韓西平,張瑩,王晴晴,計紅芳,2,張令文

（1.河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南 新鄉(xiāng) 453003；2.國家豬肉加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,河南 新鄉(xiāng) 453003）

饅頭作為傳統(tǒng)主食,是中國大眾美食的代表,具有價格低廉且營養(yǎng)豐富的特點(diǎn),被認(rèn)為是一種健康美味的食品.隨著人們飲食習(xí)慣的改變,肥胖、糖尿病等發(fā)病率逐年增加[1].因此,低GI 食品也成為更多人的選擇.根據(jù)GI 值的不同,食物被分為低GI（＜55）、中GI（55～70）和高GI（＞70）[2]三種.研究表明,長期食用低GI 食物對于調(diào)節(jié)血糖、抑制肥胖、抗高血壓、降低心血管疾病等有重要作用[3].

魔芋又名花梗連、蛇玉米和鬼芋等,可藥食兼用.魔芋粉是魔芋通過物理加工獲得的產(chǎn)物,研究表明魔芋粉中有豐富的碳水化合物、葡甘露聚糖、膳食纖維以及必需的微量元素等[4-6].魔芋粉不僅能夠預(yù)防動脈硬化、防癌抗癌等功能,還可以排毒養(yǎng)顏、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力、減肥等.低熱、低糖、低脂的魔芋粉對大部分人群來說是一種極好的既飽口福、又治病健體的食品原材料.

豌豆蛋白營養(yǎng)成分豐富,不僅含有豐富的蛋白質(zhì),還有礦物質(zhì)、氨基酸和膽堿物質(zhì)等[7],具有提高機(jī)體能力、解毒利尿、減肥等功效.例如豌豆蛋白含有豐富的膽堿物質(zhì),具有降低血壓、血脂和營養(yǎng)神經(jīng)的作用,經(jīng)常食用可以調(diào)理睡眠質(zhì)量.

本研究以傳統(tǒng)饅頭為研究對象,以全麥粉為原料,通過添加魔芋粉和豌豆蛋白等輔料,制備低GI 饅頭,為低GI 饅頭的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料全麥粉,山東魯王集團(tuán)有限公司；魔芋粉,山東祥宇生物科技有限公司；豌豆蛋白,山東金都塔林食品有限公司；赤蘚糖醇,山東三元生物科技股份有限公司；活性干酵母購買于新鄉(xiāng)胖東來超市.

1.1.2 主要設(shè)備HMJ-A50B1 和面機(jī),小熊電器股份有限公司；SPX-150-C 智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱,上海力辰科技設(shè)備有限公司；JJ2000 電子天平,蘇州樂祺儀器有限公司；TA-XT 質(zhì)構(gòu)儀,英國SMS 公司.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 饅頭制作工藝原料準(zhǔn)備與配比→和面→發(fā)酵→成型→蒸制→成品.

稱取一定量的全麥粉、魔芋粉、豌豆蛋白、赤蘚糖醇和酵母倒入和面機(jī)中,干粉攪拌1 min 后加入水,充分?jǐn)嚢韬兔嬷帘砻婀饣?將面團(tuán)放入恒溫恒濕培養(yǎng)箱發(fā)酵,將發(fā)酵好的面團(tuán)均勻分割揉成饅頭坯,放入蒸鍋中蒸制30 min,取出冷卻到室溫,得到饅頭樣品.

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計

1.2.2.1 魔芋粉添加量的確定在前期預(yù)試驗(yàn)基礎(chǔ)之上設(shè)計單因素試驗(yàn),根據(jù)饅頭制作工藝,確定豌豆蛋白添加量為6.00%,發(fā)酵時間為1.5 h,在其他條件不變的情況下,選取魔芋粉添加量分別為0.00%、0.50%、1.00%、1.50%、2.00%,以質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)確定魔芋粉最佳添加量.

1.2.2.2 豌豆蛋白添加量的確定在饅頭制作工藝的基礎(chǔ)上,保持魔芋粉的最優(yōu)添加量為1.00%,發(fā)酵時間為1.5 h,在其他條件不變的情況下,選取豌豆蛋白添加量分別為0.00%、2.00%、4.00%、6.00%、8.00%,以質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)確定豌豆蛋白最佳添加量.

1.2.2.3 發(fā)酵時間的確定在饅頭制作工藝的基礎(chǔ)上,魔芋粉最優(yōu)添加量為1.00%,豌豆蛋白最優(yōu)添加量為4.00%.在其他條件不變的情況下,選取發(fā)酵時間分別為0.5 h、1.0 h、1.5 h、2.0 h、2.5 h,以質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)確定最佳發(fā)酵時間.

1.2.3 質(zhì)構(gòu)的測定將饅頭切成邊長為2×2×2 cm 的正方體.TPA 試驗(yàn): 使用的探頭為P36R 型,TPA 測試的操作模式:測試前速率1.0 mm/s；測試速率1.0 mm/s；測試后速率1.0 mm/s；壓縮比50%；兩次壓縮之間的時間間隔2 s；觸發(fā)類型設(shè)置Auto；起點(diǎn)感應(yīng)力5 g；數(shù)據(jù)采集速率200 pps,平行測試三次[8].

1.2.4 體外模擬消化過程制備還原糖參照Minekus 等[9]的消化過程的體外模擬方法,每組平行模擬3次,試驗(yàn)過程中保持樣品水浴恒溫在37 ℃.具體步驟:

（1）口腔模擬稱取2 g 待測樣品,加入3 mL 磷酸緩沖液（0.1 mol/L）和α- 淀粉酶,設(shè)定2 min 消化時間；

（2）胃部模擬口腔模擬完成后,加入胃蛋白酶- 瓜爾膠混合溶液,用1 mol/LHCl 調(diào)pH 值至1.5,設(shè)定1 h 消化時間；

（3）腸道模擬胃部模擬完成后,加入10 mL 磷酸緩沖液,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的NaOH 調(diào)節(jié)溶液pH 值至7.0,加入MgCl2-CaCl2、胰蛋白酶和淀粉轉(zhuǎn)葡萄糖苷酶；37 ℃水浴保溫,分別于消化時間點(diǎn)0、15、30、60、90、120、150 和180 min 時均勻取樣2 mL,沸水浴6 min 酶滅活,自然冷卻至室溫,以備還原糖測定.

1.2.5 血糖生成指數(shù)計算以1.2.4 中還原糖為樣品,參考Goni 等[10]的血糖生成指數(shù)方法進(jìn)行測定.以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,采用3,5- 二硝基水楊酸法測定消化體系中還原糖的含量.按照公式（1）計算淀粉的水解率（Hydrolysis rate of Starch,HRS）,用HRS 表示

式（1）中:m1/mg 為取樣點(diǎn)消化的葡萄糖質(zhì)量；m/mg 為含總淀粉量.

以淀粉水解率為縱坐標(biāo)、時間為橫坐標(biāo)繪制樣品水解曲線.計算樣品和標(biāo)準(zhǔn)食品在0～180 min 期間淀粉水解曲線下的面積（AUC樣品和AUC參考）.按照公式（2）計算樣品淀粉水解指數(shù)（Hydrolysis Index,HI）.依據(jù)公式（3）計算樣品的eGI.

1.2.6 感官評分 參考李次力[11]的方法并略作修改,由10 人組成評定小組,對試驗(yàn)得到的產(chǎn)品,根據(jù)表1的感官評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分.

表1 饅頭感官評分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Sensory scoring standard of steamed bread

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 魔芋粉添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響魔芋粉添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響如表2 所示.

表2 魔芋粉添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響Tab.2 Effects of konjac powder addition on texture of steamed bread

如表2 所示,饅頭的硬度、咀嚼性在魔芋粉添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%～2.0%時逐漸增大.當(dāng)添加量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時,硬度和咀嚼性都顯著高于其他組（P＜0.05）.饅頭的彈性、回復(fù)性隨著魔芋粉添加量的增大先增加后降低.在魔芋粉添加量為1%時,饅頭的彈性、回復(fù)性最好.在饅頭中添加魔芋粉,可以改善饅頭的質(zhì)構(gòu)性質(zhì),這可能與魔芋粉中含有魔芋葡甘聚糖有關(guān).魔芋葡甘聚糖有良好的持水性,可以有效降低饅頭的掉渣情況[12],還能起到包埋風(fēng)味的作用.不過當(dāng)魔芋粉添加過多時,魔芋粉吸收過多的水分,使面筋蛋白無法吸收足夠的水分形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),阻礙酵母的繁殖,使饅頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得過于緊密,硬度和咀嚼性增大,口感變差,降低了饅頭的品質(zhì)[13].

魔芋粉添加量對饅頭感官品質(zhì)的影響如圖1 所示.

圖1 魔芋粉添加量對饅頭感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of konjac flour addition on sensory evaluation of steamed bread

由圖1 可以看出,隨著魔芋粉添加量的增加,饅頭的感官評分先升高后降低,添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時饅頭品質(zhì)最好.在饅頭中添加少量的魔芋粉可以使饅頭彈韌性增強(qiáng),形成均勻內(nèi)部組織,有咬勁又柔軟爽口且具有了特殊風(fēng)味；當(dāng)添加過多時,由于其吸收過多的水分,使饅頭起發(fā)不夠,造成饅頭體積縮小,硬度增加,同時還會影響?zhàn)z頭的表面變得坑洼不平整,降低饅頭的感官品質(zhì)[13].劉宣伯[14]的研究結(jié)果顯示,魔芋葡甘聚糖添加到饅頭中可以改變淀粉顆粒的構(gòu)象,破壞蛋白質(zhì)分子之間的交聯(lián),使面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)遭到破壞,從而對饅頭的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)產(chǎn)生影響.李維穎[15]的研究結(jié)果表明,魔芋精粉能夠吸收大量的水分,卻無法形成面筋結(jié)構(gòu),一定程度上降低了面團(tuán)的膨松能力,減少酵母的繁殖,因此需要較長的發(fā)酵時間.

2.1.2 豌豆蛋白添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響

豌豆蛋白添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響如表3 所示.

表3 豌豆蛋白添加量對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響Tab.3 Effects of pea protein addition on texture of steamed bread

如表3 所示,饅頭的硬度、咀嚼性隨著豌豆蛋白添加量的增加而顯著增大（P＜0.05）,彈性和回復(fù)性隨著豌豆蛋白添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,豌豆蛋白添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時,彈性和回復(fù)性達(dá)到最大值,此時饅頭表面光滑,內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻,彈韌性好.但豌豆蛋白粉無面筋組織,無法形成薄膜狀面筋網(wǎng)絡(luò),包裹CO2能力差,且豌豆蛋白缺乏淀粉酶,添加過多會降低面團(tuán)的產(chǎn)氣和持氣能力[16,17],導(dǎo)致饅頭體積變小、表面顏色變暗、質(zhì)地變硬、彈性變小、咀嚼性變差、品質(zhì)下降.豌豆蛋白添加量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時,饅頭品質(zhì)最佳.

豌豆蛋白添加量對饅頭感官品質(zhì)的影響如圖2 所示.

圖2 豌豆蛋白添加量對饅頭感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of pea protein addition on sensory evaluation of steamed bread

由圖2 可以看出,饅頭的感官評分隨著豌豆蛋白添加量的增加先增加后降低,在豌豆蛋白添加量為4%時,饅頭的感官評分最高.此時饅頭表面光滑,內(nèi)部結(jié)構(gòu)氣孔均勻,口感柔軟有嚼勁,品質(zhì)最好.在饅頭中添加豌豆蛋白可以增加饅頭中的蛋白質(zhì)含量,豌豆蛋白質(zhì)中含有許多極性物質(zhì)和帶電基團(tuán),可以增強(qiáng)饅頭的保水性,延緩老化,延長饅頭的貨架期；添加過多則會導(dǎo)致饅頭不能充分發(fā)酵,使饅頭體積減小,口感變粗糙,會有濃烈的豆腥味[18],且會造成饅頭變成暗黃色,降低饅頭的感官品質(zhì).與純小麥饅頭進(jìn)行比較,豌豆蛋白粉饅頭在蛋白質(zhì)、膳食纖維、賴氨酸、不飽和脂肪酸含量上均有明顯提高[7].豌豆蛋白及豌豆粉添加到面粉中,能夠提高面粉的蛋白質(zhì)和氨基酸含量與面粉的粉質(zhì)特性[19].豌豆蛋白的添加可以提高饅頭的營養(yǎng)價值,在減小升糖指數(shù)的同時還具有降低食用者血壓、血脂的功效,非常適宜肥胖人群食用.

2.1.3 發(fā)酵時間對饅頭質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響

發(fā)酵時間對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響如表4 所示.

表4 發(fā)酵時間對饅頭質(zhì)構(gòu)的影響Tab.4 Effects of fermentation time on texture of steamed bread

由表4 可知,饅頭的硬度隨發(fā)酵時間的增長而減小,彈性和回復(fù)性先上升后下降,發(fā)酵時間為1 h 饅頭的彈性和回復(fù)性達(dá)到峰值.適度發(fā)酵可以使面團(tuán)內(nèi)部形成大小均勻的氣孔結(jié)構(gòu),促進(jìn)面筋蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定.發(fā)酵時間不足,酵母因不能充分產(chǎn)氣而支撐起面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),造成饅頭膨脹度不夠,體積減小,硬度較大,咀嚼感較差[20]；當(dāng)發(fā)酵時間過長時,由于酵母的持續(xù)產(chǎn)氣和面團(tuán)的持氣性下降,導(dǎo)致面團(tuán)內(nèi)部孔洞不均勻,表面坑洼,降低饅頭的彈性和恢復(fù)性[21].因此發(fā)酵時間1 h 為最佳發(fā)酵時間.發(fā)酵時間對饅頭感官品質(zhì)的影響如圖3 所示.

圖3 發(fā)酵時間對饅頭感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effects of fermentation time on sensory evaluation of steamed bread

由圖3 可知,隨著發(fā)酵時間的增加,饅頭的感官品質(zhì)先上升后下降,發(fā)酵1 h 時饅頭的感官評分最高,與質(zhì)構(gòu)顯示的結(jié)果一致.饅頭發(fā)酵0.5 h 感官品質(zhì)較低,這可能是因?yàn)樘砑油愣沟鞍讓?dǎo)致的,豌豆蛋白粉無面筋組織,且缺乏淀粉酶,會阻礙酵母的正常繁殖,使面團(tuán)在0.5 h 以內(nèi)不能正常膨松[7],造成饅頭體積過小,彈性不足.另外,饅頭的感官品質(zhì)降低也可能是發(fā)酵時間過長,面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到酶解、酸及醇等代謝產(chǎn)物的破壞[22],導(dǎo)致饅頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻,局部過硬,易掉渣,口感變酸,感官評分下降.四興學(xué)[23]研究結(jié)果顯示,發(fā)酵時間為80 min 時,面團(tuán)的彈性模量G′隨角頻率的增加逐漸增加,面筋蛋白與淀粉顆粒結(jié)合緊密且表面光滑,彈性較為穩(wěn)定且硬度最小,此時為小米饅頭提供香氣的酯類和醛類物質(zhì)含量最高且種類最多.當(dāng)超過100 min 時,面團(tuán)呈現(xiàn)松軟狀態(tài),無法支撐內(nèi)部結(jié)構(gòu).

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)分析結(jié)果,選取魔芋粉添加量、豌豆蛋白添加量和發(fā)酵時間3 個因素,設(shè)計L9（34）正交試驗(yàn),因素與水平見表5.

表5 因素與水平表Tab.5 Factor and level table

表6 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.6 Results of orthogonal test

由極差分析可以看出,影響?zhàn)z頭感官評分和GI 值的先后次序均為RA＞RB＞RC,其中,魔芋粉添加量影響較大,而發(fā)酵時間影響較小.綜合考慮,低GI 魔芋豌豆蛋白饅頭的最佳加工配方為A2B2C3,即魔芋粉添加量為1.0%,豌豆蛋白添加量為4%,發(fā)酵時間為1.5 h.

3 結(jié)論

本文以饅頭質(zhì)構(gòu)、感官品質(zhì)和GI 值為研究指標(biāo),通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)選擇最適合的魔芋粉添加量、豌豆蛋白添加量和發(fā)酵時間.結(jié)果顯示,低GI 魔芋豌豆蛋白饅頭的最優(yōu)配方為:魔芋粉添加量為1.0%,豌豆蛋白添加量為4%,發(fā)酵時間為1.5 h.此條件下制作的饅頭表面光滑,富有彈性,色澤明亮,內(nèi)部氣孔大小均勻,口感較好,GI 值為49.68＜55,屬于低GI 食品,適合肥胖人群及糖尿病人食用.