杂粮保健馒头的研制及消化功能评价
时间：2023-03-01 21:55:04 来源：千叶帆 本文已影响人
王 璇，朱 玲，孔欣欣
（郑州科技学院 食品科学与工程学院，河南 郑州 450064）
馒头是我国日常主食之一，随着食品工业发展，主食类产品加工精细化程度越来越高，普通小麦馒头易消化且血糖生成指数（GI）较高。长期食用GI值过高的食物会引发糖尿病、肥胖、心脑血管等疾病[1]。低GI食品在预防和治疗糖尿病方面具有重要作用，已被作为指导糖尿病人饮食的有效指标，可作为糖尿病人膳食干预的指导依据[2]。杂粮含有丰富的必需氨基酸和膳食纤维，将其加入馒头中，可减少馒头中淀粉的相对含量，降低馒头的GI值，改变馒头的感官品质和质构特性[3]。以小麦粉、高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉为主要原料，开发一款GI值较低的杂粮保健馒头，研究最优生产工艺，并通过质构测试和体外模拟消化试验，验证其感官及消化功能特性，对开发特定人群可食用的保健主食具有重大意义。
1.1 材料与仪器
高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉、小麦粉，均购自丹尼斯超市；
即发活性干酵母，安琪酵母股份有限公司提供；
胃蛋白酶、α-淀粉酶、葡萄糖苷酶，美国Sigma-Aldrich公司提供。
和面机，青岛汉尚电器有限公司产品；
压片机，北京俊媳妇压面机有限公司产品；
食品发酵箱，广州市泓锋食品机械有限公司产品；
低温保存箱，青岛海尔特种电器有限公司产品；
食品电子温度计，北京恒瑞鑫达科技有限公司产品；
TA-XTplus型质构仪，英国Stable Micro System公司产品。
1.2 试验方法
1.2.1 工艺流程
燕麦粉+荞麦粉+高粱粉+黑豆粉+薏米粉+小麦粉→预混→和面（加入安琪干酵母+水）→发酵→压片→成型→醒发→蒸制→冷却→成品。
1.2.2 操作要点
（1）调制面团。称取适量小麦粉、高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉与溶有酵母的温水加入和面机中迅速搅拌5 min，直至无生粉，柔软、不黏手、富含弹性和外表光滑的程度。将和好的面团包裹保鲜膜，在相对湿度70%，温度35℃的发酵箱中发酵60 min。
（2）成型。调制好的面团使用压面机反复折叠压面10次，使面团中的气泡全部排出且表面光滑，分成大小相等的面胚，搓揉成型。
（3）醒发。把成型的面坯置于湿度70%，温度35℃的恒温发酵箱中醒发30 min。
（4）蒸制。待水沸腾后，将醒发好的馒头放入锅中，蒸制25 min。
（5）冷却。出锅，自然冷却至室温，进行试验。
1.2.3 单因素试验设计
经多次预试验，以小麦粉质量为基准，杂粮粉添加量30%，水添加量60%，酵母添加量1.1%，醒发时间30 min，蒸制时间25 min的条件下，杂粮粉最佳配比为高粱粉40%，荞麦粉20%，燕麦粉25%，薏米粉7.5%，黑豆粉7.5%。在此基础上，分别考查杂粮粉添加量（10%，20%，30%，40%，50%）、酵母添加量（0.7%，0.9%，1.1%，1.3%，1.5%）、水添加量（50%，55%，60%，65%，70%）、醒发时间（15，20，25，30，35 min）4个因素对杂粮馒头感官评价的影响。
1.2.4 正交试验设计
在单因素试验基础上，小麦粉质量为基准，将杂粮粉添加量、酵母粉添加量、水添加量、醒发时间作为试验因素，设计L9（34）正交试验，确定杂粮保健馒头的最优工艺。
正交试验因素与水平设计见表1。
表1 正交试验因素与水平设计
1.2.5 产品感官评价指标
邀请10名有经验的人员对杂粮保健馒头进行感官评分，结果取平均值。杂粮保健馒头的感官评分标准参考国标[4]。
感官标准见表2。
表2 感官标准
1.2.6 杂粮保健馒头质构测定
用TPA质构模拟咀嚼运动，对杂粮样品和普通馒头样品进行质构测试，对比分析硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等参数。参数设定为P/36R型压盘式探头，压缩率50%，测前速率2.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测试后速率1.0 mm/s。
馒头蒸制好后冷却1 h，竖刀切割成厚度为25 mm的片状，取2片进行TPA测试，每一样品重复3次，结果取平均值。
1.2.7 杂粮保健馒头消化特性测定
馒头样品液用酸水解淀粉，以葡萄糖为标品，测定样品液中还原糖含量，并换算成葡萄糖当量。
总淀粉含量=葡萄糖当量×0.9.
馒头血糖生成指数（GI）测定参照李珊[1]、许芳溢[5]、马雨洁[6]等人方法制成样品消化液并测定。以葡萄糖为标液，测定消化液中还原糖含量，并换算成淀粉含量，计算淀粉水解率。
以淀粉水解率为纵坐标，时间为横坐标绘制淀粉水解曲线。计算杂粮保健馒头样品和参考样品小麦粉馒头在0～180 min期间淀粉水解曲线下的面积（AUC样品和AUC参考）。以小麦粉馒头作为参考，得出样品淀粉水解指数（HI）；
样品的血糖生成指数（GI）按下式计算。
以葡萄糖GI值定为100，GI值大于75为高血糖食物，GI值在55～75为中血糖食物，GI值小于55为低血糖食物[7]。
2.1 单因素试验结果分析
2.1.1 杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响
杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响见图1。
图1 杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响
按照1.2.3方法进行试验，杂粮粉添加量为30%时，其感官评分最高，口感达到较佳，同时具有良好的组织状态；
当杂粮粉添加量大于30%时，面团呈现粗糙感且难以成团，杂粮保健馒头的口感过于粗糙、发散、干硬；
杂粮粉添加量小于30%时，形成的面团光滑，易成型，口感虽好，但杂粮馒头本身的特色却被掩盖。所以，杂粮粉的最适添加量为30%。
2.1.2 酵母添加量对馒头感官品质的影响
酵母添加量对馒头感官品质的影响见图2。
制作馒头的过程中，添加酵母使面团蓬松，蒸制后的馒头具有松软的口感。酵母利用面团中的糖类进行发酵，产生大量的二氧化碳[8]，面团在发酵的过程中形成面筋网络，将产生的二氧化碳保留在组织内部，从而形成馒头疏松多孔的结构，提高面团的持气能力，馒头的体积随之增大[9]。按照1.2.3方法进行试验，由图2可知，当酵母添加量为1.3%时，其口感达到较佳，同时具有良好的组织状态；
当添加酵母小于1.3%时，造成相同时间内面团发酵不成熟，发酵体积过小，使馒头口感发硬，无弹性和韧性；
当酵母添加量大于1.3%时，面团发酵过度，乳酸产生过多，产生明显酸味，影响杂粮保健馒头的组织状态，内部组织过大。所以，酵母的最适添加量为1.3%。
图2 酵母添加量对馒头感官品质的影响
2.1.3 水添加量对杂粮保健馒头感官品质的影响
水添加量对馒头感官品质的影响见图3。
图3 水添加量对馒头感官品质的影响
制作馒头的过程中，添加一定量的水，使小麦粉中的面筋蛋白可以形成良好的面筋网络，蒸制后的馒头具有蓬松的口感。由图3可知，当水添加量大于65%，面团过软易粘手，制成的杂粮保健馒头口感过于软绵；
当水添加量小于65%，形成的面团过硬，不利于成型，且难以发酵，馒头口感发硬；
在水添加量为65%时，其口感达到较佳，同时具有良好的组织状态。所以，水的最适添加量为65%。
2.1.4 醒发时间对馒头感官品质的影响
醒发时间对馒头感官品质的影响见图4。
图4 醒发时间对馒头感官品质的影响
随着醒发时间的逐渐增加，面团产气量变大，面团内气孔壁变薄，面团的持气性也随之增强，但随着醒发时间延长，面团成熟过度后，持气性开始慢慢变差。只有当酵母的产气力和面团的持气力同时最大时[10]，面制品的体积才能达到最大，同时产品的内部结构，表面色泽都达到最佳[11]。由图4可知，当醒发时间30 min时，馒头口感达到较佳，同时具有良好的组织状态；
当醒发时间小于30 min时，馒头口感过硬，不够松软；
当醒发时间大于30 min，馒头坯就会出现软化、软塌的情况，馒头发酵过度，形状变差，内部组织增大，酸味增加，影响产品组织形态和口感，导致感官评分降低。所以，醒发时间控制在30 min较好。
2.2 正交试验结果分析
正交试验结果分析见表3。
表3 正交试验结果分析
由表3中的R值可知，影响杂粮保健馒头品质的因素依次是杂粮粉添加量、酵母添加量、醒发时间、水添加量。根据正交试验数据，通过极差分析推测出杂粮保健馒头的优水平组合为A2B2C2D2，即杂粮粉添加量30%，水添加量65%，酵母添加量1.3%，醒发时间30 min。
2.3 最佳工艺验证试验
按照正交试验最优工艺组合A2B2C2D2条件进行验证，并与上表3中感官试验最高分A2B2C3D1因素进行比对。
验证试验见表4。
表4 验证试验
由表4可知，验证试验中感官评分较高的仍为A2B2C2D2得94分，与A2B2C3D1相比，馒头没有酸味，颜色较均匀，外观形状较好，内部组织均匀细腻，口感筋道有嚼劲，复原性好，具有麦香和杂粮粉淡淡的香气。所以，正交试验优化方案可行。
通过正交试验得到杂粮保健馒头最佳配方如下：以小麦粉质量为基准，杂粮粉添加量30%，酵母添加量1.3%，水添加量65%，醒发时间30 min，蒸制时间25 min；
杂粮粉配比为高粱粉40%，荞麦粉20%，燕麦粉25%，薏米粉7.5%，黑豆粉7.5%。
2.4 杂粮保健馒头质构测定
通过质构仪对杂粮保健馒头和普通小麦粉馒头进行质构测定。
馒头质构特性对比见表5。
由表5可知，杂粮馒头硬度、胶着性、咀嚼性、回复性显著高于普通小麦粉馒头。杂粮馒头因杂粮粉的添加，对蛋白组成具有较大影响，使得面团的网络结构产生改变，硬度增大较多[12]。
表5 馒头质构特性对比
2.5 杂粮保健馒头消化特性测定
对杂粮保健馒头和普通小麦粉馒头进行体外模拟消化分析。
2种馒头淀粉水解率见图5。
图5 2种馒头淀粉水解率
2种馒头在模拟消化过程中，杂粮保健馒头水解率明显低于小麦粉馒头。2种样品前30 min水解速率最快，其后水解速率减缓，并于120 min后逐渐趋于平稳。
GI值，即血糖生成指数是衡量食物餐后血糖反应的指标。GI值大于75为高血糖食物，GI值在55～75为中血糖食物，GI值小于55为低血糖食物[7]。杂粮保健馒头水解指数（HI）为25.3，GI值为53.6，属于低血糖食物，对餐后血糖控制具有一定作用，可作为糖尿病患者和肥胖者的日常主食食用。
采用单因素试验和正交试验确定杂粮保健馒头最佳配方和工艺参数，按照该配方和工艺制作的杂粮保健馒头呈现色泽均匀、外观形态较好、内部组织均匀且大小一致、口感筋道有嚼劲、复原性好，具有麦香和杂粮粉淡淡的香气。
杂粮保健馒头最佳配方和工艺参数：以小麦粉质量为基准，杂粮粉添加量30%，酵母添加量1.3%，水添加量65%，醒发时间30 min，蒸制时间25 min；
杂粮粉配比为高粱粉40%，荞麦粉20%，燕麦粉25%，薏米粉7.5%，黑豆粉7.5%。通过对杂粮保健馒头、普通小麦粉馒头质构评价和体外消化特性测定，杂粮保健馒头硬度、胶着性、咀嚼性、回复性显著高于正常小麦粉馒头，且其GI值较低，属低血糖食物，可作为糖尿病患者和肥胖者的日常主食食用。
随着人们对健康的认识发生改变和对营养的关注逐渐增多，消费理念也发生了变化，消费者变得更多地去追求食品的营养化、多样化、功能化、方便化。作为杂粮保健馒头，既能满足人们对于营养的需要，又能很好地降低血糖，还有一定的降低血脂、血压作用，具有非常广阔的发展前景，将会成为人民喜爱的健康食品。
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