蘋果酸酯抗性淀粉對(duì)曲奇餅干的影響

王菲，孫丹蕊，楊留枝，閆溢哲, ，劉延奇, ，史苗苗, *

1. 鄭州輕工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院（鄭州 450002）；2. 食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心（鄭州 450002）

曲奇餅干因便攜、便食、口味好、形狀多樣、價(jià)格低而被人們廣為接受。但因其高油、高糖使高血脂、高血糖的消費(fèi)者望而卻步。利用膳食纖維吸水性和持油性，可降低曲奇餅干的脂肪和熱量，改善口感[1-2]。

作為“第七種營養(yǎng)素”的膳食纖維是指人體難以消化吸收的碳水化合物，具有加強(qiáng)腸道蠕動(dòng)和降低血糖、膽固醇等功效[3]?？剐缘矸凼侵溉梭w腸胃不能消化吸收的一部分淀粉和淀粉降解物，分為RS1、RS2、RS3、RS4和RS5五類[3]。抗性淀粉能夠降低血糖、預(yù)防結(jié)直腸癌、降低血漿膽固醇和甘油三酯濃度、抑制脂肪積累和增強(qiáng)維生素和礦物質(zhì)的吸收[4]、促進(jìn)腸道微生物細(xì)胞運(yùn)動(dòng)代謝，其部分功效類似于膳食纖維[5]。蘋果酸淀粉酯屬于RS4類抗性淀粉，據(jù)報(bào)道，含有不同抗性淀粉源的面食膳食纖維含量高[6]。

膳食纖維的攝入有利于身體健康，但添加麩皮等膳食纖維會(huì)對(duì)面制品口感、質(zhì)地和顏色等產(chǎn)生不良影響，使部分消費(fèi)者難以接受[7]?？剐缘矸蹫榘咨勰茌^好保留食品外觀、口感。試驗(yàn)選取工藝成熟的曲奇生產(chǎn)流程，通過將蘋果酸酯抗性淀粉作為膳食纖維替代品，按一定比例替代低筋面粉制作曲奇餅干，與添加菊粉餅干對(duì)比，選擇最佳比例的蘋果酸酯抗性淀粉餅干，為豐富餅干市場(chǎng)品種、滿足人們?nèi)找嬖鲩L的營養(yǎng)需求提供新方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉米淀粉（食品級(jí)，秦皇島驪驊淀粉有限公司）；菊粉（食品級(jí)，武漢中弘生物科技有限公司）；威士寶淡味黃油（食品級(jí)，威士蘭乳業(yè)（上海）有限公司）；糖粉（食品級(jí)，上海楓未實(shí)業(yè)有限公司）；低筋小麥粉（食品級(jí)，蛇口南順面粉有限公司）；全脂奶粉（食品級(jí)，黑龍江華丹乳業(yè)有限公司；蘋果酸（分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠）；無水乙醇（分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司）；氫氧化鈉（分析純，南京化學(xué)試劑有限公司）。

DHG-9140A型電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海申賢恒溫設(shè)備廠）；KH-200型水合反應(yīng)釜（西安太康生物科技有限公司）；QE-100型高速粉碎機(jī)（浙江屹立工貿(mào)有限公司）；SM-603T型電烤爐（新麥機(jī)械（無錫）有限公司）；DDQ-A01G1型電動(dòng)打蛋器（佛山市小熊廚房電器有限公司）；FE20型pH計(jì)（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）；YP6102型電子天平（上海光正醫(yī)療儀器有限公司）；TA. new plus型物性測(cè)定（上海瑞玢智能科技有限公司）；Ci6x型分度光度儀（愛色麗（上海）色彩科技有限公司）；DSH-50型水分含量測(cè)定儀（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 蘋果酸酯抗性淀粉的制備

采用Klaushofer等[8]的方法來制備蘋果酸酯抗性淀粉，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷?。?0 mL蘋果酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%）用10 mol/L NaOH溶液將蘋果酸調(diào)節(jié)pH 3。稱取30 g玉米淀粉（干質(zhì)量），加入蘋果酸溶液中。混合均勻后，將樣品在室溫下放置12 h，使淀粉和蘋果酸溶液完全滲透，放置于45 ℃烘箱中，烘至水分為5%～10%時(shí)取出，研磨、粉碎，裝入不銹鋼高壓密閉反應(yīng)釜中，置于130 ℃鼓風(fēng)干燥箱中。反應(yīng)2 h后取出，用去離子水和無水乙醇洗去多余的蘋果酸，直至最后洗出液的pH為6～7。在室溫下干燥，研磨粉碎，過孔徑0.150 mm篩，裝袋，即為蘋果酸酯抗性淀粉。采用Englyst等[9]的方法測(cè)定樣品的抗性淀粉（RS）含量，天然玉米淀粉的RS含量為14.0%，蘋果酸酯抗性淀粉的RS含量為61.5%。

1.2.2 曲奇餅干的工藝流程[10]

1.2.3 曲奇餅干的操作要點(diǎn)

1.2.3.1 制備糖粉

購買來的市售白砂糖經(jīng)過粉碎成粉并過孔徑0.150 mm篩，裝袋備用。

1.2.3.2 稱量

使用電子天平稱取原材料，100 g混合粉（分別添加0，5，10，15，20和25 g蘋果酸酯抗性淀粉或菊粉）、45 g糖粉、90 g黃油、30 g蛋液、14 g全脂奶粉。

1.2.3.3 面糊調(diào)制

在室溫下軟化黃油或用吹風(fēng)機(jī)加速其融化，使用電動(dòng)打蛋器進(jìn)行攪打，糖粉分3次加入，邊加入邊攪打直至看不到糖粉使黃油顏色發(fā)白即可，雞蛋液分2次加入，攪打使體積蓬松，質(zhì)地為霜狀。將粉狀混合物（低筋小麥粉、蘋果酸酯抗性淀粉或菊粉、全脂奶粉）混合，獲得均勻狀態(tài)[11]。用刮刀輕輕拌勻，攪拌至顏色一致軟硬適中即可取出裝入裱花袋。

1.2.3.4 裱花成形

將攪拌好的面糊裝入準(zhǔn)備好的模具中，擠壓在鋪了吸油紙的烤盤上，保證擠出的花紋立體美觀，整齊清晰，且每個(gè)曲奇之間要保留有適當(dāng)大小的間距，確保餅坯之間無粘連，最終產(chǎn)品色澤的均勻度及烘焙程度[12]。

1.2.3.5 焙烤

烤箱提前預(yù)熱5 min，溫度設(shè)置為面火180 ℃，底火140 ℃，烘烤時(shí)間12 min[13]。待曲奇餅干表面上色為均勻的金黃色，并且散發(fā)曲奇特有的香味時(shí)及時(shí)取出烤盤。

1.2.3.6 冷卻、包裝

待餅干烤熟后將其從烤箱中取出，放在室溫下冷卻后即可標(biāo)記包裝。

1.2.4 曲奇餅干物理特性的測(cè)定

測(cè)量餅干直徑的方法是在每個(gè)樣品中隨機(jī)取出5塊為1組，分別測(cè)量直徑，取平均值為最終直徑。通過堆疊5塊餅干的方法來測(cè)量餅干厚度。測(cè)3組數(shù)據(jù)，測(cè)量值以mm表示。

使用DSH-50型的水分快速測(cè)定儀測(cè)定曲奇餅干的水分，將樣品研磨粉碎后，過孔徑0.300 mm篩，樣品均勻地分散在樣品盤上，每個(gè)樣品每次稱取3 g，測(cè)定3次，取平均值為最終結(jié)果。1

.2.5 曲奇餅干的色度值測(cè)定

采用Ci6X分光光度儀測(cè)定餅干表面顏色，測(cè)定樣品的有明亮指數(shù)L*（黑色，L*=0；白色，L*=100）、紅綠值a*（-a*=綠度，+a*=紅色）和黃藍(lán)值b*（-b*=藍(lán)色，+b*=黃色）[14]。每種樣品重復(fù)測(cè)3次，取平均值。

1.2.6 曲奇餅干的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將添加不同膳食纖維的曲奇餅干切成2 cm×2 cm×2 cm正方體，用TA. new plus型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定其硬度、脆性、內(nèi)聚力、膠黏性、咀嚼性指標(biāo)。所用探頭為P/36R型。測(cè)試參數(shù)：測(cè)定前速度2 mm/s；測(cè)定速度1 mm/s；測(cè)定后速度2 mm/s；2次壓縮之間停留時(shí)間5 s；壓縮百分比60%[15]。每個(gè)樣品測(cè)定3次取平均值。

1.2.7 曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)

選擇10名同學(xué)作為評(píng)定小組，小組成員嚴(yán)格按照感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)表，對(duì)曲奇餅干的形態(tài)、色澤、氣味、口感、組織結(jié)構(gòu)5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)打分，滿分100分，取平均值，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析使用 SPSS 21.0 for Windows軟件（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）進(jìn)行方差分析（ANOVA），顯著性水平為0.05，圖表中不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著（p＜0.05）。多重比較采用LSD法。所有試驗(yàn)重復(fù)3次，所有分析檢測(cè)試驗(yàn)重復(fù)3次，測(cè)定結(jié)果以X±s表示，文中均采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同膳食纖維添加量對(duì)曲奇餅干物理性質(zhì)的影響

蘋果酸酯抗性淀粉的添加量對(duì)曲奇餅干含水率的影響結(jié)果如表2所示。由表2可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉量增加，餅干的水分總體趨勢(shì)上升，表明添加抗性淀粉可以減少烘焙過程中水分流失，使系統(tǒng)獲得更高保水性。由于干熱法處理得到的蘋果酸酯抗性淀粉引入大分子酯基。酯基為疏水性基團(tuán)，導(dǎo)致抗性淀粉中水分提高。較高的水分有助于曲奇餅干形成疏松的質(zhì)地。添加菊粉對(duì)餅干的含水率先增大后下降最后在上升到最大值4.77，變化幅度較小，說明菊粉的存在對(duì)于整個(gè)餅干系統(tǒng)的水分的影響小于添加蘋果酸抗性淀粉的影響，且具有不穩(wěn)定性。同時(shí)，菊粉具有強(qiáng)吸濕性，容易結(jié)合曲奇餅干中水分，從而降低水分[16]。

由表2可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉增加，餅干的直徑變小，厚度變厚，說明添加蘋果酸酯抗性淀粉有利于餅干的成形。添加10%～25%抗性淀粉后，餅干直徑和厚度基本保持不變，花紋也更加明顯，如圖1所示。這與Pareyt等[17]的結(jié)論一致，餅干的直徑隨面筋含量的增加而下降。焙烤過程中，面筋蛋白會(huì)聚集。蘋果酸酯抗性淀粉的添加對(duì)小麥蛋白具有稀釋作用，添加量越多，面筋含量越低，系統(tǒng)的水分越高，聚集的面筋蛋白質(zhì)減少，利于餅干形態(tài)的完整。

表1 曲奇餅干感官評(píng)價(jià)表

表2 不同膳食纖維的添加量曲奇餅干物理指標(biāo)

圖1 添加蘋果酸酯抗性淀粉的曲奇餅干外觀

如圖2所示，添加菊粉后，餅干直徑變大變薄，成型效果差。添加量為5%時(shí)，餅干的花紋依稀可見，添加量為15%時(shí)；花紋已經(jīng)開始淡化；添加量為20%時(shí)，餅干幾乎成薄餅狀。說明添加菊粉不利于維持餅干花紋形狀，這是由于菊粉充分溶解于水中，空氣的摻入效率更高，餅干體積變大，用于維持形狀的低筋面粉的比例降低，不足以維持花紋形狀，導(dǎo)致餅干不成形。

圖2 添加菊粉的曲奇餅干外觀

2.2 不同膳食纖維添加量對(duì)曲奇餅干色度的影響

從表3可以看出，餅干的L*隨著抗性淀粉添加量增加而增大，餅干白度增強(qiáng)。蘋果酸酯抗性淀粉使餅干表面顏色更淺、更白。在Baixauli等[18]研究發(fā)現(xiàn)增加抗性淀粉的含量最終制成顏色比對(duì)照組更白的的松餅，研究指出是由于抗性淀粉的加入稀釋了蛋黃或是黃油中色素。添加抗性淀粉的曲奇餅干的a*和b*值均比空白值小，是因?yàn)榭剐缘矸鄣拇嬖谝种铺穷惻c氨基酸的美拉德反應(yīng)。添加25%的蘋果酸酯抗性淀粉后，餅干具有最高的L*值，并且a*值、b*值也處于較高水平。添加蘋果酸酯抗性淀粉會(huì)讓餅干更加有光澤，亮度增加。

隨著菊粉添加量的增加，a*、b*值的變化顯著，總體都要比空白對(duì)照組的a*、b*值大，說明添加菊粉會(huì)使得餅干變得更加偏向紅色、黃色，這是因?yàn)樗苄缘木辗鬯鉃楣呛髸?huì)加劇美拉德反應(yīng)，并且菊粉的溶解性隨溫度的升高而增強(qiáng)。菊粉樣品色澤比空白對(duì)照組的顯得更加金黃。

表3 不同膳食纖維添加量的曲奇餅干色度值

2.3 不同膳食纖維添加量對(duì)曲奇餅干質(zhì)構(gòu)的影響

由表4可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉含量增加時(shí)，硬度、脆性、內(nèi)聚力、膠黏性和咀嚼性5個(gè)指標(biāo)趨勢(shì)一致，先減小再小幅上升后減小，添加抗性淀粉的樣品5項(xiàng)指標(biāo)均比對(duì)照組低。添加量為25%時(shí)，餅干的硬度、內(nèi)聚力、膠黏性和咀嚼性最低。說明加入抗性淀粉后，增強(qiáng)了面團(tuán)中的脂肪潤滑效果，由于系統(tǒng)保水性增加，曲奇餅干內(nèi)部變得細(xì)膩，有利于曲奇餅干口感的優(yōu)化，內(nèi)聚力的缺乏能夠讓餅干的口感更加細(xì)膩，曲奇餅干的質(zhì)地變得更加酥松，與硬度的降低，咀嚼性的變化一致。Pourmohammadi等[19]在餅干中添加玉米、小麥抗性淀粉也得到相同的結(jié)論。

表4 蘋果酸酯抗性淀粉添加量對(duì)曲奇餅干質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表5可知，添加菊粉的餅干硬度、脆性、內(nèi)聚力、膠黏性和咀嚼性總體比對(duì)照組增加，說明餅干質(zhì)地變硬、變脆、難以咀嚼，失去松軟的口感不被消費(fèi)者所接受。這可能是由于菊粉溶于水，這使得其內(nèi)部結(jié)合力不斷上升，內(nèi)聚力增加，使得餅干硬度大，咀嚼性差。

表5 菊粉添加量對(duì)曲奇餅干質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.4 不同添加量膳食纖維曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)分析

添加不同膳食纖維量對(duì)曲奇餅干的感官結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉添加量增加，感官評(píng)價(jià)分從93分下降到74分，其中添加0，5%和10%的蘋果酸酯抗性淀粉的得分相近，分別是93，92和91分。曲奇餅干的品質(zhì)與抗性淀粉的添加量成負(fù)相關(guān)，添加5%蘋果酸酯抗性淀粉餅干外觀僅比空白組顏色白，其余指標(biāo)相近。添加20%和25%蘋果酸酯抗性淀粉餅干的評(píng)分最低，因?yàn)樘砑犹O果酸酯抗性淀粉過多，導(dǎo)致味道發(fā)酸，甜味降低，口感不好，而且隨著蘋果酸酯抗性淀粉增加，餅干顏色變白，降低食欲。所有添加蘋果酸酯抗性淀粉的餅干有較好的外觀和質(zhì)地，說明蘋果酸酯抗性淀粉有利于維持餅干花紋形狀，并能夠增加細(xì)膩的口感和酥松的質(zhì)地。

添加菊粉的餅干感官評(píng)分均比對(duì)照組低。添加25%菊粉的餅干最不被接受，只有甜味和色澤可以接受，但會(huì)產(chǎn)生不適的口感。添加菊粉會(huì)破壞餅干的形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)，說明菊粉不利于餅干造型的維持與保證，會(huì)破壞餅干清晰完整的花紋，而且質(zhì)地變硬，面團(tuán)里的氣泡變得很大且不均勻，破壞餅干疏松口感，這與質(zhì)構(gòu)結(jié)果一致。

圖3 感官評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)比

3 結(jié)論

通過對(duì)比用菊粉代替部分面粉制作出曲奇餅干，結(jié)果發(fā)現(xiàn)添加菊粉會(huì)使曲奇的外型攤散、口感堅(jiān)硬、質(zhì)地粗糙，導(dǎo)致消費(fèi)者的接受度降低。添加蘋果酸酯抗性淀粉有助于曲奇維持完整的外型，增強(qiáng)酥松的質(zhì)地和口感，消費(fèi)者接受度提高。其中，添加5%和10%蘋果酸酯抗性淀粉的各種感官評(píng)價(jià)指標(biāo)相近且較高，但綜合餅干的保水性、松軟特性和質(zhì)構(gòu)等特性，添加10%蘋果酸抗性淀粉的餅干將會(huì)具有更廣泛的市場(chǎng)前景，添加25%蘋果酸酯抗性淀粉導(dǎo)致餅干變硬，口感過酸。結(jié)果表明，10%蘋果酸酯抗性淀粉添加量不僅能夠增加餅干營養(yǎng)，改善餅干高熱量帶來的健康隱患，而且利于形成質(zhì)地細(xì)膩、有光澤和具有清晰花紋的曲奇餅干。