、燕麦、鹰嘴豆几种谷物组分的合理复配，经过特定的挤压造粒工序得到一种低血糖生成指数的重组米，该魔芋重组米相比市面上的其他魔芋重组米感官品质更佳，质构特性更接近天然大米，蒸煮损失率更低，风味和口感更符合消费者对天然大米的期待，经体外淀粉消化试验及体内血糖应答试验验证，该魔芋重组米可明显延缓淀粉水解、血糖升高，血糖生成指数低至46.25，适合ii型糖尿病人长期食用。

本发明的首要目的是提供一种低血糖生成指数魔芋重组米。

本发明的另一目的是提供所述魔芋重组米的制备方法。

本发明的上述目的是通过以下技术方案给予实现的：

一种低血糖生成指数魔芋重组米，包含质量比为30～70:2～6:10～30:15～35的大米、魔芋粉、燕麦和鹰嘴豆；其中，所述魔芋粉为分子量为8×104～1.5×106，当分子量过低时，魔芋粉持水力大幅降低，导致延缓血糖升高的能力降低，进而影响降糖效果。

本发明魔芋重组米中的燕麦和鹰嘴豆中含有的丰富不溶性膳食纤维可以延缓淀粉的消化吸收，通过对大米、魔芋粉、燕麦、鹰嘴豆几种谷物组分的合理复配，营养成分精当配伍，结合特定的螺杆挤压造粒方法，制备得到的重组米不仅感官品质优良，且血糖生成指数较低，适合ii型糖尿病人长期食用。

最优选地，所述魔芋重组米，包含质量比为70:5:10:15的大米、魔芋粉、燕麦和鹰嘴豆。

本发明还提供了上述低血糖生成指数魔芋重组米的制备方法，包括如下步骤：

s1.混粉制备：对大米、魔芋粉、燕麦和鹰嘴豆除杂，将大米、燕麦和鹰嘴豆粉碎、过筛，然后将大米粉、魔芋粉、燕麦粉、鹰嘴豆粉以及占四种组分总量重量0.2％～1.2％的大米改良剂混合得到混粉；

s2.挤压造粒：将步骤s1所得混粉放入螺杆挤压机中造粒，所述挤压机参数为：螺杆转速100～300rpm，物料加水量15％～35％，切刀转速500～1200rpm，喂料速度10～20kg/h，套筒从进料口到出料口设置五段温度依次为60～80℃，100～120℃，100～120℃，60～80℃，50～70℃；

s3.将步骤s2造粒所得重组米进行干燥，即得低血糖生成指数魔芋重组米。

本发明在制备魔芋重组米的过程中，通过控制造粒时的螺杆转速、物料加水量、切刀转速、喂料速度和套筒温度来制备重组米。螺杆转速主要通过影响挤压过程中剪切力和物料停留时间分布两个方面的作用来影响重组米的品质，一方面螺杆转速提高，机筒内物料所受的剪切作用力增大，影响淀粉的糊化和蛋白质变性；另一方面，螺杆转速的提高可直接缩短物料在机筒内的停留时间分布，从而影响重组米的血糖生成指数、饱满程度、蒸煮品质等等。

水分在挤压过程中充当塑化剂和传热介质的作用；一方面，物料加水量的增加可提高机筒内熔融体的水分含量，使得更多得高温水分在模口处气化，进而使得魔芋米饱满程度提高；另一方面，物料加水量的提高还可减少物料与螺杆、机筒间的摩擦力，缩短物料在机筒内的停留分布时间。

切刀转速与重组米的粒形密切相关，转速过快过慢会导致重组米粒形过短或过长，只有当切刀转速在合适范围内时才能制备出粒形与天然大米接近的重组米。

喂料速度与重组米的饱满程度密切相关，当速度过低时物料在机筒内所受压力较小，挤压作用较弱，制得的重组米饱满程度较低；但喂料速度过高时，物料在机筒内受热不均匀，部分物料无法及时被挤压从而导致堆积堵塞现象。

螺杆套筒分为五段，共同为机筒内的物料提供热能，套筒温度过高时，不仅机筒内局部温度过高会导致堵塞现象，而且制得的重组米糊化度过高而使得血糖生成指数升高；套筒温度过低时机筒内物料受热不够，可直接导致挤压失败。因此需精准调控每一段机筒的温度。

优选地，所述魔芋粉为普通魔芋粉、普通魔芋精粉、普通魔芋微粉、纯化魔芋粉、纯化魔芋精粉、纯化魔芋微粉中的一种或几种。优选普通魔芋精粉。

魔芋粉、魔芋精粉、魔芋微粉的区别在于粒度不同，魔芋粉中，粒度≤0.425mm(40目)的颗粒需占90％以上、魔芋精粉中粒度为0.125～0.425mm(120～40目)的颗粒需占90％以上、魔芋微粉中粒度≤0.125mm(120目)的颗粒占90％以上。

优选地，步骤s1所述大米改良剂选自单甘酯、硬脂酰乳酸钙、蔗糖脂肪酸酯，添加改良剂的目的是为了使得到的重组米表面光滑、口感好，促进米粒的成型，质构特性更接近天然大米。

优选地，步骤s1所述过筛为过40～100目筛。若过筛目数低于40目，则制得的重组米表面粗糙，米粒内部结构不均一，且食用时有明显的颗粒感，感官品质与天然大米相差较大；过筛目数高于100目时，不仅原料粉的过筛成本大幅提升、原料中部分不溶性膳食纤维因难以通过筛孔而被损失，而且制得的重组米感官品质并无明显变化，因此过筛不宜超过100目。

优选地，步骤s1所述混合为经混粉机混合，混料时间不短于30min。

优选地，步骤s2所述螺杆挤压机为双螺杆挤压机。相比单螺杆挤压机，双螺杆挤压机能更充分地混合物料且具有一定的自洁功能，避免挤压过程中物料发生共转以及物料堵塞套筒而导致的结焦等问题。

优选地，步骤s2所述造粒为造成大米粒的形状。大米为我国最常见的主食，将重组米造粒成大米的形状，减少与天然大米外观的差异，可满足大部分消费者对主食的期待。

优选地，步骤s3所述干燥为干燥至重组米水分含量15％以下。若水分含量高于15％，则重组米易发生霉变，贮藏稳定性差，货架期大幅缩短。

优选地，步骤s3所述干燥为先置于流化床上干燥，再于室温下晾干。于流化床上干燥温度为40～60℃，干燥时间为1～2h。

本发明所述大米可以为籼米、粳米或糯米，优选籼米。所述燕麦可以为裸燕麦或皮燕麦。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的低血糖生成指数魔芋重组米通过对大米、魔芋粉、燕麦、鹰嘴豆几种谷物组分的合理复配，且经过特定的挤压造粒工序得到，该魔芋重组米相比市面上的其他魔芋重组米感官品质更佳，质构特性更接近天然大米，蒸煮损失率更低，风味和口感更符合消费者对天然大米的期待，经体外淀粉消化试验及体内血糖应答试验验证，该魔芋重组米可明显延缓淀粉水解、血糖升高，血糖生成指数低，适合ii型糖尿病人长期食用。

附图说明

图1为4号重组米的照片；

图2为5号重组米的照片；

图3为6号重组米的照片；

图4为15款魔芋重组米的体外血糖生成指数；

图5为葡萄糖、天然大米及魔芋重组米的血糖应答曲线；

图6为魔芋米的体外淀粉水解曲线；

图7为对比重组米的体内血糖生成指数。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。

除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。

实施例1低血糖生成指数魔芋重组米

1、原料

本实施例提供一系列低血糖生成指数魔芋重组米，选定籼米、裸燕麦、鹰嘴豆和纯化魔芋微粉(纯度在95％以上)为低血糖生成指数魔芋米的主要原料，表1中列有4种原料的基本营养成分含量及gi值(低血糖生成指数)。

表1原料基本营养成分及gi(以100g可食部计)

注：纯化魔芋微粉的分子量为8×104～1.5×106。*以葡萄糖为参照物；**根据gi的定义，纯化魔芋微粉不会升高人体血糖值，因此纯化魔芋微粉gi值无法计算。

2、各重组米(100g)如表2所示重量的各组分组成。

表215款魔芋重组米配方(以100g计)

3、制备方法

s1.混粉制备：对籼米、纯化魔芋微粉、裸燕麦和鹰嘴豆除杂，将籼米、裸燕麦和鹰嘴豆粉碎、过40目筛，然后将籼米粉、纯化魔芋微粉、燕麦粉、鹰嘴豆粉以及占四种组分总量重量0.2％的单甘酯经混粉机混合，混料时间为30min，得到混粉；

s2.挤压造粒：将步骤s1所得混粉放入双螺杆挤压机中造粒，造成大米粒的形状，挤压机参数为：螺杆转速100rpm，物料加水量15％，切刀转速500rpm，喂料速度10kg/h，套筒从进料口到出料口设置五段温度依次为60℃，100℃，100℃，60℃，50℃；

s3.将步骤s2造粒所得重组米置于流化床上干燥，流化床温度为40℃，干燥时间为2h，分散为粒状，再在室温下晾干，直至重组米水分含量降至15％以下，即得低血糖生成指数魔芋重组米。

图1、2、3分别为4号、5号、6号重组米的照片，可以看出3款重组米外形圆润饱满，外表有光滑有光泽感。

实施例2魔芋重组米体外血糖生成指数的测定

1、实验方法

采用体外模拟淀粉消化的试验来测试实施例1制备的15种重组米的血糖生成指数。取100mg样品、10颗玻璃珠于50ml离心管中+1ml三级水：沸水浴10min，再用流水冷却至室温；加入4ml0.5mph5.2醋酸钠缓冲液，在37℃180rpm摇床平衡10min；加入3mlα-淀粉酶、糖化酶、胰蛋白酶混合酶液；37℃180rpm摇床，依次于0min,20min,40min,60min,80min,100min,120min,180min取0.2ml消化液，并迅速于0.8ml无水乙醇中灭酶，14500rcf离心3min；取0.5ml上清液用dns法测还原糖。

以淀粉水解率为纵坐标，时间为横坐标，绘制淀粉水解曲线。计算曲线下面积(auc)，进而得到样品的淀粉水解指数(hydrolysisindex,hi)，从而根据计算公式得到低gi魔芋米体外血糖生成指数(predicetedgi,pgi)。

hi(％)＝auc样品/auc白面包×100

pgi＝0.862hi+8.192。

2、实验结果

图4为15款魔芋重组米的体外血糖生成指数，从图4看出，所有重组米的体外血糖生成指数均低于55，因此本发明制备的魔芋重组米属于低血糖生成指数食品。

实施例3魔芋重组米体内血糖生成指数的测定

为进一步验检测施例1中得到的重组米(以13号为例)的血糖生成指数，遵循ws/t652-2019的要求，采用体内试验进一步验证。选择10名健康的青年学生作为受试对象，年轻22～25岁，身体质量指数18.5～23.9kg/m2，均无代谢性疾病，无糖尿病家族史和其他代谢疾病。

1、口服葡萄糖耐受试验

受试对象禁食10h后测定空腹血糖值，选用纯葡萄糖粉(每人份50g)作为参照物，溶于200ml温水后在5min内喝完，然后分别于进食后15，30，45，60，90，120min测定血糖值。

2、食物血糖耐受试验

葡萄糖耐受合格者可参加食物血糖耐受试验。受试者测定完空腹血糖值后，食用煮熟的以碳水化合物计50g为原料的普通大米或重组米，5min内食用完，然后分别于进食后15，30，45，60，90，120min测定血糖值。

3、血糖生成指数的计算

以时间(min)为横坐标，各时间点的血糖值(mmol/l)为纵坐标，制作血糖应答曲线。计算血糖应答曲线下面积(areaunderthecure,aug)，再计算食物的血糖生成指数。

4、实验结果

图5为葡萄糖、普通大米及13号魔芋重组米的血糖应答曲线，经计算普通大米的升糖指数为80.98，属高血糖生成指数食品；而本发明的魔芋重组米的升糖指数为46.25。

实施例4魔芋重组米体外消化试验对比

为进一步验证本发明制备的魔芋重组米在延缓血糖上升方面的功效，购买两款市面上销量较好的魔芋米与实施例1中3号重组米和4号重组米进行体外淀粉消化试验对比。

1、体外淀粉消化试验的流程与实施例2一致。

2、实验结果

如图6所示，“公司a”魔芋米和“公司b”魔芋米的淀粉水解速度明显高于3号重组米和4号重组米，经换算这两款魔芋米的体外血糖生成指数分别为87.1和77.8，均属于高升糖指数食品。该结果进一步说明本发明制备的魔芋重组米比市面上常见的魔芋米在延缓血糖上升方面具有明显优势。

实施例5魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米。

2、制备方法

s1.混粉制备：对籼米、纯化魔芋微粉、裸燕麦和鹰嘴豆除杂，将籼米、裸燕麦和鹰嘴豆粉碎、过100目筛，然后将籼米粉、纯化魔芋微粉、燕麦粉、鹰嘴豆粉以及占四种组分总量重量1.5％的单甘酯经混粉机混合，混料时间为30min，得到混粉；

s2.挤压造粒：将步骤s1所得混粉放入双螺杆挤压机中造粒，造粒成天然大米的形状，挤压机参数为：螺杆转速300rpm，物料加水量35％，切刀转速1200rpm，喂料速度20kg/h，套筒从进料口到出料口设置五段温度依次为80℃，120℃，120℃，80℃，70℃；

s3.将步骤s2造粒所得重组米置于流化床上干燥，流化床温度为60℃，干燥时间为1h，分散为粒状，再在室温下晾干，直至重组米水分含量降至15％以下，即得低血糖生成指数魔芋重组米。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为47.5。

实施例6魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米的配比，区别在于纯化魔芋微粉替换为普通魔芋粉。

2、制备方法同实施例1。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为46.8。

实施例7魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米的配比，区别在于纯化魔芋微粉替换为普通魔芋精粉。

2、制备方法同实施例1。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为47.1。

实施例8魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米的配比，区别在于纯化魔芋微粉替换为普通魔芋微粉。

2、制备方法同实施例1。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为46.9。

实施例9魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米。

2、制备方法同实施例1，区别在于，所选大米改良剂选为硬脂酰乳酸钙。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为47.2。

实施例10魔芋重组米

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米。

2、制备方法同实施例1，区别在于，所选大米改良剂选为蔗糖脂肪酸酯。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为46.6。

对比例1-6不同配比魔芋重组米

1、对比例1-6提供了6种魔芋重组米，各重组米(100g)由表3所示重量的各组分组成。制备方法同实施例1。

表36款对比例魔芋重组米配方(以100g计)

2、将对比重组米1-6按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示如图7所示。其中1号、2号、5号、6号对比重组米的体内血糖生成指数高于70，属高血糖生成指数食品；3号、4号对比重组米的体内血糖生成指数介于55和70之间，属中血糖生成指数食品。由此可见，以上6款对比重组米的体内血糖生成指数均高于本发明制备的重组米。

对比例7

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米。

2、制备方法

s1.混粉制备：对籼米、纯化魔芋微粉、裸燕麦和鹰嘴豆除杂，将籼米、裸燕麦和鹰嘴豆粉碎、过40目筛，然后将籼米粉、纯化魔芋微粉、燕麦粉、鹰嘴豆粉以及占四种组分总量重量0.2％的单甘酯经混粉机混合，混料时间为30min，得到混粉；

s2.挤压造粒：将步骤s1所得混粉放入双螺杆挤压机中造粒，造成大米粒的形状，挤压机参数为：螺杆转速50rpm，物料加水量10％，切刀转速200rpm，喂料速度5kg/h，套筒从进料口到出料口设置五段温度依次为100℃，150℃，150℃，90℃，90℃；

s3.将步骤s2造粒所得重组米置于流化床上干燥，流化床温度为40℃，干燥时间为2h，分散为粒状，再在室温下晾干，直至重组米水分含量降至15％以下，即得低血糖生成指数魔芋重组米。

2、本对比例制备的重组米颜色较深，蒸煮时米粒易破碎，口感软烂，体内血糖生成指数达80.2。这主要是因为螺杆转速过低、套筒温度过高，导致物料在螺杆内停留分布时间延长，重组米糊化程度过高导致的。

对比例8

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米。

2、制备方法

s1.混粉制备：对籼米、纯化魔芋微粉、裸燕麦和鹰嘴豆除杂，将籼米、裸燕麦和鹰嘴豆粉碎、过40目筛，然后将籼米粉、纯化魔芋微粉、燕麦粉、鹰嘴豆粉以及占四种组分总量重量0.2％的单甘酯经混粉机混合，混料时间为30min，得到混粉；

s2.挤压造粒：将步骤s1所得混粉放入双螺杆挤压机中造粒，造成大米粒的形状，挤压机参数为：螺杆转速400rpm，物料加水量50％，切刀转速200rpm，喂料速度50kg/h，套筒从进料口到出料口设置五段温度依次为30℃，40℃，90℃，50℃，40℃；

s3.将步骤s2造粒所得重组米置于流化床上干燥，流化床温度为40℃，干燥时间为2h，分散为粒状，再在室温下晾干，直至重组米水分含量降至15％以下，即得低血糖生成指数魔芋重组米。

3、本对比例制备的重组米外表粗糙，米粒内部有明显的颗粒存在，蒸煮损失率大，口感偏硬。这主要是因为螺杆转速过高，导致物料受热时间短；物料加水量过高，水分吸收大量热能；机筒温度过低，物料受热不足，三个因素共同作用使得重组米糊化度偏低，进而影响重组米品质。

对比例9

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米的配比，区别在于纯化魔芋微粉的分子量为10000～50000。

2、制备方法同实施例1。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为68.5。

对比例10

1、本实施例中的魔芋重组米配方同实施例1中的13号重组米的配比，区别在于纯化魔芋微粉的分子量为5000～10000。

2、制备方法同实施例1。

3、将本实施例制备的魔芋重组米按照实施例3的方法测定体内血糖生成指数，结果显示血糖生成指数为72.5。

实施例11魔芋重组米感官评定

选择10名食品专业同学组成评分小组，对实施例1中的15款魔芋重组米和对比例7-10的重组米进行感官评定，对魔芋米饭的气味、外观结构(颜色、光泽、完整性)、适口性(黏性、软硬度、弹性)、滋味以及冷饭质地(成团性、黏弹性、硬度)等指标进行综合评定，评分标准如下表4所示。

综合评分＝气味+外观结构+适口性+滋味+冷饭质地

表4魔芋米饭的感官评分标准

对实施例1中的15款魔芋重组米和对比例7-10的重组米进行感官评定，结果见表5所示：

表515款魔芋重组米和对比例7-10的重组米进行感官评定对比

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，对于本领域的普通技术人员来说，在上述说明及思路的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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