具有胃液pH值调节功能的饼干开发

丘苑新，杨静娴，何娣，马路凯，李影童

（1.仲恺农业工程学院现代农业创新研究院，广东 广州 510225；2.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东 广州 510225）

胃病是一种较为普遍的疾病，在我国，慢性胃病的发病率高达80%以上[1]。慢性胃病常见的症状有上腹具有灼烧感或者疼痛、胀气、嗳气等情况，造成这一症状的主要原因是胃酸分泌过多[2]。目前在饮食上关于辅助治疗或者缓解胃疼痛的产品很多，如猴菇饼干、养胃米稀、生姜红枣养胃保健膏[3]等，能在一定程度上缓解胃酸分泌过多带来的灼烧感。

市售的养胃产品的活性成分主要来源于天然产物，例如几丁聚糖、春砂仁、桃胶等。研究表明几丁聚糖可以吸附H+，使胃液的pH值升高，从而减少胃酸的分泌并且保护胃黏膜[4-5]，被誉为除蛋白质、脂肪、维生素、矿物质、碳水化合物外的“人体第六大生命要素”[6]。春砂仁，已有研究者研究发现春砂仁水煎剂可以改善肠胃功能，以春砂仁水提取液为原料的保健饮料，经小鼠实验验证能促进肠道蠕动，润肠通便[7-8]，是一种性温、味辛、开胃温脾的中药类物质，也可作为食品的调味剂[9]；桃胶，从蔷薇科植物树皮中分泌的一种以多糖和蛋白质为主要成分的物质[10-11]，以添加桃胶为功能成分的新型食品也层出不穷，姬盼盼等[12]把桃胶粉加入到小麦粉中制作面条，以增加面条的膳食纤维和多糖的含量，具有改善肠道健康等保健功能。桃胶多糖类物质还能改善肠道功能，促进肠胃蠕动[13]。

本研究在普通酥性饼干的研制基础上添加几丁聚糖、春砂仁提取物和桃胶粉等有利于调节胃液pH值的材料，以pH值和感官评价为指标，筛选具有调节胃液pH值功能的饼干的最佳配方，为消费者提供一款便携的休闲食品，增加饼干产品的种类，推进几丁聚糖、春砂仁和桃胶的开发利用，同时为养胃产品的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

小麦粉、即食燕麦片、鸡蛋、绵白糖、山药、食用油、无铝害泡打粉、小苏打、太平洋饼干：市售；春砂仁：广东阳江春红果品厂；桃胶：广东河源连平县桃花缘有限公司；几丁聚糖：上海源叶生物科技有限公司；胃蛋白酶（2 500 U/mg）：双汇实业（集团）有限公司生物化学制药厂；盐酸标准溶液、磷酸缓冲溶液（pH 4和pH 6.86）：广州科为生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

PHS-25型数显pH计：上海力辰仪器科技有限公司；MG38CB-AA电烤箱：广东美的厨房电器制造有限公司；HH-2电子恒温不锈钢水浴锅：上海宜昌仪器纱筛厂；ZK-6B型真空包装机：安华有限公司；800Y高速多功能粉碎机：永康市铂欧五金制品有限公司；IKA HB10旋转蒸发仪：广州仪科实验室有限公司。

1.3 方法

1.3.1 饼干制作工艺

春砂仁提取物的制备：取春砂仁粉碎，加水70℃水浴浸提30 min，过滤，浓缩，烘干后粉碎备用[14]。

饼干制作工艺流程如下。

春砂仁提取物与小麦粉混匀；再分别添加蛋液、绵白糖、膨松剂、食用油，加入一定量的水搅拌均匀；制成的面团经多次揉搓后搓圆静置20min，再次进行揉制；均匀分割面团使每个面团质量为11.0 g；制成的面团用圆形模具辊压制成饼干坯（厚度0.4cm，直径4.5cm）；将制成的饼干坯进行烘烤，烘烤温度为110℃，烘烤时间15 min。

1.3.2 饼干对人工胃液pH值的影响

参照中华人民共和国药典[16]方法配制人工胃液，取稀盐酸16.4 mL，加800 mL水和10 g胃蛋白酶，摇匀稀释至1 000 mL备用。取3块饼干粉碎后与100 mL人工胃液混匀，置于37.1℃水浴锅水浴20 min，过滤，测定滤液pH值，以不添加几丁聚糖、春砂仁提取物和桃胶粉烘焙的饼干为空白对照组，以目前市面上售卖的太平洋饼干为阳性对照组测定其pH值。经测定，空白对照组的pH值为2.85，阳性对照组的pH值为3.01。

1.3.3 感官评价

邀请10名评价员对饼干的色泽、形态、滋味、气味和组织5个因素进行感官评定，感官指标权重分别为：20%形态、15%色泽、30%滋味、20%气味、15%组织。对各位评价员的评分进行汇总与分析，作为考察饼干感官特性的结果。感官评价标准[17]见表1。

1.4 单因素试验

根据配方和工艺流程进行预试验，确定辅料配方：山药粉10%、乳粉8%、小麦粉19%、燕麦粉16%、鸡蛋浆10%、膨松剂2%、绵白糖12%、食用油8%，对几丁聚糖、春砂仁提取物、桃胶粉的添加量进行单因素试验。

1.4.1 几丁聚糖添加量对pH值及感官评分的影响

以总材料100 g为基准，固定桃胶粉4%、春砂仁提取物2%，其它辅料的添加量按初始配方添加，分别添加3%、4%、5%、6%、7%的几丁聚糖，研究制作的饼干对人工胃液pH值及感官评分的影响，确定最佳的几丁聚糖添加量。

1.4.2 春砂仁提取物添加量对pH值及感官评分的影响

以总材料100 g为基准，固定桃胶粉4%、几丁聚糖3%，其它辅料的添加量按初始配方添加，分别添加2%、3%、4%、5%、6%的春砂仁提取物，研究制作的饼干对人工胃液pH值及感官评分的影响，确定最佳的春砂仁提取物添加量。

1.4.3 桃胶粉添加量对pH值及感官评分的影响

以总材料100 g为基准，固定几丁聚糖3%、春砂仁提取物2%，其它辅料的添加量按初始配方添加，分别添加4%、5%、6%、7%、8%的桃胶粉，研究制作的饼干对人工胃液pH值及感官评分的影响，确定最佳的桃胶粉添加量。

1.5 正交试验工艺优化

在单因素试验的基础上，以几丁聚糖、春砂仁提取物、桃胶粉的添加量为考察因素，以饼干对人工胃液pH值的影响及饼干感官评分为指标，建立L9（33）正交试验对饼干的生产配方进行正交优化，正交试验设计见表2。

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

2 结果分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 几丁聚糖添加量的影响

几丁聚糖添加量的影响结果见图1。

人工胃液的pH值为1.97，由图1可知，随着几丁聚糖添加量的增加，人工胃液的pH值逐渐升高，当添加量4%时，人工胃液的pH值为3.61，与空白对照组（pH2.85）有明显的区别，效果优于阳性对照组（pH3.01），几丁聚糖添加量为7%时，人工胃液的pH值达到4.56，说明几丁聚糖对调节胃液pH值存在量效关系，这可能是由于几丁聚糖易和体内有机酸中的氢或水分子中的氢发生结合，使胃液的pH值升高。几丁聚糖是理想的辅助治疗胃溃疡的食品添加剂，能够与胃液作用形成保护膜，保护胃内壁[18]。感官评分结果显示，随着几丁聚糖添加量的增加，感官评分基本维持在75～80范围内，饼干酥脆性好、不粘牙、色泽均匀、无过焦过白现象、内质结构均匀，说明在较优的基础配方内，几丁聚糖对饼干品质的影响较小。此外，几丁聚糖在人体内的吸收率仅为30%，因此几丁聚糖的添加量无需过多，故选择几丁聚糖添加量6%为最佳水平。

图1 几丁聚糖添加量的影响Fig.1 Effect of chitosan addition

2.1.2 春砂仁提取物添加量的影响

春砂仁提取物添加量的影响结果见图2。

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

由图2可知，随着春砂仁提取物添加量的增加，人工胃液的pH值逐渐升高，春砂仁提取物的添加量为2%时人工胃液的pH值为3.29，添加量超过3%，人工胃液的pH值增长趋势较缓慢，当添加量为6%时，pH值为3.94，但与空白对照组（pH 2.85）和阳性对照组（pH 3.01）存在明显区别，说明春砂仁提取物对人工胃液的pH值仍存在量效关系，只是调节pH值效果较微弱。春砂仁是一味“药食同源”的草药，对脾、胃、肾有一定的作用，有祛湿开胃等功效[19]，且春砂仁含有多糖和黄酮类物质，陈铭中等[20]就以春砂仁等材料研制出一款具有养胃健脾、温肺养肾护肝等保健作用的复合型保健饮料。感官评分随春砂仁提取物添加量的增加呈现先增加后降低的趋势，当春砂仁提取物的添加量为3%时，感官评分最高，饼干色泽均匀呈咖啡色、口感酥香松脆、不粘牙、结构均匀无杂质，随着添加量继续增加，感官评分降低，这是因为春砂仁味辛，其提取物的辛味更浓烈些，导致饼干的滋味和气味开始加重，且提取物的颜色呈深褐色，过量会导致饼干的颜色加深，色泽不均匀，因此，确定春砂仁提取物添加量为3%为最佳水平。

2.1.3 桃胶粉添加量的影响

桃胶粉添加量的影响结果见图3。

图3 桃胶粉添加量的影响Pig.3 Effect of peach powder addition

由图3可知，随着桃胶粉添加量的增加，pH值也在逐渐升高，当桃胶粉的添加量达到6%时，人工胃液的pH值为3.57，与空白对照组（pH 2.85）和阳性对照组（pH 3.01）存在区别，在6%以后人工胃液的pH值增长缓慢，对人工胃液pH值的调节效果不及几丁聚糖和春砂仁提取物；但桃胶的主要成分为多糖，具有较好的吸附性能，不容易被胃液分解，且桃胶在吸水膨胀后能增加液体黏稠性，帮助修复胃黏膜，促进肠道蠕动[21]，其医药价值颇高，因此，以桃胶粉为辅料的保健产品的开发具有深刻意义。感官评分呈现先增加后降低的趋势，并在桃胶粉添加量为6%时饼干的感官品质最佳，呈均匀的咖啡色，无焦糊的现象，不粘牙；当桃胶粉添加量高于6%时，面团的性能降低，很大程度上影响了饼干的质构特性和组织结构，口感粘牙，主要是因为桃胶粉吸水后易膨胀，且当温度升高时，桃胶的溶解度增大，饼干经高温烘烤后易出现凹陷、边缘破裂等现象。因此，选择桃胶粉添加量6%为最佳水平。

2.2 正交试验结果与分析

正交试验结果如表3所示。

表3 正交试验结果分析Table 3 Orthogonal test results analysis

从表3可以看出，采用极差分析得出3个因素对饼干调节人工胃液pH值影响的主次关系为几丁聚糖添加量>桃胶粉添加量>春砂仁提取物添加量，根据K值得到3个因素对人工胃液pH值影响的最优组合为A3B1C2；3个因素对饼干的感官品质影响作用的主次关系为春砂仁提取物添加量>几丁聚糖添加量>桃胶粉添加量，根据K值得到3个因素对饼干感官评分影响的最优组合为A3B1C2，所以，几丁聚糖添加量在调节人工胃液pH值上影响较大，春砂仁提取物添加量在感官评价上影响较大，而两评价指标的最优水平一致。在实际9组正交试验过程中，感官评价最优组合为A3B1C3，与理论最优组合的区别在于桃胶粉添加量的差异。对这两个组合进行验证试验。

2.3 验证试验

因为正交试验得到的最佳配方参数不包括在表3的试验范围内，因此对最佳配方进行验证试验，验证试验分析结果如表4所示。

表4 验证试验结果Table 4 The results of the verify test

由表4可知，A3B1C2组的感官评分值及pH值均优于A3B1C3组，故A3B1C2组为该饼干制作的最佳工艺，即几丁聚糖添加量为7%、春砂仁提取物添加量为2%、桃胶粉添加量为6%。

3 结论与讨论

本文研究了具有调节胃液pH值饼干的配方及工艺优化，探讨几丁聚糖、春砂仁提取物以及桃胶粉对饼干品质的影响。研究结果表明，具有调节胃液pH值饼干的最佳制作配方为：几丁聚糖7%、春砂仁提取物2%、桃胶粉6%、山药粉10%、乳粉8%、小麦粉19%、燕麦粉16%、鸡蛋浆10%、膨松剂2%、绵白糖12%、食用油8%；在此条件下烘焙出的饼干感官品质最好，且经测定pH值为4.29±0.08。

本研究中添加的春砂仁提取物中的成分虽不明确，但目前对春砂仁的研究报道较多，多数研究显示春砂仁含有多糖和黄酮类物质，因此，春砂仁提取物对胃肠道的健康调节需进一步研究；产品对人体胃黏膜是否具有修复作用仍需进一步研究。本研究开发出的饼干理论上能提高胃液pH值，且添加几丁聚糖、春砂仁提取物和桃胶粉3种具有功能活性原料的饼干产品，为因胃液过多分泌造成胃痛的患者提供更多的选择，此配方合理有效，增加了饼干的类别，研究开发一款具有改善胃肠道健康的产品具有广阔的应用前景。