高紅梅，于素鳳，李雪，王俊穎，丁志剛，楊潔芳

（安徽科技學(xué)院，安徽鳳陽233100）

糖尿病是一種嚴(yán)重影響人類健康的內(nèi)分泌代謝性疾病，努力探索并積極尋找治療和控制糖尿病的理想方法，已成為亟待解決的重要課題，特別是糖尿病病人專用食品的研發(fā)備受人們關(guān)注[1]。

鉻作為葡萄糖耐量因子（glucose tolerance factor，GTF）的活性成分，在人體內(nèi)發(fā)揮重要的生理功能，是三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)糖、蛋白質(zhì)和脂肪合成，吸收和利用不可缺少的高效促進(jìn)劑。目前認(rèn)為鉻可增加胰島素與受體的結(jié)合力、增加胰島素受體數(shù)量、增加胰島素受體的磷酸化等。在機(jī)體的葡萄糖攝入、葡萄糖氧化成和葡萄糖轉(zhuǎn)換為脂肪等方面，以及在依賴胰島素的糖、蛋白質(zhì)和脂肪代謝中，鉻主要是協(xié)助胰島素發(fā)揮作用[2]。利用糙米發(fā)芽過程中的各類生化代謝，將無機(jī)鉻轉(zhuǎn)化為有機(jī)鉻，不但可以提高產(chǎn)品的安全性，同時(shí)能夠使鉻的利用率有較大的提高。糙米中還含有多種礦物元素及維生素，其發(fā)芽過程中生成的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）對(duì)高血壓及糖尿病等疾病具有預(yù)防作用。前期研究表明富鉻發(fā)芽糙米對(duì)小鼠糖類代謝[3]及大鼠脂類代謝[4]均具有有益的作用，因此以富鉻發(fā)芽糙米粉為功能性成分，研制適宜糖尿病人群食用的方便食品具有積極的意義與廣闊的市場(chǎng)前景。本試驗(yàn)針對(duì)糖尿病人群的膳食原則特點(diǎn)，研制一種既方便食用又符合糖尿病人健康理念的營(yíng)養(yǎng)食品-富鉻發(fā)芽糙米餅干，即利用發(fā)芽糙米中的GABA增強(qiáng)了鉻對(duì)血糖的調(diào)節(jié)作用，又將無機(jī)鉻轉(zhuǎn)化為有機(jī)鉻，提高了產(chǎn)品的安全性與功效性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉（濕面筋含量25%）、雞蛋、植物油、食鹽、碳酸氫銨、小蘇打、酵母、蛋白糖、香精：市售；木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；脫脂奶粉：黑龍江省完達(dá)山乳業(yè)股份有限公司。

KWS1015J-F8（XP）電烤箱：格蘭仕生活電器制造有限公司；FA2104N 電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；H-6 電熱恒溫隔水式培養(yǎng)箱：黃石市恒豐醫(yī)療器械有限公司；JLMJ 礱米機(jī)：上海市嘉定糧油檢測(cè)儀器廠；F80 型高速粉碎機(jī)：金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 富鉻發(fā)芽糙米的制備

粳米稻谷→礱谷→0.5%次氯酸鈉消毒30 min→90 mg/kg 三氯化鉻溶液浸泡12 h→40 ℃恒溫培養(yǎng)12 h→45 ℃恒溫干燥12 h→高速粉碎機(jī)粉碎→過篩備用[3]

1.2.2 糙米餅干基礎(chǔ)配方

面粉、米粉100 g，植物油8 g，木糖醇6 g，雞蛋4 g、脫脂奶粉4 g、食鹽0.8 g、碳酸氫銨1.2 g、小蘇打0.7 g、酵母0.04 g、蛋白糖0.12 g、香精適量。

1.2.3 餅干制作流程

第一次調(diào)制：占總面粉量1/2 的面粉+適量水調(diào)制數(shù)分鐘→加入米粉、30%食鹽、酵母調(diào)成面團(tuán)→31 ℃恒溫培養(yǎng)箱發(fā)酵6 h～10 h。

第二次調(diào)制：種子面團(tuán)+剩余的面粉、食鹽，木糖醇，脫脂奶粉，雞蛋，植物油，蛋白糖，溶解的小蘇打、碳酸氫銨、香精，揉至面團(tuán)柔軟（10 min～20 min），面溫35 ℃左右。

靜置 15min～20min→壓延 10 次～15 次，厚度 1 mm～2 mm→印花，針刺→200 ℃～220 ℃烘烤 5 min～9 min→冷卻→包裝。

1.2.4 餅干配方的研究

餅干的類型很多，在韌性餅干，酥性餅干，發(fā)酵型餅干中，只有發(fā)酵型餅干用油、糖量較少，同時(shí)具有較好的酥松性和層次感[5]，符合糖尿病人的飲食特點(diǎn)及營(yíng)養(yǎng)需要，所以選擇發(fā)酵型作為富鉻發(fā)芽糙米餅干的研制類型。

由于糖尿病人群自身代謝特點(diǎn)，要求其膳食中植物油添加量不能過大[6]，故在試驗(yàn)中控制植物油添加量設(shè)置為4%～12%。有研究[7]認(rèn)為木糖醇每人每天的攝入時(shí)不應(yīng)超過40 g，攝入過多可能會(huì)帶來負(fù)面效應(yīng)，故在試驗(yàn)中木糖醇的添加量控制在2%～10%?？紤]到產(chǎn)品中功效成分的含量不宜過少，米粉的添加量設(shè)為10%～50%，米粉的粒度為40 目～120 目進(jìn)行單因素分析。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L（934）正交試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化，確定最佳配比關(guān)系。

1.2.5 焙烤工藝的研究

焙烤工藝對(duì)產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)起到至關(guān)重要的作用，影響餅干的感官評(píng)分的焙烤工藝因素主要有壓延次數(shù)、面片厚度、焙烤溫度、焙烤時(shí)間。通過資料[8]及前期預(yù)試驗(yàn)，確定壓延次數(shù)為6 次～14 次、面片厚度為1 mm～3 mm、焙烤溫度 200 ℃～220 ℃、焙烤時(shí)間為 5 min～9 min。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采取L（934）正交試驗(yàn)進(jìn)行產(chǎn)品焙烤條件篩選，選擇最佳方案。

1.2.6 餅干的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

餅干的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)[9]：色澤10%（均勻性，顏色深淺），形狀10%（攤散程度，完整性），風(fēng)味40%（甜度，油膩性，香氣），口感30%（凝結(jié)性，咀嚼性，適口性），組織結(jié)構(gòu)10%（斷面層次，孔隙均勻性）。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 感官評(píng)價(jià)評(píng)分表Table 1 Sensory evaluation grade table

1.2.7 數(shù)據(jù)處理 使用Microsoft Excel 2003 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 餅干配方試驗(yàn)

2.1.1 米粉添加量對(duì)餅干口感的影響

以基礎(chǔ)配方為基礎(chǔ)，改變米粉添加量，其余條件不變。米粉添加量（總質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）分別為10%、20%、30%、40%、50%做單因素試驗(yàn)。按照焙烤工藝[6]推薦值進(jìn)行焙烤試驗(yàn)，所得產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1 所示。

圖1 米粉添加量對(duì)餅干評(píng)分的影響Fig.1 The sensory influence of the addition of brown rice powder to biscuit

從圖1 可以看出米粉添加量少時(shí)，所形成面片質(zhì)量好，但缺少米香，同時(shí)功效成分也較少，隨著米粉添加量的增加，產(chǎn)品評(píng)分增加；當(dāng)添加量達(dá)30%時(shí)，所得產(chǎn)品整體評(píng)價(jià)最高；當(dāng)米粉添加量增加到50%時(shí)，所形成產(chǎn)品質(zhì)量嚴(yán)重變差，這主要與米粉中蛋白含量較少，難以形成較好的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。所以將米粉的最佳添加量定為30 %作為下組單因素試驗(yàn)的固定值。

2.1.2 米粉粒度對(duì)餅干口感的影響

在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上，米粉添加量為30%時(shí)，只改變米粉粒度，其余不變。米粉粒度分別為40、60、80、100、120 目做單因素試驗(yàn)。所得產(chǎn)品感官評(píng)分結(jié)果如圖2 所示。

“西湖山水還依舊……看到斷橋橋未斷，我寸腸斷，一片深情付東流！”白衣女子一揮水袖，哀怨的歌聲隱隱傳來。

圖2 米粉粒度對(duì)餅干評(píng)分的影響Fig.2 The sensory influence of the bean size of brown rice to biscuit

從圖2 中可以看出米粉粒度低時(shí)，所得產(chǎn)品易碎，口感粗糙，隨著米粉粒度的增加，產(chǎn)品質(zhì)量得以改善。當(dāng)米粉粒度達(dá)到120 目時(shí)，所得產(chǎn)品不松脆且有粘牙感，同時(shí)在此粒度條件下，糙米中的膳食纖維及B 族維生素有非常大的損失，故在后期正交優(yōu)化試驗(yàn)中，選取米粉粒度范圍60、80 目和100 目，將米粉粒度定為100 目作為下組單因素試驗(yàn)的固定值。

2.1.3 木糖醇添加量對(duì)餅干口感的影響

除前兩個(gè)單因素試驗(yàn)確定的最佳值，其它條件按基礎(chǔ)配方中的量添加。木糖醇的添加量依次為2%、4%、6%、8%、10%做單因素試驗(yàn)，產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)結(jié)果如圖3 所示。

圖3 木糖醇添加量對(duì)餅干評(píng)分的影響Fig.3 The sensory influence of the addition of xylitol to biscuit

由圖3 可知，木糖醇添加量在4%～6%時(shí)，所得產(chǎn)品的甜度適宜、米香較為純正，同時(shí)考慮木糖醇攝入過多可能對(duì)人體帶來的負(fù)面作用，故在優(yōu)化試驗(yàn)中選取此添加量范圍為試驗(yàn)研究范圍。根據(jù)產(chǎn)品評(píng)分，將木糖醇添加量為4%作為下組單因素試驗(yàn)的最佳值。木糖醇添加量為4%時(shí)雖感觀評(píng)分最高，但糖味相對(duì)較淡，故在后續(xù)的正交試驗(yàn)中將木糖醇的添加定為3 %、5%、7%。

2.1.4 植物油的添加量對(duì)餅干口感的影響

除前述單因素試驗(yàn)確定的最佳值，其它條件按基礎(chǔ)配方。分別加入4%、6%、8%、10%、12%的植物油做單因素試驗(yàn)。所得產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示。

圖4 植物油添加量對(duì)餅干評(píng)分的影響Fig.4 The sensory influence of the addition of oil to biscuit

由圖4 可看出，植物油用量過少時(shí)，所得產(chǎn)品干、硬，產(chǎn)品評(píng)分較低；當(dāng)用油達(dá)到10%以上時(shí)，由于油脂加入過多而使產(chǎn)品過于油膩。綜合考慮糖尿病人的飲食特點(diǎn)，將植物油的添加量定為6%、8%、10%作為正交試驗(yàn)的參考值進(jìn)行試驗(yàn)。

2.1.5 餅干配方正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果及其驗(yàn)證

前述單因素試驗(yàn)已確定了米粉添加量、米粉粒度、木糖醇添加量、植物油添加量的適宜水平，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)。正交試驗(yàn)因素水平如表2所示，正交試驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 The results of orthogonal test

根據(jù)表3 中R 值可得出，配方中影響產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)分的因素主次順序?yàn)椋篈＞C＞D＞B，即粒度的影響最大，其次是木糖醇添加量，植物油添加量，米粉添加量。由數(shù)據(jù)分析可得A3B2C2D2為最佳配方。但因正交表中未出現(xiàn)此組合，故進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)驗(yàn)證A3B2C1D3組合產(chǎn)品評(píng)分為87.2，A3B2C2D2組合產(chǎn)品評(píng)分為88.4，得出A3B2C2D2組合使餅干具有最佳的風(fēng)味，色澤，口感，外觀，綜合感官評(píng)分。可確定米粉粒度為100 目、米粉添加量為30 %、木糖醇添加量為5 %、植物油添加量為8%為最佳配方條件。

2.2 焙烤工藝試驗(yàn)

因焙烤工藝主要對(duì)產(chǎn)品的感官指標(biāo)影響較大，而對(duì)鉻的含量影響不大，因此依據(jù)前期研究，確定面餅壓延次數(shù)、面片厚度、焙烤溫度、焙烤時(shí)間各因素的水平，設(shè)計(jì)四因素三水平正交表，對(duì)焙烤條件進(jìn)行優(yōu)化。因素水平分布表如表4 所示，正交試驗(yàn)結(jié)果如表5 所示。

表4 正交試驗(yàn)因素水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal test

表5 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The results of orthogonal test

根據(jù)表5 中極差R 值可得，焙烤工藝影響產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)分的因素排列順序?yàn)椋篏＞F＞E＞H，即焙烤溫度影響最大，其次是餅干厚度，再次是壓延次數(shù)，最后是焙烤時(shí)間。焙烤工藝的理想組合是E3F2G1H3。即壓延14次，面片厚度2 mm，焙烤溫度200 ℃，焙烤時(shí)間9 min。此焙烤工藝條件下的餅干具有良好的風(fēng)味、色澤、口感、外觀、組織狀態(tài)。

2.3 富鉻發(fā)芽糙米餅干成分分析

依據(jù)功能性寡肽餅干的研究[10]的工藝條件生產(chǎn)普通餅干。對(duì)富鉻發(fā)芽糙米餅干與普通餅干中常規(guī)成分按國(guó)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定，有機(jī)鉻按文獻(xiàn)[3]方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表6 所示。

表6 成分對(duì)照表Table 6 Ingredients comparison table

由表6 結(jié)果可看出糙米餅干脂肪含量明顯低于對(duì)照餅干，有機(jī)鉻含量豐富，達(dá)到230 μg/kg，考慮到餅干類產(chǎn)品，人體一天食用最大量一般不會(huì)超過150 g，故通過此餅干一天攝入的鉻最大量為34.5 μg。而依據(jù)2013 年中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)發(fā)布的中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量中鉻的適宜攝入量為30 μg/d，可耐受最高攝入量為500 μg/d。故食用該產(chǎn)品可能較好地滿足人體對(duì)鉻的需要，同時(shí)安全性高。

2.4 富鉻發(fā)芽糙米餅干的優(yōu)越性

糙米具有小麥和普通大米所不具有的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，糙米中的蛋白質(zhì)、糖類、脂肪含量與白米差異不大，而維生素B1、維生素B2、維生素E、維生素C、維生素D，鈣、鐵、磷及纖維素皆高于白米，經(jīng)發(fā)芽處理后的糙米，組織軟化，同時(shí)其內(nèi)部發(fā)生了一系列生理生化變化，產(chǎn)生多種具有促進(jìn)人體健康和防治疾病作用的成分。發(fā)芽糙米所含GABA 對(duì)高血壓及糖尿病等生活習(xí)慣病具有預(yù)防效果，而鉻作為葡萄糖耐量因子的活性成分，在人體內(nèi)發(fā)揮重要的生理功能，協(xié)同胰島素參與糖、脂類、蛋白質(zhì)和核酸的代謝，人體缺乏時(shí)會(huì)導(dǎo)致一系列代謝障礙。因此，通過糙米發(fā)芽，利用其自身的生物轉(zhuǎn)化能力將無機(jī)鉻轉(zhuǎn)化為有機(jī)鉻生產(chǎn)富鉻發(fā)芽糙米，這種發(fā)芽糙米將更加適合高血糖人群食用。以富鉻發(fā)芽糙米為原料制作焙烤食品，不僅具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還具有一定的保健功能，而且方便食用。

3 結(jié)論

配方?jīng)Q定了餅干獨(dú)特而良好的風(fēng)味，選擇和添加量至關(guān)重要，通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)得到米粉粒度100 目，米粉添加量為30%，木糖醇添加量為5%，植物油添加量8%為最佳配方。按照此配方生產(chǎn)出來的餅干甜度適中，松脆可口，色澤金黃，米香純正，無油膩感，不粘牙。

焙烤工藝的選擇決定著產(chǎn)品感官質(zhì)量的好壞，直接影響消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的直觀感覺。優(yōu)化后的富鉻發(fā)芽糙米餅干最優(yōu)工藝參數(shù)為：壓延14 次，面片厚度2 mm，焙烤溫度200 ℃，焙烤時(shí)間9 min。按此工藝條件生產(chǎn)的餅干具有口感松脆，色澤金黃或略顯棕黃，層次分明，孔隙均勻的特點(diǎn)。