随着我国社会的不断进步，人们生活节奏越来越快，不注重饮食规律、合理搭配、营养均衡以及不良生活方式等因素导致慢性病高发。慢性疾病可通过控制饮食来辅助改善，而健康人群同样可以通过调整饮食结构来预防慢性疾病[1]。
血糖生成指数（glycemic index，GI）可以衡量某种食物或膳食组成对血糖的影响程度，其定义为摄入含50 g 碳水化合物的食物与相当量的白面包（或葡萄糖）在一定时间内（一般为2 h），体内血糖应答水平的百分比值[2]。GI 可以反映摄入食物后人体血糖的波动状态，用来衡量食物引起人体餐后血糖反应水平。目前高GI食物指GI 大于70 的食物，中GI 食物指GI 在55～70的食物，低GI 食物指GI 小于55 的食物[3]。低GI 食物在人体内吸收较缓慢，可以持续释放能量、维持血糖稳定，从而达到预防和缓解慢性疾病的目的[4]。
在低GI 食物的研发中，国外有研究显示豆类粉的添加使得无筋面包中快消化淀粉含量减少、GI 降低[5]。也有添加海带和橄榄油以降低米饭GI 的报道[6]。国内有研究以黄豆粉、小麦粉、小米粉为原料研发低GI 杂粮复合馒头[7]，同时还有荞麦、燕麦低GI 面条的研发[8]。
面条是一种重要的主食，由于其制作工艺简单，风味独特，广受全球消费者青睐。但传统面条通常以精白小麦面粉加工而成，其营养价值较为单一，且GI较高，不适合肥胖症及糖尿病等慢性病患者食用。目前市场上研究适合高血糖、糖尿病等慢性病人食用的面条仍然较少。鹰嘴豆是一种豆科植物，鹰嘴豆主要分布于新疆、青海、甘肃和云南等地，其风味独特，且GI 较低，近年来研究人员开发出各种鹰嘴豆食品，如利用鹰嘴豆制备低GI 馒头[9]，鹰嘴豆面条[10]等。山药是重要的根茎类食用植物之一，目前有报道制备山药营养面条[11]、山药葛根面条[12]等。魔芋是一种根茎植物，广泛应用于食品领域，目前有报道添加魔芋葡苷聚糖降低面条GI[13]。但联合使用鹰嘴豆等多种原料制备口感良好且可以显著降低淀粉水解率的面条相关报道较少，因此，本试验旨在利用鹰嘴豆等原辅料，尽可能降低面条GI，为糖尿病等慢性病患者提供一款新型食物。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
1.1.1 材料与试剂
鹰嘴豆：木垒县农家兄弟农业发展有限责任公司，磨粉后过筛备用；山药、葛根、苹果、芹菜：市售，山药、葛根、苹果等烘干、磨粉后备用，芹菜榨汁备用。
高筋小麦粉：中粮粮油工业有限公司；海藻酸钠：浙江一诺生物科技有限公司；食盐：江苏苏盐井神股份有限公司；胰酶（8 000 U/g）、胃蛋白酶（12 000 U/g）：美国Sigma 公司；糖化酶（50 000 U/g）：北京世纪奥科生物技术有限公司；3，5-二硝基水杨酸（分析纯）：厦门海标科技有限公司；乙醇、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、碳酸钠（分析纯）：天津市科密欧化学试剂有限公司。
1.1.2 仪器与设备
TP-214 电子天平：北京赛多利斯仪器有限公司；PHS-320 数显式pH 计：成都世纪方舟科技有限公司；TD-5M 台式低速离心机：四川蜀科仪器有限公司；HH-S 数显恒温水浴锅：金坛市医疗仪器厂；UV3200分光光度计：尤尼柯仪器有限公司；JCD-5 型家用电动压面机：浙江天禧科技有限公司；DHG-9035A 恒温鼓风干燥箱：上海一恒科技有限公司；家用小型磨粉机：温州市林大机械有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 普通面条的制备工艺
普通面条（对照组）按以下工艺和配方制备：100 g小麦粉，2 g 食盐，0.4 g 海藻酸钠，40 mL 水，和面，面团醒置，压片，切条（宽2.0 mm，厚1.0 mm），自然晾干。
1.2.2 配方面条制备工艺
1.2.2.1 添加鹰嘴豆制作面条
不同质量（10、15、20、25、30、35、40 g）的鹰嘴豆磨粉（过120 目筛）后替代等量小麦粉制作面条，其他制备工艺同1.2.1。
1.2.2.2 鹰嘴豆粉过筛制作面条
在鹰嘴豆粉最佳添加量的基础上，将不同粒径（未通过40 目、40 目≤粒径＜80 目、80 目≤粒径＜120 目、通过120 目）的鹰嘴豆粉替代等量小麦粉制作面条，其他制备工艺同1.2.1。
1.2.2.3 添加山药粉制作面条
在鹰嘴豆粉最佳添加量、最佳粒径的基础上，将不同质量（10、15、20 g）的山药粉替代等量小麦粉制作面条，分为25 g 鹰嘴豆粉+75 g 小麦粉（A 组）；25 g 鹰嘴豆粉+10 g 山药粉+65 g 小麦粉（B 组）；25 g 鹰嘴豆粉+15 g 山药粉+60 g 小麦粉（C 组）；25 g 鹰嘴豆粉+20 g山药粉+55 g 小麦粉（D 组）。其他制备工艺同1.2.1。
1.2.2.4 添加魔芋精粉制作面条
在鹰嘴豆粉最佳添加量、最佳粒径、山药粉最佳添加量的基础上，将不同质量（4、8、12 g）的魔芋精粉替代等量小麦粉制作面条，分为25 g 鹰嘴豆粉+15 g 山药粉+4 g 魔芋精粉+56 g 小麦粉（E 组）；25 g 鹰嘴豆粉+15 g 山药粉+8 g 魔芋精粉+52 g 小麦粉制作面条（F组）；25 g 鹰嘴豆粉+15 g 山药粉+12 g 魔芋精粉+48 g 小麦粉制作面条（G 组）。其他制备工艺同1.2.1。
1.2.2.5 添加芹菜汁制作面条
在配方确定基础上，将新鲜芹菜榨汁后，加入30 mL 芹菜汁、10 mL 水，和面，制作面条，其他制备工艺同1.2.1。
1.2.3 面条感官评价
参照LS/T 3202—1993《面条用小麦粉》进行感官评价，面条感官评分标准见表1。
表1 面条感官评分标准
Table 1 Sensory scoring criteria of noodles
?
1.2.4 面条蒸煮特性的测定
参照LS/T 3212—2014《挂面》中附录C 进行测定。
1.2.5 面条断条率的测定
参照SB/T 10068—1992《挂面》进行熟断条率测定。
1.2.6 面条淀粉水解率及eGI 的测定
参考顾娟[14]的方法，建立体外消化模型。
将0.4 g 煮熟面条配制为质量分数2%的淀粉乳，沸水浴糊化10 min 后加入3 mL 工作酶液（将浓度1 g/L 的胰酶液和1 g/L 糖化酶液按1∶3 的体积比混合，4 000 r/min 离心15 min），37 ℃水浴回旋。加入酶液后0、5、10、20、30、45、60、90、120、180 min 分别取0.2 mL样品于试管中，分别加入4 mL 无水乙醇、3 mL 蒸馏水，3 000 r/min 离心20min 取2mL 上清液。加入1.5mL 3，5-二硝基水杨酸试剂，沸水浴反应7 min，测定OD520nm。将样品消化后的OD 值，代入标准曲线y=1.427x-0.011 3（r2=0.999 7），计算葡萄糖含量，得到淀粉的水解率。以时间为横坐标，淀粉消化水解率为纵坐标，绘制淀粉体外消化曲线图。用Origin2012 计算淀粉体外消化曲线下面积（area under the curve，AUC），按下列公式计算水解指数（hydrolysis index，HI），从而计算出体外预测血糖生成指数（estimate glycemic index，eGI）值。
1.3 数据处理
所有试验数据通过SPSS19.0 进行统计分析处理，采用单因素方差分析法（ANOVA）进行多组间差异显著性分析，P＜0.05 表示差异显著，结果以平均值±标准差表示。
2 结果与分析
2.1 鹰嘴豆粉添加量对面条感官品质、蒸煮损失和断条率的影响
鹰嘴豆粉添加量对面条感官评分的影响见表2。
表2 鹰嘴豆粉添加量对面条感官评分的影响（n=6）
Table 2 Effect of chickpea flour amount on the sensory scores of noodles（n=6）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
鹰嘴豆粉添加量/（g/100 g）表观状态 色泽硬度 黏度 弹性光滑性食味 总分0 8.5 9.1 19.0 21.5 23.0 4.4 4.1 89.60±0.20a 10 8.5 9.1 18.8 21.3 21.8 4.4 4.0 87.90±0.30b 15 8.6 8.7 19.4 20.3 21.4 4.0 3.9 86.00±0.40c 20 8.2 8.5 19.5 20.1 21.1 4.0 3.8 85.20±0.30c 25 7.3 8.5 18.8 20.1 20.7 4.0 4.0 83.40±0.20d 30 7.0 8.2 18.5 19.9 19.5 3.9 3.9 80.90±0.10e 35 8.1 7.7 17.7 19.0 18.3 4.0 1.7 76.50±0.50f 40 8.2 7.2 15.2 18.2 18.2 3.9 2.2 70.10±0.20g
根据表2 可得，以普通面条为对照，固定混合粉（小麦粉+鹰嘴豆粉）总量100 g，添加10 g～40 g 的鹰嘴豆粉代替等量小麦粉制作面条，随着鹰嘴豆粉添加量的增加，面条的感官评分显著降低（P＜0.05），鹰嘴豆粉添加量为10 g～30 g 的面条感官评分均达到80 分以上，评分为优。鹰嘴豆粉的加入，使面条外观中的色泽及光滑性下降，这是由于鹰嘴豆粉呈浅黄色。且鹰嘴豆粉的添加稀释了面筋蛋白质的浓度，影响了面筋网络结构的形成，随着面筋网络结构的减少与破坏，面条变得粗糙，适口性变差。
面条蒸煮损失率、断条率是衡量面条品质的重要指标。蒸煮损失率常用来表征面条的蒸煮性质，蒸煮损失率小表示蒸煮过程中损失的物质少，营养成分流失较少；断条率低，表明面条面筋结构好，面条筋道有韧性，因此面条品质也高。鹰嘴豆粉添加量对面条蒸煮特性的影响见图1。
图1 鹰嘴豆粉添加量对面条蒸煮特性的影响
Fig.1 Effect of chickpea flour amount on cooking characteristics of noodles
根据LS/T 3212—2014《挂面》的规定，面条蒸煮损失率应小于10%，断条率小于5%。由图1 可知，当鹰嘴豆粉添加量达到30 g/100 g时，蒸煮损失率均超过10%，不满足要求。面条蒸煮损失率增加是因为鹰嘴豆蛋白主要为清蛋白和球蛋白，吸水后不形成面筋结构[15]，影响了面筋网络的形成，使得面条的蒸煮损失率增加。当鹰嘴豆粉添加量超过30 g/100 g 时，面条断条率均高于5%，不满足要求。综上，鹰嘴豆粉添加量不超过25 g/100 g，面条的感官评分较好，同时蒸煮损失率和断条率满足规定要求，面条品质较好。
2.2 鹰嘴豆粉添加量对面条eGI 的影响
鹰嘴豆粉添加量对eGI 的影响见表3。
表3 鹰嘴豆粉添加量对面条eGI 的影响（n=3）
Table 3 Effect of chickpea flour amount on eGI of noodles（n=3）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
?
由表3 可得，当鹰嘴豆粉添加量为10 g/100 g～25 g/100 g时，与对照组相比，HI 和eGI 显著降低。这是因为鹰嘴豆的蛋白质含量高，约为24.2%，为高筋小麦粉蛋白质含量的2.5 倍左右。研究表明，食物中的血糖指数与其蛋白质含量呈负相关[16]。张慧等[17]研究了脱蛋白对小麦、苦荞和大米体外淀粉消化特性的影响，结果表明：小麦粉中蛋白质主要以膜的形式覆盖在淀粉颗粒的表面，从而阻碍了小麦粉中淀粉的消化，降低淀粉体外消化速率。研究表明，抗性淀粉晶体结构的特殊性使得淀粉酶难以接近淀粉[18]，从而造成了淀粉难以进一步降解成糖类，淀粉水解率降低。因此鹰嘴豆面条HI、eGI 随鹰嘴豆粉添加量的增加而降低。综上，在满足面条品质的基础上，添加25 g/100 g 鹰嘴豆粉代替等量小麦粉，进行后续试验。
2.3 鹰嘴豆粉粒径对面条感官品质、蒸煮损失和断条率的影响
鹰嘴豆粉粒径对面条感官品质的影响见表4。
表4 鹰嘴豆粉粒径对面条感官品质的影响（n=6）
Table 4 Effect of chickpea flour particle size on the sensory quality of noodles（n=6）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
鹰嘴豆粉粒径 表观状态色泽硬度黏度弹性光滑性食味 总分对照组 8.5 9.1 19.0 21.5 23.0 4.4 4.1 89.60±0.20a＞40 目 5.2 5.4 13.3 15.7 15.3 2.7 3.0 60.60±4.90c 40 目≤粒径＜80 目7.8 8.3 17.3 18.0 21.7 4.1 3.8 81.10±0.60b 80 目≤粒径＜120目8.5 8.7 17.0 19.0 22.0 4.5 4.1 83.70±0.70b≤120 目 8.3 8.5 18.3 20.3 20.0 4.0 3.6 83.00±0.50b
根据表4 可得，以普通面条为对照，固定添加25 g/100g鹰嘴豆粉代替等量小麦粉，添加粒径大于40 目的鹰嘴豆面条感官有显著差异，面条评分低，不可接受，这是由于鹰嘴豆粉粒径较大，面条外观呈现肉眼可见的颗粒，同时食用颗粒感明显，影响感官评分。而添加粒径小于40 目的鹰嘴豆面条，其感官与对照组相比有显著差异，面条综合评分较高，均达到80 分以上，面条具有特殊的鹰嘴豆风味。
鹰嘴豆粉粒径对面条蒸煮损失和断条率的影响见图2。
图2 鹰嘴豆粉粒径对面条蒸煮损失和断条率的影响（n=3）
Fig.2 Effect of chickpea flour particle size on cooking loss and broken rate of noodles（n=3）
由图2 可知，当鹰嘴豆粉粒径小于40 目时，不同鹰嘴豆粒径的面条的蒸煮损失率均小于10%，断条率均小于5%，满足LS/T 3212—2014《挂面》要求。综上，选择粒径小于40 目的鹰嘴豆粉且添加量为25 g/100 g进行后续指标测定。
2.4 鹰嘴豆粉粒径对面条eGI 的影响
鹰嘴豆粉粒径对面条eGI 的影响见表5。
表5 鹰嘴豆粉粒径对面条eGI 的影响（n=3）
Table 5 Effect of chickpea flour particle size on eGI of noodles（n=3）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
鹰嘴豆粉粒径 HI eGI对照组 81.39±0.58d 84.39±0.35a 40 目≤粒径＜80 目 64.25±0.59a 74.99±0.33d 80 目≤粒径＜120 目 67.58±0.50b 76.81±0.27c≤120 目 70.91±0.44c 78.64±0.24b
由表5 可知，添加不同粒径范围制得的鹰嘴豆面条，其HI 和eGI 随粒径的减小而显著增大，这是由于粒径大小影响淀粉消化速率，粒径越大，其消化速率越慢，淀粉体外消化曲线下面积减小，因此随着粒径减小，HI 降低、GI 降低，这与Dhital[19]、Nguyen 等[20]研究结果一致。研究表明，食品物理形态可能影响其淀粉水解率[21]。综上，当40 目≤粒径＜80 目时，面条的eGI值最低，因此选择鹰嘴豆粉添加量25 g/100 g、粒径为40 目≤粒径＜80 目进行后续探究。
2.5 山药粉添加量对面条感官品质、蒸煮损失和断条率的影响
山药粉添加量对面条感官品质的影响见表6。
表6 山药粉添加量对面条感官品质的影响（n=6）
Table 6 Effect of yam powder amount on the sensory quality of noodles（n=6）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
?
由表6 可知，添加10 g（B 组）、15 g（C 组）山药粉的面条感官评分达到80 分以上，可接受度较高。
山药粉添加量对面条蒸煮损失率和断条率的影响见图3。
图3 山药粉添加量对面条蒸煮损失和断条率的影响（n=3）
Fig.3 Effects of yam powder amount on cooking loss and broken rate of noodles（（n=3）
由图3 可知，添加10 g 和15 g 山药粉后面条的蒸煮损失率未超过10%，断条率未超过5%，满足要求。
添加20 g（D 组）山药粉后面条感官未达到80 分以上，口感较差，其蒸煮损失率超过10%，断条率超过5%，不满足要求，这是由于加入山药粉代替小麦粉，使得混合粉中的面筋蛋白含量降低，影响了面筋网络的形成。
2.6 山药粉添加量对面条eGI 的影响
山药粉添加量对面条eGI 的影响见表7。
表7 山药粉添加量对面条eGI 的影响（n=3）
Table 7 Effect of yam powder amount on eGI of noodles（n=3）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
?
由表7 可知，在添加25 g 鹰嘴豆粉（40 目～80 目）的基础上，分别添加10 g（B 组）、15 g（C 组）山药粉制作面条，其HI 和eGI 与未添加山药粉相比显著降低（P＜0.05）。餐后血糖的增加是由于α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶将多糖分解代谢为葡萄糖，Zhao 等[22]研究发现山药多糖可抑制α-葡萄糖苷酶活性，从而降低血糖。体外消化试验所用的糖化酶属于α-葡萄糖苷酶，因此，添加山药的面条其eGI 降低的原因可能是山药多糖抑制α-葡萄糖甘酶活性，导致面条中淀粉水解不彻底，HI 降低。综上，在满足蒸煮损失率、断条率、感官评价的基础上，添加25 g 鹰嘴豆粉、15 g 山药粉的基础上来进行后续研究。
2.7 魔芋精粉添加量对面条感官品质、蒸煮损失和断条率的影响
魔芋精粉添加量对面条感官品质的影响见表8。
表8 魔芋精粉添加量对面条感官品质的影响（n=6）
Table 8 Effect of konjac fine powder amount on the sensory quality of noodles（n=6）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
?
由表8 可知，与C 组相比，添加4 g（E 组）、8 g（F组）的魔芋精粉代替小麦粉制作的面条，其感官评分显著增加（P＜0.05）。魔芋精粉加入小麦粉中能与小麦粉中的淀粉和蛋白质相互作用，使面筋的筋力增强，富有弹性[23]，进而提高面条的感官评分。
魔芋精粉添加量对面条蒸煮损失率和断条率的影响见图4。
图4 魔芋精粉添加量对面条蒸煮损失和断条率的影响（n=3）
Fig.4 Effect of konjac fine powder amount on cooking loss and broken rate of noodles（n=3）
由图4 可知，添加适量魔芋精粉后面条蒸煮损失率降低，面条的品质较好，其蒸煮损失率、断条率满足LS/T 3212—2014《挂面》的规定。添加魔芋精粉后，魔芋精粉中的魔芋葡甘聚糖在形成胶凝的过程中，体系内的大分子互相联结成立体网状结构，包裹着淀粉颗粒，减少淀粉渗出，从而降低蒸煮损失率；魔芋葡甘聚糖还可促进蛋白交联，起到黏接作用，降低断条率[24]。
2.8 魔芋精粉添加量对面条eGI 的影响
魔芋精粉添加量对面条eGI 的影响见表9。
表9 魔芋精粉添加量对面条eGI 的影响（n=3）
Table 9 Effect of konjac fine powder amount on eGI of noodles（n=3）
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
组别 HI eGI C 52.83±0.49d 68.71±0.27a E 42.81±0.87c 63.21±0.48b F 36.41±1.74b 58.70±0.96c G 31.85±0.32a 57.20±0.18d
由表9 可知，在添加25 g 鹰嘴豆粉15 g 山药粉的基础上，添加4、8、12 g 的魔芋精粉代替小麦粉制作的面条，其HI 和eGI 与未添加魔芋精粉相比显著降低（P＜0.05），这与田宝明等[25]的研究结果一致。有研究表明，魔芋精粉中的魔芋葡甘聚糖与面筋蛋白淀粉复合物相互作用，从而使得将淀粉紧密结合在复合物中，阻碍淀粉酶与淀粉的接触，使得淀粉水解速率与水解率降低，HI 降低，面条GI 降低[26]。综上，在普通面条配方基础上，固定混合粉（小麦粉+鹰嘴豆粉+山药粉+魔芋精粉）用量100 g，用25 g 鹰嘴豆粉、15 g 山药粉、8 g 魔芋精粉替代等量小麦粉制作的面条，其eGI显著降低，为58.7。
2.9 芹菜汁对面条的品质及eGI 的影响
芹菜汁对面条的品质及eGI 的影响见表10。
表10 芹菜汁对面条的品质及eGI 的影响
Table 10 Effect of celery juice on the quality and eGI of noodles
注：同列字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
?
由表10 可知，控制总量为100 g，在混合粉（小麦粉+鹰嘴豆粉+山药粉+魔芋精粉）中加入含有降低eGI成分的25 g 鹰嘴豆粉、15 g 山药粉、8 g 魔芋精粉替代等量小麦粉的基础上，将30 mL 芹菜汁代替30 mL 水制作面条，面条感官评分为82.6，可接受度较高。面条断条率、蒸煮损失率分别为均满足LS/T 3212—2014《挂面》的规定。
体外消化试验测得配方面条的eGI 为54.46，eGI显著降低，较普通面条相比降低29.93。洪雁等[27]利用体外模型测定并绘制了小麦、玉米和荞麦的淀粉消化曲线，结果显示体外消化速率与人体体内实验和小鼠体内实验消化结果一致。说明体外消化测定eGI 可为体内实验测定GI 值和产品配方的筛选提供有效参考。
3 结论
通过优化鹰嘴豆、山药、魔芋精粉复配比制作面条，并利用体外模拟消化法，通过淀粉分解速率预测面条的eGI。结果表明：在面条基础配方的基础上，固定混合粉（小麦粉+鹰嘴豆粉+山药粉+魔芋精粉）用量100 g，用25 g 鹰嘴豆粉、15 g 山药粉、8 g 魔芋精粉代替等量小麦粉，将30 mL 芹菜汁代替30 mL 水制作面条，制备的面条在感官评分和基本特性指标方面满足面条的行业标准要求，体外消化试验测定eGI 为54.46，较普通面条相比降低29.93。
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