富鉻發芽糙米餅干的研制

高紅梅，于素鳳，李雪，王俊穎，丁志剛，楊潔芳

（安徽科技學院，安徽鳳陽233100）

糖尿病是一種嚴重影響人類健康的內分泌代謝性疾病，努力探索并積極尋找治療和控制糖尿病的理想方法，已成為亟待解決的重要課題，特別是糖尿病病人專用食品的研發備受人們關注[1]。

鉻作為葡萄糖耐量因子（glucose tolerance factor，GTF）的活性成分，在人體內發揮重要的生理功能，是三大營養物質糖、蛋白質和脂肪合成，吸收和利用不可缺少的高效促進劑。目前認為鉻可增加胰島素與受體的結合力、增加胰島素受體數量、增加胰島素受體的磷酸化等。在機體的葡萄糖攝入、葡萄糖氧化成和葡萄糖轉換為脂肪等方面，以及在依賴胰島素的糖、蛋白質和脂肪代謝中，鉻主要是協助胰島素發揮作用[2]。利用糙米發芽過程中的各類生化代謝，將無機鉻轉化為有機鉻，不但可以提高產品的安全性，同時能夠使鉻的利用率有較大的提高。糙米中還含有多種礦物元素及維生素，其發芽過程中生成的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）對高血壓及糖尿病等疾病具有預防作用。前期研究表明富鉻發芽糙米對小鼠糖類代謝[3]及大鼠脂類代謝[4]均具有有益的作用，因此以富鉻發芽糙米粉為功能性成分，研制適宜糖尿病人群食用的方便食品具有積極的意義與廣闊的市場前景。本試驗針對糖尿病人群的膳食原則特點，研制一種既方便食用又符合糖尿病人健康理念的營養食品-富鉻發芽糙米餅干，即利用發芽糙米中的GABA增強了鉻對血糖的調節作用，又將無機鉻轉化為有機鉻，提高了產品的安全性與功效性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

面粉（濕面筋含量25%）、雞蛋、植物油、食鹽、碳酸氫銨、小蘇打、酵母、蛋白糖、香精：市售；木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；脫脂奶粉：黑龍江省完達山乳業股份有限公司。

KWS1015J-F8（XP）電烤箱：格蘭仕生活電器制造有限公司；FA2104N 電子天平：上海精密科學儀器有限公司；H-6 電熱恒溫隔水式培養箱：黃石市恒豐醫療器械有限公司；JLMJ 礱米機：上海市嘉定糧油檢測儀器廠；F80 型高速粉碎機：金壇市金城國勝實驗儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 富鉻發芽糙米的制備

粳米稻谷→礱谷→0.5%次氯酸鈉消毒30 min→90 mg/kg 三氯化鉻溶液浸泡12 h→40 ℃恒溫培養12 h→45 ℃恒溫干燥12 h→高速粉碎機粉碎→過篩備用[3]

1.2.2 糙米餅干基礎配方

面粉、米粉100 g，植物油8 g，木糖醇6 g，雞蛋4 g、脫脂奶粉4 g、食鹽0.8 g、碳酸氫銨1.2 g、小蘇打0.7 g、酵母0.04 g、蛋白糖0.12 g、香精適量。

1.2.3 餅干制作流程

第一次調制：占總面粉量1/2 的面粉+適量水調制數分鐘→加入米粉、30%食鹽、酵母調成面團→31 ℃恒溫培養箱發酵6 h～10 h。

第二次調制：種子面團+剩余的面粉、食鹽，木糖醇，脫脂奶粉，雞蛋，植物油，蛋白糖，溶解的小蘇打、碳酸氫銨、香精，揉至面團柔軟（10 min～20 min），面溫35 ℃左右。

靜置 15min～20min→壓延 10 次～15 次，厚度 1 mm～2 mm→印花，針刺→200 ℃～220 ℃烘烤 5 min～9 min→冷卻→包裝。

1.2.4 餅干配方的研究

餅干的類型很多，在韌性餅干，酥性餅干，發酵型餅干中，只有發酵型餅干用油、糖量較少，同時具有較好的酥松性和層次感[5]，符合糖尿病人的飲食特點及營養需要，所以選擇發酵型作為富鉻發芽糙米餅干的研制類型。

由于糖尿病人群自身代謝特點，要求其膳食中植物油添加量不能過大[6]，故在試驗中控制植物油添加量設置為4%～12%。有研究[7]認為木糖醇每人每天的攝入時不應超過40 g，攝入過多可能會帶來負面效應，故在試驗中木糖醇的添加量控制在2%～10%?？紤]到產品中功效成分的含量不宜過少，米粉的添加量設為10%～50%，米粉的粒度為40 目～120 目進行單因素分析。在單因素試驗的基礎上，采用L（934）正交試驗對產品配方進行優化，確定最佳配比關系。

1.2.5 焙烤工藝的研究

焙烤工藝對產品的感官評價起到至關重要的作用，影響餅干的感官評分的焙烤工藝因素主要有壓延次數、面片厚度、焙烤溫度、焙烤時間。通過資料[8]及前期預試驗，確定壓延次數為6 次～14 次、面片厚度為1 mm～3 mm、焙烤溫度 200 ℃～220 ℃、焙烤時間為 5 min～9 min。在單因素試驗的基礎上，采取L（934）正交試驗進行產品焙烤條件篩選，選擇最佳方案。

1.2.6 餅干的感官評分標準

餅干的感官評價指標[9]：色澤10%（均勻性，顏色深淺），形狀10%（攤散程度，完整性），風味40%（甜度，油膩性，香氣），口感30%（凝結性，咀嚼性，適口性），組織結構10%（斷面層次，孔隙均勻性）。感官評價標準如表1 所示。

表1 感官評價評分表Table 1 Sensory evaluation grade table

1.2.7 數據處理 使用Microsoft Excel 2003 對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 餅干配方試驗

2.1.1 米粉添加量對餅干口感的影響

以基礎配方為基礎，改變米粉添加量，其余條件不變。米粉添加量（總質量百分數）分別為10%、20%、30%、40%、50%做單因素試驗。按照焙烤工藝[6]推薦值進行焙烤試驗，所得產品感官評價結果如圖1 所示。

圖1 米粉添加量對餅干評分的影響Fig.1 The sensory influence of the addition of brown rice powder to biscuit

從圖1 可以看出米粉添加量少時，所形成面片質量好，但缺少米香，同時功效成分也較少，隨著米粉添加量的增加，產品評分增加；當添加量達30%時，所得產品整體評價最高；當米粉添加量增加到50%時，所形成產品質量嚴重變差，這主要與米粉中蛋白含量較少，難以形成較好的面筋網絡結構有關。所以將米粉的最佳添加量定為30 %作為下組單因素試驗的固定值。

2.1.2 米粉粒度對餅干口感的影響

在基礎配方的基礎上，米粉添加量為30%時，只改變米粉粒度，其余不變。米粉粒度分別為40、60、80、100、120 目做單因素試驗。所得產品感官評分結果如圖2 所示。

“西湖山水還依舊……看到斷橋橋未斷，我寸腸斷，一片深情付東流！”白衣女子一揮水袖，哀怨的歌聲隱隱傳來。

圖2 米粉粒度對餅干評分的影響Fig.2 The sensory influence of the bean size of brown rice to biscuit

從圖2 中可以看出米粉粒度低時，所得產品易碎，口感粗糙，隨著米粉粒度的增加，產品質量得以改善。當米粉粒度達到120 目時，所得產品不松脆且有粘牙感，同時在此粒度條件下，糙米中的膳食纖維及B 族維生素有非常大的損失，故在后期正交優化試驗中，選取米粉粒度范圍60、80 目和100 目，將米粉粒度定為100 目作為下組單因素試驗的固定值。

2.1.3 木糖醇添加量對餅干口感的影響

除前兩個單因素試驗確定的最佳值，其它條件按基礎配方中的量添加。木糖醇的添加量依次為2%、4%、6%、8%、10%做單因素試驗，產品感官評價結果如圖3 所示。

圖3 木糖醇添加量對餅干評分的影響Fig.3 The sensory influence of the addition of xylitol to biscuit

由圖3 可知，木糖醇添加量在4%～6%時，所得產品的甜度適宜、米香較為純正，同時考慮木糖醇攝入過多可能對人體帶來的負面作用，故在優化試驗中選取此添加量范圍為試驗研究范圍。根據產品評分，將木糖醇添加量為4%作為下組單因素試驗的最佳值。木糖醇添加量為4%時雖感觀評分最高，但糖味相對較淡，故在后續的正交試驗中將木糖醇的添加定為3 %、5%、7%。

2.1.4 植物油的添加量對餅干口感的影響

除前述單因素試驗確定的最佳值，其它條件按基礎配方。分別加入4%、6%、8%、10%、12%的植物油做單因素試驗。所得產品感官評價評價結果如圖4所示。

圖4 植物油添加量對餅干評分的影響Fig.4 The sensory influence of the addition of oil to biscuit

由圖4 可看出，植物油用量過少時，所得產品干、硬，產品評分較低；當用油達到10%以上時，由于油脂加入過多而使產品過于油膩。綜合考慮糖尿病人的飲食特點，將植物油的添加量定為6%、8%、10%作為正交試驗的參考值進行試驗。

2.1.5 餅干配方正交試驗設計結果及其驗證

前述單因素試驗已確定了米粉添加量、米粉粒度、木糖醇添加量、植物油添加量的適宜水平，在此基礎上，進行L9（34）正交試驗。正交試驗因素水平如表2所示，正交試驗結果如表3 所示。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test

表3 正交試驗結果Table 3 The results of orthogonal test

根據表3 中R 值可得出，配方中影響產品品質評分的因素主次順序為：A＞C＞D＞B，即粒度的影響最大，其次是木糖醇添加量，植物油添加量，米粉添加量。由數據分析可得A3B2C2D2為最佳配方。但因正交表中未出現此組合，故進行驗證試驗。經驗證A3B2C1D3組合產品評分為87.2，A3B2C2D2組合產品評分為88.4，得出A3B2C2D2組合使餅干具有最佳的風味，色澤，口感，外觀，綜合感官評分?？纱_定米粉粒度為100 目、米粉添加量為30 %、木糖醇添加量為5 %、植物油添加量為8%為最佳配方條件。

2.2 焙烤工藝試驗

因焙烤工藝主要對產品的感官指標影響較大，而對鉻的含量影響不大，因此依據前期研究，確定面餅壓延次數、面片厚度、焙烤溫度、焙烤時間各因素的水平，設計四因素三水平正交表，對焙烤條件進行優化。因素水平分布表如表4 所示，正交試驗結果如表5 所示。

表4 正交試驗因素水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal test

表5 正交試驗結果Table 5 The results of orthogonal test

根據表5 中極差R 值可得，焙烤工藝影響產品品質評分的因素排列順序為：G＞F＞E＞H，即焙烤溫度影響最大，其次是餅干厚度，再次是壓延次數，最后是焙烤時間。焙烤工藝的理想組合是E3F2G1H3。即壓延14次，面片厚度2 mm，焙烤溫度200 ℃，焙烤時間9 min。此焙烤工藝條件下的餅干具有良好的風味、色澤、口感、外觀、組織狀態。

2.3 富鉻發芽糙米餅干成分分析

依據功能性寡肽餅干的研究[10]的工藝條件生產普通餅干。對富鉻發芽糙米餅干與普通餅干中常規成分按國標法進行測定，有機鉻按文獻[3]方法進行測定，結果如表6 所示。

表6 成分對照表Table 6 Ingredients comparison table

由表6 結果可看出糙米餅干脂肪含量明顯低于對照餅干，有機鉻含量豐富，達到230 μg/kg，考慮到餅干類產品，人體一天食用最大量一般不會超過150 g，故通過此餅干一天攝入的鉻最大量為34.5 μg。而依據2013 年中國營養學會發布的中國居民膳食營養素參考攝入量中鉻的適宜攝入量為30 μg/d，可耐受最高攝入量為500 μg/d。故食用該產品可能較好地滿足人體對鉻的需要，同時安全性高。

2.4 富鉻發芽糙米餅干的優越性

糙米具有小麥和普通大米所不具有的營養價值，糙米中的蛋白質、糖類、脂肪含量與白米差異不大，而維生素B1、維生素B2、維生素E、維生素C、維生素D，鈣、鐵、磷及纖維素皆高于白米，經發芽處理后的糙米，組織軟化，同時其內部發生了一系列生理生化變化，產生多種具有促進人體健康和防治疾病作用的成分。發芽糙米所含GABA 對高血壓及糖尿病等生活習慣病具有預防效果，而鉻作為葡萄糖耐量因子的活性成分，在人體內發揮重要的生理功能，協同胰島素參與糖、脂類、蛋白質和核酸的代謝，人體缺乏時會導致一系列代謝障礙。因此，通過糙米發芽，利用其自身的生物轉化能力將無機鉻轉化為有機鉻生產富鉻發芽糙米，這種發芽糙米將更加適合高血糖人群食用。以富鉻發芽糙米為原料制作焙烤食品，不僅具有豐富的營養價值，還具有一定的保健功能，而且方便食用。

3 結論

配方決定了餅干獨特而良好的風味，選擇和添加量至關重要，通過單因素試驗及正交試驗得到米粉粒度100 目，米粉添加量為30%，木糖醇添加量為5%，植物油添加量8%為最佳配方。按照此配方生產出來的餅干甜度適中，松脆可口，色澤金黃，米香純正，無油膩感，不粘牙。

焙烤工藝的選擇決定著產品感官質量的好壞，直接影響消費者對產品的直觀感覺。優化后的富鉻發芽糙米餅干最優工藝參數為：壓延14 次，面片厚度2 mm，焙烤溫度200 ℃，焙烤時間9 min。按此工藝條件生產的餅干具有口感松脆，色澤金黃或略顯棕黃，層次分明，孔隙均勻的特點。