銀耳酥性餅干的工藝優(yōu)化及消化特性評價

鄧凱波，黃雅萍，屠穎晶，王為為，鄭寶東，*

（1.福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建福州350002；2.中國-愛爾蘭國際合作食品物質(zhì)學(xué)與結(jié)構(gòu)設(shè)計研究中心，福建福州350002；3.福建省食品藥品質(zhì)量檢驗研究院，福建福州350003）

銀耳（Tremella fuciformis Berk.）含有多糖（約占銀耳干重的60%～70%）、膳食纖維、黃酮等活性成分，具抗氧化、降血糖以及預(yù)防肥胖癥等功效[1]。目前，銀耳產(chǎn)業(yè)受市場、工藝技術(shù)等因素的制約，如產(chǎn)品單一、深加工應(yīng)用等較為薄弱。酥性餅干以口感酥松為特點，是深受消費者喜愛的焙烤類食品，具有巨大的市場發(fā)展前景[2]。在酥性餅干中加入銀耳以補充膳食纖維、多糖等營養(yǎng)素，提高產(chǎn)品的風(fēng)味特色和附加值，但目前尚未見到銀耳酥性餅干的相關(guān)研究報道。

近年來，餅干市場的競爭愈發(fā)激烈，許多企業(yè)將重點轉(zhuǎn)至功能性餅干的研發(fā)，主要有低糖餅干和膳食纖維餅干[3-4]。這是因為碳水化合物攝入與健康之間關(guān)系密切，降低食物中淀粉的能量釋放有助于穩(wěn)定糖尿病、肥胖癥以及心血管疾病等特殊人群的血糖水平，這類食物的血糖生成指數(shù)（glycemic index，GI）較低，可通過減少淀粉含量或使用慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）實現(xiàn)[5]。目前，對慢消化淀粉的制備[6]、理化性質(zhì)以及生成機理[7]等的研究較多，而對慢消化食品的研究與開發(fā)較少。

因此，將討論銀耳酥性餅干的制作工藝，探明其工藝最優(yōu)配方、品質(zhì)特性及慢消化功能，旨在生產(chǎn)具慢消化功能的中低GI值銀耳酥性餅干，以擴大餅干消費市場。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

干銀耳、低筋面粉、白砂糖、玉米淀粉和白面包等均購自福建福州超市；糖化酶（10 000 U/mL）：上海阿拉丁生物科技有限公司；豬胰α-淀粉酶（300 U/mg）：美國西格瑪奧德里奇公司；3，5-二硝基水楊酸、乙酸鈉、葡萄糖、乙醇、稀鹽酸等均為分析純：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

200克密封型搖擺式粉碎機（XL-04B）：廣州市旭朗機械設(shè)備有限公司；遠(yuǎn)紅外烤箱（YXE-2）：廣東佛山冠嘉機械有限公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA-XT2i）：英國Stable Micro Systems公司；全自動測色色差計（ADCI-60-C）：北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司；分析天平（PL602-L）：METTLER TOLEDO儀器（上海）有限公司；恒溫振蕩器（SHA-B）：常州國華電器有限公司；臺式高速冷凍離心機（HI850R）：湖南湘儀實驗儀器開發(fā)有限公司；紫外可見分光光度計（UV-2000）：尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基本配方

以低筋面粉100 g計，添加銀耳粉10 g、白砂糖30 g、植物黃油 55 g、全脂奶粉 7.5 g、玉米淀粉 2 g、雞蛋液32 g、小蘇打0.5 g、食鹽1 g、水10 g。銀耳粉碎度為80目。

1.3.2 工藝流程

1.3.3 操作要點

1）銀耳預(yù)處理：將去根后的潔凈干銀耳放入粉碎機粉碎，過80目篩后備用。

2）黃油攪打：黃油室溫軟化后分3次添加雞蛋液、白砂糖，攪打至呈略白的霜狀。

3）混合調(diào)糊、成型：加入其余材料壓拌混勻，輕攪以免起筋。搟平混勻的面團，放入冷藏室45 min后用模具擠壓成圓形。

4）焙烤：預(yù)熱5 min，設(shè)置下火110℃，上火180℃，焙烤20 min[8]。

1.3.4 銀耳酥性餅干質(zhì)構(gòu)的測定

用質(zhì)構(gòu)儀測定銀耳酥性餅干的硬度、咀嚼性和脆性，測定參數(shù)：探頭型號P/36R，測試前速度2.0 mm/s、測試中速度1.0 mm/s及測試后速度1.0 mm/s，壓縮比60%[9]。重復(fù)3次后取平均值。

1.3.5 銀耳酥性餅干色澤的測定

去掉樣品的中心部分，將樣品切割成直徑約2 cm、厚度約0.5 cm的簿圓片，用色差計測定其色澤（L*表示亮度、a*表示紅綠度和b*表示黃藍度）。重復(fù)5次后取平均值。

1.3.6 銀耳酥性餅干多糖含量的測定

用苯酚―硫酸比色法測定。將樣品碾磨成粉，過40目篩備用。取20 g粉末，加300 mL蒸餾水，沸水水提2 h，抽濾后冷卻至室溫，過濾并棄初濾液。收集余下濾液并吸取100 mL，加入500 mL乙醇醇沉，倒去部分上清液，剩余液體離心后得沉淀物即為多糖。沉淀物加蒸餾水定容至100 mL，吸取1.0 mL，在490 nm波長處測定吸光度值，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線來計算多糖得率。多糖得率/%=多糖提取量×稀釋倍數(shù)/樣品質(zhì)量×100。

1.3.7 感官評價

采用如表1所示的評分標(biāo)準(zhǔn)[8]，精心挑選10人并進行感官評分的培訓(xùn)，對銀耳酥性餅干的形態(tài)、色澤、組織和口感進行感官評價，對結(jié)果進行統(tǒng)計分析。

表1 銀耳酥性餅干的感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for tremella crispy biscuit

1.3.8 銀耳酥性餅干淀粉酶水解的動力學(xué)模型擬合及血糖生成指數(shù)預(yù)測[8]

參照Englyst等[10]和Goni等[11]的方法，進行體外消化動力試驗，對餅干的血糖生成指數(shù)進行預(yù)測。取銀耳酥性餅干樣品0.5 g于具塞試管中，加入10 mL乙酸鈉緩沖液（0.2 mol/L，pH 5.2）和3個玻璃珠混勻。加入10 mL現(xiàn)配的豬胰α-淀粉酶（300 U/mg）和40 μL糖化酶（10 000 U/mL），置恒溫振蕩器（37℃，170 r/min）中，每隔30 min取1 mL上清液停止酶解反應(yīng)，加入10 mL容量瓶用蒸餾水定容。以白面包作對照，用3，5-二硝基水楊酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法測定產(chǎn)生的還原糖量[12]。

水解率/%=取樣點對應(yīng)的已水解葡萄糖量×0.9/樣品總質(zhì)量；

水解指數(shù)（HI）=取樣點對應(yīng)的水解率曲線下的面積/對照樣品的水解率曲線下的面積

用Origin 8.0軟件對水解率曲線進行一級動力學(xué)模型擬合，其方程為：Ct=C∞（1-e-kt），式中：Ct和C∞為t時和∞時的最終水解率/%；K為淀粉水解平衡常數(shù)。進一步地，根據(jù)方程：水解指數(shù)（GI）=39.71+0.549×HI90（r=0.894，HI90：90 min時淀粉的水解指數(shù)），得GI值。重復(fù)3次后取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同銀耳添加量對銀耳酥性餅干品質(zhì)的影響

基本配方中其他成分的添加量固定不變，改變銀耳添加量分別為 0、10、20、30、40 g，按 1.3 項下工藝制作銀耳酥性餅干，測定不同的銀耳添加量對餅干質(zhì)構(gòu)、色澤和多糖含量的影響，結(jié)合感官評分確定適宜的銀耳添加量，結(jié)果見表2。

表2 不同銀耳添加量對銀耳酥性餅干的影響Table 2 Effect of different tremella addition on tremella crispy biscuit quality

由表2得知，餅干的硬度、脆性和咀嚼性均隨銀耳添加量的增加而呈現(xiàn)下降趨勢，當(dāng)添加量≥30 g后各項指標(biāo)趨于穩(wěn)定。餅干的硬度和咀嚼性降低，可能是由于銀耳的添加影響淀粉及蛋白分子的結(jié)構(gòu)，對淀粉老化有延緩作用，阻礙了淀粉的回生[13]。隨著銀耳添加量的增大，其a*值隨之增大，L*值隨之減少，b*值則是呈先升后降的趨勢，說明銀耳可增加餅干更鮮明的金黃色。馬文惠[14]的研究表明b*值與感官評價中的色澤呈正相關(guān)，與試驗中觀察的結(jié)果一致。當(dāng)銀耳添加量為40 g時，其多糖含量最高，相比對照組提高了21.02%，這是因為銀耳富含多糖。結(jié)合感官評分可知，銀耳最適添加量為30 g左右，不僅可提高餅干的感官品質(zhì)，還可增加餅干的營養(yǎng)。

2.2 不同白砂糖添加量對銀耳酥性餅干品質(zhì)的影響

固定基本配方中其他成分的添加量，改變白砂糖添加量分別為 20、25、30、35、40 g，按照 1.3 項下工藝制作銀耳酥性餅干，測定不同的白砂糖添加量對餅干質(zhì)構(gòu)、色澤和多糖含量的影響，結(jié)合感官評分確定白砂糖的適宜添加量，結(jié)果見表3。

表3 不同白砂糖添加量對銀耳酥性餅干的影響Table 3 Effect of different sugar addition on tremella crispy biscuit quality

有研究表明，糖與淀粉結(jié)合經(jīng)焙烤后會形成微晶體，對產(chǎn)品的硬度、脆性、咀嚼性等產(chǎn)生影響[15]。由表3得知，餅干的各項質(zhì)構(gòu)指標(biāo)隨白砂糖用量的增加均呈先升后降的趨勢，硬度和咀嚼性在白砂糖添加量為35 g時達到最大。當(dāng)白砂糖添加量為30 g時，餅干的脆性達到最大、感官評分達最高。用量過低，餅干的甜度不夠、色澤偏白（L*值）、口感干硬，反之則偏甜、色澤偏深（a*、b*值）、口感硬脆且不易成型，添加量過低或過高都會降低產(chǎn)品的品質(zhì)。而從表3中可看出，不同白砂糖添加量對餅干多糖含量的影響并不顯著（p＞0.05）。根據(jù)以上檢測結(jié)果，確定適宜的白砂添加量為30 g左右。

2.3 不同玉米淀粉添加量對銀耳酥性餅干品質(zhì)的影響

固定基本配方中其他成分的添加量，改變玉米淀粉添加量分別為 2、4、6、8、10 g，按 1.3 項下工藝制作銀耳酥性餅干，測定不同的玉米淀粉添加量對餅干質(zhì)構(gòu)、色澤和多糖含量的影響，結(jié)合感官評分確定適宜的玉米淀粉添加量，結(jié)果見表4。

表4 不同玉米淀粉添加量對銀耳酥性餅干的影響Table 4 Effect of different cornstarch addition on tremella crispy biscuit quality

由表4得知，餅干的硬度隨著玉米淀粉添加量的增加而增大，在添加量8 g時達最大，而咀嚼性則隨之降低。玉米淀粉的添加可降低面粉筋度、增大膨化性，從而提高產(chǎn)品的酥松性[16]。多糖含量隨玉米淀粉添加量的增大而逐漸增大。結(jié)合感官評分和色澤可知，玉米淀粉添加量宜在4 g左右，少量的玉米淀粉可增大餅干的酥脆性且色澤較佳，而過多的添加量則會導(dǎo)致面粉的面筋強度過低，面團不易成型且組織結(jié)構(gòu)孔隙不均，餅干色澤略白。

2.4 不同焙烤溫度對銀耳酥性餅干品質(zhì)的影響

分別設(shè)置 160、170、180、190、200 ℃等 5個焙烤溫度，按1.3項下工藝制作銀耳酥性餅干，測定不同的焙烤溫度對餅干質(zhì)構(gòu)、色澤和多糖含量的影響，結(jié)合感官評分確定適宜的焙烤溫度，結(jié)果見表5。

表5 不同焙烤溫度對銀耳酥性餅干的影響Table 5 Effect of different baking temperature on tremella crispy biscuit quality

從表5中可看出，隨著焙烤溫度的升高，餅干的硬度和咀嚼性顯著增大（p＜0.05），其脆性在180℃時達到最大。在酥性餅干的制作中，通常需要較高的焙烤溫度以加快餅干的定型，但溫度過高會使餅干表面發(fā)生硬化，出現(xiàn)色澤過深、過焦等不良現(xiàn)象[16]，這與表5中色澤所示數(shù)據(jù)一致。高溫可引起美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)，餅干表面的色澤隨溫度的升高而逐漸加深。不同焙烤溫度對餅干多糖含量影響的結(jié)果說明低溫焙烤對多糖含量的保留有積極作用，而當(dāng)焙烤溫度＞180℃時，多糖含量明顯降低。這是因為高溫焙烤會導(dǎo)致多糖的糖鏈卷曲或糖苷鍵發(fā)生部分?jǐn)嗔?，成為低聚糖或糖單體[2]。感官評分在焙烤溫度170℃時達最高。根據(jù)以上試驗結(jié)果，確定適宜的焙烤溫度為170℃。

2.5 響應(yīng)面法優(yōu)化銀耳酥性餅干的配方

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取玉米淀粉添加量、白砂糖添加量和銀耳添加量為自變量，以感官評分作為響應(yīng)值，采用Box-Benhnken響應(yīng)面法對銀耳酥性餅干的工藝配方進行優(yōu)化。試驗因素水平如表6所示，響應(yīng)面分析試驗設(shè)計及結(jié)果見表7。

表6 銀耳酥性餅干的響應(yīng)面試驗因素與水平Table 6 Factors and levels of the response surface experiment of tremella crispy biscuit

表7 銀耳酥性餅干的響應(yīng)面分析試驗設(shè)計及結(jié)果Table 7 Experiment design and result of response surface analysis of tremella crispy biscuit

表8 銀耳酥性餅干工藝回歸模型方差分析表Table 8 Variance analysis of regression model on tremella crispy biscuit technology

采用Design-Expert 8.0.6軟件對響應(yīng)面優(yōu)化試驗的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果如表8所示。該試驗構(gòu)建的響應(yīng)面回歸模型達到極顯著水平（p＜0.01），因素B、C、AB、AC、A2、B2、C2對餅干的影響達到顯著水平 （p＜0.05）。由于 FC＞FB＞FA，所以影響感官結(jié)果的因素大小依次為：銀耳添加量＞白砂糖添加量＞玉米淀粉添加量。得到的擬合二次回歸模型為：

該模型有較好的擬合效果（R2=0.976 8），非試驗因素對試驗結(jié)果的影響并不顯著（失擬項p＞0.05），適合應(yīng)用于篩選銀耳酥性餅干的工藝條件。

續(xù)表8 銀耳酥性餅干工藝回歸模型方差分析表Continue table 8 Variance analysis of regression model on tremella crispy biscuit technology

不同因素交互作用的響應(yīng)面圖如圖1所示。

圖1 玉米淀粉、白砂糖和銀耳添加量的交互作用對感官評分影響的響應(yīng)面圖Fig.1 Response surface diagram of interaction between corn starch，white sugar and tremella on sensory score

響應(yīng)曲面坡度較陡峭，表明玉米淀粉添加量、白砂糖添加量和銀耳添加量三者的交互作用對響應(yīng)值（感官評分）有一定影響。其中，圖1A、圖1B中等高線圖均呈橢圓形，說明玉米淀粉與銀耳、玉米淀粉與白砂糖這兩者的交互作用對感官評分的影響顯著（p＜0.05）；而圖1C中等高線圖呈圓形，表明銀耳與白砂糖交互作用對感官評分的影響不顯著（p＞0.05），這與表8中的方差分析結(jié)果一致。

根據(jù)以上試驗得到最優(yōu)條件為：銀耳添加量29.11 g、白砂糖添加量29.60 g、玉米淀粉添加量4.15 g，在此條件下，銀耳酥性餅干的感官評分為90.51分。選取可操作性的近似工藝參數(shù)來驗證上述優(yōu)化結(jié)果：銀耳29 g、白砂糖30 g、玉米淀粉4 g，重復(fù)3次得實際感官評分為91.07分，接近預(yù)測值，表明該回歸模型有較高擬合度，能真實反映銀耳、白砂糖、玉米淀粉的添加量對銀耳酥性餅干感官評分的影響。

2.6 淀粉酶消化水解曲線及預(yù)測血糖生成指數(shù)

淀粉酶消化水解曲線見圖2，預(yù)測血糖生成指數(shù)見表9。

圖2 不同銀耳添加量的酥性餅干體外消化水解曲線Fig.2 In-vitro digestograms of biscuit with different tremella addition

表9 不同銀耳添加量的餅干消化動力學(xué)模型及血糖生成指數(shù)GITable 9 Dynamic model of digestion and GI index of the biscuit with different tremella addition

如圖2所示，在0～90 min，淀粉水解率顯著升高，隨后增速減慢直到平衡。對照組白面包在180 min時水解率為82.20%，表明其抗性淀粉（RS）的含量為17.80%，與Englyst法測得的谷類淀粉RS含量相近[17]。因此，本試驗的一級水解動力學(xué)模型擬合預(yù)測血糖生成指數(shù)具有可信度[8]。由圖2和表9可知，餅干的水解率隨銀耳添加量的不斷增大而顯著降低（p＜0.05），水解指數(shù)（HI）也逐漸減小，從而使食品GI值降低。這可能與銀耳中的多糖和膳食纖維包埋淀粉顆粒有關(guān)，使其不易與酶接觸，從而淀粉的消化水解率降低[18]；還有可能是因為銀耳與消化酶的直接作用降低酶的活性，從而減緩淀粉的消化速率[19]。與未添加銀耳的餅干相比，優(yōu)化配方后的銀耳酥性餅干（銀耳添加量30 g）的GI值由77.5降至67.6，屬中等血糖生成指數(shù)（50≤GI≤70）食品[20]。傳統(tǒng)餅干多為高血糖生成指數(shù)（GI＞70）食品，而此配方生產(chǎn)的餅干有維持人體血糖穩(wěn)定的功效，更適合中老年人、肥胖癥等特殊人群食用。

3 結(jié)論

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面優(yōu)化法，結(jié)合餅干質(zhì)構(gòu)（硬度、咀嚼性、脆性）、多糖含量、色澤和感官評分，確定銀耳酥性餅干工藝的最優(yōu)配方：銀耳29 g（低筋面粉100 g計），植物黃油添加量55 g，白砂糖30 g，玉米淀粉 4 g，全脂奶粉 7.5 g，蛋液 32 g，水 10 g，焙烤溫度170℃。制得的餅干色澤誘人，酥脆可口。添加銀耳能顯著減慢淀粉的水解速率（SDS含量比對照組提高了32.89%），降低食品的血糖生成指數(shù)（優(yōu)化配方后的銀耳酥性餅干GI值降至67.6），維持人體血糖平穩(wěn)。因此，采用該優(yōu)化配方生產(chǎn)的銀耳酥性餅干是一種適合需控制血糖值穩(wěn)定的特殊人群食用的休閑健康產(chǎn)品，具廣闊的市場前景。