紫淮山與燕麥粉對酥性餅干品質及營養特性的影響

袁貴英，王彥平，姬長新，申飛

（河南農業職業學院，河南 鄭州 451450）

紫淮山（Dioscorea alata）又名紫山藥、參薯等[1]，屬薯蕷科，肉質紫紅色，是一種藥食同源的植物資源[2]。近年來，紫淮山因獨特的營養保健價值逐漸成為研究的熱點。紫淮山富含薯蕷皂苷元、花青素、多酚、尿囊素、植物固醇等多種生物活性成分[3-6]，具有滋肺益腎、健脾止瀉、調節血糖、延緩衰老、抑制腫瘤等保健功能[7-10]。燕麥（Avena sativa L.）屬禾本科燕麥屬[11]，具有高蛋白、高膳食纖維、低血糖生成指數（glycemic index，GI）等營養特性和調控血糖、降低血脂、護心血管、美容養顏、延緩衰老、增強免疫、潤腸通便、緩解焦慮等功能特性[12-13]。

隨著我國居民食品消費結構升級，消費者對食品的要求越來越高，食品工業發展模式也將從量的擴張向質的提升轉變。餅干類休閑食品因口感好、耐儲存、攜帶方便等廣受消費者喜愛，但其高糖高油的特點與現代人群主流的營養訴求不符。近年來，營養豐富，風味獨特，又適合超重及中老年等人群食用的餅干備受關注。王慶佳等[14]將海帶粉添加到小麥粉中制成酥性餅干，降低了餅干的血糖生成指數。張瑩麗等[15]以紫薯和魔芋為主原料制成風味獨特、具有保健功效的紫薯魔芋酥性餅干。李娜等[16]將燕麥粉添加到小麥粉中制成餅干，并對餅干的質構特性、感官評價及營養成分進行研究，結果顯示燕麥粉添加量在30%時感官評分最好，營養價值也明顯提高。

本文在酥性餅干制作的基礎上，加入紫淮山泥和燕麥粉，通過試驗優化確定了紫淮山燕麥餅干的最佳工藝配方，并對餅干的品質、營養特性及消化特性進行了分析，從而制備出一款適合高糖及中老年等人群食用的慢消化功能的酥性餅干，以期為紫淮山燕麥保健餅干的工業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紫淮山、燕麥粉、低筋粉、奶粉：市售；木糖醇（食品級）：南京甘汁園糖業有限公司；單甘酯（食品級）：杭州富春食品添加劑有限公司；乙醚、異丙醇、冰乙酸（均為分析純）：中國醫藥集團有限公司；氫氧化鈉、碘化鉀、乙酸鈉、硫代硫酸鈉、無水硫酸鈉、可溶性淀粉（均為分析純）、平板計數瓊脂培養基（生化試劑）：天津市恒興化學試劑制造有限公司；3，5-二硝基水楊酸（分析純）：天津市科密歐化學試劑有限公司；α-淀粉酶（10 U/mg）、胃蛋白酶（50 U/mg）：上海阿拉丁生物科技有限公司。

TMS-Pro質構儀：美國FTC公司；BSA224S電子天平：德國賽多利斯有限公司；SEC-3Y電烤爐：珠海三麥機械有限公司；DK-8D水浴恒溫振蕩器：常州普天儀器制造有限公司；T960Basic電位滴定儀：濟南海能儀器股份有限公司；BPH-9272恒溫培養箱：上海一恒科技有限公司；MK-16多功能攪拌機：深圳市牧人電器五金制品有限公司。

1.2 紫淮山燕麥餅干制作工藝

1.2.1 基本配方

以混合粉（低筋粉和燕麥粉）添加量100%計，低筋粉添加量60%、燕麥粉添加量40%、紫淮山泥添加量40%、木糖醇添加量30%、油脂添加量40%、奶粉添加量4%、雞蛋液添加量4%、食鹽添加量0.3%、小蘇打添加量1.5%、單甘酯添加量0.8%、檸檬酸添加量0.2%。

空白對照餅干中低筋面粉為100%，其余工藝配方同紫淮山燕麥餅干。

1.2.2 生產工藝流程

原輔料選擇與處理→面團調制→靜置→壓片成型→烘烤→冷卻→密封包裝。

1.2.3 操作要點

1.2.3.1 紫淮山泥的制備

將紫淮山蒸至熟透后，放涼后去皮切塊，放置攪拌機中攪拌成泥備用。

1.2.3.2 原輔料預處理

先將油脂放水浴鍋中加熱融化成液態備用；雞蛋液攪拌均勻至打發備用；稱好的低筋面粉、燕麥粉、奶粉、木糖醇、小蘇打、食鹽等混勻備用；紫淮山泥、水攪拌均勻呈漿狀。

1.2.3.3 面團調制、靜置

將打發的雞蛋液分2～3次加入到油脂中，每次都需打到油脂把蛋液吸收，然后加入紫淮山泥漿，混打均勻后，將混合好的燕麥粉等混合粉分次加入，低速攪拌至無干粉即可。調制好的面團覆保鮮膜，20℃～25℃靜置10 min備用。

1.2.3.4 壓片成型

將面團壓制成厚度為2.0 mm，再用模具壓印成生坯。

1.2.3.5 烘烤、冷卻

在上下火均為160℃的烘烤溫度下，烘烤12 min。冷卻、晾涼后，密封保存。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

根據紫淮山燕麥餅干的基礎配方，進行單因素試驗，探究紫淮山泥、燕麥粉、油脂、奶粉及木糖醇的添加量對紫淮山燕麥餅干品質的影響。每組中混合粉（低筋粉和燕麥粉）總質量固定為100 g，各因素的添加量以混合粉100%計，紫淮山泥添加量分別設置為20%、30%、40%、50%、60%；燕麥粉添加量分別設置為25%、30%、35%、40%、45%；油脂添加量分別設置為20%、30%、40%、50%、60%；奶粉添加量分別設置為1%、2%、3%、4%、5%；木糖醇添加量分別設置為20%、30%、40%、50%、60%。

1.3.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，對紫淮山泥、燕麥粉、木糖醇的添加量進行L9（34）四因素三水平正交試驗，通過感官評分綜合考察4個因素對紫淮山燕麥餅干的影響。因素和水平設計見表1。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

1.4 紫淮山燕麥餅干品質的評價

1.4.1 感官評價

由15名經培訓后的人員進行感官評價，參考GB/T 20980—2021《餅干質量通則》，制定的感官評分標準見表2。

表2 紫淮山燕麥餅干感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standard of purple yam oat biscuits

1.4.2 餅干剪切力的測定

用TMS-Pro質構儀對餅干進行剪切力測定。測定條件：全質構測試模式，選用直徑4 cm的圓柱形探頭，測試前、中、后速度均為1 mm/s，回程距離30 mm，壓制餅干破裂為止。每個樣品平行測試6次，取平均值。

1.4.3 餅干成品理化、安全指標測定

水分、堿度、脂肪測定參照GB/T 20980—2021《餅干質量通則》中推薦的方法；酸價、過氧化值及菌落總數、大腸菌群、霉菌的測定參照GB 7100—2015《食品安全國家標準餅干》中推薦的方法；蛋白質測定按GB 5009.5—2016《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》進行；淀粉測定參照GB 5009.9—2016《食品安全國家標準食品中淀粉的測定》進行；粗纖維測定按GB 5009.88—2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》執行；吸水率的測定參考李明娟等[17]的方法。

1.4.4 餅干體外消化特性測定

參照趙金酶等[18]和鄧凱波等[19]的方法，測定紫淮山燕麥餅干和空白對照餅干在0～180 min淀粉水解率，每隔30 min測定一次，并預測餅干的血糖生成指數。淀粉水解率按式（1）計算。

以淀粉水解率（%）為縱坐標，時間（min）為橫坐標繪制淀粉水解曲線。計算紫淮山燕麥餅干和空白對照餅干在0～180 min淀粉水解曲線下的面積（AUC紫淮山燕麥和 AUC空白對照），按式（2）計算淀粉水解指數（hydrolysis index，HI），預估血糖生成指數（estimated gly-cemic index，EGI）按式（3）計算。將空白對照餅干的 EGI值定義為 100，EGI＞75為高血糖食物，EGI在 55～75 為中血糖食物，小于55則為低血糖食物[20]。

1.5 數據統計與分析

除特殊說明外，每組樣品平行測定3次，結果以平均值±標準差表示。采用SPSS22.0軟件進行數據處理，Origin8.6軟件進行作圖。

2 結果與分析

2.1 紫淮山泥添加量對餅干品質的影響

紫淮山泥添加量對餅干品質的影響見圖1。

圖1 紫淮山泥添加量對餅干品質的影響Fig.1 Effect of the additive amount of purple yam puree on the quality of biscuits

由圖1可知，當紫淮山泥添加量為50%時，餅干品質最佳。這是因為紫淮山泥添加量低時，餅干紫色色澤和紫淮山風味不明顯，評分較低。而當紫山藥泥添加過多時，過多的膳食纖維可能會破壞面團面筋結構，面團黏性增加致使成型困難，進而導致餅干口感不酥脆，剪切力增加[21]。綜合考慮，選用紫淮山泥添加量為40%、50%、60%進一步優化。

2.2 燕麥粉添加量對餅干品質的影響

燕麥粉添加量對餅干品質的影響見圖2。

圖2 燕麥粉添加量對餅干品質的影響Fig.2 Effect of the additive amount of oat flour on the quality of biscuits

由圖2可知，燕麥粉添加量為35%時，感官評分最高，剪切力最低。這是因為在面團中加入一定量的燕麥粉，可增加餅干的酥脆度和風味。隨著燕麥粉添加量的增加，燕麥香氣增加，餅干結構更加酥松多孔，感官評分升高。但燕麥粉添加量過大時，可能破壞面團面筋網絡形成，影響餅干成型，餅干口感下降，從而使餅干感官評分降低。故選用燕麥粉添加量為30%、35%、40%進一步優化。

2.3 木糖醇添加量對餅干品質的影響

木糖醇添加量對餅干品質的影響見圖3。

圖3 木糖醇添加量對餅干品質的影響Fig.3 Effect of the additive amount of xylitol on the quality of biscuits

由圖3可知，木糖醇添加量為40%時，甜度適中，感官評分最高，剪切力最低，餅干品質最佳。木糖醇的添加可以增加餅干甜味、提升適口性。當木糖醇添加過少時，面團太硬，不易成型，成品餅干口味偏淡，色澤較淺，感官評分較低。而當木糖醇添加過多時，面團太黏，不易成型，成品餅干過甜，色澤過深，餅干變厚，口感不酥脆。故選用木糖醇添加量為30%、40%、50%進一步優化。

2.4 油脂添加量對餅干品質的影響

油脂添加量對餅干品質的影響見圖4。

圖4 油脂添加量對餅干品質的影響Fig.4 Effect of the additive amount of oil on the quality of biscuits

由圖4可知，油脂添加量為40%時，餅干口感酥脆，斷面層次分明多孔，色澤均勻，餅干品質最佳。酥性餅干調制面團時間很短，油脂的添加會增加餅干的酥性，增加面團的可塑性。油脂適量添加時，可使面團內部產生的應力減弱，使餅干結構疏松且外觀平整[21]。油脂添加過少時，面團易粘黏，不光滑，餅坯不易成型，成品餅干花紋不清晰，光澤感差，口感偏硬不酥松。油脂添加過多時，面團松散且不易成型，成品餅干口感油膩，易有裂痕，感官不佳。故選用油脂添加量為30%、40%、50%進一步優化。

2.5 奶粉添加量對餅干品質的影響

奶粉添加量對餅干品質的影響見圖5。

圖5 奶粉添加量對餅干品質的影響Fig.5 Effect of the additive amount of milk powder on the quality of biscuits

少量添加奶粉可改善餅干的風味和營養，但添加過多時，可能會掩蓋紫淮山和燕麥的風味。由圖5可知，奶粉添加量在4%時餅干感官評分最高，品質最佳，但奶粉添加量對餅干剪切力并未呈現出明顯影響，故在正交試驗時奶粉添加量不作為影響因素，直接選擇奶粉添加量為4%。

2.6 正交試驗結果分析

正交試驗結果見表3。

表3 紫淮山燕麥餅干正交試驗結果Table 3 Results of orthogonal test of purple yam and oats biscuits

續表3 紫淮山燕麥餅干正交試驗結果Continue table 3 Results of orthogonal test of purple yam and oats biscuits

由表3可知，各因素對紫淮山燕麥餅干感官評分影響依次為紫淮山泥添加量＞油脂添加量＞木糖醇添加量＞燕麥粉添加量，即紫淮山泥添加量對餅干感官品質的影響最大。正交試驗各組合中感官評分最高組為A2B3C2D2，即以混合粉（低筋粉和燕麥粉）添加量100%計，紫淮山泥添加量50%、燕麥粉添加量40%、木糖醇添加量40%、油脂添加量40%。在此條件下進行6次驗證試驗，感官評分平均值為95分，最大剪切力為4.22 N，高于其它任一正交試驗組合，說明該工藝穩定，效果良好。

2.7 紫淮山燕麥餅干成品的檢驗結果分析

成品的檢驗結果見表4。

表4 紫淮山燕麥餅干成品的檢驗結果Table 4 Test results of finished products of purple yam and oats biscuits

由表4可知，按優化后工藝制作的紫淮山燕麥餅干的各項指標均符合GB 7100—2015《食品安全國家標準餅干》及國家標準GB/T 20980—2021《餅干質量通則》的要求。

2.8 紫淮山燕麥餅干營養特性結果與分析

據報道，紫淮山（干）中淀粉、蛋白質、總膳食纖維分別為 80.14%、10.63%、1.30%[22]，燕麥中的淀粉、蛋白質、脂肪和總膳食纖維分別為50%～60%、11.2%～19.9%、5.0%～9.0%、9.9%～22.2%[23]。紫淮山燕麥餅干與空白對照餅干主要營養成分測定結果見表5。

表5 紫淮山燕麥餅干與空白對照餅干的對比結果Table 5 Comparison results of purple yam and oats biscuits and blank control biscuits%

由表5可知，紫淮山燕麥餅干中蛋白質含量是空白對照餅干的1.36倍，主要是因為燕麥粉中蛋白質含量遠高于低筋面粉；紫淮山燕麥餅干中的粗纖維含量是空白對照餅干的7.80倍，主要是燕麥和紫淮山中的膳食纖維含量均高于低筋面粉，尤其是燕麥膳食纖維中的β-葡聚糖已被證明可以降低血糖水平和胰島素反應。紫淮山燕麥餅干脂肪低于空白對照餅干，主要是因為紫淮山中脂肪含量較低。所以，紫淮山燕麥餅干是一種高纖維低脂肪的產品。

2.9 紫淮山燕麥餅干的消化特性結果與分析

紫淮山燕麥餅干和空白對照餅干淀粉水解率見圖6。

圖6 紫淮山燕麥餅干和空白對照餅干淀粉水解率Fig.6 Hydrolysis rate of starch in purple yam and oats biscuits and control biscuits

由圖6可知，在體外模擬消化的前30 min，紫淮山燕麥餅干和空白對照餅干淀粉水解率上升很快，但30 min后紫淮山燕麥餅干淀粉水解速率上升變慢，水解率在120 min～180 min內變化很小，在180 min時，紫淮山燕麥餅干淀粉水解率為45.9%；而空白對照餅干在180 min時，淀粉水解率近80%。可能是由于添加的紫淮山泥和燕麥粉中膳食纖維含量較高，形成短暫性的網狀結構，從而阻礙淀粉晶體與淀粉酶的接觸，降低了水解率[24]。

紫淮山燕麥餅干的水解指數和血糖生成指數結果見表6。

表6 紫淮山燕麥餅干水解指數和血糖生成指數Table 6 Hydrolytic index and glycemic index of purple yam and oats biscuits

由表6可知，紫淮山燕麥餅干的EGI為68.67，屬于中等血糖生成指數食品（55＜GI＜70）。紫淮山燕麥餅干EGI較低主要歸因于紫淮山和燕麥中含有大量的膳食纖維，尤其是燕麥中可溶性膳食纖維β-葡聚糖黏度很高，可以延緩胃排空速率，減少淀粉酶對淀粉的水解[23]。另外，紫淮山燕麥餅干用甜味劑木糖醇代替了傳統的蔗糖，也是紫淮山燕麥餅干EGI較低的原因。

3 結論

本試驗以紫淮山泥和燕麥粉替代部分低筋面粉，通過調整紫山藥泥、燕麥粉、木糖醇、油脂的添加量，得到紫淮山燕麥餅干的最佳工藝配方，即為以混合粉（低筋粉和燕麥粉）添加量100%計，低筋粉添加量60%、燕麥粉添加量40%、紫淮山泥添加量50%、木糖醇添加量40%、油脂添加量40%、奶粉添加量4%、雞蛋液添加量4%、食鹽添加量0.3%、小蘇打添加量1.5%、單甘酯添加量0.8%、檸檬酸添加量0.2%，按此工藝配方制作的紫淮山燕麥餅干各項指標均符合國家標準GB/T 20980—2021《餅干質量通則》及 GB 7100—2015《食品安全國家標準餅干》的要求。與空白對照餅干相比，紫淮山燕麥餅干中膳食纖維、蛋白質、淀粉、脂肪含量分別為空白對照餅干的7.80、1.36、0.78、0.93倍，具有高蛋白、高纖維、低脂肪的營養特性。紫淮山燕麥餅干水解指數和血糖生成指數與空白對照餅干的對比結果顯示，紫淮山燕麥餅干的淀粉HI及EGI都遠低于空白對照餅干。EGI降低可能與紫淮山和燕麥中含有大量的膳食纖維，且選擇木糖醇為甜味劑有關。因此利用營養保健型食品原料開發餅干新產品，對于居民維持健康具有十分重要的意義。