無麩質餅干原料及功能性添加成分的研究進展

郭麗云,宮曉麗,駱文靜,陳淋轉,謝彩鋒,陸海勤

(廣西大學輕工與食品工程學院,廣西南寧 530004)

無麩質餅干是一類由無麩質或低麩質的原料制成的餅干,它不同于完全采用含麩質較高的粉類(如小麥粉)生產的普通餅干,不含麩質或含低于20 mg/kg麩質是其最大的特點。麩質是小麥、大麥、黑麥等谷物中存在的一組蛋白質,還是一種可引發乳糜瀉等病癥的過敏原。乳糜瀉(celiac disease,CD),也稱麩質敏感性腸病,是遺傳易感個體對小麥面筋蛋白和大麥、黑麥等類似蛋白質的免疫反應不當而引起的一種慢性腸道吸收不良疾病,其通過誘導小腸粘膜的絨毛萎縮而損害小腸,但也有人認為CD是一種多系統的疾病[1-2]。典型的CD以慢性腹瀉為特征,而在不典型的形式中,患者有相關的腸外表現,如發育滯后、缺鐵性貧血、不育癥、骨質疏松、復發性潰瘍性口炎或皰疹樣皮炎等,病情嚴重的成年患者,甚至可能會死亡[3-4]。無麩質飲食這一理念提出后就受到越來越多的關注,其對乳糜瀉有確切的治療效果,也有研究表明其可預防許多慢性疾病,如風濕性關節炎、心血管病、肥胖等[5-6],甚至健康的人也通過無麩質飲食來減肥及維持身體健康,如一些職業運動員。

目前,市場上有較多類型的無麩質食品,如無麩質面包、餅干、蛋糕、面條等。其中,餅干是最大的零食類別,具有食用范圍廣、適口性好、保質期相對較長、易儲存和銷售等特點,重要的是,面筋在餅干中所起的作用相對較小。因而,可將餅干作為一種有效的營養載體進行開發。有關無麩質餅干的研究多是從原料及功能性添加成分方面展開,即用各種無麩質粉以及淀粉部分或完全替代小麥粉,或配以膠體、酶類等成分來制備餅干。同時,隨著飲食需求的不斷提高,人們對無麩質餅干的營養品質、感官接受性以及多樣性要求也相應提高,這將是食品研究者們當前面臨的一個重大挑戰。

CD是一個全球性的健康問題,大約有1%的世界人口受到其影響[7]。在北美、北歐和澳大利亞,其發病率為0.5%～2%,且近年來在亞洲國家的發病率也有所上升,我國南部也出現了一些病例[8]。迄今為止,唯一治療CD的方法就是終身嚴格遵守無麩質飲食[9]。為了更好地了解無麩質餅干近年來的相關研究成果,本文綜述了制備無麩質餅干所用的原料及功能性添加成分,旨在為無麩質餅干的進一步研究與應用提供參考,即更好地改進餅干配方,以期拓寬其應用領域,而不是僅僅局限于乳糜瀉。

1 無麩質餅干

1.1 麩質

麩質又稱面筋,主要由麥谷蛋白和醇溶谷蛋白組成。它是小麥、大麥等谷物中的一組蛋白質,被稱作烘焙食品的“心臟和靈魂”,因為在面包加工過程中,面筋蛋白能形成網絡結構,使面團具有堅固的結構和持氣性,面包才能通過發酵形成多孔狀結構,其對烘焙食品的加工性能和最終質量起著至關重要的作用[10]。但是,作為一種主要的食品過敏原,麩質是國際上最早關注和研究的,目前唯一被規定了含量閾值的過敏原成分[11]。根據歐盟2009年條例所規定的,只有含低于20 mg/kg麩質的食品才能在其包裝上標注“不含麩質”[8]。

1.2 無麩質餅干

依據無麩質食品的概念,無麩質餅干即按照餅干制作的良好操作規范,采用天然的不含麩質的原料生產的餅干[12]。據報道,在意大利,乳糜瀉患者以餅干作為碳水化合物的來源[13]。餅干作為最大的零食種類,在世界上大多數地方都是普遍食用的,其配方主要包括面粉、糖類、脂肪以及所需的調味物質[14]。餅干分為多種類型,包括酥性餅干、韌性餅干、發酵餅干、壓縮餅干、曲奇餅干、威化餅干等十幾種,其中酥性餅干的面團不需要彈性,而韌性餅干的面團則要求具有一定彈性。人們之所以喜歡吃餅干,主要是因為其味道宜人、易于食用且價格較低[15]。相比于無麩質面包,面筋在無麩質餅干中所起的作用較小,餅干更容易生產,原料的選擇范圍也更廣。此外,餅干保質期長,有助于大規模生產、儲存及銷售[16]。隨著社會的發展,人們對不同種類的零食提出了新要求,不僅要保持食品的傳統營養,還要具備一定的健康益處。無麩質餅干營養價值較低,故在對其進行蛋白質、膳食纖維和其他營養及功能成分的強化方面,有較大的發展前景[17]。

無麩質餅干的缺陷主要體現在三方面。一是營養品質及感官接受性比小麥粉制成的餅干低。由于原料不含面筋蛋白,若用于制作韌性餅干,面團會因為很難形成一定的網絡結構而不易成型,使得持水性、彈性、持氣性差,從而在焙烤過程中容易發生崩裂。在此情況下,餅干的整體可接受性、口感、外觀、風味及味道等感官質量均有所下降。無麩質餅干雖富含碳水化合物,但缺少人體正常代謝所需的其他大分子和基本營養素,所以目前需要不斷完善其營養品質問題。二是無麩質餅干具有高血糖指數的特點。為了改善口感,無麩質餅干的脂肪及碳水化合物含量都很高,但因為缺乏面筋蛋白網絡結構的阻礙作用,淀粉酶很容易進入淀粉顆粒并進行水解,使得血糖指數升高。另外還需考慮血糖負荷,其取決于一部分食物中存在的碳水化合物數量。三是無麩質餅干銷售及食用的特殊性。包裝標識的特異性會給食用者造成一定壓力,且乳糜瀉患者在外很難實現無麩質飲食[7,11]。這些缺陷是目前無麩質食品共同面臨的難題。

2 無麩質餅干的原料

目前無麩質餅干的原料主要有大米粉、小米粉、藜麥粉、燕麥粉及莧屬植物類、豆類面粉等等。這些原料本身具有很好的營養價值,還具備一定的功能特性,且不含面筋,因此越來越多的研究將它們應用到各種無麩質食品的開發中去,以期制備出更多高質量的無麩質產品供乳糜瀉患者食用。

2.1 大米粉

大米是世界上除了玉米和小麥之外的主要糧食作物之一[18]。大米粉外觀無色、口感柔軟、易消化,被廣泛用于生產嬰兒食品、谷類早餐、米糕和餅干等各種產品。除此之外,因其具有低過敏性的特點,被認為是制備無麩質食品最適合的谷物粉之一[19]。大米粉還具有調節胰島素分泌和餐后血糖反應的功能,它的消化速度和程度較慢,因而對健康有潛在的好處[20]。但其在加工過程中會有大部分維生素和礦物質損失,使得營養價值降低。另外,大米蛋白無法形成一定的網絡結構,不能保留發酵過程中產生的CO2,大大限制了其在食品中的應用。

目前,很多研究都采用大米粉和其他粉類復配來生產餅干,目的是改善餅干的品質特性。Bassinello等[21]分別以15%、30%的大米和全黑豆預糊化粉,以及15%、30%的大米和去皮黑豆預糊化粉部分替代玉米淀粉來制作餅干,以100%玉米淀粉為對照。通過分析餅干的營養成分及抗營養成分、硬度、色澤、感官接受性,發現用大米粉和黑豆預糊化粉制成的餅干可作為蛋白質、纖維、能量的良好來源,可降低抗營養因子和脂肪含量,對人體健康有一定的保護和預防作用。餅干的硬度和斷裂性隨替代比例增大而增加,色澤亮度隨替代比例增大而下降,15%和30%的大米和去皮黑豆預糊化粉以及15%的大米和全黑豆預糊化粉的感官接受性較好。Torbica等[22]以大米粉和蕎麥粉為原料,按大米粉:蕎麥粉為90∶10、80∶20、70∶30的配比研制餅干,進行了理化分析、掃描電鏡、色度測量和感官評價等。結果顯示,復合粉制成的餅干能產生令人愉快的味道,品質也達到可接受水平。另外,兩者的混合物中蛋白質與淀粉的比例同小麥粉很相似,最終得出蕎麥粉的添加量為20%時,餅干的感官評價較好。Okpala等[23]分別以100∶0、75∶25、50∶50、25∶75、0∶100配比的碎米粉和可可粉為原料制成餅干,以100%小麥粉餅干為對照,分別對其功能特性、物理特性及感官品質作了分析。研究表明,小麥粉制成的餅干與50%可可粉和50%碎米粉制成的餅干在物理性質及感官品質方面差異不顯著。黑豆粉和蕎麥粉都富含賴氨酸,可與大米粉起到氨基酸互補作用,兩者同可可粉均含豐富的營養成分,如維生素E、黃酮類等物質,不僅提高了產品品質,且有益健康。可見,粉類復配制作餅干,除了滿足感官參數要求,還應做到營養互補及功能增效。

2.2 小米粉

小米作為世界上重要的主食之一,是能量、蛋白質、維生素和礦物質的良好來源,被稱為“營養谷物”。除賴氨酸和蘇氨酸外,小米蛋白是必需氨基酸的良好來源,其蛋氨酸含量相對較高。在纖維、能量、維生素(尤其是B1和B2)和礦物質方面,小米比大米和小麥等主要谷物優越。除了良好的營養價值,小米因含有大量酚類化合物而具有抗氧化性能,同時有低血糖指數(glycemic index,GI)的特點,其含量的增加會降低復合面粉的GI值,這對心臟病、糖尿病和高血壓患者可能是有益的[24-25]。有些小米品種的營養價值雖較高,但由于難以加工和缺乏面筋,其制得的烘焙食品感官特性較差,從而限制了它們在日常飲食中的應用,未能被人們充分利用。不過近年來,人們開始研究用小米粉與其他面粉混合后制成餅干,以提高其可接受性。

Saha等[26]分別用VL-146、VL-149、VL-204、VL-315、VL-324、PES-400這6個品種的小米粉,以60∶40、70∶30 (w/w)的比例與小麥粉復合制作餅干,通過質構儀、粉質儀等測定,表明面團和餅干的鋪展率、密度和斷裂強度等物理性能均有較大提高,這可能對口感、表面特性及脆性等產生積極影響。此外,VL-324品種的小米粉及其與小麥粉的比例為60∶40時,所制餅干品質最好。Shimray等[27]分別用30%、40%、50%的天然小米粉、發芽小米粉各自替代小麥粉,利用粉質儀、質構儀、掃描電鏡等對面團流變學特性及餅干品質進行分析。結果表明,在替代量范圍內,隨替代粉含量的增加,面團的穩定性、強度、延展性降低,但混合耐受性指數提高,且40%替代粉水平可生產具有理想特性的餅干。用小米粉部分替代小麥粉,降低了餅干的麩質含量。相較于其他類型的餅干,酥性餅干的面團不需要彈性,更適合制成無麩質的。

2.3 藜麥粉

與小麥粉相比,藜麥粉營養更豐富。藜麥是一系列營養物質的來源,包括膳食纖維、必需氨基酸、不飽和脂類、多酚、礦物質、植物甾醇和維生素等,它比其他谷物含有更多的蛋白質,其中蛋氨酸和賴氨酸含量較高[28-29]。特別是,藜麥蛋白的氨基酸組成很平衡,而且是無麩質的,可用于開發無麩質產品。目前已由藜麥粉制成了許多傳統和當代食品,如粥、糕點、面條、面包、蛋糕和餅干等,以提高產品的營養質量[30]。此外,藜麥還具有免疫營養特性,如改善腸道鐵的吸收或調節肝臟炎癥標志物的產生,因而用藜麥粉在烘焙食品配方中作為小麥粉的替代品受到越來越多的關注,這促進了對藜麥粉的需求[31]。

Jan等[32]研究了以藜麥粉為原料生產無麩質餅干的工藝參數優化,設置了不同的主要成分(脂肪30、35、40、45、50 g/100 g粉,糖20、25、30、35、40 g/100 g粉)和工藝條件(焙烤溫度160、170、180、190、200 ℃、時間12.5、15、17.5、20、22.5 min)水平,以餅干的顏色、擴散因子、硬度、抗氧化活性和整體可接受性為評價指標。得出脂肪含量、糖含量、焙烤溫度、焙烤時間的優化值分別為41.83%、33.95%、181 ℃和18 min,在此條件下測定的響應值為顏色53.05,擴散因子7.16,硬度47.05,對DPPH自由基抑制率20.67%,總體可接受性7.61。此結果驗證了用藜麥生產功能性和可接受性的無麩質餅干的可行性。Jan等[33]將藜麥粉和小麥粉分別按10∶90、20∶80、30∶70、40∶60、50∶50的比例混合后制成餅干,以全麥粉餅干作對照。研究發現,藜麥粉的加入提高了餅干的營養價值和酥脆度,改善了共混面粉的性能,纖維和蛋白質含量增加,混合面制品的吸水率、吸油率、發泡性能也顯著提高,其中以30∶70的比例制成的餅干效果最佳。

藜麥這種獨特的營養特性,特別適合孕婦和患有乳糜瀉的嬰幼兒食用,因此可針對這兩類人群的飲食特點,分別研制特殊的藜麥餅干類型。

2.4 燕麥粉

燕麥是一種普遍食用的全谷物,富含有益健康的成分,如β-葡聚糖、膳食脂質、蛋白質、淀粉、維生素、礦物質和具有抗氧化活性的植物化學物質,賴氨酸含量很高,具有抗癌、降低膽固醇、控制血糖等特性。此外,燕麥中的可溶纖維,包括低聚糖和多糖,都具有益生作用,可用于開發有益的功能性食品[34-35]。人們普遍認為,乳糜瀉患者可以食用燕麥而不會引起小腸炎癥,因此可將燕麥作為無麩質產品的一種替代品。但與其他谷物相比,燕麥中高含量的脂類和β-葡聚糖可能會對最終產品的感官特性產生不利影響,所以燕麥的儲藏和加工應受到特別重視[36-37]。一般只是用少量的燕麥粉與其他面粉混合來制作食品。

Sudha等[38]以小麥粉為原料,小麥麩、米糠、燕麥麩、大麥麩均各自以10%、20%、30%、40%的比例分別加入配方中,研究它們對面團流變學特性和餅干品質的影響。研究發現,隨著麩皮添加量增加,面團的拉伸阻力和拉伸性降低。其中,含有20%小麥麩、30%燕麥麩或20%大麥麩的餅干具有高度可接受性。Inglett等[39]主要是將莧菜-燕麥復合物(3∶1)用于餅干制作,對面團的物理特性及餅干品質作探索性研究,采用流變儀、水分活度計、質構儀等進行測定。結果表明,面團的粘性更高、保水性更好,制成的餅干其色澤、風味及口感均可接受,同時提高了餅干的營養價值。上文涉及的研究中,燕麥在配方中的添加比例相對較低。若想制作全燕麥餅干或提高燕麥的添加比例,需對燕麥進行處理,通過一些提取方法(如加入蛋白酶、α-淀粉酶)去除大部分β-葡聚糖,用超臨界CO2萃取將脂類含量降低。此外,提取出來的β-葡聚糖和脂類還可作為醫藥保健、營養補品等方面的原料。但在原料得到充分利用的同時,還應考慮成本、流程的復雜性、所制產品的品質等問題。

2.5 莧菜粉

莧菜是假谷物的一種,因其蛋白質含量高、氨基酸組成平衡,因而被認為是一種潛在的食物來源。莧菜籽含有淀粉、蛋白質、不飽和脂肪、纖維、維生素、礦物質(鈣、鎂、鋅和鐵)和酚類化合物(主要是咖啡酸、對羥基苯甲酸和阿魏酸),經消化后產生具有抗高血壓、抗氧化、抗血栓、抗增殖和抗炎作用的多肽。此外,莧菜不含麩質,可以莧菜為原料生產面粉、谷類早餐、意大利面、無麩質餅干等食品,以滿足乳糜瀉患者飲食的特殊需要,提高無麩質食品的質量和營養價值[40-42]。

Chauhan等[43]以莧菜生粉和莧菜發芽粉為原料制備無麩質餅干,研究了兩者的化學、功能和糊化特性,并對所制餅干的質地、色澤、抗氧化活性、總膳食纖維和感官屬性等進行了評價。結果發現,發芽莧菜粉制得的餅干營養價值更高、品質更優,其含有的蛋白質和總膳食纖維更多,抗氧化活性也更強。Sarabhai等[44]將莧菜粉(AF)、膨化鷹嘴豆粉(PCF)按50∶50、50∶25的比例混合,另將玉米淀粉(CS)、馬鈴薯淀粉(PS)分別摻入AF∶PCF∶CS(50∶25∶25)、AF∶PCF∶PS(50∶25∶25)的混合粉中,并對其糊化特性進行評價,還在配方中加入一種或兩種0.5%的親水膠體(羥丙基甲基纖維素,卡拉膠,阿拉伯膠)和(或)乳化劑(單硬脂酸甘油酯,硬脂酰乳酸鈉)。結果表明,與小麥粉餅干相比,其鋪展率較高,斷裂強度低。在復合粉中添加CS、PS、親水膠體和(或)乳化劑可顯著提高面粉的感官評分,AF∶PCF∶PS(50∶25∶25)與阿拉伯膠(0.5%)+硬脂酰乳酸鈉(0.5%)的餅干與小麥餅干感官評分相當。此外,復合無麩質餅干的體外蛋白質和淀粉消化率也有所提高。

2.6 其他無麩質粉

無麩質餅干中也會添加其他一些無麩質粉,如亞麻籽粉、羽扇豆粉、鷹嘴豆粉、木薯全粉、水果和淀粉類蔬菜粉等,只是目前對它們的研究還不是很多。

2.6.1 其他無麩質粉對餅干營養品質的影響 所選無麩質粉的種類和添加比例對所制餅干的營養及品質具有較大影響。Becker等[45]分別用5%、10%、15%、20%的布里蒂內果皮粉部分替代糙米粉(70%)和玉米淀粉(30%)的混合粉制成無麩質餅干。結果顯示,與對照餅干相比,添加布里蒂內果皮粉的餅干的顏色更深、硬度更高、直徑及涂布率更小,且膳食纖維含量提高。其中,布里蒂內果皮粉替代比例高達15%的餅干,為廣大消費者所接受。Akesowan[46]分別往米粉中加入0、0.25%、0.4%的魔芋粉制成無麩質餅干,并對面糊特性、餅干品質及感官可接受性進行評價。添加了魔芋粉的餅干具有更好的面糊流動性和粘度,水分、得率、比容和硬度有所提高,當魔芋粉添加比例為0.4%時,餅干具有更好的感官屬性,包括外觀、質地和整體可接受性。任紅濤等[47]將玉米、黑米、小米、豌豆和紅薯這幾種雜糧粉分別按0、5%、10%、15%、20%、30%的比例加入面粉中制成餅干,研究它們對面粉(峰值黏度、回升值、糊化溫度等)和餅干品質(色澤、香味、外觀等)的影響。研究得出,當小米、豌豆和紅薯粉各自添加量為20%、玉米和黑米各自添加量為10%時,所得餅干的營養價值、感官品質都較高,其中玉米和黑米粉對餅干的品質影響較大。由此設想,如果僅用這些雜糧粉以不同比例混合并加入面筋替代品(不添加小麥粉),也許可以得到新的無麩質餅干類型。Mishra等[48]通過往菱角粉中分別加入芡實粉、馬鈴薯粉(兩者添加比例均為0、10%、30%、50%)來研制無麩質餅干,對其物理性質、近似成分、感官特性和90 d常溫貯藏效果進行評價。結果表明,不同類型餅干的斷裂硬度和韌性隨面粉中馬鈴薯粉或芡實粉用量的增加而增加,且餅干白度隨馬鈴薯粉添加量增加而降低,而芡實粉則起到相反的效果。芡實粉餅干中蛋白質含量高于馬鈴薯粉餅干,全菱角粉制得的餅干粗纖維含量最高。混合粉中芡實粉的所有水平都能使餅干質量達到可接受程度,菱角粉和芡實粉以70∶30的比例制出的餅干整體感官可接受性優于馬鈴薯粉餅干,所獲得分最高,可在室溫下存儲90 d。該研究拓寬了無麩質餅干的原料來源,為乳糜瀉患者的飲食提供了更多選擇。

2.6.2 其他無麩質粉對餅干功能特性的影響 無麩質粉的類型和用量對餅干的功能特性也有影響。Feng等[49]往不同比例的小米粉和玉米淀粉(80∶20、76∶19、72∶18、68∶17、64∶16、60∶15)混合粉中依次加入0、5%、10%、15%、20%、25%的香菇粉,通過質構儀、色度測定儀、體外消化測試、感官評價等方法,得出加入香菇粉可提高餅干的整體營養價值,且隨添加量增加,餅干的快速消化淀粉(rapid digestible starch,RDS)和GI值下降,慢速消化淀粉(slow digestible starch,SDS)和抗性淀粉(resistant starch,RS)增加。Giuberti等[50]往米粉中分別加入0(作為對照)、15%、30%、45%(w/w)的苜蓿籽粉。研究表明,粗蛋白質、總膳食纖維、總多不飽和(n-3和n-6)脂肪酸、總酚和抗性淀粉的含量,硬度以及體外抗氧化能力均隨苜蓿籽粉替代水平的提高而呈線性增加。所有添加水平制得的餅干都具有感官可接受性,且體外消化數據說明其具有慢消化淀粉特性,其中添加30%的苜蓿籽粉的餅干品質最好。Paciulli等[13]研究了不同水平(0、500、800、1000 g/kg)板栗粉對無麩質餅干在短時間儲存60 d中的理化性質及氧化穩定性的影響。板栗粉可增加餅干的硬度及暗度,提高氧化穩定性,考慮到質地穩定性、抗氧化活性和面團的加工性能,最佳配方為500 g/kg無麩質混合粉與500 g/kg板栗粉的組合。Korus等[51]研究了以橡子粉、大麻粉替代20%～60%玉米粉對無麩質餅干品質、營養保健價值及感官性能的影響。用上述面粉替代玉米粉可顯著提高混合物的水化性能和吸油能力,相比對照組,所制餅干顏色較暗,營養價值和生物活性物質均較高,其中添加大麻粉的餅干蛋白質含量比對照餅干高出40%～122%,總多酚含量增加了41%～143%,但感官評分較差,而添加橡子粉的餅干總多酚含量增加了308%～801%,其抗氧化性最強。最終得出,最有利的選擇是用不超過40%的橡子粉替代玉米粉制備餅干。李明娟等[52]研究了食用木薯全粉添加量(0、10、20、30、40、50 g)對餅干的品質、質構特性和消化特性的影響。餅干制作配方總量為172.5 g,其中黃油35 g,白糖粉20 g,全蛋液10 g,奶粉5 g,食鹽0.5 g,泡打粉2 g,食用木薯全粉與低筋面粉總量為100 g。結果顯示,當食用木薯全粉添加量為30 g時,餅干的品質、質構及消化特性均處于最優水平。Okkyung等[53]指出,高粱具有高抗氧化水平、改善膽固醇水平等潛在健康益處且不含麩質,可用來生產面包、餅干、面條等高質量食品,從而作為一種富有潛力的主食以供乳糜瀉患者食用。

2.6.3 無麩質副產品 有些研究會在餅干生產中加入一些副產品,如米糠、碎米粉或大豆渣等。Cheng等[54]分別將0、5%、10%、15%、20%、100%的豆渣粉添加到小麥粉中,結果表明在一定添加量范圍內,復合粉的吸水率、吸油率和泡沫穩定性均有所提高,復合餅干具有較高的營養價值(蛋白質、纖維和灰分含量較高,脂肪含量較低)。梁新紅等[55]將蒸汽爆破甘薯渣粉按0、2%、4%、6%、8%、10%的比例加入到小麥粉中,進而研究其對小麥粉粉質和混合粉制備的餅干品質特性的影響。結果表明,甘薯渣粉的加入使得粉質質量指數降低,餅干質構特性也有所改變,且當低筋小麥粉中添加6%的蒸汽爆破甘薯渣粉時,所制餅干的品質最佳。另外,獼猴桃是一種優質水果,但獼猴桃飲料生產企業通常是將其打漿過濾后的果肉丟棄,沒有對果肉進行充分的利用。李加興等[56]把獼猴桃果肉粉末作為一種配料應用到低糖型粗纖維餅干的制作中,并通過實驗得出最佳配方,所制得的餅干營養豐富且口感較好。所以,可以嘗試將其應用到無麩質餅干的生產中去。再者,椰子干作為椰子產業的副產品,富含纖維和蛋白質,但至今仍僅限于作為牲畜飼料。因此,將椰子粉標準化地納入選定的營養無麩質谷物中,有其重要意義[57]。尤其對于乳糜瀉患者來說,長期的無麩質飲食勢必造成營養不良的狀況,若能食用營養較為豐富的無麩質食品,對健康具有更加重大的意義。還有就是蘋果渣,全世界每年生產蘋果汁過程中的副產物蘋果渣數量巨大,其含有大量以膳食纖維為主的高附加值化合物。Alongi等[58]用部分蘋果渣(10%、20%,w/w)代替小麥粉制備餅干,結果表明其可以降低餅干的血糖指數。而無麩質餅干存在高血糖指數的缺陷,如果將蘋果渣添加到無麩質餅干的配方中,也許能改善甚至消除這一不足。實際上,往餅干配方中加入膳食纖維的研究也不少。張艷榮等[59]將玉米皮經過適當處理后得到的高品質膳食纖維用于高膳食纖維餅干的生產中,所得產品品質有所改善。鐘明明等[60]將生物解離大豆膳食纖維分別以0、10%、20%、30%、40%、50%質量分數添加到面粉中制備餅干,當其添加量為30%時,面粉粉質特性和面團質構特性最佳,餅干質構特性也優于市售纖維餅干,且消化特性有所提高。

3 無麩質餅干的功能性添加成分

由于無麩質粉不含面筋,為了改善所制餅干的品質,人們嘗試往配方中加入親水膠體和菊粉等功能性添加成分。此外,生物酶制劑作為一種安全、高效的食品添加劑,也逐漸被應用到餅干的加工領域中。

3.1 親水膠體

親水膠體主要是多糖大分子物質,分子中的親水基團能與水分子發生水化而形成黏稠的溶液,有增稠、成膠、增加穩定性等作用。在食品工業中,親水膠體被廣泛用作功能性添加成分,能提高產品的整體質量,如明顯改善口感、質地和流動性等[61]。因為無麩質粉不含面筋,無法形成牢固的網絡結構,所以可通過添加親水膠體來獲得質地良好的烘焙食品。

Kaur等[62]在蕎麥粉中分別加入等量(1 g/100 g)的瓜爾膠、阿拉伯膠、黃原膠和黃蓍膠,并分析各組別的質量特性、餅干的物理特性和感官評價。實驗證明,與膠體復配后,面粉的持水性、持油性和乳化性均顯著提高,所制餅干含水量、直徑、厚度和重量增加,斷裂強度降低,感官特性得到改善。其中,黃原膠的加入可顯著改善餅干的色澤、外觀、風味和整體可接受性。Maria等[7]則研究了羧甲基纖維素(carboxymethylcellulose,CMC)對蕎麥餅干的影響。Hadnaev等[63]用10%、20%、30%比例的蕎麥粉代替米粉,以100%米粉和100%小麥粉為對照,并考察了CMC對含20%蕎麥粉所制餅干的影響。振動和蠕變試驗結果表明,蕎麥粉添加量的增加會降低面團的貯存模量和零剪切粘度,提高面團的褐變率和最大蠕變順應性,而添加CMC則能提高面團的韌性和抗變形能力。在20%～30%的替代水平范圍內,添加CMC和蕎麥粉的無麩質面團的強度和延展性與小麥面團相似。餅干的物理和感官評價結果表明,蕎麥粉的加入降低了餅干硬度和斷裂性,整體可接受性增加。親水膠體實質上代替了面筋,能使面團形成網絡結構,對無麩質韌性餅干起到重要作用。

3.2 菊粉

菊粉屬于果糖類,是一種可溶性膳食纖維,不會被人體消化。在乳制品、烘焙食品中,菊粉常被用作脂肪和糖的替代品,用于涂抹、填充、敷料、甜點、面包及餅干制作中[64],具有益生作用,可促進礦物質的吸收。近年來,菊粉型果糖被認為是無麩質產品的有益成分,一般來說,其具有改善所獲得產品的工藝性能和感官特性的潛力,可提高產品質量,因而其應用也得到了更加廣泛的探索[65]。

Vitali等[66]在小麥粉中加入菊粉(10.5%),分別配以大豆粉、莧菜粉、角豆粉(24.5%)、蘋果纖維或燕麥纖維(16.5%),對餅干的營養、功能特性進行評估。結果證明,所有改良樣品的膳食纖維、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu含量均顯著增加,添加大豆粉和莧菜粉可提高蛋白質含量和/或消化率,除燕麥纖維外,其余樣品的總酚含量均有所提高,添加角豆粉和蘋果纖維的樣品其抗氧化活性最佳,而添加菊粉顯著降低了餅干的總能量值。Da等[67]分別用25%、50%和75%的低果糖濃縮菊粉部分替代米粉制作無麩質巧克力餅干,并在化學、物理和感官上對其進行表征。結果表明,菊粉替代比例為25%的餅干及100%米粉的餅干與商品餅干一樣,具有較好的感官性能,還能促進對鈣的吸收,但其焦糖風味、亮度、粘著性、咀嚼性、甜味和硬度較低,斷裂性強度較高。Mieszkowska等[68]用20%的鷹嘴豆粉替代小麥粉,在40%和60%水平上分別用聚葡萄糖和菊粉代替蔗糖,采用機械法和聲學法評價餅干的質構特性,還進行了感官、水分活度及色澤的測定。結果得出,鷹嘴豆粉會增加餅干的黃度,添加40%聚葡萄糖和60%菊粉可使餅干的硬度比100%蔗糖的餅干有所提高,20%鷹嘴豆粉和40%、60%聚葡萄糖餅干的外觀得到消費者的評分最高,20%鷹嘴豆粉和40%菊粉的餅干口感最好。

3.3 酶制劑

酶制劑在整個食品工業領域中的應用越來越廣泛,經常被運用到烘焙行業中,尤其是面包的制作,現在也逐漸被運用于餅干的生產。酶制劑具有高效性和專一性的特點,而餅干的品種多樣,在配料及生產工藝方面存在差異,所以不同類型的餅干有各自專用的復合酶。

在韌性餅干的加工過程中,大部分企業會使用焦亞硫酸鈉(SMS)、半胱氨酸鹽酸鹽(CYS)或餅干復配改良劑,還有小部分企業將SMS和單酶(蛋白酶)搭配使用。但SMS在使用中存在健康隱患,而CYS成本偏高,因此姚曉丹[69]探討了SMS、CYS、木瓜蛋白酶(PAP)、菠蘿蛋白酶(BRP)、中性蛋白酶(NEP)、2種木聚糖酶(PEM、VEN)對韌性餅干品質的影響。結果表明,這幾種酶都能提高餅干的比容,改善其質構參數并優化口感。當PAP酶(200、300 mg/kg兩種水平)與PEM酶(500、800 mg/kg兩種水平)都添加到餅干配方中,能極大提高韌性餅干的質構特性,且添加量為200 mg/kg PAP酶與800 mg/kg PEM酶時,韌性餅干品質最優。蘇偉政[70]指出,帝斯曼(中國)有限公司就中國市場特別開發了一種酶制劑產品——帝斯曼韌性餅干加工用酶制劑BakeZyme?HDB BG,其可以有效改善韌性餅干面團的面筋網絡,優化口感,使餅干更細膩、更酥脆。在餅干加工中,一般采用蛋白酶和木聚糖酶。因此,在生產無麩質餅干時,適當添加酶制劑,能起到改善餅干質構、色澤、口感的作用,過量添加雖不會對人體構成危害,但會影響面團以及最終產品的質量,并導致浪費。

4 結論與展望

目前,嚴格控制無麩質飲食是治療乳糜瀉的唯一方法。但由于主要原料無麩質粉不含面筋蛋白,產品難以成型,所以需要加入親水膠體或菊粉等多糖物質以及酶制劑來改善產品的品質,其中酶制劑的品種開發仍需進行深入研究,不斷探索新的功能性添加成分或對現有成分進行改性修飾。無麩質粉的選擇很重要,尋找既有高營養價值又具有一定功能特性、且口感宜人的原料種類仍是當前所面臨的一個巨大的挑戰,還應考慮原料來源及成本。同時,要控制好工藝過程,或運用一些新的改進技術,這樣才能得到品質和營養較高的無麩質食品。盡管現在對無麩質餅干的研究越來越多,但面對這些存在的缺陷,食品工作者還需繼續探索,研發出更多品質與營養兼備的無麩質餅干種類,以滿足乳糜瀉患者的需求。此外,在無麩質餅干配方中加入膳食纖維,也是一個值得研究的問題。隨著食品技術的發展,可能還會出現的一個趨勢是,在無麩質餅干配方中加入農業和工業的副產品,并在關注營養和品質的同時,努力提高其功能特性,這將使無麩質餅干得到更好的發展。