银耳酥性饼干的工艺优化及消化特性评价

邓凯波，黄雅萍，屠颖晶，王为为，郑宝东，*

（1.福建农林大学食品科学学院，福建福州350002；2.中国-爱尔兰国际合作食品物质学与结构设计研究中心，福建福州350002；3.福建省食品药品质量检验研究院，福建福州350003）

银耳（Tremella fuciformis Berk.）含有多糖（约占银耳干重的60%～70%）、膳食纤维、黄酮等活性成分，具抗氧化、降血糖以及预防肥胖症等功效[1]。目前，银耳产业受市场、工艺技术等因素的制约，如产品单一、深加工应用等较为薄弱。酥性饼干以口感酥松为特点，是深受消费者喜爱的焙烤类食品，具有巨大的市场发展前景[2]。在酥性饼干中加入银耳以补充膳食纤维、多糖等营养素，提高产品的风味特色和附加值，但目前尚未见到银耳酥性饼干的相关研究报道。

近年来，饼干市场的竞争愈发激烈，许多企业将重点转至功能性饼干的研发，主要有低糖饼干和膳食纤维饼干[3-4]。这是因为碳水化合物摄入与健康之间关系密切，降低食物中淀粉的能量释放有助于稳定糖尿病、肥胖症以及心血管疾病等特殊人群的血糖水平，这类食物的血糖生成指数（glycemic index，GI）较低，可通过减少淀粉含量或使用慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）实现[5]。目前，对慢消化淀粉的制备[6]、理化性质以及生成机理[7]等的研究较多，而对慢消化食品的研究与开发较少。

因此，将讨论银耳酥性饼干的制作工艺，探明其工艺最优配方、品质特性及慢消化功能，旨在生产具慢消化功能的中低GI值银耳酥性饼干，以扩大饼干消费市场。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

干银耳、低筋面粉、白砂糖、玉米淀粉和白面包等均购自福建福州超市；糖化酶（10 000 U/mL）：上海阿拉丁生物科技有限公司；猪胰α-淀粉酶（300 U/mg）：美国西格玛奥德里奇公司；3，5-二硝基水杨酸、乙酸钠、葡萄糖、乙醇、稀盐酸等均为分析纯：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

200克密封型摇摆式粉碎机（XL-04B）：广州市旭朗机械设备有限公司；远红外烤箱（YXE-2）：广东佛山冠嘉机械有限公司；质构仪（TA-XT2i）：英国Stable Micro Systems公司；全自动测色色差计（ADCI-60-C）：北京辰泰克仪器技术有限公司；分析天平（PL602-L）：METTLER TOLEDO仪器（上海）有限公司；恒温振荡器（SHA-B）：常州国华电器有限公司；台式高速冷冻离心机（HI850R）：湖南湘仪实验仪器开发有限公司；紫外可见分光光度计（UV-2000）：尤尼柯（上海）仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 基本配方

以低筋面粉100 g计，添加银耳粉10 g、白砂糖30 g、植物黄油 55 g、全脂奶粉 7.5 g、玉米淀粉 2 g、鸡蛋液32 g、小苏打0.5 g、食盐1 g、水10 g。银耳粉碎度为80目。

1.3.2 工艺流程

1.3.3 操作要点

1）银耳预处理：将去根后的洁净干银耳放入粉碎机粉碎，过80目筛后备用。

2）黄油搅打：黄油室温软化后分3次添加鸡蛋液、白砂糖，搅打至呈略白的霜状。

3）混合调糊、成型：加入其余材料压拌混匀，轻搅以免起筋。擀平混匀的面团，放入冷藏室45 min后用模具挤压成圆形。

4）焙烤：预热5 min，设置下火110℃，上火180℃，焙烤20 min[8]。

1.3.4 银耳酥性饼干质构的测定

用质构仪测定银耳酥性饼干的硬度、咀嚼性和脆性，测定参数：探头型号P/36R，测试前速度2.0 mm/s、测试中速度1.0 mm/s及测试后速度1.0 mm/s，压缩比60%[9]。重复3次后取平均值。

1.3.5 银耳酥性饼干色泽的测定

去掉样品的中心部分，将样品切割成直径约2 cm、厚度约0.5 cm的簿圆片，用色差计测定其色泽（L*表示亮度、a*表示红绿度和b*表示黄蓝度）。重复5次后取平均值。

1.3.6 银耳酥性饼干多糖含量的测定

用苯酚―硫酸比色法测定。将样品碾磨成粉，过40目筛备用。取20 g粉末，加300 mL蒸馏水，沸水水提2 h，抽滤后冷却至室温，过滤并弃初滤液。收集余下滤液并吸取100 mL，加入500 mL乙醇醇沉，倒去部分上清液，剩余液体离心后得沉淀物即为多糖。沉淀物加蒸馏水定容至100 mL，吸取1.0 mL，在490 nm波长处测定吸光度值，通过标准曲线来计算多糖得率。多糖得率/%=多糖提取量×稀释倍数/样品质量×100。

1.3.7 感官评价

采用如表1所示的评分标准[8]，精心挑选10人并进行感官评分的培训，对银耳酥性饼干的形态、色泽、组织和口感进行感官评价，对结果进行统计分析。

表1 银耳酥性饼干的感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for tremella crispy biscuit

1.3.8 银耳酥性饼干淀粉酶水解的动力学模型拟合及血糖生成指数预测[8]

参照Englyst等[10]和Goni等[11]的方法，进行体外消化动力试验，对饼干的血糖生成指数进行预测。取银耳酥性饼干样品0.5 g于具塞试管中，加入10 mL乙酸钠缓冲液（0.2 mol/L，pH 5.2）和3个玻璃珠混匀。加入10 mL现配的猪胰α-淀粉酶（300 U/mg）和40 μL糖化酶（10 000 U/mL），置恒温振荡器（37℃，170 r/min）中，每隔30 min取1 mL上清液停止酶解反应，加入10 mL容量瓶用蒸馏水定容。以白面包作对照，用3，5-二硝基水杨酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS）法测定产生的还原糖量[12]。

水解率/%=取样点对应的已水解葡萄糖量×0.9/样品总质量；

水解指数（HI）=取样点对应的水解率曲线下的面积/对照样品的水解率曲线下的面积

用Origin 8.0软件对水解率曲线进行一级动力学模型拟合，其方程为：Ct=C∞（1-e-kt），式中：Ct和C∞为t时和∞时的最终水解率/%；K为淀粉水解平衡常数。进一步地，根据方程：水解指数（GI）=39.71+0.549×HI90（r=0.894，HI90：90 min时淀粉的水解指数），得GI值。重复3次后取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同银耳添加量对银耳酥性饼干品质的影响

基本配方中其他成分的添加量固定不变，改变银耳添加量分别为 0、10、20、30、40 g，按 1.3 项下工艺制作银耳酥性饼干，测定不同的银耳添加量对饼干质构、色泽和多糖含量的影响，结合感官评分确定适宜的银耳添加量，结果见表2。

表2 不同银耳添加量对银耳酥性饼干的影响Table 2 Effect of different tremella addition on tremella crispy biscuit quality

由表2得知，饼干的硬度、脆性和咀嚼性均随银耳添加量的增加而呈现下降趋势，当添加量≥30 g后各项指标趋于稳定。饼干的硬度和咀嚼性降低，可能是由于银耳的添加影响淀粉及蛋白分子的结构，对淀粉老化有延缓作用，阻碍了淀粉的回生[13]。随着银耳添加量的增大，其a*值随之增大，L*值随之减少，b*值则是呈先升后降的趋势，说明银耳可增加饼干更鲜明的金黄色。马文惠[14]的研究表明b*值与感官评价中的色泽呈正相关，与试验中观察的结果一致。当银耳添加量为40 g时，其多糖含量最高，相比对照组提高了21.02%，这是因为银耳富含多糖。结合感官评分可知，银耳最适添加量为30 g左右，不仅可提高饼干的感官品质，还可增加饼干的营养。

2.2 不同白砂糖添加量对银耳酥性饼干品质的影响

固定基本配方中其他成分的添加量，改变白砂糖添加量分别为 20、25、30、35、40 g，按照 1.3 项下工艺制作银耳酥性饼干，测定不同的白砂糖添加量对饼干质构、色泽和多糖含量的影响，结合感官评分确定白砂糖的适宜添加量，结果见表3。

表3 不同白砂糖添加量对银耳酥性饼干的影响Table 3 Effect of different sugar addition on tremella crispy biscuit quality

有研究表明，糖与淀粉结合经焙烤后会形成微晶体，对产品的硬度、脆性、咀嚼性等产生影响[15]。由表3得知，饼干的各项质构指标随白砂糖用量的增加均呈先升后降的趋势，硬度和咀嚼性在白砂糖添加量为35 g时达到最大。当白砂糖添加量为30 g时，饼干的脆性达到最大、感官评分达最高。用量过低，饼干的甜度不够、色泽偏白（L*值）、口感干硬，反之则偏甜、色泽偏深（a*、b*值）、口感硬脆且不易成型，添加量过低或过高都会降低产品的品质。而从表3中可看出，不同白砂糖添加量对饼干多糖含量的影响并不显著（p＞0.05）。根据以上检测结果，确定适宜的白砂添加量为30 g左右。

2.3 不同玉米淀粉添加量对银耳酥性饼干品质的影响

固定基本配方中其他成分的添加量，改变玉米淀粉添加量分别为 2、4、6、8、10 g，按 1.3 项下工艺制作银耳酥性饼干，测定不同的玉米淀粉添加量对饼干质构、色泽和多糖含量的影响，结合感官评分确定适宜的玉米淀粉添加量，结果见表4。

表4 不同玉米淀粉添加量对银耳酥性饼干的影响Table 4 Effect of different cornstarch addition on tremella crispy biscuit quality

由表4得知，饼干的硬度随着玉米淀粉添加量的增加而增大，在添加量8 g时达最大，而咀嚼性则随之降低。玉米淀粉的添加可降低面粉筋度、增大膨化性，从而提高产品的酥松性[16]。多糖含量随玉米淀粉添加量的增大而逐渐增大。结合感官评分和色泽可知，玉米淀粉添加量宜在4 g左右，少量的玉米淀粉可增大饼干的酥脆性且色泽较佳，而过多的添加量则会导致面粉的面筋强度过低，面团不易成型且组织结构孔隙不均，饼干色泽略白。

2.4 不同焙烤温度对银耳酥性饼干品质的影响

分别设置 160、170、180、190、200 ℃等 5个焙烤温度，按1.3项下工艺制作银耳酥性饼干，测定不同的焙烤温度对饼干质构、色泽和多糖含量的影响，结合感官评分确定适宜的焙烤温度，结果见表5。

表5 不同焙烤温度对银耳酥性饼干的影响Table 5 Effect of different baking temperature on tremella crispy biscuit quality

从表5中可看出，随着焙烤温度的升高，饼干的硬度和咀嚼性显著增大（p＜0.05），其脆性在180℃时达到最大。在酥性饼干的制作中，通常需要较高的焙烤温度以加快饼干的定型，但温度过高会使饼干表面发生硬化，出现色泽过深、过焦等不良现象[16]，这与表5中色泽所示数据一致。高温可引起美拉德反应和焦糖化反应，饼干表面的色泽随温度的升高而逐渐加深。不同焙烤温度对饼干多糖含量影响的结果说明低温焙烤对多糖含量的保留有积极作用，而当焙烤温度＞180℃时，多糖含量明显降低。这是因为高温焙烤会导致多糖的糖链卷曲或糖苷键发生部分断裂，成为低聚糖或糖单体[2]。感官评分在焙烤温度170℃时达最高。根据以上试验结果，确定适宜的焙烤温度为170℃。

2.5 响应面法优化银耳酥性饼干的配方

在单因素试验的基础上，选取玉米淀粉添加量、白砂糖添加量和银耳添加量为自变量，以感官评分作为响应值，采用Box-Benhnken响应面法对银耳酥性饼干的工艺配方进行优化。试验因素水平如表6所示，响应面分析试验设计及结果见表7。

表6 银耳酥性饼干的响应面试验因素与水平Table 6 Factors and levels of the response surface experiment of tremella crispy biscuit

表7 银耳酥性饼干的响应面分析试验设计及结果Table 7 Experiment design and result of response surface analysis of tremella crispy biscuit

表8 银耳酥性饼干工艺回归模型方差分析表Table 8 Variance analysis of regression model on tremella crispy biscuit technology

采用Design-Expert 8.0.6软件对响应面优化试验的数据进行分析，结果如表8所示。该试验构建的响应面回归模型达到极显著水平（p＜0.01），因素B、C、AB、AC、A2、B2、C2对饼干的影响达到显著水平 （p＜0.05）。由于 FC＞FB＞FA，所以影响感官结果的因素大小依次为：银耳添加量＞白砂糖添加量＞玉米淀粉添加量。得到的拟合二次回归模型为：

该模型有较好的拟合效果（R2=0.976 8），非试验因素对试验结果的影响并不显著（失拟项p＞0.05），适合应用于筛选银耳酥性饼干的工艺条件。

续表8 银耳酥性饼干工艺回归模型方差分析表Continue table 8 Variance analysis of regression model on tremella crispy biscuit technology

不同因素交互作用的响应面图如图1所示。

图1 玉米淀粉、白砂糖和银耳添加量的交互作用对感官评分影响的响应面图Fig.1 Response surface diagram of interaction between corn starch，white sugar and tremella on sensory score

响应曲面坡度较陡峭，表明玉米淀粉添加量、白砂糖添加量和银耳添加量三者的交互作用对响应值（感官评分）有一定影响。其中，图1A、图1B中等高线图均呈椭圆形，说明玉米淀粉与银耳、玉米淀粉与白砂糖这两者的交互作用对感官评分的影响显著（p＜0.05）；而图1C中等高线图呈圆形，表明银耳与白砂糖交互作用对感官评分的影响不显著（p＞0.05），这与表8中的方差分析结果一致。

根据以上试验得到最优条件为：银耳添加量29.11 g、白砂糖添加量29.60 g、玉米淀粉添加量4.15 g，在此条件下，银耳酥性饼干的感官评分为90.51分。选取可操作性的近似工艺参数来验证上述优化结果：银耳29 g、白砂糖30 g、玉米淀粉4 g，重复3次得实际感官评分为91.07分，接近预测值，表明该回归模型有较高拟合度，能真实反映银耳、白砂糖、玉米淀粉的添加量对银耳酥性饼干感官评分的影响。

2.6 淀粉酶消化水解曲线及预测血糖生成指数

淀粉酶消化水解曲线见图2，预测血糖生成指数见表9。

图2 不同银耳添加量的酥性饼干体外消化水解曲线Fig.2 In-vitro digestograms of biscuit with different tremella addition

表9 不同银耳添加量的饼干消化动力学模型及血糖生成指数GITable 9 Dynamic model of digestion and GI index of the biscuit with different tremella addition

如图2所示，在0～90 min，淀粉水解率显著升高，随后增速减慢直到平衡。对照组白面包在180 min时水解率为82.20%，表明其抗性淀粉（RS）的含量为17.80%，与Englyst法测得的谷类淀粉RS含量相近[17]。因此，本试验的一级水解动力学模型拟合预测血糖生成指数具有可信度[8]。由图2和表9可知，饼干的水解率随银耳添加量的不断增大而显著降低（p＜0.05），水解指数（HI）也逐渐减小，从而使食品GI值降低。这可能与银耳中的多糖和膳食纤维包埋淀粉颗粒有关，使其不易与酶接触，从而淀粉的消化水解率降低[18]；还有可能是因为银耳与消化酶的直接作用降低酶的活性，从而减缓淀粉的消化速率[19]。与未添加银耳的饼干相比，优化配方后的银耳酥性饼干（银耳添加量30 g）的GI值由77.5降至67.6，属中等血糖生成指数（50≤GI≤70）食品[20]。传统饼干多为高血糖生成指数（GI＞70）食品，而此配方生产的饼干有维持人体血糖稳定的功效，更适合中老年人、肥胖症等特殊人群食用。

3 结论

在单因素试验的基础上，采用响应面优化法，结合饼干质构（硬度、咀嚼性、脆性）、多糖含量、色泽和感官评分，确定银耳酥性饼干工艺的最优配方：银耳29 g（低筋面粉100 g计），植物黄油添加量55 g，白砂糖30 g，玉米淀粉 4 g，全脂奶粉 7.5 g，蛋液 32 g，水 10 g，焙烤温度170℃。制得的饼干色泽诱人，酥脆可口。添加银耳能显著减慢淀粉的水解速率（SDS含量比对照组提高了32.89%），降低食品的血糖生成指数（优化配方后的银耳酥性饼干GI值降至67.6），维持人体血糖平稳。因此，采用该优化配方生产的银耳酥性饼干是一种适合需控制血糖值稳定的特殊人群食用的休闲健康产品，具广阔的市场前景。