馬蹄筍粉特性及其酥性餅干制作研究

李 荷,原 晶,姜天甲,鄭小林

(浙江工商大學食品與生物工程學院 浙江省果蔬保鮮與加工技術研究重點實驗室，浙江杭州 310018)

馬蹄筍粉特性及其酥性餅干制作研究

李 荷,原 晶,姜天甲,鄭小林*

(浙江工商大學食品與生物工程學院 浙江省果蔬保鮮與加工技術研究重點實驗室，浙江杭州 310018)

本文主要研究馬蹄筍粉對膽固醇、膽酸鈉和重金屬離子的體外吸附能力,馬蹄筍粉不同添加量對小麥粉糊化特性影響的規律,以及利用馬蹄筍粉制作酥性餅干的最佳配方。結果表明:馬蹄筍粉在pH2和pH7時對膽固醇的吸附量分別為17.11、1.02mg/g,對濃度為2、3mg/mL膽酸鈉吸附量分別為64.70、75mg/g;馬蹄筍粉對四種混合重金屬離子具有一定的吸附作用,吸附能力Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+;馬蹄筍粉添加量的增加對小麥粉糊化的峰值粘度、最低粘度、最終粘度、回生值和糊化時間影響較大,但對崩解值和糊化溫度沒有顯著影響;采用單因素及正交分析、感官評價確定了利用馬蹄筍粉制作酥性餅干的最佳配方為:小麥粉∶馬蹄筍粉∶白砂糖∶膨松劑∶植物油=100∶15∶25∶1.5∶15，感官得分為51.4。

馬蹄筍粉,吸附能力,糊化特性,酥性餅干

馬蹄筍采后易發生纖維木質化,導致食用部分口感降低,甚至不能食用,但老化筍肉具有豐富的膳食纖維。研究表明,膳食纖維可以改善腸道健康,控制血糖,預防結腸癌,降低血清膽固醇,以及清除外源有害物質等多種功效,被譽為“第七類營養素”[1-3]。

范秀華[4]等人利用雷筍老化原料及其罐頭生產中的下腳料打漿后,通過與脫脂乳混合均勻,接入乳酸菌發酵,經調配、均質,制成了一種新型的乳酸菌竹筍飲料。李安平[5]等人以竹筍下腳料為原料,采用微生物發酵法制得初級膳食纖維,再配以其他輔料,經微膠囊技術制得總膳食纖維含量達68.74%,口感良好、攝食方便的高活性膳食纖維膠囊。但是目前為止對老化馬蹄筍加工利用的報道鮮少,因此,研究馬蹄筍老化部分的綜合利用具有較重要的應用價值。

餅干具有易攜帶、耐貯藏以及保質期長等特點,是深受消費者喜愛的方便食品之一。隨著生活質量的提高,人們不僅是為了飽腹更為了攝取食物中的營養保健成分,為了迎合大眾需求市場上出現了大批功能性產品,市場上也出現了許多粗纖維餅干,提高了餅干的膳食纖維含量。

本文將馬蹄筍老化部分制成馬蹄筍粉,研究馬蹄筍粉的營養成分和功能特性;馬蹄筍粉不同添加量對小麥粉糊化特性的影響規律,以及利用馬蹄筍粉制作酥性餅干的最佳配方,為老化馬蹄筍的高值化利用提供依據。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

膽固醇 成都市科龍化工試劑廠;濃硫酸 西隴化工股份有限公司;膽酸鈉 阿拉丁(上海)有限公司;蒽酮 上?；瘜W試劑采購供應五聯化工廠;葡萄糖 國藥集團化學試劑有限公司;冰乙酸 杭州雙林化工試劑廠;小麥粉 浙江偉達糧油有限公司等。

TA-XT2i質構儀 英國Stable Micro System公司;紫外可見分光光度計UV-2550 日本SHIMADZU公司;SPS8000型電感耦合等離子體發射光譜儀 北京科創海光儀器有限公司;快速粘度測定儀 瑞典Perten儀器公司;TXD-90烤箱 上海紅聯機械電器制造有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 馬蹄筍粉的制備 將老化的竹筍除雜、清洗之后切成0.1cm厚規則片狀,在鼓風干燥箱90℃下烘5h,最終含水量在8%左右,再用中藥粉碎機粉碎20min后得到粗粉。

1.2.2 成分分析 水分:采用水分測定儀測定;粗蛋白質:參照GB/T5009.5-2010;可溶性糖:采用蒽酮法測定;膳食纖維:參照GB/T22224-2008。

1.2.3 馬蹄筍粉膨脹性、持水性和持油性的測定 參考Femenia等[6]的方法,稱取樣品0.5g,置于25mL的量筒中,移取10mL的蒸餾水,振蕩均勻后,在室溫下放置24h,精確讀取樣品在量筒中自由膨脹的體積。溶脹性(mL/g)=(溶脹后樣品體積(mL)-干樣品體積(mL))/樣品干重(g)。

十九大報告中指出，“必須堅持和完善我國社會主義基本經濟制度和分配制度，毫不動搖鞏固和發展公有制經濟，毫不動搖鼓勵、支持、引導非公有制經濟發展”。這是我黨對“兩個毫不動搖”方針的再次重申。

參考Espositof等[7]的方法,稱取樣品3.0g,置于50mL離心管中,加蒸餾水25mL,震蕩搖勻,室溫放置1h,5000r/min離心20min,棄上清液并用濾紙吸干離心管壁殘留水分,稱重,計算持水力。持水力(g/g)=(濕質量(g)-干樣品質量(g))/干樣品質量(g)。

參考Sangnark等[8-9]的方法,稱取3.0g膳食纖維于離心管中,加入食用花生油24g,37℃靜置1h,1500r/min離心20min,去掉上層油,殘渣用濾紙吸干游離的花生油,稱重,計算持油性。持油性(g/g)=(吸附油脂后的質量(g)-干樣品質量(g))/干樣品質量(g)。

1.2.4 馬蹄筍粉對膽固醇的吸附能力測定 取新鮮雞蛋的蛋黃,用九倍蒸餾水充分攪拌成乳液。分別取1.0g筍粉于200mL錐形瓶中,加入25g稀釋蛋黃液,攪拌均勻,調節體系pH2和pH7,置搖床37℃振蕩2h,4000r/min下離心20min(沉淀筍粉),將上層清液稀釋十倍后,取0.4mL稀釋液,采用OPA法測定蛋黃液的吸光度[10-11]。以膽固醇為標準物質制作標準曲線,Y=6.90X-0.2215,相關系數R2為0.9995。

1.2.5 馬蹄筍粉對膽酸鈉的吸附能力測定 在100mL錐形瓶中分別加含0.1g和0.15g膽酸鈉的0.15mol/L NaCl溶液50mL,使膽酸鈉濃度分別為2.0mg/mL和3.0mg/mL,調pH至7.0,分別加入樣品0.5g攪拌均勻,水浴振蕩2h(37℃,90r/min),4000r/min離心20min,準確取1mL的上清液采用糠醛比色法[12-13]測定溶液的吸光度。以膽酸鈉為標準物質制作標準曲線,Y=0.1126X-0.0174,相關系數R2為0.9907。

1.2.6 馬蹄筍粉對重金屬Cu2+、Zn2+、pb2+和 Cd2+的吸附能力測定 分別加入pH2.0和pH7.0的Cu2+、Zn2+、pb2+和Cd2+混合金屬離子溶液各30mL于100mL錐形瓶中,用0.1g的馬蹄筍粉進行吸附,在37℃下搖床均勻振蕩24h,取10mL上清液用超純水稀釋一倍,用ICP測定吸附前后重金屬離子的濃度,根據濃度差得出筍粉對重金屬的吸附量[14-15]。

1.2.7 馬蹄筍粉不同添加量對小麥粉糊化特性的影響 稱取馬蹄筍粉按0%、5%、10%、15%、20%和25%的比例分別添加到小麥粉中,使得筍粉與小麥粉總質量為2.50g,根據GB/T 24852-2010的操作規程測定不同添加量對小麥粉糊化特性的影響[16-18]。

1.2.8 馬蹄筍酥性餅干制作工藝

1.2.8.1 配方設計 根據前期實驗,選擇馬蹄筍粉、白砂糖、膨松劑和植物油四種原料進行4因素3水平正交實驗,按照感官評價標準,判定產品的品質,確定馬蹄筍酥性餅干制作的最佳工藝條件。

表1 L9(34)正交實驗設計表Table 1 The L9(34)levels of factor

注:小麥面粉100.0g。

2 結果與分析

2.1 馬蹄筍粉的主要營養成分

由表3可知馬蹄筍粉富含蛋白質、可溶性糖、膳食纖維等營養成分,其中總膳食纖維的含量高達40.60%。

2.2 馬蹄筍粉的功能性質

馬蹄筍粉持水性和持油性分別為6.02g·g-1和4.67g·g-1,膨脹性為14.50mL·g-1。馬蹄筍粉含有很多的葡萄糖殘基,大量的親水基團和網絡結構賦予了馬蹄筍粉很強的持水性和膨脹性(表4)。

表3 馬蹄筍粉的主要營養成分Table 3 The nutritional components of bamboo powder

表2 馬蹄筍餅干的感官評定表Table 2 Sensory evaluation standards of bamboo cookie

表4 馬蹄筍粉膨脹性、持水性和持油性測定結果Table 4 Swelling,water-holding and oily-holding characteristics of the bamboo powder

2.3 馬蹄筍粉對膽固醇和膽酸鈉的體外吸附

馬蹄筍粉在中性條件下(模擬小腸pH環境)對膽固醇的吸附量大于在酸性條件(模擬胃液pH環境),說明馬蹄筍粉膳食纖維對膽固醇的吸附除了物理吸附之外,還存在于一定的化學吸附(圖1A)。在pH7的條件下,吸附量達到17.7mg/g,遠遠超過了小麥纖維、大豆纖維、水果纖維以及復合物膳食纖維上述膳食纖維對膽固醇的吸附量[21]。

當體系中膽酸鈉濃度高時,馬蹄筍粉表現出較高的吸附能力,然而當體系的濃度較低時,表現出較低的吸附能力,說明馬蹄筍粉纖維對膽酸鹽的吸附可能存在著一種動態平衡,從而維持食物中的脂肪正常代謝,保證了機體的正常生理活動(圖1B)。在膽酸鈉濃度分別為2mg/mL和3mg/mL的條件下,吸附量分別為64.7mg/g和75.0mg/g,均大于各種膳食纖維對不同濃度膽酸鈉的吸附量[22]。

圖1 馬蹄筍粉膽固醇和膽酸鈉的吸附能力Fig.1 The adsorption capacity of bamboo powder for cholesterol and sodium cholate

2.4 馬蹄筍粉對Cu2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+的吸附

在模擬胃和腸道pH條件下,馬蹄筍粉對Cu2+、Zn2+、Pb2+和Cd2+有不同程度的吸附量,吸附能力Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+,且在中性條件下對重金屬的吸附能力較高,表明在腸道環境下比胃環境更適合膳食纖維對重金屬離子的吸附。膳食纖維對重金屬離子的吸附主要是化學吸附,膳食纖維表面的羧基結合了膳食纖維上的酚酸和氨基酸,這些基團的解離程度對膳食纖維的吸附能力影響非常大。當pH升高時,羧基上的質子解離程度增加,吸附能力也就增加[20]。

圖2 馬蹄筍粉在不同pH下對Cu2+、Zn2+、Pb2+和 Cd2+的吸附Fig. 2 The adsorption capacity of the bamboo powder for Cu2+,Zn2+,Pb 2+ and Cd2+ at different pH

2.5 馬蹄筍粉添加量對小麥粉糊化特性的影響

馬蹄筍粉不同添加量對小麥粉糊化特性都存在一定的影響(圖3),其中粘度、回生值和崩解值隨著馬蹄筍粉添加量變化曲線為Y=AX2-BX+C,馬蹄筍粉對淀粉的峰值粘度(r=0.974)、最低粘度(R2=0.986)、最終粘度(R2=0.999)和回生值(R2=0.993)影響大;然而對崩解值(R2=0.758)的影響小;糊化溫度隨著添加量增加的表現曲線為Y=-AX2+B X+C,回歸系數為0.915,A、B接近于0,C值較大,說明馬蹄筍粉添加量對糊化溫度影響較小,但影響趨勢非常明確;峰值時間隨著添加量增加而呈線性變化,回歸系數為0.999,表明馬蹄筍粉添加量對峰值時間有顯著的影響(表5)。

表5 馬蹄筍粉不同添加量對小麥糊化指標的影響Table 5 Effect on added bamboo powder on pasting properties of wheat starch

圖3 不同添加量馬蹄筍粉的小麥糊化特征曲線Fig.3 Curves of added bamboo powder on pasting properties of wheat starch

添加馬蹄筍粉之后,小麥粉的糊化特性發生變化的主要原因是稀釋了糊化體系中的淀粉濃度,降低了單位糊化體系中的淀粉含量;另外,由于馬蹄筍粉對水分的吸收,增加了淀粉/水的比例,最終導致了小麥粉糊化的均一穩定狀態被改變。

2.6 馬蹄筍酥性餅干配方的設計

馬蹄筍粉添加量(A)是影響馬蹄筍粉餅干品質的主要因素,其次是植物油添加量(D)>白砂糖添加量(B)>膨松劑添加量(C)。由表6可知較優組合是A2B3C3D3,由于正交實驗沒有該水平組合,所以需要進行驗證性實驗,并進行感官評定,得分為51.4。結果表明各因素的最佳水平組合為A2B3C3D3,即小麥粉:馬蹄筍粉∶白砂糖∶膨松劑∶植物油=100∶15∶25∶1.5∶15,可獲得色澤、風味較好的馬蹄筍酥性餅干。

3 結論

馬蹄筍粉具有豐富的營養成分,而且具有很強的持水、膨脹和持油性質;在模擬人體環境中,馬蹄筍粉對膽固醇、重金屬離子都有較高的吸附能力,在小腸pH環境中吸附能力都強于胃環境。

馬蹄筍粉添加量增加對小麥粉糊化的峰值粘度、最低粘度、最終粘度、回生值和糊化時間影響較大,但對崩解值和糊化溫度沒有顯著影響。通過正交實驗,利用馬蹄筍粉制作酥性餅干的最佳配方是小麥粉∶馬蹄筍粉∶白砂糖∶膨松劑∶植物油=100∶15∶25∶1.5∶15,可獲得色澤、風味較好的馬蹄筍酥性餅干。

表6 馬蹄筍餅干L9(34)的正交實驗設計及結果Table 6 Design and results of L9(34)orthogonal test for bamboo cookies preparation

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Study on functional properties of powder fromaging bamboo shoots and its utilization for cookies

LI He,YUAN Jing,JIANG Tian-jia,ZHENG Xiao-lin*

(College of Food Science & Biotechnology Engineering of Zhejiang Gongshang University,Key Laboratory of Food Safety of Zhejiang Province,Hangzhou 310018,China)

Adsorption capacity of cholesterol,sodium cholate and heavy metal ionsinvitroof bamboo powder from aging parts of harvested bamboo shoots(Dendrocalamopsisoldhami),influence of added the bamboo powder on pasting properties of wheat starch,and the best formulation of bamboo cookies were investigated in this paper. The result showed that the adsorption of cholesterol were 17.11mg/g and 1.02mg/g under pH2 and pH7,and the adsorption quantity were 64.7mg/g and 75mg/g respectively,when the cholic acid sodium concentration were 2 and 3mg/mL. The adsorption capacity for four heavy metals decreased in the following order:Pb2+>Cd2+>Cu2+>Zn2+. Peak viscosity,trough viscosity,final viscosity,setback and peak time changed obviously with increasing addition of bamboo powder,but there were no significant influence on breakdown and pasting temperature. Also,the bamboo cookies processing conditions were determined based on single factor test and L9(34)orthogonal experiments for sensory evaluation,and the best formulation was as following:wheat starch∶bamboo powder∶sugar∶sweller∶vegetable oil=100∶15∶25∶1.5∶15,and the score was 51.4.

bamboo powder;adsorption;pasting properties;cookies

2014-08-08

李荷(1990-),女,碩士生,研究方向:農產品加工與保鮮。

*通訊作者:鄭小林(1966-),男,博士,教授,研究方向:農產品加工與保鮮。

浙江省重大科技專項計劃項目(2011C12051);浙江工商大學研究生科技創新項目(1110XJ1513143)。

TS255.5

B

1002-0306(2015)13-0229-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.13.040