蘇鈺亭，尹 濤，趙思明*，李江濤

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070）

蒸煮模式和大米品種對(duì)米飯蛋白質(zhì)消化特性的影響

蘇鈺亭，尹 濤，趙思明*，李江濤

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070）

以3種大米為原料，采用胃蛋白酶-胰蛋白酶法模擬人體消化進(jìn)程，研究4種蒸煮模式對(duì)米飯蛋白質(zhì)消化特性的影響。結(jié)果表明：蒸煮模式和大米品種對(duì)米飯蛋白質(zhì)消化特性有顯著影響（P＜0.05）。較低強(qiáng)度蒸煮模式制備的米飯具有較高的蛋白消化率（81.64%～93.80%），且消化液中游離氨基酸含量（2.10～2.21 g/100 g pro）較高。低強(qiáng)度蒸煮模式制作的米飯蛋白質(zhì)的消化率和消化液中游離氨基酸含量、賴(lài)氨酸的含量及其氨基酸評(píng)分均高于高強(qiáng)度蒸煮模式制作的米飯。米飯蛋白質(zhì)的消化特性還與不同品種大米蛋白質(zhì)的酶解特性和米飯的化學(xué)組成有關(guān)。

米飯；蛋白質(zhì)；消化；蒸煮模式；氨基酸

米飯作為亞洲國(guó)家日常生活中最重要的主食，為人類(lèi)健康提供了重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。淀粉和蛋白質(zhì)是米飯的主要營(yíng)養(yǎng)成分，其中蛋白質(zhì)含量約占8%。大米蛋白質(zhì)中氨基酸組成較為合理并且具有較高的生物效價(jià)，但其營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)受到大米品種和加工工藝等因素的影響[1]。米飯中蛋白質(zhì)除提供人體日?；顒?dòng)所必需能量外，還是構(gòu)成機(jī)體的重要基礎(chǔ)。此外，米飯蛋白中獨(dú)特的氨基酸組成使其具有低過(guò)敏性以及降低膽固醇、降血脂及抗癌等活性[2-3]。

天然大米中的蛋白質(zhì)通過(guò)分子間相互作用，形成聚集體填充于淀粉凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中。蛋白質(zhì)的含量越高，蛋白質(zhì)和淀粉間的相互作用及蛋白質(zhì)分子內(nèi)的二硫鍵作用越強(qiáng)，凝膠網(wǎng)絡(luò)越密實(shí)[4-5]。米飯經(jīng)蒸煮，淀粉在熱和水的作用下晶體熔融，淀粉顆粒吸水膨脹、破裂，直鏈淀粉從破裂的淀粉顆粒中溶出，導(dǎo)致水溶性淀粉和蛋白的含量增大，同時(shí)大分子鏈的柔性增大、天然結(jié)構(gòu)解體，分子鏈伸展[6-7]，使被包埋在淀粉內(nèi)的蛋白質(zhì)的酶作用位點(diǎn)因分子結(jié)構(gòu)松散而暴露出來(lái)，蛋白質(zhì)經(jīng)胃中的胃蛋白酶和小腸中的胰蛋白酶和糜蛋白酶酶解產(chǎn)生小肽和氨基酸而被機(jī)體吸收消化，因此通過(guò)模擬人體腸胃消化實(shí)驗(yàn)檢測(cè)游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)含量和氨基酸組成，可反映食物在人體內(nèi)的消化過(guò)程[8]。

米飯制作過(guò)程中，水分含量、加熱溫度和時(shí)間等工藝的控制以及加工過(guò)程中的處理方式對(duì)食品基質(zhì)中成分間的相互作用對(duì)米飯分子構(gòu)像有較大的影響[9]。此外，不同品種大米由于其化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)等因素的不同導(dǎo)致米飯的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其消化特性存在一定的差異性。目前，對(duì)米飯中蛋白質(zhì)的研究集中于米飯中蛋白質(zhì)的檢測(cè)分析，并不能很好的反映米飯中蛋白質(zhì)在人體內(nèi)真實(shí)的消化吸收情況。本實(shí)驗(yàn)利用胃蛋白酶-胰酶法模擬人體胃部和胰腺消化環(huán)境，研究蒸煮模式及大米品種對(duì)米飯蛋白消化特性的影響，依據(jù)FHO/FAO氨基酸評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同蒸煮模式制作的米飯消化液中蛋白質(zhì)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)，為開(kāi)發(fā)新型烹飪工具提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桃花香米THXM，秈型米，粗蛋白含量為（8.87 ± 0.11）g/100 g；金健貢米JJGM，粳型米，粗蛋白含量為（7.33 ±0.12 ）g/100 g，由湖南金健米業(yè)股份有限公司提供；晶針雪JZX，秈型米，粗蛋白含量為（8.50 ± 0.24）g/100 g，由湖北福娃集團(tuán)有限公司提供。

胃蛋白酶（149.21 U/mg） 美國(guó)Sigma公司；胰蛋白酶（活力52.93 U/mg） 美國(guó)Amresco公司；濃硫酸、氫氧化鈉等其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YH40B型機(jī)械煲、FC40E型電腦煲、PCS40型高壓鍋、FZ40H型微壓力鍋 廣東美的電器股份有限公司；Agilent 34970A溫度數(shù)據(jù)采集儀 美國(guó)安捷倫公司；722s型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海精密科學(xué)儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 米飯的蒸煮工藝

大米樣品用蒸餾水清洗3遍，按照500 g大米添加650 mL的比例添加蒸餾水。模式1（P1）為機(jī)械煲蒸煮，模式2（P2）為電腦煲蒸煮，模式3（P3）為高壓鍋蒸煮，模式4（P4）為微壓力鍋蒸煮，按各蒸煮模式給定方法蒸煮，蒸煮結(jié)束后保溫15 min。以桃花香米為例，4種蒸煮模式的米飯溫度曲線(xiàn)見(jiàn)圖1。用溫度數(shù)據(jù)采集儀采集數(shù)據(jù)。

圖1 蒸煮過(guò)程米飯溫度變化Fig.1 Changes in rice temperatures during steam processing

采用P1蒸煮時(shí)，沒(méi)有低溫保持段，快速升溫后直接進(jìn)入高溫段，米飯的最高溫度為100 ℃，燜飯段的時(shí)間較短是典型的常壓蒸煮模式。采用P2蒸煮時(shí)，緩慢升溫至50 ℃左右，保溫約10 min，然后快速升溫至105 ℃左右，燜飯段的時(shí)間較長(zhǎng)，是典型的智能電飯煲的蒸煮模式。采用P3蒸煮時(shí)，沒(méi)有低溫保持段，米飯的最高溫度為120 ℃，燜飯段的時(shí)間較短是典型的高壓鍋蒸煮模式。采用P4蒸煮有室溫浸泡階段，米飯的最高溫度為110 ℃，燜飯段的時(shí)間較長(zhǎng)，是常見(jiàn)微壓力鍋的蒸煮模式。

1.3.2 蛋白質(zhì)體外消化分析

蛋白質(zhì)體外消化實(shí)驗(yàn)參照Chavan等[10]報(bào)道的胃蛋白酶-胰蛋白酶分步酶解實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行，略有改動(dòng)。取2.5 g蒸煮后的大米用25 mL 0.1 mol/L HCl稀釋到50 mL的比色管中，加入10 mg胃蛋白酶混合均勻，置于37℃恒溫振蕩器上反應(yīng)240 min。胃蛋白酶水解產(chǎn)物用1.0 mol/L磷酸緩沖液（pH 8.0）調(diào)節(jié)至中性，加入10 mg胰蛋白酶粉末，繼續(xù)在37℃恒溫振蕩器上反應(yīng)240 min。分別在不同的消化時(shí)間（0、5、30、60、120、180、240、300、360、420、480 min）采集反應(yīng)樣品進(jìn)行分析，采集的樣品沸水浴5 min滅酶。

1.3.3 基本成分測(cè)定

水分測(cè)定：GB5009.3一2010《食品中水分的測(cè)定》；脂肪測(cè)定：GB5009.6一2003《食品中脂肪的測(cè)定》；粗蛋白質(zhì)測(cè)定：凱氏定氮法；直鏈淀粉測(cè)定：GB15683一2008《大米直鏈淀粉含量的測(cè)定》；總淀粉含量測(cè)量是通過(guò)將糊化后淀粉在氫氧化鉀的沸水浴中酶解轉(zhuǎn)化成葡萄糖的含量來(lái)確定。

1.3.4 蛋白質(zhì)體外消化率的計(jì)算

不同酶解反應(yīng)時(shí)間采集的樣品于6 000 r/min離心10 min，采用微量凱氏定氮法測(cè)量上清液的含氮量，按照式（1）計(jì)算體外消化率。

式中：Nt為胃蛋白酶-胰蛋白酶解t min后的上清液的氮含量/mg；Ntot為大米蒸煮后樣品總氮含量/mg。

1.3.5 游離氨基酸含量測(cè)定

消化后水解物的游離氨基酸含量參照Steubing等[11]提出的吸光度法測(cè)定，略有改動(dòng)。酶解離心后的樣液在pH 5.4左右加入水合茚三酮，然后在570 nm波長(zhǎng)處測(cè)定其吸光度。所得結(jié)果為100 g蛋白質(zhì)中游離氨基酸的含量。

1.3.6 游離氨基酸組成的測(cè)定

取酶解消化后的米飯樣品(以JJGM為例)，加乙醇沉淀去除小分子肽和殘留蛋白。樣品離心后的上清液用鄰苯二甲醛柱前衍生[12]后測(cè)定游離氨基酸組成。

1.3.7 氨基酸評(píng)分（amino acid score，AAS）計(jì)算

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SAS和Excel軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)方法采用ANOVA(方差分析)進(jìn)行各實(shí)驗(yàn)組間的顯著性檢驗(yàn)。P＜0.05時(shí)有顯著性差異。本實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn)，2次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 米飯的基本成分

表1 不同蒸煮工藝制作的米飯的基本成分Table 1 Proximate composition of cooked rice from three varieties produced by four different cooking method

表1 不同蒸煮工藝制作的米飯的基本成分Table 1 Proximate composition of cooked rice from three varieties produced by four different cooking method

注：以干基計(jì)；小寫(xiě)字母不同表示同種指標(biāo)不同蒸煮工藝之間差別顯著（P＜0.05）。

種類(lèi) 蒸煮工藝 水分含量/% 脂肪含量/% 蛋白質(zhì)含量/% 淀粉含量/% 碘蘭值BV THXM P1 130.88±0.02b 0.91±0.01b 8.58±0.12a 79.24±0.77b 0.66±0.01aP2 130.58±0.02b 0.92±0.08b 8.19±0.13b 74.10±2.36c 0.63±0..08aP3 137.92±0.04a 1.02±0.02a 8.26±0.09b 74.49±1.54c 0.61±0.01aP4 127.84±0.01c 0.92±0.01b 8.64±0.16a 84.43±3.10a 0.64±0.03aJJGM P1 124.51±0.05d 1.10±0.23a 7.18±0.06a 79.46±0.88b 0.55±0.07aP2 128.24±0.06c 1.07±0.04b 6.78±0.11b 78.01±1.94b 0.55±0.02aP3 138.89±0.02a 1.12±0.21a 6.91±0.03b 73.79±1.32c 0.57±0.03aP4 1 30.74±0.03b 1.04±0.09c 7.13±0.16a 86.42±1.33a 0.55±0.07aJZX P1 126.52±0.03d 0.89±0.03b 8.22±0.16b 77.63±0.52b 0.48±0.01bP2 141.45±0.01b 0.85±0.07b 8.06±0.28b 75.77±0.45b 0.47±0.02bP3 149.31±0.03a 1.06±0.09a 9.02±0.36a 72.80±0.78c 0.52±0.01bP4 128.12±0.02c 0.87±0.01b 8.37±0.03b 79.74±1.89a 0.64±0.09a

由表1可知，采用P3制作的米飯的吸水量較多，P3蒸煮屬高壓高溫蒸煮工藝，高溫高壓可以促進(jìn)水分的滲透，有利于提高米飯的糊化速率和糊化程度，使米飯含水量較高[13-14]。以P3蒸煮的米飯脂肪含量較高。這可能是由于P3采用的高壓鍋溫度最高，淀粉分子之間相互作用加強(qiáng)，而與脂質(zhì)的結(jié)合作用減弱[13]，使得脂肪被游離出來(lái)更易檢測(cè)。而米飯淀粉含量以P4最高，P3最低，這可能是因?yàn)楦邏哄伒母邷貢r(shí)間較長(zhǎng)，淀粉在高溫作用下降解成糊精或還原糖，從而導(dǎo)致淀粉含量降低。

米飯的基本成分會(huì)影響蛋白質(zhì)的消化特性。大米蛋白質(zhì)和淀粉包絡(luò)結(jié)合緊密，分子間通過(guò)二硫鍵和疏水基團(tuán)交聯(lián)而凝集[15]。高直鏈淀粉糊化需要較高的溫度，加熱溫度低時(shí)淀粉不能充分糊化，包埋在淀粉內(nèi)部蛋白質(zhì)很難與消化酶接觸，消化率降低。脂肪能和螺旋結(jié)構(gòu)的直鏈淀粉形成配合物，進(jìn)一步提高糊化溫度。支鏈淀粉含量高的淀粉容易糊化，但是會(huì)增加消化液的黏度，延阻消化酶與蛋白質(zhì)的作用[16-17]。蛋白質(zhì)含量越高，蛋白質(zhì)和淀粉的相互作用越強(qiáng)，可能會(huì)降低消化率。

2.2 米飯蛋白質(zhì)的體外消化過(guò)程

米飯?bào)w外消化過(guò)程中的氮釋放量變化可間接反映米飯蛋白質(zhì)在人體內(nèi)的消化過(guò)程。大米蛋白經(jīng)胃蛋白酶和胰蛋白酶等酶水解，水解產(chǎn)物中小部分為氨基酸，大部分為寡肽[18]?？扇苄缘尫帕康牟町愋耘c大米蛋白對(duì)胃蛋白酶和胰蛋白酶的敏感度有關(guān)，在胃蛋白酶消化的初始階段，大米中的醇溶蛋白和谷蛋白的含量是影響其消化速度的重要因素[19]。由圖2可知，不同品種的大米可溶性氮釋放量增加趨勢(shì)相似。米飯中蛋白質(zhì)的酶解主要發(fā)生在胃蛋白酶解階段（0～240 min），在前5 min可溶性氮含量比例急劇增加，然后緩慢增加到55%～80%。而在胰蛋白酶消化階段（240～480 min），可溶性氮含量增加緩慢，最后達(dá)到62%～94%。在4種蒸煮模式中，P1的可溶性氮略高于其他3種。

圖2 不同蒸煮模式制作的米飯消化進(jìn)程中可溶性氮含量Fig.2 Changes in soluble nitrogen content of cooked rice from t hree varieties produced by four different cooking methods during digestion process

圖3 不同蒸煮模式制作的米飯消化進(jìn)程中游離氨基酸含量Fig.3 Changes in FAA content of cooked rice from three varieties produced by different cooking methods during digestion process

由圖3可知，米飯?jiān)谙^(guò)程中，隨時(shí)間的延長(zhǎng)游離氨基酸含量提高，加入胃蛋白酶后60 min內(nèi)米飯游離氨基酸含量上升較快，隨后游離氨基酸含量上升較緩慢，其變化與蛋白質(zhì)消化率的變化相似。依據(jù)大米品種的不同，烹制模式會(huì)不同程度的影響米飯中蛋白的消化。對(duì)于JJGM和JZX而言，4種烹制模式制備米飯?jiān)谖傅鞍酌赶A段的差異不大，而THXM在此階段P4的消化液中游離氨基酸含量要小于其他3種模式；加入胰蛋白酶后60 min內(nèi)，游離氨基酸含量快速上升，60 min后趨于平緩。這是因?yàn)槲傅鞍酌负鸵鹊鞍酌傅淖饔梦稽c(diǎn)不一樣，胃蛋白酶的作用位點(diǎn)是帶酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸殘基的肽鍵，而胰蛋白酶的作用位點(diǎn)是帶賴(lài)氨酸和精氨酸殘基形成的肽鍵。加入胰蛋白酶后，能夠被其利用但不能被胃蛋白酶作用的帶賴(lài)氨酸和精氨酸殘基肽鍵的蛋白質(zhì)或多肽被進(jìn)一步水解，游離氨基酸含量出現(xiàn)階梯式的上升[20]。大米蛋白質(zhì)水解過(guò)程中一些肽鍵被切斷，蛋白質(zhì)（肽）的相對(duì)分子質(zhì)量分布情況發(fā)生變化，相對(duì)分子質(zhì)量較小的肽所占的比例隨水解程度的增加而增加。胰蛋白酶消化階段，4種蒸煮模式制作米飯的消化液中游離氨基酸的差異性增大，并且在THXM中差異性最明顯。

2.3 蒸煮模式對(duì)米飯蛋白質(zhì)消化率的影響

由表2可知，3種米飯的蛋白質(zhì)消化率達(dá)到81.64%～93.80%。米飯經(jīng)適宜工藝條件蒸煮后，蛋白質(zhì)消化率將會(huì)增加。其原因主要是加熱會(huì)抑制胰蛋白酶抑制劑等抗?fàn)I養(yǎng)因子的活性，同時(shí)通過(guò)熱變性打開(kāi)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)使其結(jié)構(gòu)松弛有利于酶解[21]。以P1蒸煮的米飯的蛋白質(zhì)消化率最高，依次是P2和P3蒸煮的米飯，采用P4蒸煮的米飯蛋白質(zhì)消化率最低（61.68%～68.08%）。P1、P2制作的米飯蛋白質(zhì)消化率高于P3和P4，表明高溫、高壓蒸煮會(huì)降低蛋白質(zhì)的消化率。有研究表明，具有低溫吸水程序的蒸煮模式制作的米飯更易消化，這可能是因?yàn)榈蜏亟葸^(guò)程有利于淀粉粒的潤(rùn)脹、崩解和大米中淀粉-蛋白復(fù)合體結(jié)構(gòu)的打開(kāi)，使大米蛋白分子中的酶作用位點(diǎn)暴露出來(lái)，加速酶對(duì)蛋白質(zhì)的降解[22]。P1制作的米飯蛋白消化率大于P2制作的蛋白消化率，同時(shí)P3制作的米飯蛋白消化率大于P4，表明長(zhǎng)時(shí)間蒸煮也會(huì)降低蛋白質(zhì)消化率。其原因主要是蛋白質(zhì)在高溫、高壓和長(zhǎng)時(shí)間加熱條件下過(guò)度變性，內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露，蛋白質(zhì)相互締結(jié)而沉淀。也可能是蛋白質(zhì)之間或者蛋白質(zhì)和淀粉之間發(fā)生相互作用，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)隱蔽了酶作用的位點(diǎn)[23]。

表2 蒸煮模式對(duì)米飯中蛋白質(zhì)消化率的影響Table 2 Protein digestibility of cooked rice from three varieties made by four different cooking method%

表2 蒸煮模式對(duì)米飯中蛋白質(zhì)消化率的影響Table 2 Protein digestibility of cooked rice from three varieties made by four different cooking method%

注：大寫(xiě)字母不同表示行間有顯著性差異(P＜0.05)；小寫(xiě)字母不同表示列間有顯著性差異(P＜0.05)。表3同。

種類(lèi) P1 P2 P3 P4 THXM 93.80±0.00aA82.37±0.92aB78.29±2.78aB68.08±0.52bCJJGM 87.18±0.31bA83.63±0.75aA77. 17±1.03aB75.62±2.31aBJZX 81.64±1.06cA77.31±0.22bB68.47±0.63bC61.68±0.04cD

2.4 蒸煮模式對(duì)米飯消化液中游離氨基酸含量的影響

表3 蒸煮模式對(duì)米飯消化液中游離氨基酸含量的影響Table 3 Effect of different cooking methods on FAA content in digested solution of cooked rig/100 g

表3 蒸煮模式對(duì)米飯消化液中游離氨基酸含量的影響Table 3 Effect of different cooking methods on FAA content in digested solution of cooked rig/100 g

種類(lèi) P1 P2 P3 P4 THXM 2.12±0.08aA 1.75±0.14bB 1.40±0.08bC 1.67±0.07aBJJGM 2.21±0.24aA 2.09±0.00aA 1.90±0.00aAB 1.65±0.10aBJZX 2.10±0.04aA 1.84±0.11abB 1.71±0.10aB 1.66±0.02aB

蒸煮模式對(duì)米飯消化液中游離氨基酸的含量有顯著影響。由表3可知，3種米飯的游離氨基酸含量達(dá)到2.10～2.21 g/100 g。采用P1蒸煮的米飯的游離氨基酸的含量最高，其次是P2和P3蒸煮的米飯，采用P4蒸煮的米飯游離氨基酸的含量最低（1.65～1.67 g/100 g）。不同蒸煮模式制作的米飯的蛋白質(zhì)消化率與消化液中游離氨基酸含量有較好的正相關(guān)性。加壓、高溫和長(zhǎng)時(shí)間蒸煮會(huì)降低消化液中游離氨基酸含量。這是因?yàn)樵诩訅汉透邷刈饔孟旅罪堉械牟糠值鞍踪|(zhì)過(guò)度變性，不能被酶解，另外大米中含有豐富的淀粉，在高溫加壓條件下可能有部分淀粉裂解產(chǎn)生低分子糖[24]，酶解得到的游離氨基酸與消化液中的還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)。

2.5 米飯消化液中游離氨基酸的組成

由表4可知，不同蒸煮模式制作的米飯消化液中氨基酸含量和組成存在一定的差異。從必需氨基酸的分布看，4種蒸煮模式的米飯消化液中苯丙氨酸和酪氨酸的含量相對(duì)都比較高(均高于FAO/WHO的推薦需要量63 mg/g pro），而其他游離氨基酸在4種模式中含量有較大差異。其中P4與其他3種模式的差異最為明顯。除亮氨酸在P4中的含量（623 mg/g pro）明顯高于其他3種之外，P4中其他氨基酸的含量均比其他蒸煮工藝的低，甚至未檢出。大米中的限制性氨基酸賴(lài)氨酸只在P1中檢測(cè)出（35 mg/g），這可能是在較強(qiáng)的加熱過(guò)程中，賴(lài)氨酸的ε-NH2容易與天冬氨酸或者谷氨酸之間發(fā)生反應(yīng)形成交聯(lián)肽鍵，這些反應(yīng)可以在同一肽鏈中鄰近的肽鏈中發(fā)生[24]。因此，高溫長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)明顯降低賴(lài)氨酸的含量。賴(lài)氨酸、精氨酸、色氨酸、蘇氨酸和組氨酸等在熱處理中很容易與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)[25]，會(huì)降低這些氨基酸的含量；從必需氨基酸總含量來(lái)看，消化液中必需氨基酸總量以P4的最高(1 004 mg/g pro)占消化液中游離氨基酸總量的99.06%、其次依次為P2(960 mg/g pro)、P3(924 mg/g pro)和P1(908 mg/g pro)，占消化液中游離氨基酸總量比例分別為：92.17%、91.39%、88.67%。這可能是因?yàn)榧訅汉烷L(zhǎng)時(shí)間的加熱更有利于蛋白質(zhì)、肽類(lèi)的分解成小分子氨基酸。

表4 4種蒸煮模式條件下米飯消化液中游離氨基酸組成及其氨基酸評(píng)分Table 4 Effect of different cooking methods on FAA composition and AAS of digested solution of cooked rice

對(duì)4種蒸煮模式制作的米飯消化液中游離必須氨基酸組成進(jìn)行氨基酸評(píng)分分析，對(duì)不同蒸煮模式制作的米飯消化液中的蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值進(jìn)一步評(píng)估。由表4 AAS分值可知，4種蒸煮模式制作的米飯消化液中賴(lài)氨酸、組氨酸、纈氨酸的氨基酸評(píng)分較低，是米飯蛋白中的限制氨基酸。雖然P4制作的米飯消化液中的游離氨基酸中必需氨基酸的含量最多，但其中除了亮氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸較豐富（其氨基酸的評(píng)分大于1），其他氨基酸評(píng)分均較低。這可能是由于在較長(zhǎng)時(shí)間較高溫度下加熱促進(jìn)了各氨基酸之間的交聯(lián)反應(yīng)以及氨基酸與米飯中其他基質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，而導(dǎo)致消化液中某些氨基酸的含量下降，說(shuō)明這種蒸煮模式加工的米飯其蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高。所以，對(duì)于米飯中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的評(píng)價(jià)不能僅僅從氨基酸含量來(lái)評(píng)價(jià)。從必需氨基酸的組成以及必需氨基酸評(píng)分值來(lái)看，相對(duì)而言由P2制作的米飯具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，這與盧薇等[21]研究得到的具有低溫保持階段的智能蒸煮的米飯中蛋白更易消化的結(jié)果相補(bǔ)充。其他研究者采用檢測(cè)米飯中可溶性蛋白和酸解測(cè)定米飯中游離氨基酸的方法對(duì)米飯中蛋白質(zhì)[8]進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到高溫(110～120℃)或一定時(shí)間(20～30 min)低溫處理可提高米飯中游離氨基酸的含量的結(jié)果，這與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。但此方法未檢出纈氨酸、賴(lài)氨酸、異亮氨酸等必需氨基酸，而本實(shí)驗(yàn)采用胃蛋白酶-胰蛋白酶法檢測(cè)米飯消化液游離氨基酸，這3種氨基酸均有檢測(cè)出，且異亮氨酸的含量較多，這可能與米飯蛋白經(jīng)水解的處理方式有關(guān)。

3 結(jié) 論

蒸煮模式對(duì)米飯的消化率有較大影響，加熱方式的不同和加熱時(shí)間的長(zhǎng)短影響米飯消化液中蛋白質(zhì)的酶解及其氨基酸的組成，從而影響人體對(duì)米飯中蛋白質(zhì)的消化吸收。對(duì)于米飯蛋白質(zhì)消化特性的研究，往往側(cè)重于米飯中蛋白質(zhì)及游離氨基酸含量的研究，不能正真反映其蛋白質(zhì)在人體內(nèi)消化吸收的情況，而本實(shí)驗(yàn)采用的模擬人體消化進(jìn)程的米飯消化液中氨基酸含量和組成可以更好的反映人體對(duì)米飯蛋白真實(shí)的消化、吸收利用情況，對(duì)不同蒸煮模式下制作的米飯中蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值做出更準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。較低強(qiáng)度蒸煮模式制備的米飯具有較高的蛋白消化率（81.64%～93.80%）、消化液中游離氨基酸含量（2.10～2.21 g/100 g pro）較高并且其氨基酸評(píng)分值也優(yōu)于高壓長(zhǎng)時(shí)間加熱的蒸煮模式。具有較高的壓力和較長(zhǎng)燜飯時(shí)間的蒸煮模式會(huì)降低米飯消化液中的蛋白質(zhì)消化率和游離氨基酸含量，同時(shí)會(huì)降低賴(lài)氨酸等必需氨基酸的含量，導(dǎo)致米飯中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值降低。因此，綜合米飯蛋白消化率、消化液中游離氨基酸總含量、氨基酸組成及必需氨基酸評(píng)分等指標(biāo)，具有低溫保持階段的智能蒸煮模式（P2）制作的米飯中蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。

參考文獻(xiàn)：

[1] KHATOON N, PRAKASH J. Nutritional quality of microwave and pressure cooked rice (Oryza sativa) varieties[J]. Food Science and Technology International, 2006, 12(4): 297-305.

[2] NI W, TSUDA Y, TAKASHIMA S, et al. Anti-atherogenic effect of soya and rice-protein isolate, compared with casein, in apolipoprotein E-deficient mice[J]. British Journal of Nutrition, 2003, 90: 13-20.

[3] 龐鈳靖. 脫水方便米飯?zhí)岣咂焚|(zhì)關(guān)鍵技術(shù)和工藝的研究[D]. 成都:西華大學(xué), 2012.

[4] 李云波. 秈米的膠體特性研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2006.

[5] 劉奕, 程方民. 稻米中蛋白質(zhì)和脂類(lèi)與稻米品質(zhì)的關(guān)系綜述[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2006, 21(4): 6-10.

[6] 熊善柏, 趙思明, 馮醒橋, 等. 淀粉在過(guò)量水分下糊化機(jī)理研究[J].糧食與油脂, 2001(9): 2-4.

[7] 趙思明, 熊善柏, 姚霓, 等. 稻米淀粉的糊化動(dòng)力學(xué)研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2002(3): 9-11.

[8] 龔婷, 趙思明, 熊善柏. 蒸煮工藝對(duì)米飯蛋白質(zhì)及氨基酸的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2008, 23(4): 14-17.

[9] TURGEON S L, RIOUX L E. Food matrix impact on macronutrients nutritional properties[J]. Food Hydrocolloids, 2011, 25: 1915-1924.

[10] CHAVAN U D, MCKENZIE D B, SHAHIDI F. Functional properties of protein isolates from beach pea (Lathyrus maritimus L.)[J]. Food Chemistry, 2001, 74: 177-187.

[11] STEUBING L, FANGMEIER A. Plant ecological training course: field and laboratory practicals in terrestrial plant ecology[M]. Pflanzen?kologisches Praktikum: Gel?nde- und Laborpraktikum der terrestrischen Pflanzen?kologie, 1992: 205.

[12] KEUTGEN J, PAWELZIK E. Quality and nutritional value of strawberry fruit under long term salt stress[J]. Food Chemistry, 2008, 107: 1413-1420.

[13] 張習(xí)軍, 熊善柏, 周威, 等. 蒸煮工藝對(duì)米飯中淀粉消化性能的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2009, 25(1): 92-96.

[14] 葉懷義, 楊素玲, 徐倩. 小麥淀粉高壓糊化動(dòng)力學(xué)的研究[J]. 中國(guó)糧油學(xué)報(bào), 2000(3): 21-30.

[15] WANG M, HETTIARACHCHY N S, QI M, et al. Preparation and functional properties of rice bran protein isolate[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(2): 411-416.

[16] 莫紫梅, 許金東, 趙思明. 米飯品質(zhì)的研究進(jìn)展[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2008(11): 5-12.

[17] DUODUA K G, TAYLORA J R N, BELTONB P S, et al. Factors affecting sorghum protein digestibility[J]. Journal of Cereal Science, 2003, 38(2): 117-131.

[18] PAVLISKO A, RIAL A, VECCHI S D, et al. Properties of pepsin and trypsin isolater from the digestive tract of parona signata “palomet”[J]. Journal of Food Biochemistry, 1997, 21(3): 289-308.

[19] NING Xia, WANG Jinmei. Characterization and in vitro digestibility of rice protein prepared by enzyme-assisted microfluidization: comparison to alkaline extraction[J]. Journal of Cereal Science, 2012, 56: 482-489.

[20] VEIGA E V, VANNUCCHI H, MARCHINI J S, et al. The nutritive value of a rice and soybean diet for adults[J]. Nutrition Research, 1985, 5(6): 577-583.

[21] 盧薇, 王金梅, 楊曉泉. 烹制工藝對(duì)米飯品質(zhì)及體外消化特性的影響[J], 現(xiàn)代食品科技, 2013, 29(2): 264-268.

[22] SAGUM R, ARCOT J. Effect of domestic processing methods on the starch, non-starch polysaccharides an d in vitro starch and protein digestibility of three varieties of rice with varying levels of amylose[J]. Food Chemistry, 2000, 70: 107-111.

[23] EZEOGUA L I, DUODU KG, TAYLORJRN et al. Effects of endosperm texture and cooking conditions on the in vit ro starch digestibility of sorghum and maize flours[J]. Journal of Cereal Science, 2005, 42(1): 33-44.

[24] MIFLIN B J, LEA P J. Amino acid metabolism[J]. Plant Physiology, 1977, 28: 299-329.

[25] FENNEMA O R. Food chemistry[M]. New York: Marcel Dekker Inc, 1996: 1055.

Effects of Cooking Methods and Rice Varieties on Protein Digestion Properties of Cooked Rice

SU Yu-ting, YIN Tao, ZHAO Si-ming*, LI Jiang-tao
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

The effects of four different cooking methods on protein digestion properties of cooked rice from three varieties were studied by a sequential pepsin-trypsin digestion method. Cooking methods (P1, mechanically adopted cookingsteaming-boiling; P2, computer-aided cooking-steaming-boiling; P3, high pressure-adopted cooking-steaming-boiling and P4, micro-pressure-adopted cooking-steaming-boiling) and three varieties of rice (indica rice THXM, Japonica rice JJGM, and indica rice JZX) were found to exert significant but different effects on protein digestion properties of cooked rice. Lower-intensity boiling provided the highest protein digestibility (81.64%－93.80%) and free amino acid (FAA) content (2.10 g/100 g pro－2.21 g/100 g pro). Both protein digestibility and FAA content were decreased by increasing boiling time or adopting pressure-cooking. Lysine was decreased more significantly and the amino acid score was lower. The effects of rice varieties on protein digestion properties might be related to the enzymatic hydrolyzability and composition of rice proteins.

rice; protein; digestion; cooking model; amino acid

TQ 93

A

1002-6630（2014）03-0100-06

10.7506/spkx1002-6630-201403021

2013-07-20

蘇鈺亭（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail：syt31906@163.com

*通信作者：趙思明（1963—），女，教授，博士，研究方向?yàn)榇蠓肿咏Y(jié)構(gòu)與功能特性。E-mail：zsmjx@mail.hzau.edu.cn