低升糖黑小麦粗粮馒头配方优化及品质分析.pdf

96食品工艺低升糖黑小麦粗粮馒头配方优化及品质分析孙心怡？，龚盛祥，宗爱珍?，徐同成”，楚兴刚”，林冬梅（1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸0 56 0 2 1；2.山东省农业科学院农产品加工与营养研究所，山东济南2 50 10 0；3.日照三兴食品集团股份有限公司，山东日照2 7 6 8 0 0)摘要：以黑小麦麦麸、黑小麦粉为主要原料，制备低升糖指数(GI)黑小麦粗粮馒头。基于模糊数学感官评价方法，考察了黑小麦麦麸、抗性淀粉及谷粉等原料添加量对黑小麦粗粮馒头品质的影响，并利用正交试验优化了其配方。结果表明：低升糖黑小麦粗粮馒头最优配方为以混合粉总质量为基准，黑小麦粉添加量57.5%、黑小麦麦麸添加量2 0%、谷粉添加量12%、抗性淀粉添加量8%、泡打粉添加量2%、酵母添加量0.5%，在此条件下制备的黑小麦粗粮馒头具有较好的口感、最大的比体积及较大的高径比，感官评分为8 8.44,估计升糖指数（eGI)为54.6 6。低GI黑小麦粗粮馒头的膳食纤维含量为黑小麦粉馒头的3.6 9倍，且具有更高的蛋白质含量。关键词：黑小麦麦麸；抗性淀粉；馒头；低升糖指数Formula optimization and quality analysis oflow glycemic black wheat coarse grain steamed breadSUN Xin-yil-2,GONG Sheng-xiang,ZONG Ai-zhenXU Tong-cheng,CHU Xing-gang,LIN Dong-meil(1.College of Life Science and Food Engineering,Hebei University of Engineering,2.Institute of Agricultural Products Processing and Nutrition,Shandong Academy3.Rizhao Sanxing Food Group Co.,Ltd.,Rizhao 276800,Shandong,China)Abstract:Black wheat bran and black wheat flour were used as the main raw materials to prepare lowglycemic index(GI)black wheat coarse grain steamed bread.Based on the sensory evaluation method offuzzy mathematics,the effects of the addition of black wheat bran,resistant starch and gluten on thequality of black wheat coarse grain steamed bread were investigated,and the formula was optimized byorthogonal test.The results showed that the optimal formula of low glycemic black wheat coarse grainsteamed bread was as follows:based on the total mass of mixed flour,black wheat flour 57.5%,blackwheat bran 20%,wheat gluten 12%,resistant starch 8%,baking powder 2%and yeast 0.5%.Un-der these conditions,the black wheat coarse grain steamed bread had better taste,the largest specificvolume and larger height diameter ratio,and the sensory score was 88.44,and the estimated glycemicindex(eGI)was 54.66.The dietary fiber content of low GI black wheat coarse grain steamed bread was3.69 times higher than that of black wheat flour steamed bread,and it had higher protein content.Key words:black wheat bran;resistant starch;steamed bread;low glycemic index收稿日期：2 0 2 2-10-15基金项目：2 0 2 1年度山东省重点研发计划项目（2 0 2 1CXGC010807）;2 0 2 1年度龙口现代农业产业技术研究院重点研发项目（2 0 2 1L K Z D Y F 0 4）;2 0 2 1年度山东省重点扶持区域引进急需紧缺人才项目“小麦加工增值关键技术研发与营养健康产品创制”；2 0 19年度山东省“渤海粮仓”科技示范工程升级版项目（2 0 19BHLC002-11）作者简介：孙心怡（1998 一），女，硕士研究生，研究方向为食品加工与安全。通信作者：林冬梅（197 0 一），女，教授，研究方向为食品营养与功效评价。粮食与油脂Handan 056021,Hebei,China;of Agricultural Sciences,Jinan 250100,Shandong,China;2023年第36 卷第10 期2023年第36 卷第10 期中图分类号：TS213.29据统计,我国目前有糖尿病患者1.4亿人,预计到2 0 45年糖尿病患者将增加至1.7 4亿人 1,但适合糖尿病患者食用的低升糖指数(GI)食品却研发不足。低GI食品在预防和治疗糖尿病方面具有重要作用。馒头作为北方传统主食，普通馒头中淀粉含量较高,容易引起餐后血糖快速升高 2 ,因此并不适合作为糖尿病患者的膳食。黑小麦作为重要的黑色食品资源，因其具有较高的营养价值和活性物质含量而备受关注 3-6 。黑小麦麦麸作为黑小麦加工的主要副产物，富含膳食纤维、花青素、酚酸、矿物质和维生素等多种营养成分,具有抗氧化、免疫调节、降血脂、降血糖等生理功能 7-9。抗性淀粉是一类不易被人体消化吸收的淀粉,研究 10 1表明，食用抗性淀粉及全麦产品可有效降低糖尿病患者餐后血糖水平。本文以黑小麦麦麸、抗性淀粉等为原料，基于模糊数学感官评价，通过配方优化改良黑小麦粗粮馒头品质，以开发一款适合于糖尿病人食用的低升糖馒头。1材料与方法1.1 材料与试剂黑小麦粉、黑小麦麦麸，山东天宫航天育种科技有限公司；谷粉，河南蜜丹儿商贸有限公司；抗性淀粉，河南新孚望新材料科技有限公司；无铝害双效泡打粉、安琪活性干酵母，安琪酵母股份有限公司;氯化钾、氯化钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、无水乙酸钠、氢氧化钠、冰醋酸，分析纯；胃蛋白酶（30 0 0 350 0 U/g）、-淀粉酶（15U/mg）、葡萄糖淀粉酶（10 0 0 0 0 U/g），北京华迈科生物技术有限责任公司；3,5-二硝基水杨酸（DNS）显色液,福州飞净生物科技有限公司。1.2仪器与设备BJ-800A型多功能粉碎机，德清拜杰电器有限公司;SM-168S型和面机，深圳市牧人电器五金制品有限公司;CF-100A型发酵箱，中山卡式电器有限公司;FKM-180型电动压面机，富康电器有限公司；Synergy HTX型酶标仪,美国伯腾仪器有限公司。1.3试验方法1.3.1馒头制作以混合粉总质量为基准,称取黑小麦粉57.5%、粉碎过0.17 8 mm筛后的黑小麦麦麸2 0%、谷粉12%、抗性淀粉8%、泡打粉2%、酵母0.5%，混粮食与油脂文献标志码：A文章编号：10 0 8-9 57 8(2 0 2 3)10-0 0 9 6-0 6匀，加人适量温水，搅拌至面团成型，反复揉面使面团表面光滑，再放入发酵箱中，发酵条件为温度38、湿度90%、时间2 h。将发酵好的面团分成每个10 0 g，用压面机进行10 次碾轧，然后将其揉成馒头状。再次放人发酵箱中以同样的温度和湿度进行二次醒发40 min,再将馒头冷水上锅蒸制35min。1.3.2单因素试验以混合粉总质量为基准，在谷粉添加量12%、抗性淀粉添加量8%、黑小麦麦麸添加量2 0%的基础上进行单因素试验，分别研究黑小麦麦麸添加量、谷粉添加量、抗性淀粉添加量对黑小麦粗粮馒头感官评分、比体积及高径比的影响。1.3.3正交试验根据单因素试验结果，选取黑小麦麦麸添加量（A）、谷粉添加量（B）、抗性淀粉添加量（C)为考察因素，以感官评分、比体积、高径比为评价指标，设计正交试验。因素水平见表1。表1黑小麦粗粮馒头正交试验因素水平表因素水平A黑小麦麦麸添加量B谷粉添加量C抗性淀粉添加量1102203301.4比体积及高径比测定根据GB/T359912018粮油检验小麦粉馒头加工品质评价测定馒头比体积及高径比，计算分别见式(1)(2)。比体积=d高径比=h式中：V为馒头体积,mL;m为馒头质量，g;d为馒头直径,cm;h为馒头高度,cm。1.5模糊数学感官评价1.5.1评价指标集(U)选择黑小麦粗粮馒头的外观、内部结构、口感、味道作为评判指标，设U,=外观（色泽、表面状态），U,=内部结构（气孔均匀度）,U，=口感（弹性、黏性),U4=味道(香味、异味）,得到U=（U I,U 2,U，U4T。97/%941281512V(1)(2)981.5.2建立评价集设定特定分值区域，并与评价集相对应，可将最终结果量化为具体评分。评价集V为对1.5.1中外观、色泽、弹性、内部结构、黏性、味道6 个因素的评价。V=1Vi,V2,V,Vi,V2,V,分别代表优、良、差。根据清晰质量等级边界模糊化法将分值区域清晰化,即取区域的中心值得到对应的分值 11-12 ,见表2。表2 评价集与分值区域对应表评价集优分值区域80100边界清晰化901.5.3建立权重集权重集是1.5.1中各评价因素的权重系数的集合，反应了评价因素在食品感官质量因素构成中的重要程度。本试验采用强制决定法确定一级因素外观、内部结构、口感、味道各自的权重。层次分析法确定二级因素色泽、表面状态、气孔结构、弹性、黏性、香味、异味各自的权重。具体见表3。表3感官评价因素及权重表一级权重二级因素权重因素U0.22U色泽Ui2表面状态0.519表面光滑，无塌陷U0.31U21气孔结构1.0 0 0 内部气孔细腻均匀U,0.29 U31弹性0.500手指按压回弹性好手指按压回弹性稍弱手指按压不回弹或无法按压U32黏性0.500爽口不粘牙，有韧性稍有粘牙，韧性一般粘牙，无韧性U40.18U4i香味0.472黑小麦固有的香味稍淡的黑小麦香味无香味U42异味0.528无异味稍有异味异味重1.5.4模糊矩阵的形成评价人员分别对试验所得产品进行品评。将粮食与油脂结果汇总于馒头品质评价统计表中，然后将相同评语的人数除以总人数得到隶属度，形成评价矩阵，每1个被评定因素建立从U到V的模糊关系评判矩阵运算关系。T12T21T22R=LrnlTm2.依据模糊变换原理：Y=XR,其中,Y为上述良差60800607030对应评分标准等级0.481颜色均匀，有光泽优表面光泽稍暗良表面光泽暗淡差优表面稍有气泡和褶皱良表面有褶皱、塌陷、气泡差优内部气孔比较均匀，稍有气泡良内部气孔不均匀，气泡过多差优良差优良差优良差优水分含量 13良在离心管中分别加人1份黑小麦粗粮馒头样品差和对照品（白面包）、2 0 mL磷酸盐缓冲液（pH1.5）和2 0 0 L115U/mL胃蛋白酶溶液,以37 水浴加热30 min后冷却至室温,用2 mol/LNaOH调节pH2023年第36 卷第10 期T1mT2m的评价对象集，是对样品的综合评价集；X为权重集；R为评价矩阵。Y=XR=(Xi,X2,X,)112.TmT21722：LmlTn2Tm根据黑小麦粗粮馒头感官评价的各指标之间的关系及评价集与分值区域相对应表中的分值,将综合品评结果转换为相应的分值，作为结果带人试验。1.6基本营养成分测定根据GB5009.52016食品安全国家标准食品中蛋白质的测定中凯氏定氮法测定蛋白质含量；根据GB5009.882014食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定测定膳食纤维含量；根据GB5009.6一2 0 16 食品安全国家标准食品中脂肪的测定中索氏提取法测定脂肪含量；根据GB5009.4一2016食品安全国家标准食品中灰分的测定测定灰分含量；根据GB5009.32016食品安全国家标准食品中水分的测定中直接干燥法测定水分含量。1.7体外 GI 测定用复合酶体外水解的方法测定体外GI,取黑小麦粗粮馒头样品、对照品（白面包）各1份，使样品中的可利用碳水化合物含量为1g。碳水化合物含量通过差减法计算，即碳水化合物含量=10 0 蛋白质含量膳食纤维含量一脂肪含量-灰分含量-(3)T2m=iy1,y2,y,l(4)2023年第36 卷第10 期至6.9,加入1mL110U/mL-淀粉酶溶液，用pH6.9磷酸盐缓冲液补充至45mL,以37 恒温水浴振荡，分别于30、6 0、90、12 0、150、18 0 min时取样品1mL,沸水浴5min使酶失活。冷却后,加入3mL0.4mol/L乙酸钠缓冲液(pH4.75）及2 0 L110U/mL葡萄糖淀粉酶溶液,以6 0 恒温水浴振荡30 min获得酶解液 14,用DNS 法测定葡萄糖含量,以1mg/mL葡萄糖溶液为标准制作标准曲线，得曲线方程：y=0.1927x-0.141,R=0.9992。水解率、水解指数(HI)及GI计算见式(5)（7）。水解率=取样时间点还原糖释放量，样品质量0.9 100%样品水解曲线下的面积HI=新鲜白面包水解曲线下面积GI=39.71+0.549 HI1.8数据处理采用SPSS统计软件进行数据分析,试验结果以平均值标准差表示，以PCB,黑小麦粗粮馒头的最优配方为A,B,Ci;以馒头比体积为指标,各因素影响大小依次为ACB,黑小麦粗粮馒头的最优配方为A,B,C2;以馒头高径比为指标,各因素影响大小依次为 BCA,黑小麦粗粮馒头的最优配方为 A,B,C3。2.3验证实验由表5可知：3种组合制作的馒头均具有良好的感官品质，比体积和高径比差异不显著。组合A,B,C2具有更高的比体积及感官评分,且其体外估表5配方验证实验结果组合感官评分比体积/(mL/g)A2B2C86.80bA2B2C288.44aA2B2C385.36c注：同列中不同字母表示数据之间有显著性差异（P0.05）。粮食与油脂计升糖指数(eGI)最低。因此,组合 A,B,C2 为黑小麦粗粮馒头最佳配方，即黑小麦麦麸添加量2 0%、谷粉添加量12%、抗性淀粉添加量8%。此时的馒头外观颜色呈浅褐色，表面光滑有光泽，弹性适中,内部结构细密均匀，咀嚼时爽口不粘牙，有淡淡的黑小麦香。2.4营养成分由表6 可知：通过添加黑小麦麦麸、谷粉及抗BC感官评分比体积/（mL/g）高径比112332132231122175.20333.433.922.912.953.072.790.040.281.711.781.731.820.150.092.27 0.30a2.81 0.20a2.69 0.17a2023年第36 卷第10 期84.603.0884.123.0082.623.1176.842.8588.123.2886.743.0875.702.812.5873.822.53高径比1.58 0.04a55.40a1.67 0.19a54.66b1.69 0.07a54.97b1.781.871.721.761.901.751.581.811.82eGI性淀粉，显著改善了馒头的营养品质，蛋白质含量提高至1.44倍，膳食纤维含量提高至3.6 9倍。表6 黑小麦馒头与低GI黑小麦粗粮馒头的营养品质营养成分黑小麦馒头低GI黑小麦粗粮馒头蛋白质含量/(g/100g）8.94 0.05b膳食纤维含量/(g/100g)2.24 0.06b灰分含量/(g/100 g)0.32 0.01 b脂肪含量/(g/100g)1.53 0.06b碳水化合物含量/（g/100g）47.0 7 1.8 9aeGI注：同行中不同字母表示数据之间有显著性差异（P0.05）。以白面包为参照物（eGI=100），黑小麦馒头和黑小麦粗粮馒头的eGI分别为6 5.30 和54.6 6，黑小麦粗粮馒头的eGI低于55,为低 GI食品。黑小麦粗粮馒头较低的eGI与其麦麸、抗性淀粉的添加相关，高膳食纤维可增加肠液的黏度，阻碍葡萄糖的扩散，减慢葡萄糖的吸收,有效降低血糖含量 3.19-2 1;其次谷粉的添加也是黑小麦粗粮馒头低GI的因素之一,谷粉在馒头制作中能形成网络结构，包裹住淀粉颗粒，进而通过抑制淀粉的糊化或阻止淀粉与淀粉酶接触,抑制淀粉的消化 2 2 。因此,低 GI粗粮馒头可作为糖尿病患者的主食,改善糖尿病患者的生活品质。3结论以混合粉总质量为基准，低GI黑小麦粗粮馒头最优配方为黑小麦粉添加量57.5%、黑小麦麦麸添加量2 0%、谷粉添加量12%、抗性淀粉添加量8%、泡打粉添加量2%、酵母添加量0.5%，在此条件下黑小麦粗粮馒头的感官评分为8 8.44，eGI为54.66，低升糖馒头外观呈光滑的半圆形，棕色有光泽,弹性好,内部气孔细小均匀,爽口不粘牙。低 GI黑小麦粗粮馒头碳水化合物含量低于黑小麦馒头，且蛋白质和膳食纤维含量均显著高于后者。(下转第10 6 页）12.83 0.06 a8.27 0.09a1.33 0.06a3.17 0.06a34.59 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