糖尿病患者專用高膳食纖維面包營養(yǎng)設(shè)計及產(chǎn)品開發(fā)

劉興美，楊 柳，王 丹，扎西珠加，趙 彤，徐春暉

（沈陽師范大學(xué)糧食學(xué)院，遼寧沈陽 110034）

研究表明，燕麥麩皮膳食纖維可抑制高糖高脂飲食小鼠體重增加速率及降低耐糖量[1]，而糖尿病患者除了藥物治療還可用飲食輔助降糖，膳食干預(yù)能夠改善患者血糖和胰島素抵抗[2]，Ⅰ型糖尿病屬于胰島素依賴型疾病，燕麥中燕麥麩皮含有的β-葡聚糖屬可溶性膳食纖維，可有效降低血糖、促進(jìn)腸道健康。此外，燕麥麩纖維可抑制糖尿病動物餐后血糖濃度急劇上升與日平均血糖濃度的升高[3]，使患者血糖得到較好控制。Ⅱ型糖尿病是非胰島素依賴型疾病，已成為目前最常見的糖尿病類型[4]，患者體內(nèi)產(chǎn)生的胰島素作用效果不顯著。對于Ⅱ型糖尿病，蘋果中的膳食纖維可以作為一種功能性食品添加劑添加到焙烤食品中[5]，并能有效降低患者的空腹血糖、餐后血糖和糖化血紅蛋白等，長期補(bǔ)足膳食纖維還可使部分Ⅱ型糖尿病人對胰島素的敏感性恢復(fù)至正常水平[6]。魔芋精粉添加于面包中不僅可以增加飽腹感，還能保持面包的濕度、柔軟度和黏接性。妊娠糖尿病的發(fā)生是由于胎兒的不斷發(fā)育導(dǎo)致孕婦體內(nèi)胰島素含量改變，使其出現(xiàn)糖脂代謝紊亂，進(jìn)而在圍生期出現(xiàn)妊娠胰島素功能不足引發(fā)的糖尿病[7]。高膳食纖維在妊娠糖尿病的治療方面，可有效調(diào)整患者的各項指標(biāo),降低患者產(chǎn)后糖尿病發(fā)生率，效果顯著，具有一定的臨床應(yīng)用和推廣價值[8]。蕎麥中含有豐富的膳食纖維，其含量是一般精制大米的10倍，黑米屬于低血糖生成指數(shù)的食物，可在腸道停留較長時間，釋放緩慢，使餐后血糖變化不劇烈。其他類型的糖尿病是指除了上述已知原因的糖尿病類型外的所有未知原因的糖尿病總稱，如胰腺源性糖尿病、內(nèi)分泌型糖尿病等。一些研究報告表明，胰源性糖尿病可能是胰島素不足與胰島素抵抗共同作用的結(jié)果，并且后者占大多數(shù)[9]。

膳食纖維可將胰島素的抵抗性提高，使得血糖濃度平衡。試驗分別針對不同類型糖尿病患病機(jī)制的特點(diǎn)，將上述原料按照一定的比例制作成適合糖尿病人食用的膳食纖維面包，通過測定其中的膳食纖維含量，結(jié)合中國居民膳食指南推薦成人每天膳食纖維的攝入量，確定最佳的搭配比例。

1 材料與方法

1.1 主要原料

高筋面包粉，河南省新鄉(xiāng)市新良糧油加工有限責(zé)任公司提供；黑米面包粉，河南新鄉(xiāng)良潤全谷物食品有限公司提供；蕎麥粉，建平縣朱碌科鎮(zhèn)雜糧工業(yè)園區(qū)提供；燕麥麩皮，尚義縣博昊電子商務(wù)有限公司提供；魔芋精粉，鄭州潔尚生物科技有限公司提供；面包改良劑，湖北省宜昌市安琪面包改良劑公司提供；蘋果，市售。

1.2 主要試劑

木瓜蛋白酶、淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、2-（N-嗎啉代）-乙烷磺酸、三羥甲基氨基甲烷、硫酸銅、硫酸鉀，均為分析純；實(shí)驗用水為二級水。

1.3 主要設(shè)備

烤箱、和面機(jī)、恒溫振蕩水浴箱、G2砂芯坩堝、pH計、真空抽濾器、馬弗爐、干燥器、烘箱等。

1.4 工藝流程

燕麥面粉（或蘋果汁、魔芋精粉，或黑米、蕎麥面粉）→面團(tuán)揉和→第1次發(fā)酵→排氣、分割、整型→裝盤→第2次發(fā)酵→烘焙→冷卻、包裝→感官評分→膳食纖維檢測。

1.5 操作要點(diǎn)

①原輔料處理。按照預(yù)先設(shè)定的組別將燕麥麩皮、黑米面粉、蕎麥面粉分別稱量好后放入和面機(jī)中，取一個新鮮的蘋果，去皮后放入榨汁機(jī)，加入適量水榨汁，使膳食纖維盡可能保留下來。②面團(tuán)揉和。除了低聚糖以外的所有原料按照配方比例混合后放入和面機(jī)中，和面20～30 min，攪拌均勻后再放入低聚糖。③第1次發(fā)酵。待面團(tuán)揉和至用手能拉成半透明薄膜后即和面完成，揉和好的面團(tuán)放在溫度和濕度適宜的地方發(fā)酵至原面團(tuán)體積的1.5～2.0倍。④排氣、分割、整型。取出發(fā)酵好的面團(tuán)，置于操作臺上反復(fù)揉捏至氣體完全排出。將面團(tuán)分割為質(zhì)量均一的小面團(tuán)，置于操作臺上搓圓后整型。⑤裝盤。將整型好的面團(tuán)放入烤盤，刷上一層蛋液或油。⑥第2次發(fā)酵。將整型好的面團(tuán)置于適宜地方30 min左右。⑦烘焙。將烤箱預(yù)熱至面火200℃，底火160℃左右，把烤盤放入，烘烤20 min。⑧冷卻、包裝。面包晾涼至室溫，用保鮮袋進(jìn)行包裝。⑨檢驗。將成品面包按照GB 5009.88—2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測定進(jìn)行檢測，確定出最佳的配方。

1.6 膳食纖維面包的營養(yǎng)設(shè)計

適宜Ⅰ型糖尿病人食用的膳食纖維面包配比見表1，適宜Ⅱ型糖尿病人食用的膳食纖維面包配比見表2，適宜妊娠型糖尿病人食用的黑米膳食纖維面包配比見表3，適宜妊娠型糖尿病人食用的蕎麥膳食纖維面包配比見表4。

表1 適宜Ⅰ型糖尿病人食用的膳食纖維面包配比

表2 適宜Ⅱ型糖尿病人食用的膳食纖維面包配比

表3 適宜妊娠型糖尿病人食用的黑米膳食纖維面包配比

表4 適宜妊娠型糖尿病人食用的蕎麥膳食纖維面包配比

其中，酵母、食鹽、面包改良劑的添加量都是固定不變的，分別是1.0%，1.0%，0.5%。

1.7 膳食纖維面包的感官檢驗

面包的感官檢驗方法按照GB/T 20981—2007進(jìn)行評價。

面包品質(zhì)評分[10]標(biāo)準(zhǔn)見表5。

感官評分人員由食品專業(yè)的8名學(xué)生組成，面包狀態(tài)為室溫下保存12 h后測評。評分人員在對各組面包的形態(tài)完整性，色澤是否金黃、均勻，以及氣味有無焙烤香味、口感細(xì)膩程度和切面組織狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)觀察和細(xì)心品嘗后，對面包的整體感官狀態(tài)打分，滿分為100分。

表5 面包品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.8 膳食纖維含量的測定

用木瓜蛋白酶代替昂貴的進(jìn)口蛋白酶（P390），根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)食品中膳食纖維的測定進(jìn)行面包中總膳食纖維的測定。

1.9 殘渣中蛋白質(zhì)含量的測定

取2份試樣殘渣中的1份，按GB 5009.5—2016測定氮含量，以6.25為換算系數(shù)，計算蛋白質(zhì)含量。

2 結(jié)果與分析

在面包的初始配方設(shè)計配比中，燕麥麩皮添加量按照8%，12%，20%進(jìn)行設(shè)計；蘋果汁添加量按照20%，25%，31%進(jìn)行設(shè)計；魔芋精粉添加量按照1.2%，1.0%，1.2%配方進(jìn)行設(shè)計；黑米面粉添加量按照50%，70%，85%配方進(jìn)行設(shè)計；蕎麥面粉添加量按照25%，50%，60%配方進(jìn)行設(shè)計（各糖尿病患者適用的膳食纖維面包都是以加入面粉總量為100 g計算）。經(jīng)加工制成面包后放入冰箱中暫存待測。

2.1 燕麥麩皮、黑米面粉、蘋果汁等膳食纖維添加量對面包感官品質(zhì)的影響

以不同原料為主要膳食纖維添加量的面包，其感官評分與添加量的關(guān)系不同。

燕麥麩皮為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果見表6，蘋果汁、魔芋精粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果見表7，以黑米面粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果見表8，以蕎麥面粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果見表9。

由表6可知，當(dāng)燕麥麩皮添加量為8%時，感官評分為96.0分；當(dāng)燕麥麩皮添加量為12%時，感官評分為96.5分；當(dāng)燕麥麩皮添加量為20%時，感官評分為95.3分。3組感官評分無太大差異。

由表7可知，當(dāng)蘋果汁添加量為20%時，感官評分為78.4分；當(dāng)燕麥麩皮添加量為25%時，感官評分為96.3分；當(dāng)燕麥麩皮添加量為31%時，感官評分為95.3分。感官評分后兩者較好。

由表8可知，當(dāng)黑米面粉添加量為25%時，感官評分為91.2分；當(dāng)黑米面粉添加量為50%時，感官評分為93.4分；當(dāng)黑米面粉添加量為85%時，感官評分為94.9分。25%黑米面粉添加量評分較低于前2種。

表6 燕麥麩皮為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果

表7 蘋果汁、魔芋精粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果

表8 以黑米面粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果

表9 以蕎麥面粉為主要膳食纖維添加量對面包品質(zhì)的評分結(jié)果

由表9可知，當(dāng)蕎麥面粉添加量為25%時，感官評分為76.0分；當(dāng)蕎麥面粉添加量為50%時，感官評分為86.6分；當(dāng)蕎麥面粉添加量為60%時，感官評分為81.9分。與前3組相比，蕎麥添加于面包中會影響口感，當(dāng)添加量為50%時感官評分較好。

2.2 適宜不同類型糖尿病患者膳食纖維面包檢測含量及最終感官得分

適宜Ⅰ型糖尿病患者的燕麥麩皮膳食纖維測定結(jié)果與感官評分見表10，適宜Ⅱ型糖尿病患者的蘋果汁面包膳食纖維測定結(jié)果與感官評分見表11，適宜妊娠型糖尿病患者的黑米面包膳食纖維測定結(jié)果與感官評分見表12，適宜妊娠型糖尿病患者的蕎麥膳食纖維面包測定結(jié)果與感官評分見表13。

表10 適宜Ⅰ型糖尿病患者的燕麥麩皮膳食纖維測定結(jié)果與感官評分

表11 適宜Ⅱ型糖尿病患者的蘋果汁面包膳食纖維測定結(jié)果與感官評分

表12 適宜妊娠型糖尿病患者的黑米面包膳食纖維測定結(jié)果與感官評分

表13 適宜妊娠型糖尿病患者的蕎麥膳食纖維面包測定結(jié)果與感官評分

由表10可知，當(dāng)燕麥麩皮添加量為8%時，產(chǎn)品膳食纖維含量保留量較大。

由表11可知，當(dāng)蘋果汁添加量為31%時，產(chǎn)品膳食纖維含量保留量較大。

由表12可知，當(dāng)黑米面粉添加量為50%時，產(chǎn)品膳食纖維含量保留量較大。

由表13可知，當(dāng)蕎麥面粉添加量為25%時，產(chǎn)品膳食纖維含量保留量較大。

2.3 橫斷面組織狀態(tài)分析

2.3.1 燕麥添加量為8%的橫截面組織狀態(tài)分析

8%添加量的燕麥麩膳食纖維面包橫截面見圖1。

圖1 8%添加量的燕麥麩膳食纖維面包橫截面

當(dāng)燕麥麩皮添加量為8%時，測出的膳食纖維含量為25.1 g/100 g，感官評分為96分，其橫截面如圖1所示，切面氣孔大小均勻細(xì)膩、表皮完整、色澤均勻。

2.3.2 蘋果汁膳食纖維添加量為31%的橫截面組織狀態(tài)分析

31%添加量的蘋果汁膳食纖維面包橫截面見圖2。

圖2 31%添加量的蘋果汁膳食纖維面包橫截面

由表7和表11可看出，當(dāng)蘋果汁添加量為31%時，測出的膳食纖維含量為29.0 g/100 g，感官評分為95.3分，其橫截面如圖2所示，形態(tài)完整豐滿、氣孔均勻、紋理清楚、呈海綿狀、松軟適口無異味；當(dāng)蘋果汁添加量為20%時，測出的膳食纖維含量為20.5 g/100 g，感官評分為78.4分；當(dāng)蘋果汁添加量為25%時，測出的膳食纖維含量為23.4 g/100 g，感官評分為96.3分。綜上，當(dāng)蘋果汁添加量為31%時的膳食纖維含量最佳，感官評分較高。

2.3.3 黑米膳食纖維添加量為25%的橫斷面組織狀態(tài)分析

50%添加量的黑米膳食纖維面包橫截面見圖3。

圖3 50%添加量的黑米膳食纖維面包橫截面

由表8和表12可看出，當(dāng)黑米添加量為50%時，測出的膳食纖維含量為30.2 g/100 g，感官評分為91.2分，其橫截面如圖3所示，組織細(xì)膩有彈性，正常視力無可見外來雜質(zhì)，無黑泡或明顯焦斑；當(dāng)黑米添加量為70%時，測出的膳食纖維含量為24.1 g/100 g，感官評分為93.4分；當(dāng)黑米添加量為85%時，測出的膳食纖維含量為20.1 g/100 g，感官評分為94.9分。綜上，當(dāng)黑米面粉添加量為50%時的膳食纖維含量最佳，感官評分適中。

2.3.4 蕎麥膳食纖維添加量為25%的橫截面組織狀態(tài)分析

25%添加量的蕎麥膳食纖維面包橫截面見圖4。

圖4 25%添加量的蕎麥膳食纖維面包橫截面

由表9和表13可看出，當(dāng)蕎麥添加量為25%時，測出的膳食纖維含量為27.3 g/100 g，感官評分為76.0分，其橫截面如圖4所示；當(dāng)黑米添加量為50%時，測出的膳食纖維含量為26.4 g/100 g，感官評分為86.6分；當(dāng)黑米添加量為60%時，測出的膳食纖維含量為26.1 g/100 g，感官評分為81.9分。綜上，當(dāng)蕎麥面粉添加量為25%時的膳食纖維含量最佳，感官評分適中。

3 結(jié)論

經(jīng)過對適合不同糖尿病患者食用的高膳食纖維面包的配方設(shè)計及成品檢測，對于Ⅰ型糖尿病患者，將燕麥麩皮以8%的添加量添加于面粉中測得的膳食纖維含量符合中國營養(yǎng)學(xué)會規(guī)定的每日攝入量25～30 g要求，結(jié)合感官評分結(jié)果，整體得分相差不大，都在95分以上，即燕麥麩皮添加量為8%的時候較為理想。對于Ⅱ型糖尿病患者，將蘋果汁以31%的添加量添加于面粉中膳食纖維量的檢測結(jié)果符合要求，蘋果汁賦予面包一種濃郁的果香，感官評分相對較好，此時魔芋精粉添加量為0.012%。對于妊娠糖尿病患者，分別將黑米面粉50%，蕎麥面粉25%的添加量添加于面粉中檢測得出的膳食纖維含量都符合要求，隨著黑米面粉添加量的增多，感官得分也在相應(yīng)增加，說明黑米添加于面包中可以給人帶來特別的口感，給面包帶來一種特殊的顏色。雖然3組添加量的蕎麥膳食纖維含量都符合要求，但是蕎麥在發(fā)酵中會產(chǎn)生一種特殊的氣味，有點(diǎn)刺鼻，會使人降低食欲，感官得分降低，對于此類問題，將蛋液添加于蕎麥面包中就能中和味道，經(jīng)過品嘗后的評分也較之前未添加蛋液時的高，即蕎麥膳食纖維添加量在25%時最合適。