抗性糊精對于餅干質構的影響

肥胖與糖尿病已經(jīng)成為全球最主要的健康風險之一，根據(jù)2014年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全球成年人中有19億人超重，其中9%的人患有糖尿病，預計到2030年，糖尿病會成為人類第七致死疾病。世界衛(wèi)生組織（WHO）給出的建議是，合理的飲食和運動消耗可以有效預防糖尿病的發(fā)生。一個均衡的食譜應該包括，55%-70%的碳水化合物、15%-30%的脂肪、10%-15%的蛋白質，為了能夠緩釋體能能量，只有10%的能量攝入來自于快消化碳水化合物（單糖或雙糖），大約40%來自于復合碳水化合物，其中包括膳食纖維。

作為健康食譜中的一個重要組成成分，膳食纖維對于餐食飽腹感和預防肥胖、糖尿病的作用是眾所周知的。近年來，抗性糊精作為一種新的益生元，被應用在治療2型糖尿病及其并發(fā)癥。NUTRIOSE是一種純化處理的抗性糊精，也是一種可溶性膳食纖維，來自于玉米或小麥淀粉的葡萄多聚物，經(jīng)過高度精細化控制的糊精化生產(chǎn)而來。在生產(chǎn)NUTRIOSE的過程中，通過將淀粉進行一定程度的降解再重新聚合，在聚合的過程中，淀粉會被轉化成為一種纖維。在重新聚合的過程中，NUTRIOSE形成了不能被人體消化道內(nèi)的活性酶消化降解的糖苷鍵，使得這類抗性糊精在小腸中無法被降解吸收，其中的75%會在大腸中發(fā)酵，并有10%隨糞便排出體外。

NUTRIOSE不僅可以增加日常飲食中的膳食纖維含量，在體重管理上也起到了很正面的作用。一般來說，升糖指數(shù)可以反映食物中碳水化合物在人體進食時引起的血糖升高程度，通過減少攝入高升糖指數(shù)食物，可以有效降低肥胖及糖尿病的發(fā)生概率。人體試驗表明，NUTRIOSE具有降低餐后血糖、增加腸道益生菌與降低炎癥的作用，可以作為一種加工食品的膳食纖維補充添加劑，以補充消費者在日常飲食中的膳食纖維需求。同時，增加可溶性膳食纖維的攝入，也可以有效增加飽腹感。

蘇打餅干的酥脆、曲奇的軟綿……餅干這種零食受到很多人的喜愛，但作為一種以小麥粉為原料的高碳水食物，餅干又具有較高的升糖指數(shù)，成為糖尿病人和減重人群的禁忌食物。普通餅干可以通過加入麩皮來增加膳食纖維攝入和降低升糖指數(shù)，麩皮雖然是良好的膳食纖維來源，但卻來自于小麥研磨后篩下的種皮，口感粗糙，質構較硬，破壞了餅干本身的質構，致使推廣受限。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟的發(fā)展，人們對于烘焙類食物的攝取與日俱增，對于食物的健康功能和口感質構也有了相當高的要求。NUTRIOSE作為一種水溶性膳食纖維，將其加入餅干中替代麩皮，可以提升餅干中纖維的含量，提供更高的飽腹感和更低的升糖指數(shù)，從而改善餅干作為一種高碳水食物在健康方面的作用。與此同時，本研究發(fā)現(xiàn)添加NUTRIOSE會對于餅干的質構產(chǎn)生影響，在配方中增加1.77%的NUTIOSE會讓餅干的整體結構更松散，硬度和脆性減弱；如果將NUTRIOSE的添加量增加到5.06%，就會因為NUTRIOSE本身的多支結構特點而加固餅干的內(nèi)部質構，使其硬度與脆性回歸到類似普通餅干的質構。

一、材料與方法

1.材料與試劑。（1）材料：小麥面粉、NUTRIOSE（可溶性膳食纖維）、小麥面筋（麩質）、雞蛋液、白砂糖、食鹽、黃油、牛奶粉、泡打粉、植物油。餅干樣品由上海海上青焙坊烘制，樣品檢測前保存在4℃條件下。用于體外消化實驗的餅干樣品研磨成粉待用。（2）試劑：α-淀粉酶（熱穩(wěn)定，A3306），淀粉葡糖苷酶（來自于Aspergillus niger，A9913），蛋白酶（來自于Bacillus licheniforms，P3910），D-（+）-葡萄糖（G8270），MES（2-（N-Morpholino）），乙磺酸（M3671），Tris（Trizma？ base，T1503），購自于Sigma-Aldrich公司。乙醇、氫氧化鈉、正己烷、鹽酸、丙三醇，購自于國藥集團。

2.膳食纖維含量。根據(jù)GB/T 22224-2008《食品中膳食纖維的測定-酶解重量法-液相色譜法》，進行膳食纖維的測定。（1）使用正己烷從干燥過的樣品中提取油脂，在熱穩(wěn)定的α-淀粉酶、蛋白酶和淀粉葡糖苷酶的作用下，將處理過的樣品消化成小的水溶性分子。（2）使用沉淀酶水解溶液中的殘留物，用乙醇洗滌并過濾，然后干燥并稱重?；曳趾偷鞍踪|的殘留重量去除，可以看作是不溶性膳食纖維（IDF）和沉淀的高分子量可溶性膳食纖維（SDF）。（3）殘留的洗脫液通過脫鹽處理，低分子量抗性糊精或抗性麥芽糊精（RMD）的含量可通過液相色譜（HPLC）內(nèi)標法進行測定?？偵攀忱w維量是IDF、SDF和RMD的總和。

3.質構儀。質構儀（TA-XT plus）采用穩(wěn)定微系統(tǒng)和檢測器（P36R和HDP/3PB），通過系統(tǒng)預設程序進行質構檢測，參數(shù)與設定如表2所示。檢測記錄了餅干的兩項質構參數(shù)，即硬度和脆性。硬度通過記錄檢測器壓碎餅干時所施加的最大力（g）來判斷；脆性根據(jù)餅干從接觸到斷裂時檢測器的位移距離（mm）來判斷，餅干脆性越大，探頭位移的距離越短。

二、結果與分析

1.總膳食纖維量。通過酶解來測量餅干中膳食纖維的含量，由表3可以看到，抗性糊精的添加量與餅干中膳食纖維的含量呈正相關。在低含量抗性糊精餅干配方中，NUTRIOSE的添加量為1.77%，接近于普通小麥餅干增加的膳食纖維量（1.80%）。在高含量抗性糊精餅干配方中，NUTRIOSE的添加量為5.06%，接近于普通小麥餅干增加的膳食纖維量（4.80%）。由此可見，添加NUTRIOSE可以有效地顯著增加食物中的膳食纖維含量，而餅干中更多的膳食纖維含量可以增加飽腹感，在體重管理等領域具有潛在的價值。

2.餅干質構。通過食品質構儀可以對食物的機械物理特性進行量化測量，圖1記錄了加入抗性糊精的樣品組與對照組的硬度和脆性測量數(shù)據(jù)。質構儀記錄了施加在樣品上直至破裂前所用最大的力，反應了樣品的硬度，力量越大，樣品的硬度也越大。樣品的脆性則通過探頭在接觸樣品至破裂所位移的距離長短來反應，位移距離越短，樣品的脆性則越強。

實驗結果表明，在餅干配方中加入抗性糊精，在顯著提高膳食纖維含量的同時，質構參數(shù)也發(fā)生了變化。低抗性糊精餅干的膳食纖維含量從2.01%增加到了3.81%，不過其脆性也顯著降低，硬度幾乎只有對照樣的一半，破裂前最高承壓力從1605g降低到899g。這與此前在西班牙馬芬蛋糕中添加NUTRIOSE有類似的效果，硬度下降，結構更脆弱，內(nèi)部起泡更少。

由于在兩種樣品中，NUTRIOSE替代了部分小麥面粉，因此失去了一部分可以提供結構支持的小麥面筋，所以在替代方案中加入額外的小麥面筋，以此確保三個配方之間小麥面筋含量相同。低抗性糊精餅干的硬度小于普通小麥餅干的原因，可能是由于面團中淀粉與面筋之間互作強度的差異導致。小麥面筋主要由小麥醇溶蛋白和小麥谷蛋白組成，在揉面的過程中通過二硫鍵互相交聯(lián)形成。一般商品用小麥面筋來自于小麥淀粉副產(chǎn)物，在水洗面團的過程中獲得，因此外源小麥面筋的二硫鍵形成早于混合餅干的面團。加入外源面筋的樣品其內(nèi)部面筋網(wǎng)狀結構更弱，導致其硬度降低。較低的硬度與脆性造就了相對軟綿的口感，有利于咬合力較弱的群體食用，例如幼童和老年人群。不過值得注意的是，NUTRIOSE添加量達到5.06%后，硬度和脆性回歸到了普通餅干（對照）的質構參數(shù)。隨著抗性糊精添加量的增加，膳食纖維含量翻倍的同時，高抗性糊精餅干的脆度和硬度回歸到了對照組的數(shù)值，使其口感質構相類似。

高抗性糊精餅干的質構特點與其他類型的高含量膳食纖維餅干相反，普通小麥餅干加入車前草纖維后，低含量車前草纖維的餅干硬度更大，添加量達到6%時，硬度達到最大，但是當添加量大于6%時，硬度變小。NUTRIOSE在結構上有類似于車前草的木糖醇的特點，高度分支的結構可以讓多糖與蛋白之間的互作結構更緊密，強化了餅干本身的結構。很多證據(jù)表明，餅干的質構會隨著膳食纖維含量而變化，一般來說膳食纖維越多，餅干質構硬度越大。更高的NUTRIOSE添加量（最高達到5.06%）帶來的結構強化，彌補了外源小麥面筋造成的結構缺失，提升了硬度和脆性，使其在質構參數(shù)上趨同于普通餅干。

NUTRIOSE作為一種淀粉來源的抗性糊精，是一種可溶性膳食纖維，適量添加可以顯著增加食品中的膳食纖維含量，同時不過多影響餅干的質構，以滿足其在食用時的適口性。增加膳食纖維攝入，可以提升飽腹感和降低升糖指數(shù)，對于體重管理人群以及糖尿病人群有著一定的積極作用。與此同時，它不破壞餅干原有質構，滿足了抗性糊精餅干受歡迎的適口性，有利于其在商用領域的拓展。

作者簡介：俞詩垚（1990.08.11-），男，博士，工程師，上海市；研究方向：食品原料研發(fā)（淀粉）。