J. Future Foods | 大米、卡达巴香蕉与木豆无麸质面粉的研发及其技术功能特性表征

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Introduction

乳糜泻是一种对含麸质食物（如小麦制品）存在免疫不耐受的疾病，终身严格禁食麸质是管理该疾病最有效的方法，但麸质恰恰是赋予小麦面粉独特弹性和烘焙品质的关键蛋白。目前许多无麸质替代粉（如大米、藜麦粉）不仅价格昂贵，且普遍存在蛋白质含量低、功能特性不足等缺陷，无法直接替代小麦粉。

研究者们通常采用制作复合面粉的策略，即将多种原料混合，例如将谷物与豆类结合，以弥补单一面粉的营养不足并改善其理化性质。尽管已有大量关于无麸质复合面粉的研究，但将大米、卡达巴香蕉和木豆这3 种特定原料进行混合的研究尚属空白。因此，本研究的主要目标就是开发并评估由这三种原料按比例配制而成的无麸质复合面粉，以期获得一种营养均衡、成本较低且具有良好应用潜力的新型小麦粉替代品。此外，文章还指出，这类功能性食品的开发不仅限于应对麸质不耐受，其营养强化特性对糖尿病等慢性代谢疾病的饮食管理也具有重要意义。

Results

用于样品筛选的最优混合实验

基于膳食纤维含量筛选面粉复配物的最优混合分析结果如表1所示。5 个无重复实验的面粉复配物（实验编号 1、4、7、11、12）分别标记为 R67-C10-P23、R71-C07-P22、R73-C08-P19、R79-C06-P15 和 R68-C07-P25，这些复配物均表现出较高的膳食纤维含量。

表1 用于筛选复合面粉复配物的最优混合实验设计

复合面粉的常规营养成分与矿物质组成

5 种优选复合面粉，其常规营养成分、淀粉及矿物质组成如表2所示。样品中粗纤维含量为2.20～3.05 g/100 g。复合面粉的淀粉含量相对较低，为47.95～68.77 g/100g，约13%～30%为抗性淀粉。该复合面粉中含量最丰富的矿物质为钾和钠。铁、锰、铜的含量相对较低。在木豆添加比例更高的复合面粉中，部分稀有元素（如铁）的含量略高。但所有样品中均未检测到铅。此外，样品中重要的矿物质比例（如钠钾比、钙磷比）也存在显著差异，其中钠钾比为0.49～0.78，钙磷比为3.01～4.15。

表2 大米基无麸质面粉的营养成分

/(g/100 g)

大米基无麸质复合面粉的抗营养因子组成

由表3可知，所有样品中胰蛋白酶抑制剂含量均较低（4.65～10.49 mg/100 g）。皂苷含量均为4.45～26.45 mg/100 g，在此浓度范围内，皂苷对人体具有潜在健康益处，如抗氧化和抗炎特性。植酸含量为3.30～7.00 mg/100 g；草酸含量均较低。复配物中卡达巴香蕉的添加比例会影响面粉的缩合单宁含量。

表3 大米基无麸质面粉的抗营养因子成分

复合面粉的多酚含量与抗氧化活性

由图1可知，复合面粉总酚含量与黄酮类物质含量分别为4.32～6.78 mg GAE/g和0.17～0.37 mg QE/g。木豆比例越高的复配面粉，总酚含量越高。其中，木豆添加量为22%、19%、23%和25%的样品，总酚含量无显著差异。复配面粉的抗氧化活性与总酚、黄酮类物质含量呈现出相似的变化趋势（图2）。抗氧化能力较强的复配面粉（如R67-C10-P23和R68-C07-P25）（图3），其高活性可能是多酚与生物活性肽协同作用的结果。

图1 大米基复合面粉复配物的总酚（A）与黄酮类物质（B）含量变化

图2 大米基复合面粉复配物的羟自由基（・OH）清除能力（A）与亚铁离子（Fe²⁺）螯合能力（B）变化

图3 大米基复合面粉复配物的DPPH自由基清除能力（A）、ABTS阳离子自由基清除能力（B）及FRAP（C）变化

复合面粉的功能特性与糊化特性

由表4可知，不同样品间面粉的体积密度无显著差异。在相同条件下，面粉的分散性为23.50%～27.20%。木豆粉添加比例较高（22%～25%）的复合面粉表现出更强的起泡能力，起泡率为96.00%～107.80%。因此，由67%～68%大米粉、7%～10%卡达巴香蕉粉和23%～25%木豆粉组成的复合面粉。此外，各复合面粉的峰值黏度为 321.30～448.50 RVU。各复合面粉的糊化温度为89.09～94.98 ℃，糊化时间为7.01～7.11 min。

表4 大米基无麸质面粉的功能特性及糊化特性

复合面粉技术功能特性的双标图分析

由图4可知，仅包含5 个观测样本，前2 个主成分仍解释了总方差的76%（

R

图4 大米基复合面粉样品与其所测营养及功能指标的双标图分析

Conclusion

本研究旨在开发一种以大米、卡达巴香蕉和木豆为原料的无麸质复合面粉。基于最优混合配方，本研究筛选出 5 种膳食纤维含量显著提高的复配面粉用于后续分析。由于大米、卡达巴香蕉和木豆的配比不同，这些复配面粉展现出多样的营养特性与技术功能特性。木豆添加比例为23%～25%的复配面粉具有较高的营养价值，具体表现为蛋白质、膳食纤维、总酚、黄酮类物质含量较高，且抗氧化特性优良。然而，由于木豆添加比例较高，这类面粉中抗营养因子的含量虽有所升高，但仍处于可接受水平。此外，这类面粉的湿热特性与糊化特性显示，其冷胶黏度、崩解值、回生黏度及最终黏度均较高——这些特性在无麸质烘焙食品及面团类食品的配方中具有较高应用价值。另一方面，大米添加比例较高（79%）的复配面粉，其膳食纤维（包括可溶性和不可溶性膳食纤维）、抗性淀粉、直链淀粉、支链淀粉及必需微量营养素含量均较高。综上，根据最终应用需求，将大米粉、卡达巴香蕉粉和木豆粉按不同比例复配，有望制备出具有多样营养特性与技术功能特性的无麸质面粉。

Development and techno-functional characterization of gluten-free flour from rice, Cardaba banana, and pigeon-pea

Oluwadamilare Adedeji Adewolea, Olusola Samuel Jolayemia*, Helen Nwakego Ayo-Omogieb, Adebanjo Ayobamidele Badejoa

a

Department of Food Science and Technology, Federal University of Technology, Akure PMB 704, Nigeria

b

Department of Food Science, University of Medical Sciences, Ondo City, PMB 536, Nigeria

*Corresponding authors.

Abstract

To create a gluten-free flour that closely mimic wheat in terms of its physico-chemical characteristics, a careful combination of several replacements is necessary. Therefore, the goal of this study was to develop a composite flour devoid of gluten using rice (R), Cardaba banana (C), and pigeon pea (P) and to evaluate its techno-functional qualities. Using 12-runs optimal mixture experimental design, 5 composite blends containing varying percentage of rice, Cardaba banana and pigeon pea flours were chosen based on dietary fiber. The blends containing 22% pigeon pea and above exhibited significantly higher protein (7.59-8.36 g/100 g), fiber (2.39-3.05 g/100 g), ash (1.94-2.34 g/100 g), total phenols (6.49-6.78 mg gallic acid equivalent/g), flavonoids (0.03-0.04 mg quercetin equivalent/g), and antioxidant properties in terms of ferric reducing antioxidant power, Fe2+-chelating capacity and ·OH scavenging abilities. However, these flour blends, due to the large proportion of pigeon pea retained higher but tolerable level of some antinutritional factors such as phytate (4.53-7.00 mg/100 g), tannin (0.30-0.44 mg/g), and trypsin-inhibitor (8.69-10.49 mg/100 g). Conversely, dietary fiber (both soluble and insoluble), resistant starch, amylose, amylopectin, and essential micronutrients including Na, Ca, and Zn were the main features of R79-C06-P15 composite blend. A biplots in the context of principal component analysis model with 78% explained variance (R2 = 0.78), graphically revealed the distinctive nutritional and functional attributes of each of the flour blend. Therefore, depending on the intended application, blends of rice, Cardaba banana, and pigeon pea flour at various percentages may result in a gluten-free flour with a range of nutritional and techno-functional properties.

Reference:

ADEWOLE O A, SLJOLAYEMI O, AYO-OMOGIE H N, et al. Development and techno-functional characterization of gluten-free flour from rice, Cardaba banana, and pigeon-pea[J]. Journal of Future Foods, 2026, 6(2): 266-278. DOI:10.1016/j.jfutfo.2024.04.011.

翻译：王立磊（实习）

编辑：龚艺；责任编辑：梁安琪

封面图片来源：摄图网

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