植物基板栗布丁儲藏期間消化特性和品質(zhì)變化

黃雙霞，涂 園，陳玲，李曉璽*

（1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣東省天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；3.淀粉與植物蛋白深加工教育部工程研究中心，廣東 廣州 510640）

隨著國民對膳食平衡需求的增加，以植物性食物為主的膳食結(jié)構(gòu)越來越受到重視。布丁因其細(xì)膩嫩滑的口感深受消費(fèi)者青睞，傳統(tǒng)布丁產(chǎn)品如牛奶布丁、巧克力布丁、雞蛋布丁等，具有高糖量、高熱量、高脂等缺點(diǎn)，不適合糖尿病、肥胖患者及體重管理者等特殊人群食用，且營養(yǎng)價(jià)值較低。為了滿足人們對布丁產(chǎn)品營養(yǎng)和健康的消費(fèi)需求以及豐富布丁產(chǎn)品的多樣性，近年來大米布丁、魔芋布丁、葛粉布丁等受到人們關(guān)注[1-3]，研究人員將具有調(diào)節(jié)腸道菌群、降血糖等功效的膳食纖維、抗消化淀粉、菊粉、綠豆雜糧等添加到布丁產(chǎn)品中來提高其功能特性[4-6]。但含淀粉的布丁產(chǎn)品在儲藏期間會因淀粉凝沉回生導(dǎo)致品質(zhì)下降，繼而影響布丁消化特性與感官品質(zhì)[7]。食品結(jié)構(gòu)變化和淀粉回生特性的變化會引起食品質(zhì)構(gòu)的改變[8]，如經(jīng)酶解耦合濕熱處理后可獲得富含抗消化和慢消化的淀粉[9-11]。此外，基于淀粉與其他食品組分（如蛋白質(zhì)、親水膠體及多酚等）的相互作用及不同食品加工過程條件，可形成特定的多尺度結(jié)構(gòu)，改善淀粉制品的消化性能和品質(zhì)[12-15]。

板栗富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、無機(jī)鹽、不飽和脂肪酸和黃酮等，營養(yǎng)價(jià)值豐富，甘甜芳香，具有潛在的健康益處[16]，開發(fā)板栗布丁產(chǎn)品可促進(jìn)其資源綜合利用。豌豆蛋白具有較高的營養(yǎng)價(jià)值，其氨基酸比例較為均衡，是一種良好的蛋白質(zhì)來源[17]。作者利用植物基板栗布丁中的淀粉、蛋白質(zhì)、親水膠體等分子間的相互作用，達(dá)到延緩淀粉回生、調(diào)控消化等目的。作者以酶解耦合濕熱處理的板栗粉和豌豆蛋白作為主要原料制備富含植物基蛋白的板栗布丁，研究在儲藏期間板栗布丁的消化特性及回生特性，探究其質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和感官品質(zhì)的變化規(guī)律，為開發(fā)營養(yǎng)健康且質(zhì)構(gòu)良好的板栗布丁深加工產(chǎn)品提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

板栗：購于東源縣船塘鎮(zhèn)鮮綠態(tài)農(nóng)場；普魯蘭酶：購于Aladdin 公司；豌豆蛋白：購于陜西寶禾生物科技有限公司；卡拉膠、魔芋膠及酸水解玉米淀粉：購于佛山高峰淀粉科技有限公司；D-山梨醇和天然香精：購于明富（上海）科技有限公司；總淀粉試劑盒：購于Megazeme 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

高速剪切均質(zhì)機(jī)：上海昂尼儀器儀表有限公司；紫外可見分光光度計(jì)：上海第三分析儀器廠；質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro Systems 公司；差示掃描量熱儀：美國PerkinElmer 公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 板栗布丁的制備板栗布丁配方：板栗粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.15%，豌豆蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.85%，單硬脂酸甘油酯和穩(wěn)定劑（卡拉膠、魔芋膠及酸水解玉米淀粉）質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%，D-山梨醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%，氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%，香精質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.01%，無菌水質(zhì)量分?jǐn)?shù)75%。

板栗粉前處理（酶解耦合濕熱處理）→調(diào)漿（加入豌豆蛋白）→混漿水合（25 ℃、1 h）→熱剪切處理（93 ℃、25 min、6 000 r/min）→配料（加入預(yù)先配好的25%輔料漿液，剪切93 ℃、6 000 r/min，5 min）→罐裝→熱力殺菌（85 ℃、30 min）→儲藏（常溫25 ℃）。記為CSPP，根據(jù)不同的儲藏天數(shù)記為CSPP-Xd。

對照布丁：未經(jīng)酶解耦合濕熱預(yù)處理且未與豌豆蛋白或其他輔料復(fù)合，根據(jù)不同的儲藏天數(shù)記為CSP-Xd；市售布丁粉：按布丁粉-糖-熱水質(zhì)量比為1∶1∶10 倒入模具待涼，冷藏凝固，根據(jù)不同的儲藏天數(shù)記為CAP-Xd。

1.3.2 儲藏期間板栗布丁的消化性能和血糖生成指數(shù)的測定消化性能根據(jù)Englyst 方法測定[18]，考察不同儲藏時(shí)間（0～21 d）RDS、SDS 和RS 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。利用Megazyme 總淀粉檢測試劑盒對布丁樣品中的總淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測定。根據(jù)的GO?I 等[19]方法計(jì)算布丁的預(yù)測血糖生成指數(shù)（predicted glycemic index，pGI）。

式中：HI 為水解指數(shù)，%。

預(yù)測血糖負(fù)荷（predicted glycemic load，pGL）是指100 g 或1 份食物中實(shí)際可利用碳水化合物質(zhì)量（C，g）與GI 值的乘積除以100[20]：

1.3.3 儲藏期間板栗布丁的回生性能測定采用差示掃描量熱法測定淀粉的回生性能。稱取試樣8 mg（淀粉干基），配成水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)70%，密封，放置過夜平衡水分。以10 ℃/min 的升溫速率從10 ℃升溫至100 ℃。測定不同儲藏時(shí)間（0～21 d）板栗淀粉的T0（起始溫度）、Tp（峰值溫度）、TC（終止溫度）以及焓值（△H）的變化情況。

根據(jù)Baik 等人[21]的方法計(jì)算板栗淀粉樣品的回生度（RD）。

式中：RD 為板栗淀粉回生樣品的回生度；△Ht為回生時(shí)間為t的樣品的熔融焓，J/g；△H0為沒有回生樣品的熔融焓，J/g；△Hn為樣品原晶體的熔融焓，J/g。

1.3.4 儲藏期間布丁的質(zhì)構(gòu)測定使用TA-XT Plus 食品質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA 的測定。測定探頭：P/6 柱形探頭；測定參數(shù)：測前速度1.0 mm/s，測試速度1.0 mm/s，起始力0.01 N，測試后速度3.0 mm/s，壓縮率為30%。

1.3.5 感官評價(jià)根據(jù)GB/T 10220-2012[22]中的要求選取10 名具有感官評定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員組成感官評定小組，對板栗布丁、對照板栗布丁及市售布丁的各個(gè)細(xì)分項(xiàng)目（色澤、細(xì)膩程度、凝膠狀態(tài)、風(fēng)味、可勺性、順化程度和穩(wěn)定性）進(jìn)行評分。根據(jù)層次分析法確定各個(gè)因素的權(quán)重大小，評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 布丁感官評價(jià)評分表Table 1 Sensory evaluation of pudding

1.3.6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析SPSS 軟件分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；采用LSD 法進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05 時(shí)存在顯著性差異；Origin 軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 儲藏期間布丁RS、SDS 和RDS 變化

如圖1所示，相比于CSP-0d，CSPP-0d 的SDS和RS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，說明酶解耦合濕熱處理后可有效降低淀粉消化性能，并且通過淀粉與蛋白質(zhì)分子間的相互作用，其復(fù)合體系可一定程度延緩淀粉酶對淀粉的消化。隨著儲藏時(shí)間的延長，布丁中的板栗淀粉發(fā)生回生現(xiàn)象，淀粉分子間重排聚集形成有序的多尺度結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致布丁的有序結(jié)構(gòu)增加，RS質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，RDS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈下降趨勢。從0～21 d，CSPP 的RDS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)從44.99%降低至38.69%，降低了14.00%；CSP 的RDS 質(zhì)量分?jǐn)?shù)從78.36%降低至61.03%，降低了22.12%。這說明相比于CSP，基于酶解耦合濕熱處理板栗粉-豌豆蛋白復(fù)合制備得到的布丁產(chǎn)品CSPP 回生程度較低，這與CSPP 的RDS 降低幅度低于CSP 中的RDS 降低幅度有關(guān)。

圖1 儲藏期間板栗布丁的淀粉消化性能變化Fig.1 Changes of starch digestibility of chestnut pudding during storage

2.2 儲藏期間布丁pGI 和pGL 的變化

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)WS/T 652-2019 中的分類標(biāo)準(zhǔn)，將食物血糖生成指數(shù)（GI）分為：低GI 食物（GI≤55），中GI 食物（55＜GI≤70），高GI 食物（GI＞70）。高GI 食物消化速度快，快速提高血液中的葡萄糖濃度。而中GI 和低GI 食物在胃腸道中停留的時(shí)間長，可緩慢釋放葡萄糖。表2為板栗布丁中淀粉水解參數(shù)，CSP 的動力學(xué)常數(shù)均大于CSPP，水解率較高，說明CSPP 抗消化性能相對較強(qiáng)，具有更多的抗消化和慢消化組分。圖2為不同儲藏時(shí)間下板栗布丁的pGI 值變化。隨著儲藏時(shí)間的延長，CSPP 和CSP 的pGI 值有所降低，可能是在儲藏過程中板栗淀粉分子之間、板栗淀粉分子與豌豆蛋白分子間均會發(fā)生相互作用，導(dǎo)致分子重排與聚集，有序程度增加，從而提高了抗酶解性，降低淀粉酶對板栗淀粉的酶解速率，pGI 值下降。

圖2 儲藏期間不同布丁pGI 的變化Fig.2 Changes in pGI of different puddings during storage

表2 儲藏期間板栗布丁擬合常數(shù)和水解指數(shù)的變化Table 2 Changes in fitting constant and calculated hydrolysis indices of CSPP during storage

此外，CSPP 的pGI 下降程度比CSP 小，說明其內(nèi)部有序結(jié)構(gòu)的變化程度相對于未處理組較輕，與其在儲藏過程中消化性能的變化趨勢一致。CSA 市售布丁為非淀粉類布丁食品，pGI 無明顯變化。

血糖負(fù)荷指數(shù)（GL）是在血糖生成指數(shù)（GI）的基礎(chǔ)上結(jié)合食物實(shí)際攝入量綜合評價(jià)食物消化性能的指標(biāo)，可真實(shí)反映食物在人體攝入過程中的血糖應(yīng)答效應(yīng)。根據(jù)WS/T 652-2019[20]分類，食物GL值可分為：低GL 食物（GL＜10），中GL 食物（10≤GL≤20）和高GL 食物（GL＞20）。儲藏期間CSPP、CSP 和CAP 的pGL 值變化見圖3。在儲藏期間，CSPP 的pGL 值從6.6 降低至6.1，遠(yuǎn)低于10，故CSPP 被劃分為低GL 食物，適合糖尿病人及體重管理者食用。隨著儲藏時(shí)間的延長，由于淀粉回生引起的有序結(jié)構(gòu)增加，抗消化組分增加，使得21 d 后的pGL 值下降。CSP 的pGL 值在7.43～10.0，屬于中血糖負(fù)荷指數(shù)食物，說明產(chǎn)品配料中的親水膠體、單硬脂酸甘油酯可以在一定程度上抑制淀粉回生。CAP 中的主要成分為白砂糖，pGL 值為18.2，屬于中血糖負(fù)荷指數(shù)食物。在儲藏21 d 后，CSPP 的pGL值降低了13.64%，而CSP 的pGL 值降低了27%，說明對照組的回生老化程度較大。

圖3 儲藏期間不同布丁pGL 的變化Fig.3 Changes in pGL of different puddings during storage

在儲藏期間，淀粉類食品由于回生過程中分子重排形成更多的有序結(jié)構(gòu)，使其消化性能、pGI 和pGL 值降低，會引起質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的變化，因此需進(jìn)一步考察儲藏期間板栗布丁的回生、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)的變化。

2.3 儲藏期間布丁熱力學(xué)參數(shù)和回生度

表3和表4分別為板栗布丁（CSPP）和對照板栗布?。–SP）在儲藏期間的熱力學(xué)參數(shù)和回生度。CSPP 和CSP 的回生焓值和回生度隨著儲藏時(shí)間的延長逐漸增大，說明在儲藏過程中，由于板栗淀粉分子發(fā)生重排和聚集，形成了新的有序結(jié)構(gòu)。同時(shí)，同等儲藏時(shí)間下CSPP 的回生焓值和回生度均小于CSP，CSPP-21d 的△H為5.99 J/g，CSP-21d 的△H為15.69 J/g，CSPP 和CSP 的回生度分別為32.97%和67.07%，CSPP 的RD 比CSP 降低了50.84%，說明儲藏期間CSPP 的回生程度低于CSP，豌豆蛋白可通過與板栗淀粉的分子間氫鍵等相互作用，在一定程度上降低了淀粉分子之間的重排，進(jìn)而降低了焓值和回生度，表明了豌豆蛋白的添加可以有效控制板栗布丁在長期回生過程中的回生性能。

表3 儲藏期間板栗布丁熱力學(xué)參數(shù)和回生度Table 3 Thermodynamic parameters and retrogradation degree of CSPP during storage

表4 儲藏期間對照板栗布丁熱力學(xué)參數(shù)和回生度Table 4 Thermodynamic parameters and retrogradation degree of the control group CSP during storage

2.4 儲藏期間板栗布丁質(zhì)構(gòu)變化

在25 ℃下對布丁進(jìn)行儲藏，在儲藏期間不同布丁的質(zhì)構(gòu)特性見表5、表6和表7。由表5可知，新鮮制備的板栗布丁 （CSPP-0d）的硬度為131.91 g，咀嚼性為43.79。由表6可知，新鮮制備的對照板栗布丁 （CSP-0d）的硬度為181.72 g，咀嚼性為60.93；CSPP、CSP 的咀嚼性和回復(fù)性略低于CAP，這是因?yàn)镃AP 的凝膠性質(zhì)和回復(fù)性主要由卡拉膠和黃原膠等膠體決定，而CSP 和CSPP 的凝膠特性和回復(fù)性除了膠體的影響外，還與板栗淀粉分子形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)相關(guān)；同時(shí)板栗淀粉與豌豆蛋白之間形成的復(fù)合凝膠網(wǎng)絡(luò)也影響CSPP 的凝膠性質(zhì)。板栗淀粉分子之間及其與蛋白質(zhì)形成的凝膠強(qiáng)度比高濃度的卡拉膠形成的凝膠體系弱，因此由板栗全粉為主要原料制備的布丁的咀嚼性和回復(fù)性低于富含親水膠體的市售布丁。

表5 不同儲藏時(shí)間內(nèi)板栗布丁CSPP 質(zhì)構(gòu)特性Table 5 Textural properties of CSPP at different storage times

表6 不同儲藏時(shí)間內(nèi)對照板栗布丁CSP 質(zhì)構(gòu)特性Table 6 Textural properties of the control group CSP at different storage times

表7 不同儲藏時(shí)間內(nèi)市售布丁CAP 質(zhì)構(gòu)特性Table 7 Textural properties of commercial pudding CAP at different storage times

在儲藏期間中，CSPP、CSP 的彈性和回復(fù)性均無明顯變化，咀嚼性略有增加，CAP 的硬度和咀嚼性變化不大，回復(fù)性降低但仍高于CSPP、CSP。CSPP、CSP 和CAP 的硬度隨著儲藏時(shí)間的延長而增加，CSPP-21d 與CSPP-0d 相比其硬度提高了27.07%；CSP-21d 與CSP-0d 相比硬度提高了62.98%。這是由于在儲藏過程中板栗淀粉發(fā)生回生，形成相對更加有序的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而增加了布丁食品的硬度。CSP 硬度的增加程度明顯高于CSPP，反映了CSPP 在儲藏過程中的回生程度低于CSP。說明了原料板栗粉經(jīng)過酶解耦合濕熱處理以及與豌豆蛋白復(fù)配后，可以獲得具有較低消化性能的淀粉類布丁食品；通過添加豌豆蛋白后可與布丁中的親水膠體協(xié)調(diào)抑制布丁在儲藏過程中的回生性能。CSPP 整體硬度低于CSP，可能是由于豌豆蛋白與板栗淀粉之間形成了半穿或互穿凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，影響了復(fù)合體系中板栗淀粉與豌豆蛋白分子鏈各自及彼此之間的進(jìn)一步重排聚集，從而降低了板栗淀粉凝膠的硬度。

2.5 儲藏期間板栗布丁感官品質(zhì)評價(jià)

采用人工感官評價(jià)的方式對儲藏期間板栗布丁的品質(zhì)變化進(jìn)行評價(jià)。不同儲藏時(shí)間下感官評價(jià)的整體評分如圖4（a）所示，未儲藏的和儲藏21 d后的板栗布丁（CSPP）、對照板栗布?。–SP）和市售布?。–AP）的各項(xiàng)目評分如圖4（b）～4（h）所示。CSPP 整體評分最高，隨著儲藏時(shí)間的延長其整體評分略有下降。這可能是由于板栗布丁中的板栗淀粉在儲藏期間因回生導(dǎo)致CSPP 的硬度升高，最終引起其整體評分的變化。布丁食品的穩(wěn)定性、凝膠特性、可勺性和順滑程度在儲藏期間的變化無顯著差異，這與質(zhì)構(gòu)測定中彈性和回復(fù)性在儲藏過程中變化不明顯一致。

CSPP 在儲藏期間色澤評分優(yōu)于CSP，從圖5也能看出CSPP 在外觀上為乳白色，比CSP 更容易被消費(fèi)者接受。在細(xì)膩程度和順滑程度上CSPP 整體高于CSP，這是由于豌豆蛋白在布丁制備過程中經(jīng)過熱剪切均質(zhì)處理，形成微型顆粒或與板栗淀粉分子發(fā)生復(fù)合[23]。由于微粒化蛋白的顆粒小于人體口腔黏膜對其感知程度的閾值，故消費(fèi)者在食用時(shí)能夠感知CSPP 具備順滑的質(zhì)構(gòu)[24]。研究人員[25-26]通過向脫脂奶粉或乳清蛋白濃縮物中添加物理改性淀粉來制作酸奶。摩擦學(xué)結(jié)果表明，淀粉的加入降低了摩擦系數(shù)值；感官結(jié)果證實(shí)，淀粉的加入使得含有脫脂奶粉和乳清蛋白濃縮物樣品更柔滑。CSPP和CSP 的可勺性、凝膠狀態(tài)和產(chǎn)品穩(wěn)定性均優(yōu)于CAP，這是由于布丁硬度的增大提高了消費(fèi)者勺起所需要的力，這與植物布丁的硬度和回復(fù)性低于市售布丁的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。在布丁儲藏期間，CSPP 和CSP 的整體感官評分皆優(yōu)于CAP，其中CSPP 的總分高于CSP。該結(jié)果表明植物基布丁的整體感官可接受程度高于市售和對照布丁。

布丁儲藏過程中感官品質(zhì)的下降是由板栗淀粉分子鏈的重排、回生、再結(jié)晶等形成有序結(jié)構(gòu)所引起的。通過添加豌豆蛋白在布丁制備過程中形成板栗淀粉-豌豆蛋白復(fù)合體系，一方面可使得布丁整體質(zhì)構(gòu)的均勻和細(xì)膩程度有所提高，另一方面還可以通過形成淀粉蛋白復(fù)合體抑制淀粉分子在儲藏期間的重排和回生，從而延緩板栗布丁的硬度等質(zhì)構(gòu)及穩(wěn)定性劣變。質(zhì)構(gòu)結(jié)果表明，在儲藏期內(nèi)板栗布丁的質(zhì)構(gòu)略有降低，同一儲藏時(shí)間下的感官評定結(jié)果可知，儲藏期間板栗布丁質(zhì)構(gòu)的變化對其品質(zhì)的影響整體在消費(fèi)者可接受范圍內(nèi)。因此，利用酶解耦合濕熱處理的板栗全粉和豌豆蛋白作為原料制備的板栗布丁富含蛋白質(zhì)，具有較低的消化和回生性能以及低血糖負(fù)荷指數(shù)，同時(shí)具有良好的質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)。

3 結(jié) 語

以酶解耦合濕熱處理后的板栗全粉和豌豆蛋白作為主要原料制備的板栗布丁是富含植物蛋白的低血糖負(fù)荷指數(shù)食品，具有良好的質(zhì)構(gòu)及感官特性。在儲藏期間呈現(xiàn)較低的回生特性，其感官品質(zhì)變化程度遠(yuǎn)低于天然板栗全粉制備形成的對照板栗布丁，與市售板栗布丁的感官品質(zhì)相比呈現(xiàn)出良好的感官品質(zhì)。因此，基于板栗淀粉與豌豆蛋白組分間相互作用，調(diào)節(jié)并優(yōu)化相應(yīng)加工處理?xiàng)l件，可獲得富含植物基蛋白質(zhì)的低血糖負(fù)荷生成指數(shù)的板栗布丁，同時(shí)可有效提升其質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)。