羅白玲,董文江,劉敦華,胡榮鎖,趙文成
咖啡果皮粉對餅干品質(zhì)和淀粉消化性的影響
羅白玲1,董文江2*,劉敦華3*,胡榮鎖2,趙文成4
1. 甘肅中醫(yī)藥大學(xué)定西校區(qū)醫(yī)學(xué)教學(xué)部,甘肅定西 743000;2. 中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院香料飲料研究所,海南萬寧 571533;3. 寧夏大學(xué)食品與葡萄酒學(xué)院,寧夏銀川 750021;4. 海南省特色熱帶作物適宜性加工與品質(zhì)控制控制重點實驗室,海南萬寧 571533
咖啡果皮是咖啡加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,約占咖啡果實的50%,測定結(jié)果顯示咖啡果皮中含有豐富的膳食纖維,總膳食纖維的含量可達(dá)64.80%,且脂肪含量低,僅為1.62%。但咖啡果皮僅有一小部分被用作堆肥和動物飼料,大部分被丟棄,造成了不可忽視的環(huán)境問題和資源浪費。為了探尋咖啡果皮在焙烤食品中的加工利用,本研究利用超微粉碎的咖啡果皮0%、5%、10%、15%、20%替代小麥粉來制作餅干,通過測定餅干的含水率、膳食纖維的含量、DPPH清除率、淀粉消化性能、血糖生成指數(shù)、色澤、質(zhì)構(gòu)及感官性狀,發(fā)現(xiàn)與對照組(0%)相比,隨著咖啡果皮粉替代量的增加,餅干的含水率從6.57%下降至5.32%,膳食纖維含量和DPPH清除率顯著增加,分別從1.84%增加至10.65%,從2.89%增加至36.69%,淀粉的消化率、C∞和k值與咖啡果皮粉的替代量呈負(fù)相關(guān),最終預(yù)測的餅干血糖生成指數(shù)從91.16降至66.35,但5%、10%、15%替代量的餅干仍為高血糖生成指數(shù)的食物,色澤中*和*值逐漸下降,而*值在5%和10%替代量時超過了對照組,餅干呈現(xiàn)咖啡果皮的棕紅色,另外,餅干的硬度和咀嚼性逐漸增加,但在5%替代量時硬度增加并不顯著(<0.05),脆性、恢復(fù)力、粘結(jié)力和彈性均逐漸下降,當(dāng)咖啡果皮粉添加量為5%時,可獲得理想的感官評分,尤其是在色澤和氣味上的得分達(dá)到最高,分別為4.8和4.7分。結(jié)果表明,咖啡果皮粉可以考慮作為一種餅干的配料來增加消費者對膳食纖維、抗氧化性物質(zhì)和低糖化淀粉的攝入,該研究結(jié)果為咖啡果皮的綜合利用提供理論依據(jù)。
咖啡果皮;餅干;品質(zhì);淀粉消化
咖啡是世界第二大貿(mào)易食品,根據(jù)國際咖啡組織的數(shù)據(jù),2020年咖啡總產(chǎn)量比2019年增長6.3%。據(jù)估計,全世界每天消費35億杯咖啡,大量的咖啡生產(chǎn)和全球的咖啡消費,造成了大量咖啡加工副產(chǎn)物的產(chǎn)生,這些副產(chǎn)物約占咖啡果實的45%~50%,給生產(chǎn)國造成了很大的環(huán)境問題[1]??Х裙ぃ╟offee peel, CP)是咖啡果濕法加工過程中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)品,相當(dāng)于整個鮮果干重的29%。CP含碳水化合物(50%~85%)、膳食纖維(70%)、蛋白質(zhì)(4%~12%)、脂類(0.5%~3%)、礦物質(zhì)(3%~10%)、單寧(1%~9%)、咖啡因(1%),此外,有學(xué)者報道CP中的酚類物質(zhì)主要為黃烷-3-醇、羥基肉桂酸、黃酮醇和花青素等,證實了CP的抗氧化能力[2-3]。目前國外學(xué)者對CP的綜合利用已經(jīng)做了大量的研究,如利用CP發(fā)酵生產(chǎn)多種生物產(chǎn)品,如酶、檸檬酸、沒食子酸、生物乙醇等[4-5],將CP粉用于面包、餅干、意大利面、醬汁和飲料等不同食品中作為增值產(chǎn)品[6],以及在CP中提取具有生物活性的天然物質(zhì),如花青素、抗氧化性膳食纖維等[3]。國內(nèi)對CP再利用的研究還處在初級階段,相關(guān)報道有張云鶴等[7]從CP中提取花青素,胡榮鎖等[8]、何紅艷等[9]利用CP制作咖啡果皮酒/茶,其他相關(guān)研究的報道較少。
餅干口感酥甜、便于攜帶、保質(zhì)期長,是人們?nèi)粘I钪凶钍軞g迎的焙烤食品之一,但其往往含糖含脂量高,若僅以單一精細(xì)的小麥粉作原料,不符合現(xiàn)代人群追求的健康消費觀念。近年來,關(guān)于餅干的研究主要集中在通過添加不同的植物性成分來增加餅干的營養(yǎng)物質(zhì)、降低餅干的血糖指數(shù)(GI)及提高產(chǎn)品口感上[10-11]。但我國關(guān)于CP應(yīng)用于餅干的研究還沒有相關(guān)報道。因此,本研究利用超微粉碎的CP為原料制作餅干,研究不同CP粉的添加量對餅干含水率、膳食纖維、抗氧化性、色澤、感官、質(zhì)構(gòu)的影響,采用體外模擬消化法測定餅干水解速率,并通過水解速率來預(yù)測血糖指數(shù),為開發(fā)風(fēng)味獨特、富含膳食纖維及具有抗氧化性的CP餅干提供理論支持。
1.1.1 原料與試劑 咖啡果皮(中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院咖啡加工實驗基地)、低筋粉、糖粉、小蘇打(安琪酵母股份有限公司)、無鹽黃油[恒天然商貿(mào)(上海)有限公司]、豬胰酶(320 U/L)、糖化酶(100 000 U/mL)、2,2-聯(lián)苯基-1-苦基肼DPPH、Trolox(水溶性維生素E)、3,5-二硝基水楊酸(DNS)(上海阿拉丁試劑有限公司)。
1.1.2 儀器與設(shè)備 紫外/可見分光光度儀(德國耶拿 SPECORD 250PLUS)、高速萬能粉碎機(天津泰斯特儀器有限公司)、超細(xì)粉碎機(濟(jì)南達(dá)微機械有限公司XDW-6B)、高速冷凍離心機(美國BECKMANAvantiJXN-26)、比色儀美能達(dá)CR-400(日本大阪)、質(zhì)構(gòu)儀TA.XT Plus(英國Stable Micro Systems)等。
1.2.1 咖啡果皮基本成分的測定 將咖啡果皮利用高速萬能粉碎機粉碎2 min后過40目篩進(jìn)行測定。參照 GB 5009.3—2016測定咖啡果皮中的水分、GB 5009.4—2016測定咖啡果皮中的灰分、GB 5009.5—2016測定咖啡果皮中的蛋白質(zhì)、GB 5009.6—2016測定咖啡果皮中的脂肪、GB 5009.9—2016測定咖啡果皮中的淀粉、GB 5009.88—2014測定咖啡果皮中的膳食纖維(總膳食纖維,TDF;不溶性膳食纖維,IDF;可溶性膳食纖維,SDF),每個樣品重復(fù)測定3次。
1.2.2 咖啡果皮粉的制作 利用超細(xì)粉碎機將咖啡果皮粉碎30 min后置密封袋中,放于干燥器中保存?zhèn)溆???Х裙し郏╟offee peel powder, CPP)的D50為8.95 μm。
1.2.3 酥性餅干的制作 餅干按表1的配方制作,先將黃油融化,加入糖粉、蛋液、小蘇打混合打發(fā),再將打發(fā)的黃油混合物與咖啡果皮粉及低筋粉混合,揉制成面團(tuán),醒發(fā)10~20 min后成型,制得的餅干坯在面火溫度為170~190℃,底火溫度為160~180℃,烘烤10 min,冷卻即得成品。將餅干成品粉碎,過40目篩,密封于塑料袋中室溫保存?zhèn)溆谩?/p>
表1 咖啡果皮粉餅干的配料
1.2.4 含水率的測定 參考李明娟等[12]的測定方法,準(zhǔn)確稱取每份樣品各3 g,置于烘箱(105℃)烘至恒量,重復(fù)3次,按公式(1)計算取平均值。
含水率=(烘前質(zhì)量-烘后質(zhì)量)/
樣品質(zhì)量×100% (1)
1.2.5 膳食纖維含量的測定 參考GB 5009.88- 2014模擬膳食纖維在人消化道里進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行測定。
1.2.6 DPPH清除率的測定 參考王旭[13]的方法略加修改,分別配置濃度為10、20、40、60、80、100 μg/mL的Trolox的標(biāo)準(zhǔn)液,各取500 μL,加入3 mL 0.14 mmoL/L的DPPH溶液,避光常溫放置45 min,再在517 nm處測定吸光度,以乙醇作為對照,繪制Trolox濃度對DPPH清除率的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
樣品提取:各稱取2 g樣品,加30 mL70%甲醇,超聲室溫提取30 min,4000 r/min離心10 min,收集上清液,殘渣復(fù)提1次,合并濾液,在45℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至無水狀態(tài),殘余物用甲醇定容至20 mL,得到的提取液在–20℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
樣品的測定:同標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定,3 mL DPPH溶液中加入500 μL樣品進(jìn)行測定,按公式(2)計算。
式中,1—加入樣品前的吸光值;2—加入樣品后的吸光值。
1.2.7 淀粉體外消化動力學(xué)模型及血糖指數(shù)的預(yù)測 (1)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作。參照李環(huán)等[14]的方法,利用DNS法進(jìn)行測定。以540 nm波長處的吸光度為縱坐標(biāo),葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)液濃度為橫坐標(biāo)制作標(biāo)準(zhǔn)曲線,其回歸方程為=0.0519– 0.0322,2=0.9993。
(2)淀粉水解速率(hydrolysis rate,HR)的測定。參照J(rèn)IA等[15]的方法,準(zhǔn)確稱取0.5 g樣品置于50 mL帶旋轉(zhuǎn)蓋的離心管中,添加10 mL pH為5.2的0.2 mol/L乙酸鈉緩沖液和5粒玻璃珠,渦旋混勻后將含有10 mL胰酶(320 U/L)和40 μL糖化酶(10 000 U/mL)的酶混合物加入到各試管中,將試管置于37℃恒溫振蕩水浴在170 r/min下孵育。水解10、20、30、60、90、120、150、180 min后分別取出1.00 mL水解液,然后與4 mL的無水乙醇混合,停止酶的反應(yīng),用DNS法測定葡萄糖含量。按公式(3)計算餅干淀粉的水解率(hydrolysis rate, HR)。其中以白面包作為空白對照。
HR=取樣時間點葡萄糖含量×0.9/
樣品的質(zhì)量×100% (3)
(3)血糖指數(shù)預(yù)測值(predictive value of glycemic index,PGI)。淀粉水解曲線遵循一級反應(yīng)方程式(4)[16],用Origin 9.0進(jìn)行模型擬合可計算出∞和的值。水解曲線下的面積(area under the hydrolysis curve,AUC)由非線性回歸分析確定。餅干的水解指數(shù)(hydrolysis index, HI)由公式(5)計算所得,由于HI和PGI之間有較好的相關(guān)性(=0.894),進(jìn)一步根據(jù)公式(6)計算血糖指數(shù)預(yù)測值PGI。
C=∞(1–e–kt) (4)
式中,C為反應(yīng)時間為時的最終水解率,%;為反應(yīng)時間,min;∞為反應(yīng)時間為∞時的最終水解率,%;為速率常數(shù),min–1。
式中,樣品為樣品水解曲線下的面積;白面包為白面包水解曲線下的面積。
PGI=39.71+0.549HI (6)
1.2.8 餅干表面顏色的測定 用美能達(dá)CR-400比色儀測定至少10個隨機選取的樣品的表面顏色。其中*值表示亮度(0=黑色,100=白色),*值表示紅綠色度(–*=綠色,+*=紅色),*值表示黃藍(lán)色度(–*=藍(lán)色,+*=黃色)。
1.2.9 餅干質(zhì)構(gòu)的測定 焙烤后的餅干冷卻24 h后測定。對餅干的硬度、脆性、咀嚼性、恢復(fù)力、粘結(jié)力、彈性進(jìn)行測定。選用TPA模式進(jìn)行餅干質(zhì)地剖析,測定條件為:TA5探頭,測試速率1.0 mm/s,觸發(fā)力5 g,壓縮度30%,每塊餅干測試5個點取平均值,每個樣品重復(fù)不低于6次。
1.2.10 餅干感官品質(zhì)評定 參照GB/T 20980— 2007餅干國家標(biāo)準(zhǔn),選擇10名經(jīng)驗豐富、無特殊嗜好的感官評價員,將餅干置于白色瓷盤中,在自然光下從組織、色澤、口感、氣味和整體接受度5個指標(biāo)進(jìn)行感官評分,每項指標(biāo)滿分以5分計,取其平均值作為最后結(jié)果。
由表2所示,CP中脂肪含量低,膳食纖維含量高,其中TDF可達(dá)64.8%,高于蘋果渣中約50%[17]和芒果皮中44.4%[18]的膳食纖維總量。CP中IDF約占TDF的77.03%,而超微粉碎技術(shù)能很好地改善IDF帶來的口感粗糙問題[19]。
表2 咖啡果皮基本組成成分
如表3所示,餅干的含水率隨著CPP添加量的增加而降低,但5%添加量的餅干與對照組相比差異不顯著,而10%、15%、20%添加量的餅干含水率與對照組相比分別降低了0.64%、0.82%、1.25%,差異顯著。餅干膳食纖維的含量隨著CPP 比例的增加而顯著增加(<0.05),與對照組相比,各添加量中膳食纖維的含量分別增加了1.95、3.65、4.37和5.79倍,此結(jié)果可以用CP富含膳食纖維來解釋。餅干的DPPH清除率也隨著CPP比例的增加而顯著增加,MASMOUDI等[10]同樣認(rèn)為在餅干配方中加入酸棗粉和纖維濃縮物能顯著提高餅干的DPPH自由基清除活性。YILMAZ等[20]指出添加了橘籽纖維的餅干中纖維含量、抗氧化能力、酚類物質(zhì)含量明顯較高。此結(jié)果表明,CPP是一種豐富的抗氧化活性物質(zhì)的來源,具有作為食品配料的潛能。
表3 不同添加比例咖啡果皮粉對餅干含水率、膳食纖維、DPPH清除率的影響
注:同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)。
Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference among treatments (<0.05).
圖1所示為CP餅干體外消化淀粉消化率的曲線圖。結(jié)果顯示,所有餅干在最初的30 min內(nèi)淀粉消化迅速,之后隨著時間的延長消化速度逐漸減緩,直至到180 min達(dá)到基本平衡。在同一消化時間點,餅干的消化速度均隨著CPP添加量的增加而降低。由圖2所示,餅干的淀粉消化平衡濃度∞和淀粉消化速率常數(shù)均隨著CCP添加量的增加而降低,對照組的∞為92.86%,表明餅干中絕大多數(shù)淀粉已經(jīng)水解,隨著CCP添加量從5%增加到20%,餅干中的∞分別為88.14%、77.62%、66.39%和52.78%。對照組的為0.0453 min–1,CCP添加量為20%時降至0.0291 min–1,這些結(jié)果顯示CCP的添加量與餅干的∞和呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。此結(jié)果與青香蕉粉對餅干淀粉消化性能和芒果皮、超微茶粉對淀粉消化性能的影響是一致的[12, 18, 21]。
圖1 不同添加比例咖啡果皮粉餅干的淀粉消化曲線圖
圖2 不同添加比例咖啡果皮粉餅干的平衡濃度(C∞)和速率常數(shù)(K)
低GI的食物被認(rèn)為能更好地控制血糖,食物依據(jù)GI可以劃分為高GI食物(GI≥70),中GI食物(55~70)和低GI食物(GI≤55)。由表4所示,餅干的PGI隨著CPP添加量的增加而降低,且相互間差異顯著(<0.05)。對照組的PGI是91.16,屬于高GI的食物,5%、10%、15%添加量餅干的PGI雖顯著減低,但仍為高GI的食物,當(dāng)添加量繼續(xù)增加到20%時餅干的PGI在55~70之間成為了中GI的食物。結(jié)果表明,CPP的添加有利于維持血糖水平的穩(wěn)定。
表4 咖啡果皮粉對餅干血糖預(yù)測值的影響
注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)。
Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (<0.05).
如圖3所示,將超微粉碎的CP加入餅干中能使餅干呈現(xiàn)大眾易接受的巧克力色,但添加量過多,會造成產(chǎn)品顏色過深。同時由表5所示的餅干色差值可看出,隨著CPP添加量的增加,*值和*值均呈現(xiàn)降低的趨勢,*值由63.40降至41.66,*由23.61降至2.47。*值呈現(xiàn)先增加后減低的趨勢,5%替代量的*值最高,為8.50,說明紅色呈現(xiàn)最飽和。色澤的差異主要是由CP中的色素及焙烤過程中發(fā)生的褐變反應(yīng)引起的。
圖3 不同添加比例的咖啡果皮粉餅干圖
表5 不同添加比例咖啡果皮粉餅干的色差
注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)。
Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (<0.05).
如表6所示,餅干的硬度和咀嚼性均隨著CPP添加量的增加而增加,餅干的脆性、彈性、粘結(jié)性、彈性均隨著CPP添加量的增加而降低,但5%添加量餅干的硬度、脆性、恢復(fù)力與對照組差異不顯著,其他添加量差異均顯著。BOLEK[22]認(rèn)為橄欖石粉餅干的硬度也會隨著添加量的增加而增加。
表6 不同添加比例咖啡果皮粉對餅干質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響
注:不同小寫字母表示處理間差異顯著(<0.05)。
Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (<0.05).
感官評價是從餅干的色澤、組織、氣味、口感和總體接受度5個指標(biāo)來闡明的。如圖4所示,添加量5%和10%的餅干在色澤和氣味上的得分高于對照組,但隨著添加量的繼續(xù)增加各項指標(biāo)的得分均下降。從總體接受度這項指標(biāo)可看出,5%添加量的餅干與對照組均得5分,沒有差別。因此,可認(rèn)為5%添加量的餅干是人們樂于接受的。同樣的,F(xiàn)RADINHO等[23]在研究中發(fā)現(xiàn)富含亞麻籽車前纖維的餅干的顏色、風(fēng)味、質(zhì)地和總體可接受性在纖維添加量為6%時表現(xiàn)出更高的可接受性。因此,在餅干配方中添加纖維在一定程度上可以被消費者接受,但添加量過高可能會造成感官問題。
圖4 不同添加比例的咖啡果皮粉餅干感官雷達(dá)圖
咖啡果皮雖是咖啡加工中的副產(chǎn)物,但其高膳食纖維和低脂肪的營養(yǎng)特點符合人們的健康追求,本研究探討了不同添加量的CPP對餅干品質(zhì)和淀粉消化性能的影響。首先,當(dāng)CPP的添加量從0%增加到20%時,其膳食纖維的含量增加了5.79倍,含水率從6.57%降至5.32%,這可能是CP中膳食纖維含有的極性基團(tuán)對水分的吸附作用增強,使得體系中自由水的含量有所減少而使含水率降低[24],另外餅干的DPPH清除率增加了13.73倍,說明CP含有豐富的抗氧化活性物質(zhì),如酚類化合物和黃酮類物質(zhì)從而增強了餅干的抗氧化能力。在本研究中,餅干的HR、∞、、PGI均隨著CPP添加量的增加而呈現(xiàn)降低的趨勢,其原因可能是因為CP含有大量膳食纖維,其中IDF是一種不溶于水的聚合物,它主要起著物理屏障的作用,將淀粉顆粒截留在其纖維網(wǎng)絡(luò)中,包裹淀粉或形成一種結(jié)構(gòu)來阻止酶水解,因此不同程度地抑制α-淀粉酶的活性,從而限制了淀粉消化[25],SDF是一種可溶于水的聚合物,降低餐后血糖反應(yīng)與其粘度,易形成凝膠的特性有關(guān),通過增加營養(yǎng)團(tuán)的體積來改善葡萄糖耐量[26]。其次,隨著CPP添加量的增加,餅干的*和*值逐漸降低,*值先增加后降低,這是因為超微粉碎能使CP中的色素充分釋放,產(chǎn)品在較少的添加量下就能呈現(xiàn)果皮的本色棕紅色,但添加量過多,會造成產(chǎn)品顏色過暗過深,當(dāng)CP的添加量達(dá)到5%和10%時,餅干在色澤上的得分超過了對照組,且所有添加量的餅干在氣味上的得分超過了對照組,這與CP經(jīng)過超微粉碎后,其中的花青素、風(fēng)味物質(zhì)的釋放以及超微粉碎過程中的低溫最大限度的保留了原有的風(fēng)味有關(guān),但添加量越高,餅干的口感越差,硬度和咀嚼性增加,主要是因為膳食纖維含量的增加,其高吸水能力產(chǎn)生了致密的餅干基質(zhì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致硬度值的增加,也與餅干含水量的減少有關(guān)系。脆性、恢復(fù)力、粘結(jié)力和彈性均下降,是因為CP中的成分競爭性地吸收水分,包裹分布在面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的淀粉顆粒,阻止了許多蛋白質(zhì)分子牢固地纏結(jié)在一起,阻礙了面筋空間網(wǎng)絡(luò)的形成,當(dāng)添加量過多時,稀釋了面筋蛋白,破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成而引起的[27]。
綜上所述,餅干在5%添加量時膳食纖維含量與對照相相比從1.84%增加到3.59%,DPPH清除率從2.89%增加到16.22%,另外,餅干的HR、∞、、PGI均有所降低。色澤呈巧克力色,感官評分中色澤、氣味、口感得分最高,分別為4.8、4.7、4.8分,硬度與對照組無差異,其他質(zhì)構(gòu)特性與對照組相比雖有下降,但并未影響到餅干的整體口感,因為在感官評分中對照組和5%添加量的餅干總體接受度得分均為5。適當(dāng)?shù)腃PP添加量能改善餅干的色澤和風(fēng)味,并能增加餅干的營養(yǎng)和功能特性,可以考慮作為一種新型的食品配料在焙烤食品中應(yīng)用。
本實驗是在相同條件下通過增加CPP的添加量來進(jìn)行研究的,當(dāng)添加量較高時,面團(tuán)變硬,難以處理。為了進(jìn)一步增加CPP的添加量,還可通過調(diào)整其他工藝參數(shù)來進(jìn)行相關(guān)研究,以便達(dá)到較好的餅干品質(zhì)和特性,為CP的綜合利用提供強有力的理論依據(jù)。
[1] GEMECHU F G. Embracing nutritional qualities, biological activities and technological properties of coffee byproducts in functional food formulation[J]. Trends in Food Science & Technology, 2020, 104: 235-261.
[2] SANTOS é M D, MACEDO L M D, TUNDISI L L, ATAIDE J A, JANAíNA A, CAMARGO G A, ALVES R C, OLIVEIRA M B P P, MAZZOLA P G. Coffee by-products in topical formulations: a review[J]. Trends in Food Science & Technology, 2021, 111: 280-291.
[3] IRIONDO D A, APARICIO G N, FERNANDEZ G B, GUISANTES B E, VELáZQUEZ E F, BLANCH G P, SAN A M I, SANCHEZ F S, DEL CASTILLO M D. Validation of coffee by-products as novel food ingredients[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2019, 51: 194-204.
[4] KUMAR S S, SWAPNA T S, SABU A. Coffee husk: A potential agro-industrial residue for bioprocess[M]// SINGHANIA R, AGARWAL R, KUMAR R. Waste to Wealth. Singapore: Springer, 2018: 97-109.
[5] GOUVEA B M, TORRES C, FRANCA S, OLIVEIRA L S, FRANCA A S, OLIVEIRA E S. Feasibility of ethanol production from coffee husks[J]. Biotechnology Letters, 2009, 31(9): 1315-1319.
[6] VELEZ A R, LOPEZ J C J. Process for obtaining honey and/or flour of coffee from the pulp or husk and the mucilage of the coffee bean: 14/364925[P].2017-05-02.
[7] 張云鶴, 付曉萍, 梁文娟, 韓中惠, 劉蘇瑤, 袁 唯, 范江平. 云南小粒種咖啡果皮粗提物花青素成分及抗氧化活性研究[J]. 食品科技, 2016, 41(5): 219-223.
ZHANG Y H, FU X P, LIANG W J, HAN Z H, LIU S Y, YUAN W, FAN J P. Study on anthocyanin components and antioxidant activity of the crude extract from the pericarp of Yunnan coffee[J]. Food Science and Technology, 2016, 41(5): 219-223. (in Chiness)
[8] 胡榮鎖, 甘小紅, 董文江, 龍宇宙, 宗 迎, 初 眾. 外源添加糖及氨基酸對咖啡果皮酒風(fēng)味和感官品質(zhì)的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報, 2020, 41(6): 1208-1218.
HU R S, GAN X H, DONG W J, LONG Y Z, ZONG Y, CHU Z. Effects of exogenous sugar and amino acids on flavor and sensory quality of coffee peel wine[J]. Journal of Tropical Crops, 2020, 41(6): 1208-1218. (in Chiness)
[9] 何紅艷, 程金煥, 黃家雄, 張曉芳, 畢曉菲, 楊 旸, 楊 陽. 咖啡果茶的制作工藝研究[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工, 2020 (6): 21-22, 28.
HE H Y, CHENG J H, HUANG J X, ZHANG X F, BI X F, YANG Y, YANG Y. Study on the processing technology of coffee fruit tea[J]. Agricultural Products Processing, 2020 (6): 21-22, 28. (in Chiness)
[10] MASMOUDI M, YAICH H, BORCHANI M, MBARKI R, ATTIA H. Chemical, physical and sensory characteristics of biscuits enriched with jujube (L.) flour and fiber concentrate[J]. Journal of Food Science and Technology, 2021, 58: 1411–1419.
[11] DELAMARE G Y F, BUTTERWORTH P J, ELLIS P R, HILL S, WARREN F J, EDWARDS, C H. Incorporation of a novel leguminous ingredient into savoury biscuits reduces their starch digestibility: Implications for lowering the glycaemic index of cereal products[J]. Food Chemistry: X, 2020, 5: 100078.
[12] 李明娟, 張雅媛, 游向榮, 孫 健, 李志春, 衛(wèi) 萍, 楊 媚, 謝小強, 李 麗. 青香蕉粉餅干感官品質(zhì)評價及其消化性能[J]. 食品科學(xué), 2015, 36(21): 68-73.
LI M J, ZHANG Y Y, YOU X R, SUN J, LI Z C, WEI P, YANG M, XIE X Q, LI L. Sensory quality evaluation and digestibility of green banana powder biscuits [J]. Food Science, 2015, 36(21): 68-73. (in Chiness)
[13] 王 旭. 米糠膳食纖維的改性制備及其特性研究[D].北京: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 2018.
WANG X. Modified preparation and characteristics of rice bran dietary fiber[D]. Beijing: China Agricultural University, 2018. (in Chiness)
[14] 李 環(huán), 陸佳平, 王登進(jìn). DNS法測定山楂片中還原糖含量的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(18): 75-77.
LI H, LU J P, WANG D J. Study on determination of reducing sugar content in hawthorn tablets by DNS method[J]. Food Industry Science and Technology, 2013, 34(18): 75-77. (in Chiness)
[15] JIA M, YU Q, CHEN J, HE, Z, CHEN Y, XIE J, NIE S, XIE M. Physical quality andstarch digestibility of biscuits as affected by addition of soluble dietary fiber from defatted rice bran[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 99. 105349.
[16] GO?I I, GARCIA-ALONSO A, SAURA-CALIXTO F. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index[J]. Nutrition Research, 1997, 17(3): 427-437.
[17] KOHAJDOVá Z, KAROVI?OVá J, MAGALA M, KUCHTOVá V. Effect of apple pomace powder addition on farinographic properties of wheat dough and biscuits quality[J]. Chemical Papers, 2014, 68(8): 1059-1065.
[18] CHEN Y, ZHAO L, HE T, OU Z, HU Z, WANG K. Effects of mango peel powder on starch digestion and quality characteristics of bread[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 140: 647-652.
[19] ZHAO G, ZHANG R, DONG L, HUANG F, TANG X, WEI Z, ZHANG M. Particle size of insoluble dietary fiber from rice bran affects its phenolic profile, bioaccessibility and functional properties[J]. LWT-Food Science and Technology, 2018, 87: 450-456.
[20] YILMAZ E, KARAMAN E. Functional crackers: Incorporation of the dietary fibers extracted from citrus seeds[J]. J Food Sci Technol, 2017, 54(10): 3208-3217.
[21] 王玉婉, 涂 政, 葉 陽. 超微茶粉對全麥面包品質(zhì)及其淀粉消化特性的影響[J]. 食品科學(xué), 2021, 42(1): 79-85.
WANG Y W, TU Z, YE Y. Effect of superfine tea powder on the quality of whole wheat bread and its starch digestibility[J]. Food Science, 2021, 42(1): 79-85. (in Chiness)
[22] BOLEK S. Olive stone powder: A potential source of fiber and antioxidant and its effect on the rheological characteristics of biscuit dough and quality[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2020, 64: 102423.
[23] FRADINHO P, NUNES M C, RAYMUNDO A. Developing consumer acceptable biscuits enriched with psyllium fibre[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(8): 4830-4840.
[24] KTENIOUDAKI A, GALLAGHER E. Recent advances in the development of high-fibre baked products[J]. Trends in Food Science & Technology, 2012, 28(1): 4-14.
[25] CHAU C F, CHEN C H, LIN C Y. Insoluble fiber-rich fractions derived from: hypoglycemic effects determined bymethods[J]. LWT - Food Science and Technology, 2004, 37(3): 331-335.
[26] NG S H, ROBERT S D, AHMAD W A N, ISHAK W W R. Incorporation of dietary fibre-rich oyster mushroom () powder improves postprandial glycaemic response by interfering with starch granule structure and starch digestibility of biscuit[J]. Food Chemistry, 2017, 227(15): 358-368.
[27] KTENIOUDAKI A, GALLAGHER E. Recent advances in the development of high-fibre baked products[J]. Trends in Food Science & Technology, 2012, 28: 4-14.
Effect of Coffee Peel Powder on Biscuit Quality and Starch Digestibility
LUO Bailing1, DONG Wenjiang2*, LIU Dunhua3*, HU Rongsuo2, ZHAO Wencheng4
1. Department of Medical Education, Dingxi Campus, Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Dingxi, Gansu 743000, China; 2. Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China; 3. School of Food and Wine, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China; 4. Key Laboratory of Suitability Processing and Quality Control of Characteristic Tropical Crops in Hainan Province, Wanning, Hainan 571533, China
Coffee peel is the by-product of coffee processing, accounting for about 50% of coffee fruit. The experimental results show that coffee peel is rich in dietary fiber, and the total dietary fiber content can reach 64.80%, and the fat content is only 1.62%. However, only a small part of coffee peel is used as compost and animal feed, and most of it is discarded, resulting in environmental problems and resource waste that can not be ignored. In order to explore the processing and utilization of coffee peel in baked food, this study used 0%, 5%, 10%, 15% and 20% of superfine coffee peel instead of wheat flour to make biscuits. By measuring the moisture content, dietary fiber content, DPPH clearance rate, starch digestibility, glycemic index, color, texture and sensory characteristics of biscuits, it was found that compared with the control group (0%), with the increase of coffee content, the quality of biscuits was improved. The moisture content of biscuits decreased from 6.57% to 5.32%, and the dietary fiber content and DPPH scavenging rate increased significantly, from 1.84% to 10.65% and from 2.89% to 36.69%, respectively. The digestibility of starch, C∞and K value were negatively correlated with the substitution amount of coffee peel powder, and the finally predicted glycemic index of biscuits decreased from 91.16 to 66.35. However, biscuits with 5%, 10% and 15% substitution amount are still foods with high glycemic index. The*and*values in color gradually decreased, while the*value exceeded that of the control group at 5% and 10% substitution amount, and the biscuits were brown red in coffee peel. In addition, the hardness and chewiness of biscuits gradually increased, but the hardness increase was not significant at 5% substitution amount (<0.05). The results show that coffee peel powder can be considered as a biscuit ingredient to increase consumers' intake of dietary fiber, antioxidant substances and low saccharified starch. This paper provides theoretical basis for comprehensive utilization of coffee peel.
coffee peel; biscuit; quality; starch digestion
TS255.2
A
10.3969/j.issn.1000-2561.2022.08.018
2021-12-13;
2022-01-30
中央級公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費專項創(chuàng)新團(tuán)隊項目(No. 1630142017006)。
羅白玲(1985—),女,碩士,講師,研究方向:食品加工與安全。*通信作者(Corresponding author):董文江(DONG Wenjiang),E-mail:dongwenjiang.123@163.com;劉敦華(LIU Dunhu),E-mail:ldh320@nxu.edu.cn。