杜仲是一种药用植物,其皮常用于药材制备,是我国特有的名贵药材。然而,由于杜仲皮的生长周期较长,资源有限且价格昂贵,杜仲资源的开发利用严重受限。研究表明,除了杜仲皮外,杜仲的籽、叶和花也含有类似的功效成分。而且相较于杜仲皮,杜仲叶的产量丰富且更易获取,因此更加有利于促进杜仲种植业的可持续发展。研究发现,杜仲叶与皮有较为相似的化学成分和药理作用[1],且杜仲叶中含有锗、硒等多种微量元素以及黄酮类、苯丙素类、木脂素类、多糖类等多种活性成分[2]。另有研究表明杜仲叶和杜仲皮的化学成分存在明显差异,叶中的成分相对皮中较少且含有皮中没有的成分[3]。同时魏洪鑫等[4]发现杜仲叶具有多种药理作用,可用于治疗骨质疏松、糖尿病、高血压、高脂血症、动脉粥样硬化等。
在当前社会背景下,人们对饮食与健康之间的关联有了更深入的认识,健康和便利性成为各类零食和食品发展的两大关注重点。而饼干是一种备受大多数消费者喜爱的烘焙产品,且制作工艺也日趋成熟。随着食品工业科学技术的不断进步,如今的饼干生产更加注重营养、健康、安全和质量的综合考量。经市场调研发现,目前市售的饼干主要以酥性饼干、韧性饼干、苏打饼干和威化饼干为主流,其中酥性饼干销量最佳,这可能与其酥松口感和深受消费者喜爱的特点有关[5]。为了提高饼干的营养品质,人们研究了各种膳食纤维成分,如菊粉、β-葡聚糖、马铃薯纤维、抗性淀粉、葡甘露聚糖等[6-7],CHLOBELLE等[8]和秦仁炳等[9]研究表明,抗性淀粉成分可用于生产体外血糖指数值较低的饼干。CAPPA等[10]研究了25种食用干豆粉的烘焙性能,结果表明豆粉使饼干的蛋白质含量增加了一倍,抗性淀粉含量也有所增加。也有人通过开发其他可利用资源,如芒果皮、麦麸、甜菜根粉等应用到饼干,不仅可以开发可食用资源,也能获取营养价值[11]。
目前关于杜仲叶的研究主要聚焦在医药领域,在食品行业的应用相对较少,现已开发了杜仲面条、杜仲馒头、杜仲酒等相关产品[12]。而杜仲叶通过脱胶处理后制作的抹茶微粉是一种具有丰富膳食纤维的天然材料,还含有多糖、多酚和生物碱等多种生物活性成分,具备一定的保健功能,可以为饼干提供更丰富的营养价值,还能为消费者提供更加健康的零食选择。通过开发杜仲叶微粉饼干,能够充分利用杜仲叶的功能特性,更大程度上发挥了饼干的食用价值,而且能够满足消费者对健康、营养和安全的需求。虽然陈书明等[13]对杜仲叶应用于饼干有了初步的探究,但其对饼干内在成分的影响分析较少。因此,本研究通过探究不同添加量的杜仲叶微粉对酥性饼干的色泽、质构、微观结构、水分分布、蛋白质二级结构、淀粉的糊化和热特性以及体外消化的影响等多种指标进行分析,来证明杜仲叶微粉能够改善酥性饼干的多项特性,验证开发杜仲叶微粉酥性饼干的可行性。
1 材料与方法
1.1 主要原材料
低筋面粉,江苏江南上一道科技股份有限公司;杜仲叶微粉(细度≥100目;主要成分:总黄酮≥16.6%,杜仲多糖≥7%,绿原酸≥3.1%,京尼平苷酸≥1.3%,桃叶珊瑚酸≥2.1%),河南芳捷农业发展有限公司;绵白糖,南京甘汁园股份有限公司。
DNS试剂,上海创彩实业有限公司;糖化酶、α-淀粉酶(猪胰腺),上海源叶生物科技有限公司;石油醚,天津市德恩化学试剂有限公司;KBr(光谱纯),天津市科密欧化学试剂有限公司;其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
Color i5色差仪,美国X-rite公司;TA.XT Express型物性分析仪,英国SMS公司;TM 3030 Plus台式扫描电镜,日本日立公司;NMI20-015V-I低场核磁共振成像分析仪,上海纽迈公司;X射线多晶衍射,日本-理学-Rigaku/SmartLab SE公司;DSC差示扫描量热仪,瑞士METTLER-TOLEDO公司;Vertex 70傅里叶中远红外光谱仪,德国Brucker公司;SZF-06C粗脂肪测定仪,KDN-08C(04C)定氮仪,KDN-08C消化炉,上海力辰公司;YTH-2.5-12箱式电阻炉,绍兴市苏珀公司;SCIENTZ-12N/A冷冻干燥机,宁波新芝生物;JE502电子天平,上海浦春公司。
1.3 饼干的制作
1.3.1 工艺流程
黄油、白砂糖混合打发→加鸡蛋继续搅打→将杜仲叶微粉与低筋面粉混合均匀→将混合粉倒入混合液中进行快速搅拌→形成面团→压片成形→烘烤→冷却→包装
1.3.2 操作要点
本研究是在酥性饼干的基础配方上以低筋面粉(100 g)为基准,黄油40 g、鸡蛋30 g、绵白糖36 g,添加不同比例(质量分数)的杜仲叶微粉(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)来制作饼干,烘焙温度160 ℃,烘焙时间15 min。
1.4 饼干色差的测定
色差仪先进行黑白校正,校正完毕后方可测量样品的L*、a*、b*值。ΔE被定义为样品的总色差,ΔE数值越大,说明色差越大[14]。ΔE的计算如公式(1):
(1)
1.5 饼干的物理和营养指标
1.5.1 物理指标测定
根据YANG等[6]的方法稍作修改,确定了饼干的物理参数方法。用游标卡尺测量饼干的直径和厚度,以饼干的直径值与厚度值之比计算出铺展比。用电子分析天平测量3个独立饼干的平均值作为饼干的质量。在本研究中,使用油菜籽来测定饼干的体积,而密度是通过饼干的质量除以它的体积来计算的。用分析天平测量饼干烘烤前(m1)和烘烤后(m2)的烘焙损失。烘焙损失按公式(2)计算:
烘焙损失
(2)
1.5.2 营养指标测定
分别参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》、GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》、GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》、GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》、GB 5009.9—2023《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定 酸水解法》进行饼干中相关营养成分的测定。
1.6 物性指标测定
采用物性分析仪对饼干进行全质构测试,选用P/5型号的探头,测量条件为:测前、测试以及测后速度分别为:2、1、2 mm/s,触发力5.0 g、每秒点数400 pps,起始压力0.01 N。回升高度15 mm,压缩程度30%,进行饼干的硬度、弹性、咀嚼性、回复性和内聚力的测定[15]。
1.7 扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)
首先将饼干样品放在-80 ℃冻干机中进行冷冻干燥,然后将干燥的饼干样品通过喷金仪喷涂上5 nm的薄涂层,以避免样品表面在电子束下出现充电效应。采用加载EDX模式的台式扫描电镜TM 3030 Plus,在放大100×与1 000×的条件下拍摄样品。
1.8 低场核磁
称取0.8 g饼干样品粉末于核磁小瓶中,采样序列为CPMG,选择重复采样,等待时间4 500 ms,回波时间0.35 ms,回波个数2 000,抽样次数4,迭代次数10万。
1.9 傅里叶中远红外扫描
称取约2 mg饼干粉末,在炽热灯的照射下保持干燥,用研钵研磨2 min,再与200 mg的KBr充分混合,继续研磨1 min,将研磨后的混合粉末填充于压片器中,抽真空,制备样品薄片,然后将薄片放于红外光谱仪的样品仓内,使红光聚焦在样品薄片上,以亮度最高为准,并设置400～4 000 cm-1区间进行扫描[16]。
1.10 X射线衍射
测试条件参考项丰娟等[17]方法,将平衡好水分的饼干粉末置于样品池中,采用管压40 kv,管流40 mA,λ=0.154 2 nm的 Cu-Kα辐射条件。起始角5°,终止角35°,步长0.02,扫描速度2°/min[18]。
1.11 差示扫描量热仪(differential scanning calorimetry,DSC)
参照孙婕等[19]的实验方法,称取0.2 g饼干粉末倒入5 ml离心管中,并在离心管中加入0.6 g的去离子水,密封并振动涡旋2 min,充分混匀后,在4 ℃的冰箱内平衡12 h 以上。然后采用差示扫描量热仪进行测定,具体操作参数为:称量20 mg样品于坩埚中,流速50 mL/min,加热速率10 ℃/min,使其温度从20 ℃升至200 ℃。
1.12 饼干的体外消化
葡萄糖标曲的测定:先称取0.100 g干燥葡萄糖,定容至100 mL的容量瓶中,并分别在7个100 mL容量瓶内滴入0、1、2、3、4、5、6 mL的葡萄糖溶液,完成定容后,分别在具塞试管中加入1 mL标准溶液,3 mL去离子水与1 mL DNS (市售)溶液,在沸水中水浴5 min,之后在冰水中快速冷却,并采用紫外分光光度计在490 nm波长处测量吸光度[20],计算得其回归方程为y=0.203 8x-0.005 2,R2=0.990 3。
称取0.5 g经索氏提取法除去脂肪后的饼干样品,放入30 mL离心管中,加入10 mL乙酸钠(0.1 mol/L)缓冲液预热10 min,之后加入10 mL α-淀粉酶(300 U/mL)溶液和40 μL糖化酶(10 000 U/mL)溶液,并放置在120 r/min,37 ℃的恒温水浴锅中,分别在0、20、30、60、90、120、150、180 min的时间点进行取样。后续样品制备及测定方法与上述葡萄糖标曲测定方法一致。
测定杜仲叶微粉饼干和白面包(市售)在 0～180 min 内的淀粉水解率,并计算杜仲叶微粉饼干的淀粉水解指数(hydrolysis index,HI)和预估血糖生成指数(expected glycemic index,eGI),对杜仲叶微粉饼干进行体外消化特性分析[21]。其所需计算公式如下:
(3)
(4)
RS/%=100-RDS-SDS
(5)
Ct=C∞(1-e-kt)
(6)
AUC=C∞(tj-t0)-(C∞/k)[1-exp[-k(tj-t0)]]
(7)
(8)
eGI=0.549×HI90+39.71
(9)
式中:RDS,快消化淀粉,%;SDS,慢消化淀粉,%;RS,抗性淀粉,%;G20,体外水解20 min时释放的葡萄糖质量,mg;G120,体外水解120 min时释放的葡萄糖质量,mg;TS,样品淀粉干质量,mg;0.9,转换系数;Ct,消化时间t时水解的淀粉量;C∞,消化终点时淀粉水解的量;k,一级动力学常数;t0,初始时间,s;tj,最终时间,s;AUC,水解曲线下的面积。
1.13 饼干的感官评价标准建立
感官评价标准参照赵金梅等[22],并根据饼干特性进行了修改。邀请20名年龄在18～50岁之间的健康男性和女性进行感官分析。小组成员主要是来自食品学院的学生和科研人员,自愿同意参与感官评估。在正式评估前,进行了3次培训,以获得客观的结果。采用加权评分法设置评分权重,具体分值为外观(10分)、色泽(20分)、酥脆度(30分)、滋味(40分)以及最后的整体接受度(100分)[23]。
1.14 数据处理
所得数据经SPSS 27以及Excel进行统计计算与分析,采用OriginPro 2022软件绘图,MDI Jade 6计算XRD结晶度,Omnic以及PeakFit 4.0分析傅里叶变换中远红外光谱。
2 结果与分析
2.1 杜仲叶微粉对饼干的颜色结果分析
烘烤食品诱人的着色和独特风味是一系列复杂化学反应的结果,如美拉德反应和焦糖化反应[24]。从表1可知,随着杜仲叶微粉的增加,L*值逐渐降低,饼干色泽趋向变暗;a*值与对照组相比,数值向左方向偏移,有逐渐变绿的趋势;b*值逐渐减小,从黄色向淡黄色的趋势发展,饼干的颜色逐渐变为黄褐色,在饼干边缘处更为明显。空白组饼干与杜仲叶微粉饼干在表面颜色参数L*、a*、b*上存在显著差异。如表1所示,随着饼干中杜仲叶微粉含量的增加, 饼干的ΔE值增加,且当ΔE>3时,肉眼就能分辨出颜色变化[23]。由此可以发现杜仲叶微粉对饼干色泽上有显著变化,其中含有的多糖类物质也促进了美拉德反应,使饼干的颜色变得更暗,形成更深的绿色和淡黄色饼干。
表1 杜仲叶微粉对饼干色泽的影响
Table 1 Effect of eucommia leaf micro-powder on the color of biscuits
杜仲叶/%00.51.01.52.0L∗75.61±0.94a71.45±2.57b67.31±2.87c63.30±2.93d62.49±3.72da∗1.95±0.53a-0.43±0.31b-2.36±0.63c-2.53±0.42c-3.42±0.77db∗32.83±1.15a28.09±1.48b25.39±0.53c23.67±0.11d22.82±1.07dΔE6.81±1.14c12.04±0.98b16.07±0.91a17.42±2.12a
注:同行不同字母表示差异显著(P<0.05),表2、表4同。
2.2 饼干的物理特征及营养指标结果分析
通过对饼干进行相关指标的检测,可以发现杜仲叶微粉的加入会对饼干的物理和营养方面造成一定的影响。由表2可知,随着杜仲叶微粉含量的增加,饼干的铺展比和密度逐渐上升,烘焙损失率有少量增加,这是由于杜仲叶微粉中的膳食纤维和多糖类物质的加持,使饼干营养物质排列更紧密。杜仲叶微粉的加入使饼干中脂肪含量有所上升,但水分和蛋白质含量略有下降,这可能是杜仲叶微粉中的膳食纤维等成分干扰了饼胚在焙烤过程中水分的蒸发以及蛋白质的变性。饼干中淀粉损失有所减少,水分的降低抑制了淀粉的糊化,也侧面表明杜仲叶微粉能够抑制饼干中淀粉的烘焙损失[25],从而改善了饼干的质地和口感。
表2 杜仲叶微粉对饼干物理指标及近似成分的影响
Table 2 Effect of eucommia leaf micro-powder on physical indexes and proximate composition of biscuits
杜仲叶/%00.51.01.52.0直径/mm37.75±0.33a37.93±0.58a37.11±0.85a36.98±0.38a37.43±0.29a厚度/mm8.61±0.08a8.01±0.19b7.48±0.18b7.61±0.61b7.55±0.15b铺展比/%4.38±0.08b4.74±0.15a4.96±0.02a4.88±0.35a4.96±0.11a成品质量/g5.91±0.35c7.33±0.28a5.65±0.31c5.58±0.08c6.65±0.01b成品体积/mL6.60±0.11a6.07±0.06b5.83±0.42b5.07±0.06c4.27±0.12d密度/(mg/mL)0.86±0.01c0.88±0.01c0.90±0.04c0.99±0.01b1.19±0.04a烘焙损失率/%81.69±0.30ab82.2±0.30a81.40±0.35b82.03±0.21a82.03±0.17a蛋白质/%5.88±0.87a4.96±0.47a3.98±0.15b3.55±0.36b3.52±0.44b水分/%3.04±0.03a2.38±0.03b2.29±0.05c2.16±0.06d1.99±0.37e灰分/%0.83±0.03a0.84±0.02a0.86±0.04a0.86±0.06a0.88±0.02a脂肪/%4.66±0.25c4.81±0.14c6.39±0.14b6.57±0.28ab7.01±0.55a淀粉/%51.10±3.29b53.49±2.01b55.01±2.01b59.56±1.09a59.73±0.82a
2.3 饼干的物性结果分析
从表3可以看出,随着杜仲叶微粉添加量的增加,饼干的硬度和弹性均呈现先增加后降低的趋势。具体而言,当杜仲叶微粉添加量为1%时,饼干的硬度达到最大值2 659.67 g,这一结果表明,适量的杜仲叶微粉能够显著增强饼干的结构稳定性,使其更加紧实。饼干硬度的增加说明杜仲叶微粉中的多糖和黄酮类物质丰富了饼干的成分,同时其附着在淀粉颗粒表面,抑制了淀粉的膨胀,使饼干的密度增加,整体组织结构更加紧凑。然而,当添加量进一步增加至2%时,硬度反而降低至2 479.00 g,这可能是由于过量的杜仲叶微粉干扰了饼干面团中糖、油与面筋蛋白的结合,影响了饼胚的成型,从而导致饼干的硬度下降。
表3 杜仲叶微粉对饼干质构特性的影响
Table 3 Effect of eucommia leaf micro-powder on the texture properties of biscuits
杜仲叶/%硬度/g弹性/mm咀嚼性/g回复性内聚力02 556.73±20.78c0.15±0.02c28.72±1.63d0.04±0.01c0.03±0.02d0.52 576.17±15.14c0.15± 0.02c38.77±3.74d0.01±0.01d0.01±0.01c1.02 659.67±30.01a0.23±0.01a75.49±3.33c0.06±0.01b0.07±0.01b1.52 616.17±15.14b0.19±0.01b125.71±8.24b0.07±0.01b0.10±0.02b2.02 479.00±25.94d0.15±0.03c155.30±9.81a0.10±0.02a0.15±0.02a
注:同列不同字母表示差异显著(P<0.05),表5同。
饼干的弹性在杜仲叶微粉添加量为1%时达到最大值0.23 mm,这表明适量的杜仲叶微粉能够改善饼干的弹性,使其在咀嚼过程中更具韧性。同时可以发现,饼干的咀嚼性、回复性和内聚力均呈现递增的趋势。整体表明杜仲叶微粉对饼干的质地影响在合理范围内,适量的杜仲叶微粉能够改善饼干的内部结构,使其在咀嚼过程中更加紧密,不易碎裂。
2.4 饼干的微观结构分析
饼干的SEM图像常用于分析饼干内部截面结构的变化,如细胞均匀度、密度的变化等,这些变化对饼干的感官特性有着重要的影响。由图1中的a1～a5可以看出饼干是由成簇聚集的淀粉颗粒和蛋白质基质组成,它们紧密地包裹在一起[26],其中淀粉出现的凝胶状态则是在烘烤过程中通过糊化作用形成的。a1为空白组饼干,其孔隙结构较均匀,孔隙状态适中,外观较疏松,硬度较低。但是,在加入杜仲叶微粉之后,蛋白质基质的连续性受到一定程度的破坏,这可以通过杜仲叶微粉饼干中出现不同大小的开口和空腔来证明。较大空腔的形成是由于烘焙过程中气泡膨胀和气体逸出所致。随着杜仲叶微粉含量的增加,大空腔的数量减少,孔隙结构的均匀性增加,导致可破裂性降低。图b-1～图b-5是饼干纵切面依次放大1 000倍的图像,可以看出饼干的蛋白质大颗粒随着杜仲叶微粉的增加而有所减少,但是小颗粒的蛋白质连接更加紧密,也反映了杜仲叶微粉饼干相比空白对照组来说,其密度有所增加,使饼干质地更加稳固。
a-1～a-5分别为添加0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的杜仲叶微粉饼干放大100倍的图像;b-1～b-5分别为相同条件下饼干放大1 000倍的图像。
图1 不同添加量的杜仲叶微粉饼干扫描电镜图像
Fig.1 Scanning electron microscope images of eucommia leaf micro-powder biscuits with different additions
2.5 饼干的水分分布结果分析
本研究利用低频核磁共振技术探究了饼干中水分的分布和迁移,并以横向弛豫时间(T2)和质子信号幅度来评估水分的分布和迁移情况。研究发现T2越短,说明聚合物与水之间的相互作用越强,分子自由度越低。由图2可以看出杜仲叶微粉的加入一定程度上增强了饼干体系中自由水的相互结合。随着杜仲叶微粉含量的增加,饼干的迁移曲线向左偏移,这是由于杜仲叶微粉中的膳食纤维以及多糖类物质的亲水性强,持水性高。颗粒内水质子迁移率的降低,导致饼干中自由水的比例降低,弱结合水含量上升,表明其增加了淀粉质子与颗粒表面水的相互作用[27],杜仲叶微粉提高了对低筋面粉的水溶性,饼干硬度的增加可能也受此影响,客观上也起到了改善饼干咀嚼性的作用。因此,杜仲叶微粉对于饼干的水分分布和产品质量具有积极影响。
a-自旋弛豫时间;b-水分子峰面积比例
图2 杜仲叶微粉对饼干水分分布的影响
Fig.2 Effect of eucommia leaf micro-powder on moisture distribution of biscuits
2.6 饼干的蛋白质二级结构结果分析
傅里叶中远红外光谱仪能够依据样品的内部结构,选择性地吸收红外波长,并生成不同的特征性吸收峰,可用于分析蛋白质二级结构相对含量的变化规律[28]。如图3所示,饼干中蛋白质二级结构特征主要根据酰胺I带(1 600～1 700 cm-1)的峰值变化来分析。酰胺I带的特征吸收峰是由酰胺基的C
O伸缩振动和C—N伸缩振动产生的,主要包括α-螺旋、β-折叠、β-转角和无规则卷曲[29]。
图3 不同添加量的杜仲叶微粉饼干红外光谱图
Fig.3 Infrared spectra of eucommia leaf micro-powder biscuits with different additive amounts
通过图4可以发现添加杜仲叶微粉之后,饼干的β-折叠成分由约25%上升到34%,无规则卷曲由11%上升到18%,α-螺旋从26%下降到14%,β-转角结构也有一定程度的减少,说明饼干在焙烤过程中,杜仲叶微粉中的一些活性成分减少了温度对β-折叠结构的破坏,但α-螺旋结构损失较多,对蛋白质二级结构的稳定性造成一定影响,整体上可以发现饼干中蛋白质的功能性成分发生改变较少。
图4 杜仲叶微粉对饼干蛋白质二级结构的影响
Fig.4 Effect of eucommia leaf micro-powder on the secondary structure of biscuit proteins
2.7 X射线衍射结果分析
利用XRD研究了饼干中的淀粉结构,所有饼干样品在15°～25°之间都存在明显的衍射峰,均为典型的A型晶体结构的特征峰[18],表明杜仲叶微粉的加入并没有改变原粉饼干的晶体类型。并且与普通饼干相比,添加了杜仲叶微粉的饼干A型特征峰强度更高,表明其 A型晶体结构保留的更完整,这可能是由于饼干在烘焙过程中本身含水量较少,从而导致淀粉颗粒糊化不完全。此外,由于添加杜仲叶微粉,其会与淀粉竞争性地吸收饼干中的水分,使得淀粉颗粒水合溶胀更为困难,进一步抑制了淀粉颗粒的糊化。同时通过MDI Jade 6软件进行结晶度分析,发现随着杜仲叶微粉添加量的增多,结晶度从19.19%上升到了31.25%,饼干中淀粉的结晶度在特征峰会表现的更突出,其结晶度会更高。
2.8 热特性结果分析
DSC热焓值是指通过求积分获得的峰面积,该峰面积反映了发生相变时释放或吸收的热焓。ΔH热焓值是饼干中的淀粉颗粒结晶区和无定态区之间氢键断裂所需的能量,如果淀粉不能完全糊化,氢键断裂所需的能量就会降低[30]。由图5可知,在50～180 ℃间,不同添加量的杜仲叶微粉饼干中的淀粉DSC曲线上只出现一个熔融峰,通常在110 ℃左右会出现明显的吸热峰。此外,饼干样品的糊化焓值也呈现出一定的规律性变化。糊化过程中,淀粉颗粒的结构破坏程度增大,暴露的表面积增加,从而导致热焓值呈现出一定的增加趋势。这表明杜仲叶微粉的加入会影响饼干淀粉的糊化温度。由表4可知,随着杜仲叶微粉含量的增加,饼干样品起始点温度有所降低,终止时间有所延长,这可能是杜仲叶微粉中的多酚类物质促进了淀粉颗粒间的简单水合,从而延长了淀粉的糊化[19],这与上述XRD衍射分析结果相符合。
图5 不同添加量的杜仲叶微粉饼干热焓分布图
Fig.5 Enthalpy distribution of micronised biscuits of eucommia leaf micro-powder biscuits with different additions
表4 杜仲叶微粉对饼干热特性影响
Table 4 Effect of eucommia leaf micro-powder on the thermal characteristics of biscuits
杜仲叶/%00.51.01.52.0起始点/℃98.15±0.93a98.12±0.60a97.39±1.27ab97.04±0.79ab92.36±5.64a峰/℃109.06±1.48a110.42±0.79a111.05±1.39a109.62±1.21a110.58±1.51a终止点/℃132.22±2.65a135.42±2.85a138.17±7.12a132.92±3.23a137.93±4.26a热焓/(J/g)19.22±3.58c22.96±3.69bc26.49±1.26ab27.68±0.51a28.61±1.76a
2.9 饼干的体外消化结果分析
不同添加量的杜仲叶微粉对饼干中淀粉的消化特性如图6和表5所示。由图6可知,所有处理组的淀粉水解率都随着时间的增加呈现上升趋势,在前30 min上升趋势明显,在90 min后趋势逐渐平缓。结合表5可知,添加2%含量的杜仲叶微粉饼干相比空白组饼干,eGI值从91.68下降到75.28,表明杜仲叶微粉的加入具有降低血糖值的效果。同时可以发现RDS含量从60.59%下降到42.29%,SDS的含量降低了3.08%,快消化淀粉下降的原因可能是一方面饼干的淀粉结构受到高温的破坏,并且杜仲叶微粉使饼干中的水分含量降低,抑制了饼干淀粉的糊化,使其消化受到影响[31]。另一方面可能是加入了杜仲叶微粉之后,增加了饼干的组成成分,其中的一些多酚类物质以及杜仲多糖等阻碍了消化酶与淀粉的接触。又有研究表明,一些可溶性膳食纤维凭借高黏度特性在一定程度上可以抑制淀粉的水解[32],而杜仲叶微粉中也含有膳食纤维等成分,可以在饼干面团中形成一定的网状结构,在消化过程中会干扰饼干中的淀粉与酶的接触,降低淀粉的水解速率,而且RS的含量升高了21.60%,抗性淀粉的增加有效延缓了淀粉整体的体外消化,一定程度上降低了饼干的血糖值[33]。
图6 杜仲叶微粉对饼干淀粉水解率的影响
Fig.6 Effect of eucommia leaf micro-powder on the hydrolysis rate of biscuit starch
表5 杜仲叶微粉对饼干消化特性的影响
Table 5 Effect of eucommia leaf micro-powder on the digestive properties of biscuits
杜仲叶/%RDS/%SDS/%RS/%HI90eGI060.59±1.01a10.72±0.75a28.61±1.41c94.6691.680.555.99±2.44b9.31±0.51b33.42±3.39bc84.9686.351.052.51±1.72c11.12±0.45a37.49±3.53b78.5782.841.544.86±0.88d7.87±0.53c45.01±4.88a68.8177.492.042.29±7.19d7.64±0.58c50.21±1.39a64.7975.28
2.10 饼干的感官评价结果分析
饼干的感官评分如图7所示,添加杜仲叶微粉之后,饼干的各项感官指标都有所改善。由图8可知,杜仲叶微粉的加入使饼干颜色更加诱人。烘烤后的饼干在滋味和整体接受度之上都明显比普通空白组饼干更加有优势,同时,在杜仲叶微粉添加量达到1%时,饼干的各方面指标优势突出,综合评分最高,但随着杜仲叶微粉的加入,饼干的酥脆度开始下降,口感和整体接受度都出现明显下滑,可能是杜仲叶微粉在烘焙过程中,影响了饼干中淀粉的糊化以及干扰了饼干的组织状态,并且当达到一定用量时,杜仲叶带有的独特草药味道会明显加重,对整体接受度干扰较大。
图7 杜仲叶微粉对饼干感官评分的影响
Fig.7 Effect of eucommia leaf micro-powder on sensory scores of biscuits
图8 杜仲叶微粉饼干实物图
Fig.8 Physical picture of eucommia leaf micro-powder biscuits
3 结论与讨论
研究结果表明,添加杜仲叶微粉后,饼干ΔE值显著增加,L*值降低,a*、b*值减小,使饼干的颜色变得更暗,形成更深的绿色和淡黄色饼干。饼干中的水分和蛋白质含量略有下降,而脂肪含量相比空白组又有所升高,淀粉的烘焙损失减少,整体营养成分受到一定影响,且适量添加杜仲叶微粉(1%)对饼干的质构特性有积极影响,有效减少了饼干内部的大空腔数量,使孔隙结构更均匀。杜仲叶微粉也影响了饼干中水分的分布和迁移,导致自由水的比例降低,弱结合水含量上升,增加了淀粉质子与颗粒表面水的相互作用,改善了饼干的质地。此外,饼干中的β-折叠和无规则卷曲相对增加,α-螺旋结构损失较多,蛋白质的二级结构受到一定影响。同时饼干中淀粉的结晶度有所增加,糊化时间延长。之后对饼干的体外消化进行探究分析,通过RDS含量和淀粉水解率的降低,证明了杜仲叶微粉能够起到降低血糖值的功效。最后通过多方位的感官评价,确定将杜仲叶微粉加入酥性饼干中是一种值得考虑的食品加工方式,且添加量在1%时的综合评分最佳,杜仲叶微粉带来的风味更好。
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