蘋果酸酯抗性淀粉對曲奇餅干的影響

王菲，孫丹蕊，楊留枝，閆溢哲, ，劉延奇, ，史苗苗, *

1. 鄭州輕工業大學食品與生物工程學院（鄭州 450002）；2. 食品生產與安全河南省協同創新中心（鄭州 450002）

曲奇餅干因便攜、便食、口味好、形狀多樣、價格低而被人們廣為接受。但因其高油、高糖使高血脂、高血糖的消費者望而卻步。利用膳食纖維吸水性和持油性，可降低曲奇餅干的脂肪和熱量，改善口感[1-2]。

作為“第七種營養素”的膳食纖維是指人體難以消化吸收的碳水化合物，具有加強腸道蠕動和降低血糖、膽固醇等功效[3]。抗性淀粉是指人體腸胃不能消化吸收的一部分淀粉和淀粉降解物，分為RS1、RS2、RS3、RS4和RS5五類[3]。抗性淀粉能夠降低血糖、預防結直腸癌、降低血漿膽固醇和甘油三酯濃度、抑制脂肪積累和增強維生素和礦物質的吸收[4]、促進腸道微生物細胞運動代謝，其部分功效類似于膳食纖維[5]。蘋果酸淀粉酯屬于RS4類抗性淀粉，據報道，含有不同抗性淀粉源的面食膳食纖維含量高[6]。

膳食纖維的攝入有利于身體健康，但添加麩皮等膳食纖維會對面制品口感、質地和顏色等產生不良影響，使部分消費者難以接受[7]。抗性淀粉為白色粉末，能較好保留食品外觀、口感。試驗選取工藝成熟的曲奇生產流程，通過將蘋果酸酯抗性淀粉作為膳食纖維替代品，按一定比例替代低筋面粉制作曲奇餅干，與添加菊粉餅干對比，選擇最佳比例的蘋果酸酯抗性淀粉餅干，為豐富餅干市場品種、滿足人們日益增長的營養需求提供新方向。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

玉米淀粉（食品級，秦皇島驪驊淀粉有限公司）；菊粉（食品級，武漢中弘生物科技有限公司）；威士寶淡味黃油（食品級，威士蘭乳業（上海）有限公司）；糖粉（食品級，上海楓未實業有限公司）；低筋小麥粉（食品級，蛇口南順面粉有限公司）；全脂奶粉（食品級，黑龍江華丹乳業有限公司；蘋果酸（分析純，天津市福晨化學試劑廠）；無水乙醇（分析純，天津市富宇精細化工有限公司）；氫氧化鈉（分析純，南京化學試劑有限公司）。

DHG-9140A型電熱鼓風干燥箱（上海申賢恒溫設備廠）；KH-200型水合反應釜（西安太康生物科技有限公司）；QE-100型高速粉碎機（浙江屹立工貿有限公司）；SM-603T型電烤爐（新麥機械（無錫）有限公司）；DDQ-A01G1型電動打蛋器（佛山市小熊廚房電器有限公司）；FE20型pH計（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）；YP6102型電子天平（上海光正醫療儀器有限公司）；TA. new plus型物性測定（上海瑞玢智能科技有限公司）；Ci6x型分度光度儀（愛色麗（上海）色彩科技有限公司）；DSH-50型水分含量測定儀（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 蘋果酸酯抗性淀粉的制備

采用Klaushofer等[8]的方法來制備蘋果酸酯抗性淀粉，并進行適當的修改。將90 mL蘋果酸（質量分數20%）用10 mol/L NaOH溶液將蘋果酸調節pH 3。稱取30 g玉米淀粉（干質量），加入蘋果酸溶液中。混合均勻后，將樣品在室溫下放置12 h，使淀粉和蘋果酸溶液完全滲透，放置于45 ℃烘箱中，烘至水分為5%～10%時取出，研磨、粉碎，裝入不銹鋼高壓密閉反應釜中，置于130 ℃鼓風干燥箱中。反應2 h后取出，用去離子水和無水乙醇洗去多余的蘋果酸，直至最后洗出液的pH為6～7。在室溫下干燥，研磨粉碎，過孔徑0.150 mm篩，裝袋，即為蘋果酸酯抗性淀粉。采用Englyst等[9]的方法測定樣品的抗性淀粉（RS）含量，天然玉米淀粉的RS含量為14.0%，蘋果酸酯抗性淀粉的RS含量為61.5%。

1.2.2 曲奇餅干的工藝流程[10]

1.2.3 曲奇餅干的操作要點

1.2.3.1 制備糖粉

購買來的市售白砂糖經過粉碎成粉并過孔徑0.150 mm篩，裝袋備用。

1.2.3.2 稱量

使用電子天平稱取原材料，100 g混合粉（分別添加0，5，10，15，20和25 g蘋果酸酯抗性淀粉或菊粉）、45 g糖粉、90 g黃油、30 g蛋液、14 g全脂奶粉。

1.2.3.3 面糊調制

在室溫下軟化黃油或用吹風機加速其融化，使用電動打蛋器進行攪打，糖粉分3次加入，邊加入邊攪打直至看不到糖粉使黃油顏色發白即可，雞蛋液分2次加入，攪打使體積蓬松，質地為霜狀。將粉狀混合物（低筋小麥粉、蘋果酸酯抗性淀粉或菊粉、全脂奶粉）混合，獲得均勻狀態[11]。用刮刀輕輕拌勻，攪拌至顏色一致軟硬適中即可取出裝入裱花袋。

1.2.3.4 裱花成形

將攪拌好的面糊裝入準備好的模具中，擠壓在鋪了吸油紙的烤盤上，保證擠出的花紋立體美觀，整齊清晰，且每個曲奇之間要保留有適當大小的間距，確保餅坯之間無粘連，最終產品色澤的均勻度及烘焙程度[12]。

1.2.3.5 焙烤

烤箱提前預熱5 min，溫度設置為面火180 ℃，底火140 ℃，烘烤時間12 min[13]。待曲奇餅干表面上色為均勻的金黃色，并且散發曲奇特有的香味時及時取出烤盤。

1.2.3.6 冷卻、包裝

待餅干烤熟后將其從烤箱中取出，放在室溫下冷卻后即可標記包裝。

1.2.4 曲奇餅干物理特性的測定

測量餅干直徑的方法是在每個樣品中隨機取出5塊為1組，分別測量直徑，取平均值為最終直徑。通過堆疊5塊餅干的方法來測量餅干厚度。測3組數據，測量值以mm表示。

使用DSH-50型的水分快速測定儀測定曲奇餅干的水分，將樣品研磨粉碎后，過孔徑0.300 mm篩，樣品均勻地分散在樣品盤上，每個樣品每次稱取3 g，測定3次，取平均值為最終結果。1

.2.5 曲奇餅干的色度值測定

采用Ci6X分光光度儀測定餅干表面顏色，測定樣品的有明亮指數L*（黑色，L*=0；白色，L*=100）、紅綠值a*（-a*=綠度，+a*=紅色）和黃藍值b*（-b*=藍色，+b*=黃色）[14]。每種樣品重復測3次，取平均值。

1.2.6 曲奇餅干的質構測定

將添加不同膳食纖維的曲奇餅干切成2 cm×2 cm×2 cm正方體，用TA. new plus型質構儀測定其硬度、脆性、內聚力、膠黏性、咀嚼性指標。所用探頭為P/36R型。測試參數：測定前速度2 mm/s；測定速度1 mm/s；測定后速度2 mm/s；2次壓縮之間停留時間5 s；壓縮百分比60%[15]。每個樣品測定3次取平均值。

1.2.7 曲奇餅干的感官評價

選擇10名同學作為評定小組，小組成員嚴格按照感官評價標準表，對曲奇餅干的形態、色澤、氣味、口感、組織結構5個方面進行感官評價打分，滿分100分，取平均值，具體評價指標見表1。

1.2.8 數據處理

數據統計分析使用 SPSS 21.0 for Windows軟件（SPSS Inc.，Chicago，IL，USA）進行方差分析（ANOVA），顯著性水平為0.05，圖表中不同小寫字母表示在5%水平上差異顯著（p＜0.05）。多重比較采用LSD法。所有試驗重復3次，所有分析檢測試驗重復3次，測定結果以X±s表示，文中均采用Origin 9.0軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同膳食纖維添加量對曲奇餅干物理性質的影響

蘋果酸酯抗性淀粉的添加量對曲奇餅干含水率的影響結果如表2所示。由表2可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉量增加，餅干的水分總體趨勢上升，表明添加抗性淀粉可以減少烘焙過程中水分流失，使系統獲得更高保水性。由于干熱法處理得到的蘋果酸酯抗性淀粉引入大分子酯基。酯基為疏水性基團，導致抗性淀粉中水分提高。較高的水分有助于曲奇餅干形成疏松的質地。添加菊粉對餅干的含水率先增大后下降最后在上升到最大值4.77，變化幅度較小，說明菊粉的存在對于整個餅干系統的水分的影響小于添加蘋果酸抗性淀粉的影響，且具有不穩定性。同時，菊粉具有強吸濕性，容易結合曲奇餅干中水分，從而降低水分[16]。

由表2可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉增加，餅干的直徑變小，厚度變厚，說明添加蘋果酸酯抗性淀粉有利于餅干的成形。添加10%～25%抗性淀粉后，餅干直徑和厚度基本保持不變，花紋也更加明顯，如圖1所示。這與Pareyt等[17]的結論一致，餅干的直徑隨面筋含量的增加而下降。焙烤過程中，面筋蛋白會聚集。蘋果酸酯抗性淀粉的添加對小麥蛋白具有稀釋作用，添加量越多，面筋含量越低，系統的水分越高，聚集的面筋蛋白質減少，利于餅干形態的完整。

表1 曲奇餅干感官評價表

表2 不同膳食纖維的添加量曲奇餅干物理指標

圖1 添加蘋果酸酯抗性淀粉的曲奇餅干外觀

如圖2所示，添加菊粉后，餅干直徑變大變薄，成型效果差。添加量為5%時，餅干的花紋依稀可見，添加量為15%時；花紋已經開始淡化；添加量為20%時，餅干幾乎成薄餅狀。說明添加菊粉不利于維持餅干花紋形狀，這是由于菊粉充分溶解于水中，空氣的摻入效率更高，餅干體積變大，用于維持形狀的低筋面粉的比例降低，不足以維持花紋形狀，導致餅干不成形。

圖2 添加菊粉的曲奇餅干外觀

2.2 不同膳食纖維添加量對曲奇餅干色度的影響

從表3可以看出，餅干的L*隨著抗性淀粉添加量增加而增大，餅干白度增強。蘋果酸酯抗性淀粉使餅干表面顏色更淺、更白。在Baixauli等[18]研究發現增加抗性淀粉的含量最終制成顏色比對照組更白的的松餅，研究指出是由于抗性淀粉的加入稀釋了蛋黃或是黃油中色素。添加抗性淀粉的曲奇餅干的a*和b*值均比空白值小，是因為抗性淀粉的存在抑制糖類與氨基酸的美拉德反應。添加25%的蘋果酸酯抗性淀粉后，餅干具有最高的L*值，并且a*值、b*值也處于較高水平。添加蘋果酸酯抗性淀粉會讓餅干更加有光澤，亮度增加。

隨著菊粉添加量的增加，a*、b*值的變化顯著，總體都要比空白對照組的a*、b*值大，說明添加菊粉會使得餅干變得更加偏向紅色、黃色，這是因為水溶性的菊粉水解為果糖后會加劇美拉德反應，并且菊粉的溶解性隨溫度的升高而增強。菊粉樣品色澤比空白對照組的顯得更加金黃。

表3 不同膳食纖維添加量的曲奇餅干色度值

2.3 不同膳食纖維添加量對曲奇餅干質構的影響

由表4可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉含量增加時，硬度、脆性、內聚力、膠黏性和咀嚼性5個指標趨勢一致，先減小再小幅上升后減小，添加抗性淀粉的樣品5項指標均比對照組低。添加量為25%時，餅干的硬度、內聚力、膠黏性和咀嚼性最低。說明加入抗性淀粉后，增強了面團中的脂肪潤滑效果，由于系統保水性增加，曲奇餅干內部變得細膩，有利于曲奇餅干口感的優化，內聚力的缺乏能夠讓餅干的口感更加細膩，曲奇餅干的質地變得更加酥松，與硬度的降低，咀嚼性的變化一致。Pourmohammadi等[19]在餅干中添加玉米、小麥抗性淀粉也得到相同的結論。

表4 蘋果酸酯抗性淀粉添加量對曲奇餅干質構特性的影響

由表5可知，添加菊粉的餅干硬度、脆性、內聚力、膠黏性和咀嚼性總體比對照組增加，說明餅干質地變硬、變脆、難以咀嚼，失去松軟的口感不被消費者所接受。這可能是由于菊粉溶于水，這使得其內部結合力不斷上升，內聚力增加，使得餅干硬度大，咀嚼性差。

表5 菊粉添加量對曲奇餅干質構特性的影響

2.4 不同添加量膳食纖維曲奇餅干的感官評價分析

添加不同膳食纖維量對曲奇餅干的感官結果如圖3所示。由圖3可知，隨著蘋果酸酯抗性淀粉添加量增加，感官評價分從93分下降到74分，其中添加0，5%和10%的蘋果酸酯抗性淀粉的得分相近，分別是93，92和91分。曲奇餅干的品質與抗性淀粉的添加量成負相關，添加5%蘋果酸酯抗性淀粉餅干外觀僅比空白組顏色白，其余指標相近。添加20%和25%蘋果酸酯抗性淀粉餅干的評分最低，因為添加蘋果酸酯抗性淀粉過多，導致味道發酸，甜味降低，口感不好，而且隨著蘋果酸酯抗性淀粉增加，餅干顏色變白，降低食欲。所有添加蘋果酸酯抗性淀粉的餅干有較好的外觀和質地，說明蘋果酸酯抗性淀粉有利于維持餅干花紋形狀，并能夠增加細膩的口感和酥松的質地。

添加菊粉的餅干感官評分均比對照組低。添加25%菊粉的餅干最不被接受，只有甜味和色澤可以接受，但會產生不適的口感。添加菊粉會破壞餅干的形態和組織結構，說明菊粉不利于餅干造型的維持與保證，會破壞餅干清晰完整的花紋，而且質地變硬，面團里的氣泡變得很大且不均勻，破壞餅干疏松口感，這與質構結果一致。

圖3 感官評價結果對比

3 結論

通過對比用菊粉代替部分面粉制作出曲奇餅干，結果發現添加菊粉會使曲奇的外型攤散、口感堅硬、質地粗糙，導致消費者的接受度降低。添加蘋果酸酯抗性淀粉有助于曲奇維持完整的外型，增強酥松的質地和口感，消費者接受度提高。其中，添加5%和10%蘋果酸酯抗性淀粉的各種感官評價指標相近且較高，但綜合餅干的保水性、松軟特性和質構等特性，添加10%蘋果酸抗性淀粉的餅干將會具有更廣泛的市場前景，添加25%蘋果酸酯抗性淀粉導致餅干變硬，口感過酸。結果表明，10%蘋果酸酯抗性淀粉添加量不僅能夠增加餅干營養，改善餅干高熱量帶來的健康隱患，而且利于形成質地細膩、有光澤和具有清晰花紋的曲奇餅干。