具有胃液pH值調節(jié)功能的餅干開發(fā)

丘苑新，楊靜嫻，何娣，馬路凱，李影童

（1.仲愷農業(yè)工程學院現(xiàn)代農業(yè)創(chuàng)新研究院，廣東 廣州 510225；2.仲愷農業(yè)工程學院輕工食品學院，廣東 廣州 510225）

胃病是一種較為普遍的疾病，在我國，慢性胃病的發(fā)病率高達80%以上[1]。慢性胃病常見的癥狀有上腹具有灼燒感或者疼痛、脹氣、噯氣等情況，造成這一癥狀的主要原因是胃酸分泌過多[2]。目前在飲食上關于輔助治療或者緩解胃疼痛的產品很多，如猴菇餅干、養(yǎng)胃米稀、生姜紅棗養(yǎng)胃保健膏[3]等，能在一定程度上緩解胃酸分泌過多帶來的灼燒感。

市售的養(yǎng)胃產品的活性成分主要來源于天然產物，例如幾丁聚糖、春砂仁、桃膠等。研究表明幾丁聚糖可以吸附H+，使胃液的pH值升高，從而減少胃酸的分泌并且保護胃黏膜[4-5]，被譽為除蛋白質、脂肪、維生素、礦物質、碳水化合物外的“人體第六大生命要素”[6]。春砂仁，已有研究者研究發(fā)現(xiàn)春砂仁水煎劑可以改善腸胃功能，以春砂仁水提取液為原料的保健飲料，經小鼠實驗驗證能促進腸道蠕動，潤腸通便[7-8]，是一種性溫、味辛、開胃溫脾的中藥類物質，也可作為食品的調味劑[9]；桃膠，從薔薇科植物樹皮中分泌的一種以多糖和蛋白質為主要成分的物質[10-11]，以添加桃膠為功能成分的新型食品也層出不窮，姬盼盼等[12]把桃膠粉加入到小麥粉中制作面條，以增加面條的膳食纖維和多糖的含量，具有改善腸道健康等保健功能。桃膠多糖類物質還能改善腸道功能，促進腸胃蠕動[13]。

本研究在普通酥性餅干的研制基礎上添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉等有利于調節(jié)胃液pH值的材料，以pH值和感官評價為指標，篩選具有調節(jié)胃液pH值功能的餅干的最佳配方，為消費者提供一款便攜的休閑食品，增加餅干產品的種類，推進幾丁聚糖、春砂仁和桃膠的開發(fā)利用，同時為養(yǎng)胃產品的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉、即食燕麥片、雞蛋、綿白糖、山藥、食用油、無鋁害泡打粉、小蘇打、太平洋餅干：市售；春砂仁：廣東陽江春紅果品廠；桃膠：廣東河源連平縣桃花緣有限公司；幾丁聚糖：上海源葉生物科技有限公司；胃蛋白酶（2 500 U/mg）：雙匯實業(yè)（集團）有限公司生物化學制藥廠；鹽酸標準溶液、磷酸緩沖溶液（pH 4和pH 6.86）：廣州科為生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

PHS-25型數顯pH計：上海力辰儀器科技有限公司；MG38CB-AA電烤箱：廣東美的廚房電器制造有限公司；HH-2電子恒溫不銹鋼水浴鍋：上海宜昌儀器紗篩廠；ZK-6B型真空包裝機：安華有限公司；800Y高速多功能粉碎機：永康市鉑歐五金制品有限公司；IKA HB10旋轉蒸發(fā)儀：廣州儀科實驗室有限公司。

1.3 方法

1.3.1 餅干制作工藝

春砂仁提取物的制備：取春砂仁粉碎，加水70℃水浴浸提30 min，過濾，濃縮，烘干后粉碎備用[14]。

餅干制作工藝流程如下。

春砂仁提取物與小麥粉混勻；再分別添加蛋液、綿白糖、膨松劑、食用油，加入一定量的水攪拌均勻；制成的面團經多次揉搓后搓圓靜置20min，再次進行揉制；均勻分割面團使每個面團質量為11.0 g；制成的面團用圓形模具輥壓制成餅干坯（厚度0.4cm，直徑4.5cm）；將制成的餅干坯進行烘烤，烘烤溫度為110℃，烘烤時間15 min。

1.3.2 餅干對人工胃液pH值的影響

參照中華人民共和國藥典[16]方法配制人工胃液，取稀鹽酸16.4 mL，加800 mL水和10 g胃蛋白酶，搖勻稀釋至1 000 mL備用。取3塊餅干粉碎后與100 mL人工胃液混勻，置于37.1℃水浴鍋水浴20 min，過濾，測定濾液pH值，以不添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉烘焙的餅干為空白對照組，以目前市面上售賣的太平洋餅干為陽性對照組測定其pH值。經測定，空白對照組的pH值為2.85，陽性對照組的pH值為3.01。

1.3.3 感官評價

邀請10名評價員對餅干的色澤、形態(tài)、滋味、氣味和組織5個因素進行感官評定，感官指標權重分別為：20%形態(tài)、15%色澤、30%滋味、20%氣味、15%組織。對各位評價員的評分進行匯總與分析，作為考察餅干感官特性的結果。感官評價標準[17]見表1。

1.4 單因素試驗

根據配方和工藝流程進行預試驗，確定輔料配方：山藥粉10%、乳粉8%、小麥粉19%、燕麥粉16%、雞蛋漿10%、膨松劑2%、綿白糖12%、食用油8%，對幾丁聚糖、春砂仁提取物、桃膠粉的添加量進行單因素試驗。

1.4.1 幾丁聚糖添加量對pH值及感官評分的影響

以總材料100 g為基準，固定桃膠粉4%、春砂仁提取物2%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加3%、4%、5%、6%、7%的幾丁聚糖，研究制作的餅干對人工胃液pH值及感官評分的影響，確定最佳的幾丁聚糖添加量。

1.4.2 春砂仁提取物添加量對pH值及感官評分的影響

以總材料100 g為基準，固定桃膠粉4%、幾丁聚糖3%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加2%、3%、4%、5%、6%的春砂仁提取物，研究制作的餅干對人工胃液pH值及感官評分的影響，確定最佳的春砂仁提取物添加量。

1.4.3 桃膠粉添加量對pH值及感官評分的影響

以總材料100 g為基準，固定幾丁聚糖3%、春砂仁提取物2%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加4%、5%、6%、7%、8%的桃膠粉，研究制作的餅干對人工胃液pH值及感官評分的影響，確定最佳的桃膠粉添加量。

1.5 正交試驗工藝優(yōu)化

在單因素試驗的基礎上，以幾丁聚糖、春砂仁提取物、桃膠粉的添加量為考察因素，以餅干對人工胃液pH值的影響及餅干感官評分為指標，建立L9（33）正交試驗對餅干的生產配方進行正交優(yōu)化，正交試驗設計見表2。

表2 正交試驗L9（33）因素水平Tab.2Factors and levels of L9（33）orthogonal test

2 結果分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 幾丁聚糖添加量的影響

幾丁聚糖添加量的影響結果見圖1。

人工胃液的pH值為1.97，由圖1可知，隨著幾丁聚糖添加量的增加，人工胃液的pH值逐漸升高，當添加量4%時，人工胃液的pH值為3.61，與空白對照組（pH2.85）有明顯的區(qū)別，效果優(yōu)于陽性對照組（pH3.01），幾丁聚糖添加量為7%時，人工胃液的pH值達到4.56，說明幾丁聚糖對調節(jié)胃液pH值存在量效關系，這可能是由于幾丁聚糖易和體內有機酸中的氫或水分子中的氫發(fā)生結合，使胃液的pH值升高。幾丁聚糖是理想的輔助治療胃潰瘍的食品添加劑，能夠與胃液作用形成保護膜，保護胃內壁[18]。感官評分結果顯示，隨著幾丁聚糖添加量的增加，感官評分基本維持在75～80范圍內，餅干酥脆性好、不粘牙、色澤均勻、無過焦過白現(xiàn)象、內質結構均勻，說明在較優(yōu)的基礎配方內，幾丁聚糖對餅干品質的影響較小。此外，幾丁聚糖在人體內的吸收率僅為30%，因此幾丁聚糖的添加量無需過多，故選擇幾丁聚糖添加量6%為最佳水平。

圖1 幾丁聚糖添加量的影響Fig.1 Effect of chitosan addition

2.1.2 春砂仁提取物添加量的影響

春砂仁提取物添加量的影響結果見圖2。

圖2 春砂仁提取物添加量的影響Pig.2 Effect of amomum villosum extract addition

由圖2可知，隨著春砂仁提取物添加量的增加，人工胃液的pH值逐漸升高，春砂仁提取物的添加量為2%時人工胃液的pH值為3.29，添加量超過3%，人工胃液的pH值增長趨勢較緩慢，當添加量為6%時，pH值為3.94，但與空白對照組（pH 2.85）和陽性對照組（pH 3.01）存在明顯區(qū)別，說明春砂仁提取物對人工胃液的pH值仍存在量效關系，只是調節(jié)pH值效果較微弱。春砂仁是一味“藥食同源”的草藥，對脾、胃、腎有一定的作用，有祛濕開胃等功效[19]，且春砂仁含有多糖和黃酮類物質，陳銘中等[20]就以春砂仁等材料研制出一款具有養(yǎng)胃健脾、溫肺養(yǎng)腎護肝等保健作用的復合型保健飲料。感官評分隨春砂仁提取物添加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，當春砂仁提取物的添加量為3%時，感官評分最高，餅干色澤均勻呈咖啡色、口感酥香松脆、不粘牙、結構均勻無雜質，隨著添加量繼續(xù)增加，感官評分降低，這是因為春砂仁味辛，其提取物的辛味更濃烈些，導致餅干的滋味和氣味開始加重，且提取物的顏色呈深褐色，過量會導致餅干的顏色加深，色澤不均勻，因此，確定春砂仁提取物添加量為3%為最佳水平。

2.1.3 桃膠粉添加量的影響

桃膠粉添加量的影響結果見圖3。

圖3 桃膠粉添加量的影響Pig.3 Effect of peach powder addition

由圖3可知，隨著桃膠粉添加量的增加，pH值也在逐漸升高，當桃膠粉的添加量達到6%時，人工胃液的pH值為3.57，與空白對照組（pH 2.85）和陽性對照組（pH 3.01）存在區(qū)別，在6%以后人工胃液的pH值增長緩慢，對人工胃液pH值的調節(jié)效果不及幾丁聚糖和春砂仁提取物；但桃膠的主要成分為多糖，具有較好的吸附性能，不容易被胃液分解，且桃膠在吸水膨脹后能增加液體黏稠性，幫助修復胃黏膜，促進腸道蠕動[21]，其醫(yī)藥價值頗高，因此，以桃膠粉為輔料的保健產品的開發(fā)具有深刻意義。感官評分呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，并在桃膠粉添加量為6%時餅干的感官品質最佳，呈均勻的咖啡色，無焦糊的現(xiàn)象，不粘牙；當桃膠粉添加量高于6%時，面團的性能降低，很大程度上影響了餅干的質構特性和組織結構，口感粘牙，主要是因為桃膠粉吸水后易膨脹，且當溫度升高時，桃膠的溶解度增大，餅干經高溫烘烤后易出現(xiàn)凹陷、邊緣破裂等現(xiàn)象。因此，選擇桃膠粉添加量6%為最佳水平。

2.2 正交試驗結果與分析

正交試驗結果如表3所示。

表3 正交試驗結果分析Table 3 Orthogonal test results analysis

從表3可以看出，采用極差分析得出3個因素對餅干調節(jié)人工胃液pH值影響的主次關系為幾丁聚糖添加量>桃膠粉添加量>春砂仁提取物添加量，根據K值得到3個因素對人工胃液pH值影響的最優(yōu)組合為A3B1C2；3個因素對餅干的感官品質影響作用的主次關系為春砂仁提取物添加量>幾丁聚糖添加量>桃膠粉添加量，根據K值得到3個因素對餅干感官評分影響的最優(yōu)組合為A3B1C2，所以，幾丁聚糖添加量在調節(jié)人工胃液pH值上影響較大，春砂仁提取物添加量在感官評價上影響較大，而兩評價指標的最優(yōu)水平一致。在實際9組正交試驗過程中，感官評價最優(yōu)組合為A3B1C3，與理論最優(yōu)組合的區(qū)別在于桃膠粉添加量的差異。對這兩個組合進行驗證試驗。

2.3 驗證試驗

因為正交試驗得到的最佳配方參數不包括在表3的試驗范圍內，因此對最佳配方進行驗證試驗，驗證試驗分析結果如表4所示。

表4 驗證試驗結果Table 4 The results of the verify test

由表4可知，A3B1C2組的感官評分值及pH值均優(yōu)于A3B1C3組，故A3B1C2組為該餅干制作的最佳工藝，即幾丁聚糖添加量為7%、春砂仁提取物添加量為2%、桃膠粉添加量為6%。

3 結論與討論

本文研究了具有調節(jié)胃液pH值餅干的配方及工藝優(yōu)化，探討幾丁聚糖、春砂仁提取物以及桃膠粉對餅干品質的影響。研究結果表明，具有調節(jié)胃液pH值餅干的最佳制作配方為：幾丁聚糖7%、春砂仁提取物2%、桃膠粉6%、山藥粉10%、乳粉8%、小麥粉19%、燕麥粉16%、雞蛋漿10%、膨松劑2%、綿白糖12%、食用油8%；在此條件下烘焙出的餅干感官品質最好，且經測定pH值為4.29±0.08。

本研究中添加的春砂仁提取物中的成分雖不明確，但目前對春砂仁的研究報道較多，多數研究顯示春砂仁含有多糖和黃酮類物質，因此，春砂仁提取物對胃腸道的健康調節(jié)需進一步研究；產品對人體胃黏膜是否具有修復作用仍需進一步研究。本研究開發(fā)出的餅干理論上能提高胃液pH值，且添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉3種具有功能活性原料的餅干產品，為因胃液過多分泌造成胃痛的患者提供更多的選擇，此配方合理有效，增加了餅干的類別，研究開發(fā)一款具有改善胃腸道健康的產品具有廣闊的應用前景。