安虹　趙禎博　孟旭　劉延奇　閆溢哲

摘要：文章旨在研究添加蘋果酸脫支淀粉酯對(duì)餅干品質(zhì)及其消化特性的影響。結(jié)果表明，當(dāng)添加量較低時(shí)，有利于餅干形狀的穩(wěn)定，硬度、內(nèi)聚性降低，使得餅干的口感更加酥松細(xì)膩；當(dāng)添加量較高時(shí)，反而不利于餅干形狀的穩(wěn)定。隨著添加量的增加，餅干顏色逐漸變白，在一定程度上會(huì)阻礙餅干的褐變反應(yīng)，降低餅干的特殊風(fēng)味。蘋果酸脫支淀粉酯的添加能夠增加餅干中抗性淀粉的含量，從而使得餅干的消化性、估計(jì)血糖生成指數(shù)（eGI）降低。隨著添加量的增加，餅干的感官評(píng)分逐漸下降。當(dāng)添加量為2.5%和5%時(shí)，餅干的感官評(píng)分與普通餅干相近，但繼續(xù)增加添加量感官評(píng)分大幅度降低。因此，在保證餅干感官品質(zhì)的前提下，結(jié)合質(zhì)構(gòu)、消化性及eGI值，蘋果酸脫支淀粉酯的最佳添加量為5%。

關(guān)鍵詞：蘋果酸脫支淀粉酯；餅干；體外消化性；eGI

中圖分類號(hào)：TS213.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2024）01-0171-06

Effect of Malate Debranched Starch Ester on Quality and Digestive Characteristics of Biscuits

AN HongZHAO Zhen-boMENG XuLIU Yan-qiYAN Yi-zhe1，2*

Abstract： The aim of this paper is to study the effect of adding malate debranched starch ester on the quality and digestive characteristics of biscuits. The results show that when the addition amount is lower， it is beneficial to the stability of the biscuit shape， reducing the hardness and cohesion， making the biscuits taste more crispy and delicate. When the addition amount is higher， it is not conducive to the stability of the biscuit shape. With the increase of the addition amount， the color of biscuits gradually whitens， which would hinder the browning reaction of biscuits to a certain extent and reduce the special flavor of biscuits. The addition of malate debranched starch ester could increase the content of resistant starch in biscuits， thus reducing the digestibility and expected glycemic index （eGI）. With the increase of the addition amount， the sensory score of biscuits decreases gradually. When the addition amount is 2.5% and 5%， the sensory score of biscuits is similar to that of ordinary biscuits. However， the sensory score decreases significantly with the further increase of the addition amount. Therefore， on the premise of ensuring the sensory quality of biscuits， in terms of texture， digestibility and eGI value， the optimal addition amount of malate debranched starch ester is 5%.

Key words： malate debranched starch ester; biscuit; in vitro digestibility; eGI

餅干是以谷物粉、豆粉或者薯粉為主要原料，輔以糖、油脂、蛋類等其他配料，調(diào)制成粉或者漿，經(jīng)過成型、烘烤等工藝步驟制備而得的方便食品。根據(jù)工藝的不同，餅干可分為酥性餅干、韌性餅干、發(fā)酵餅干、壓縮餅干、曲奇餅干、夾心（或注心）餅干、威化餅干、蛋圓餅干等。餅干雖然是備受人們喜愛的烘焙食品之一，但其高油高糖增加了罹患慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)。因此，突破餅干升糖快、營(yíng)養(yǎng)成分單一的限制，研發(fā)營(yíng)養(yǎng)健康的功能性餅干具有十分重要的意義。

粗糧中的膳食纖維吸水膨脹能夠起到飽腹的作用，利用其制作的低糖低脂餅干可以起到代餐的作用[1]。采用蕎麥粉、抗性糊精分別替代60%、15%的小麥粉制備餅干，餅干的估計(jì)血糖生成指數(shù)（eGI）為47，屬于低升糖食品[2]。按照70%菊粉、20%瓜爾豆膠、5%葡甘露聚糖和5%小麥纖維的比例制備成混合膳食纖維粉，可用來制作低GI值的餅干[3]。將小麥粉和豌豆淀粉按照比例復(fù)配用于制作餅干，其升糖指數(shù)小于60，升糖負(fù)荷小于20，對(duì)血糖的影響不大[4]。Olawoye等[5]將檸檬酸改性芭蕉淀粉與原淀粉按照8∶2的比例混合添加到面粉中，用于餅干的制作，并探究了最佳生產(chǎn)工藝?？傊?，膳食纖維、食用膠、功能性多糖以及淀粉中抗性淀粉等都對(duì)餅干品質(zhì)和GI值有著顯著影響。

目前，變性淀粉作為一種添加劑，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于食品及調(diào)味品行業(yè)中[6]。蘋果酸脫支淀粉酯作為一種新型變性淀粉，其兼具酸味調(diào)節(jié)及營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化等多種用途，將在食品及調(diào)味品行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。本文旨在研究蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干品質(zhì)及消化特性的影響，從而確定最佳添加量，以制備一種低GI值產(chǎn)品，為蘋果酸脫支淀粉酯在食品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

蠟質(zhì)玉米淀粉：河南恒瑞淀粉科技股份有限公司；低筋面粉、糖霜：上海楓未實(shí)業(yè)有限公司；黃油：威士蘭乳業(yè)（上海）有限公司；小蘇打：鄭州安健源日用品有限公司；奶粉：內(nèi)蒙古伊利實(shí)業(yè)集團(tuán)股份有限公司。

1.2 試劑

L-蘋果酸（分析純）：天津市福晨化學(xué)試劑廠；普魯蘭酶E.C.3.2.1.41（1 000 NPUN/g）、豬胰酶（8×USP）、淀粉葡萄糖苷酶（260 U/mL）：美國Sigma公司；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；GOPOD葡萄糖試劑盒（生物試劑）：愛爾蘭Megazyme公司。

1.3 儀器

SHZ-82水浴恒溫振蕩器 江蘇金怡儀器科技有限公司；LG10-24高速離心機(jī) 北京醫(yī)用離心機(jī)廠；Scientz-10N冷凍干燥機(jī) 寧波新芝生物科技股份有限公司；DHG-9140A鼓風(fēng)干燥箱 上海申賢恒溫設(shè)備廠；PHSJ-6L pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；LC-OES-200SH懸臂式電動(dòng)攪拌器 上海力辰邦西儀器科技有限公司；YP6102電子天平 上海光正醫(yī)療儀器有限公司；LD150-A打蛋器 杭州九陽生活電器有限公司；K42FK619烤箱 浙江蘇泊爾股份有限公司；DL150游標(biāo)卡尺 寧波得力工具有限公司；TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems公司；Ci6x色差儀 愛色麗（上海）色彩科技有限公司。

1.4 方法

1.4.1 蘋果酸脫支淀粉酯的制備

將蠟質(zhì)玉米淀粉（WMS）（5 g，干基）制備成10%（質(zhì)量與體積比）的溶液，置于恒溫水浴鍋中糊化30 min，期間使用電動(dòng)攪拌器對(duì)其不停地?cái)嚢琛＠鋮s至50 ℃后，加入普魯蘭酶（200 μL），并置于50 ℃水浴恒溫振蕩器中脫支24 h。然后將樣品在沸水浴中加熱30 min滅酶，冷卻后加入無水乙醇（1∶2）用以沉淀淀粉。溶液在4 000 r/min的條件下離心10 min，乙醇洗滌多次以獲得固體樣品。抽濾后冷凍干燥、研磨、過篩（100目）獲得脫支淀粉（DBS）。

將DBS（5 g，干基）制成20%（質(zhì)量與體積比）的溶液，然后加入70%蘋果酸。用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值到2，在室溫下靜置12 h，期間不時(shí)攪拌使其充分混合，然后在50 ℃下干燥至水分含量低于10%。將干燥后的樣品粉碎，在130 ℃下反應(yīng)6 h。將粗產(chǎn)物洗滌多次以除去過量的蘋果酸，直到pH值為中性。洗滌過后的固體顆粒經(jīng)45 ℃烘干、研磨和篩分（100目）后得到蘋果酸脫支淀粉酯（MA-DBS）。

1.4.2 餅干的工藝流程

將蘋果酸脫支淀粉酯和低筋面粉按照0∶100、2.5∶97.5、5∶95、7.5∶92.5、10∶90、12.5∶87.5的比例分別制備成含有不同含量抗性淀粉的混合面粉。再添加25%糖粉、1%小蘇打、45%黃油、8%奶粉、33%蛋液、1.5%鹽（添加量為添加物占混合面粉的質(zhì)量比）。向軟化的黃油中加入糖粉，使用打蛋器打至發(fā)白，打發(fā)后分次加入蛋液，再次使用打蛋器打發(fā)，加入混合面粉、奶粉、小蘇打、鹽，揉成面團(tuán)，經(jīng)過整形、冷凍、切片、擺盤、烘烤，烤箱提前預(yù)熱，于180 ℃烘烤12 min，具體工藝見圖1。

1.4.3 基本指標(biāo)的測(cè)定

使用游標(biāo)卡尺對(duì)餅干的直徑、厚度進(jìn)行測(cè)定，采用國標(biāo)規(guī)定的方法對(duì)餅干的水分含量進(jìn)行測(cè)定。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

利用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)儀對(duì)單塊餅干進(jìn)行多次測(cè)試。主要測(cè)定餅干的硬度、脆性、內(nèi)聚性、膠黏性、咀嚼性。采用P/36的探頭以測(cè)定前、測(cè)定后均為2 mm/s、測(cè)定時(shí)為1 mm/s的速度對(duì)樣品進(jìn)行多次測(cè)定，當(dāng)壓縮比達(dá)到60%時(shí)使探頭回升再次進(jìn)行壓縮，兩次壓縮時(shí)間間隔為5 s[7-8]。

1.4.5 色澤的測(cè)定

利用Ci6x色差儀對(duì)餅干的表面色澤進(jìn)行測(cè)定。分析蘋果酸脫支淀粉酯的添加對(duì)餅干顏色的影響。記錄樣品的亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*，根據(jù)下式計(jì)算餅干的白度（WI）、棕度（BI）[9]。

1.4.6 體外消化性及預(yù)測(cè)血糖生成指數(shù)的測(cè)定

體外消化性參照課題組以前的方法進(jìn)行測(cè)定[10]。將豬胰酶溶于蒸餾水中，其中溶質(zhì)的含量為12.5%。經(jīng)充分混勻離心后，將上清液移至裝有淀粉葡萄糖苷酶溶液的容器中，再次混勻制備成混合酶溶液備用。其中淀粉葡萄糖苷酶溶液中包括體積分?jǐn)?shù)為31.4%的淀粉葡萄糖苷酶，與豬胰酶的用量比為1∶2。向裝有樣品的試管中加入4 mL pH值為5.2左右的醋酸鈉緩沖液，在恒溫水浴鍋中在100 ℃下加熱30 min將淀粉樣品完全糊化。冷卻至37 ℃后，按淀粉質(zhì)量與混合酶溶液的體積為1∶5的比例加入混合酶，在37 ℃、200 r/min的條件下連續(xù)水解6 h。在不同的時(shí)間（20，40，60，90，120，180，240，360 min）分別取0.1 mL溶液，加入到4 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的酒精溶液中，對(duì)樣品溶液中的酶進(jìn)行滅活。3 000 r/min離心后，0.1 mL上清液與GOPOD反應(yīng)后通過全波長(zhǎng)酶標(biāo)儀在510 nm處測(cè)量吸光度。根據(jù)下式計(jì)算快消化淀粉（RDS）、慢消化淀粉（SDS）和抗性淀粉（RS）的含量[11]。

式中：C表示不同時(shí)間淀粉的水解百分比，%；At、A0、A1和A2分別表示t min時(shí)樣品的吸光度、空白組的吸光度、標(biāo)準(zhǔn)品的吸光度以及水的吸光度；G20和G120分別表示水解20 min和120 min時(shí)的葡萄糖含量，%；FG表示水解前樣品的葡萄糖含量，%;0.9為葡萄糖換算成淀粉的系數(shù)；104為葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)濃度、稀釋倍數(shù)與樣品質(zhì)量的計(jì)算值。

在體外消化特性測(cè)定的基礎(chǔ)上，根據(jù)方程擬合淀粉的水解曲線：

計(jì)算擬合曲線0～180 min所對(duì)應(yīng)的曲線面積（AUC），并通過下式計(jì)算估計(jì)血糖生成指數(shù)（eGI）[12]：

式中：k表示水解速率常數(shù)；C表示t min的水解百分比，%；C∞表示平衡濃度，%；HI表示樣品的擬合曲線面積與白面包的擬合曲線面積之比。

1.4.7 感官評(píng)價(jià)

隨機(jī)選取不同人員組成評(píng)價(jià)小組，對(duì)餅干的感官按照評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表1）進(jìn)行打分。評(píng)價(jià)表根據(jù)國標(biāo)GB/T 20980—2021《餅干質(zhì)量通則》來設(shè)定，其中包括餅干的形態(tài)、色澤、風(fēng)味、口感、組織結(jié)構(gòu)5個(gè)方面。

1.4.8 數(shù)據(jù)處理

經(jīng)過至少3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，使用IBM SPSS Statistics 26.0中的鄧肯檢驗(yàn)來評(píng)估所有數(shù)據(jù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并使用Origin 9.0繪制出相應(yīng)的圖表，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2 結(jié)果分析

2.1 蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干基本指標(biāo)的影響

由表2可知，添加蘋果酸脫支淀粉酯后，餅干的水分含量均比普通餅干低，但含水量的大小與蘋果酸脫支淀粉酯的添加量沒有線性相關(guān)關(guān)系。相對(duì)較低的水分含量能夠使餅干擁有更長(zhǎng)的保質(zhì)期。隨著添加量的增加，餅干的直徑先基本不變后出現(xiàn)跳躍性增大，之后又基本保持不變，在添加量為7.5%時(shí)直徑最大。這是因?yàn)殡S著添加量的增加，餅干中抗性淀粉含量增加，面筋的相對(duì)含量降低，導(dǎo)致餅干直徑增大[13]。隨著添加量的增加，餅干的厚度先升高后降低，在添加量為5%時(shí)達(dá)到最大值。在添加少量蘋果酸脫支淀粉酯時(shí)，由于酯基的疏水性，餅干面團(tuán)中的水分增加，從而增大面團(tuán)的黏性，降低延展性，導(dǎo)致厚度輕微上升。隨著蘋果酸脫支淀粉酯添加量的增加，餅干中抗性淀粉含量也隨之增加，抗性淀粉具有較強(qiáng)的吸水性，其吸水性大于酯基的疏水性，因此導(dǎo)致面團(tuán)具有較好的延展性，厚度降低[14]。

2.2 蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表3可知，添加蘋果酸脫支淀粉酯后餅干的大部分?jǐn)?shù)據(jù)均低于普通餅干，具有先大幅度降低再上升的趨勢(shì)，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)在添加量為5%時(shí)最低。硬度的降低使得餅干更加松軟適口，方便咀嚼，這是由于蘋果酸脫支淀粉酯中含有大量的抗性淀粉，以及餅干制作時(shí)面團(tuán)中水分含量較低，導(dǎo)致淀粉糊化、面筋形成均受到阻礙[15]。內(nèi)聚性減小意味著餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的作用力減小，即餅干更加酥松、不黏牙，促進(jìn)餅干口感的提升?？剐缘矸墼诤婵具^程中難以形成凝膠，并且隨著添加量的增加，面粉中蛋白質(zhì)的相對(duì)含量減小，以及制作過程中加入的油脂的共同作用，使得餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加細(xì)膩[16]。

2.3 蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干色度的影響

由表4可知，餅干的L*值隨著蘋果酸脫支淀粉酯添加量的增加而增大，a*、b*值與蘋果酸脫支淀粉酯添加量基本呈負(fù)相關(guān)，即添加量越大，a*、b*值越小。Brito等[17]曾表示淀粉的添加能夠增加餅干的亮度。WI是將樣品的亮度和黃藍(lán)色組合在一起，BI則是樣品的棕色，二者呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，隨著蘋果酸脫支淀粉酯添加量的增加，WI增大，BI減小。餅干的顏色主要取決于焦糖色或美拉德反應(yīng)的程度，同時(shí)受到蛋白質(zhì)、碳水化合物、水分活度、pH等因素的影響[18]?？剐缘矸厶砑雍蟮鞍踪|(zhì)相對(duì)含量降低，從而抑制焦糖色或美拉德反應(yīng)的程度。同時(shí)褐變程度也會(huì)對(duì)餅干的風(fēng)味產(chǎn)生一定的影響。這與Baixauli等[19]對(duì)添加抗性淀粉的松餅色澤的研究結(jié)果一致。

2.4 蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干消化特性及估計(jì)血糖生成指數(shù)的影響

由表5可知，隨著蘋果酸脫支淀粉酯添加量的增加，淀粉消化性降低，餅干中的RS含量增加，RDS、SDS含量減少。餅干中的淀粉被包裹在由蛋白質(zhì)和部分糊化淀粉顆粒組成的食物基質(zhì)中，抗性淀粉的添加可以通過減少食物基質(zhì)中α-淀粉酶對(duì)淀粉的降解速率來降低個(gè)體的血糖反應(yīng)[20]。蘋果酸脫支淀粉酯具有大量疏水性的酯基，能夠使餅干中水分含量比普通餅干低，從而也能在一定程度上抑制小麥粉的膨脹與糊化，降低餅干的水解率（見圖2）。蘋果酸脫支淀粉酯因在酯化前進(jìn)行了脫支處理，故直鏈淀粉含量較高，極易與黃油相互作用，使得餅干對(duì)酶具有更高的抵抗性。此外，餅干的eGI值與RS含量呈負(fù)相關(guān)，隨著添加量的增加逐漸從70.18降低到64.12，屬于中GI食品，說明蘋果酸脫支淀粉酯的添加可以在一定程度上降低食品的eGI值，在低GI食品的開發(fā)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

2.5 蘋果酸脫支淀粉酯添加量對(duì)餅干感官的影響

由圖3中A可知，蘋果酸脫支淀粉酯的添加使得餅干的口味發(fā)生改變，出現(xiàn)了蘋果酸特有的酸味；同時(shí)餅干的色澤也隨著添加量的增加而變白，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)將大幅度降低人們對(duì)餅干的接受度和食用欲望。蘋果酸脫支淀粉酯的溶解度較低，因此當(dāng)大量添加時(shí)會(huì)導(dǎo)致大量的顆粒留在餅干中，從而影響餅干的組織結(jié)構(gòu)。由圖3中B可知，隨著蘋果酸脫支淀粉酯添加量的增加，餅干的綜合感官評(píng)分不斷下降。普通餅干和添加量為2.5%、5%的餅干的感官評(píng)分相近，分別為（89±1.50），（88±2.80），（86±2.64）分。當(dāng)添加量從5%增加到12.5%時(shí)，感官評(píng)分迅速降低。

3 結(jié)論

通過添加蘋果酸脫支淀粉酯制作出一種新款餅干，與普通餅干對(duì)比發(fā)現(xiàn)：在蘋果酸脫支淀粉酯添加量較低時(shí)，餅干的直徑差別不大，同時(shí)厚度在緩慢增加，更有利于餅干形狀的穩(wěn)定；硬度、內(nèi)聚性降低，意味著餅干具有更加細(xì)膩的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；但隨著添加量的增加，餅干的色澤會(huì)逐漸發(fā)白，降低烘焙食品特有的風(fēng)味。因此，在保證感官評(píng)分的前提下結(jié)合質(zhì)構(gòu)、消化性與eGI值，綜合考慮，選定5%為最佳添加量。該研究將為蘋果酸脫支淀粉酯作為一種酸味調(diào)節(jié)劑及膳食纖維調(diào)節(jié)食品品質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)功能及其在食品產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用提供一定的理論基礎(chǔ)。

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收稿日期：2023-08-06

基金項(xiàng)目：河南省科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目（202102110302）

作者簡(jiǎn)介：安虹（1997－），女，碩士，研究方向：淀粉改性及功能。

*通信作者：閆溢哲（1987－），男，副教授，博士，研究方向：碳水化合物改性及功能。