苦荞面包中生物活性物质体外淀粉消化特性及感官评价

梁雅琪， 徐文静， 李 晨

（ 山西大学 生命科学学院， 山西 太原 030006）

苦荞（Fagopyrum tataricum L. Gaertn） 具有生长周期短、 耐寒耐贫瘠等优点， 在我国主要分布在云贵高原， 以及陕西、 山西等地[1]。 苦荞是一种传统的药食同源作物， 含有多种生物活性物质， 如苦荞中富含的芦丁具有抗氧化、 抗感染、 抗肿瘤、 抗突变等作用[2]。 此外， 苦荞中还有葡萄糖苷酶抑制剂、 胰蛋白酶抑制剂等活性物质[3]。 α - 葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制α - 葡萄糖苷酶来减少双糖在体内的水解，从而延缓葡萄糖的生成及吸收， 降低餐后血糖水平。临床研究表明， 长期食用苦荞麦及其制品可显著降低人体血液中的胆固醇， 对糖尿病有良好的治疗和缓解作用[4]。

作为一种方便食品， 面包日益受到消费者的青睐。 由于醇溶蛋白含量低， 单独使用苦荞难以做成面包。 试验通过比较面包中酚类物质含量、 胰蛋白酶抑制剂活性、 抗氧化性、 抗性淀粉及感官评价，确定苦荞粉最适添加量， 为新型苦荞健康食品的开发提供一定的理论依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料、 试剂与仪器

苦荞粉， 去壳苦荞籽粒经高速多功能粉碎机破碎后， 过60 目筛； 五得利金特精小麦粉、 安琪高活性干酵母、 太古优级绵白糖、 中盐深井海藻碘盐、古城奶粉、 金龙鱼葵花籽油， 均购自太原市美特好超市。

α - 淀粉酶、 胃蛋白酶、 β - 胡萝卜素、 亚油酸、芦丁、 维C、 1,1- 二苯基- 2- 三硝基苯肼（DPPH），生工生物工程（ 上海） 有限公司提供； 福林酚、 葡萄糖测定试剂盒， 北京市索莱宝科技有限公司提供。

高速多功能粉碎机， 永康市绿可食品机械有限公司产品； KQ-250B 型超声清洗器， 昆山市超声仪器有限公司产品； SC-3616 型低速离心机、 HC-2518型高速离心机， 安徽中科中佳科学仪器有限公司产品； 电热恒温水浴锅， 北京市长风仪器仪表公司产品； TU-1810 型紫外分光光度计， 北京普析通用仪器有限责任公司产品； P230Ⅱ型高效液相色谱仪，大连依利特分析仪器有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 苦荞面包的制作

面包的配方见表1。

表1 面包的配方

按表1 的配方用和面机制作面团后， 置于发酵箱（37 ℃， 78%相对湿度） 发酵2 h。 将发酵好的面团放入烤箱（ 面火200 ℃， 底火160 ℃） 烘烤20 min后， 取出晾至室温后， 用保鲜袋包装， 备用。

1.2.2 甲醇提取液的制备

准确称取面包中心处的样品5.0 g， 用50 mL 体积分数80%的甲醇溶液研磨成匀浆， 超声波提取时间15 min， 提取温度40 ℃。 提取结束后以转速3 500 r/min 离心10 min， 取上清液[5]。 提取2 次， 合并2 次的上清液并转移至圆底烧瓶中， 45 ℃旋转蒸发后用甲醇溶解定容至10 mL， 得到样品提取液， 用于总酚、 芦丁及β- 胡萝卜素- 亚油酸抗氧化性测定。

1.2.3 总酚含量的测定

以没食子酸作为标准品， 采用福林酚法来测定总酚含量[6]。 配制不同质量浓度没食子酸标准品， 与福林酚在碱性条件下（7%避光反应90 min 后， 测定波长760 nm 处吸光度。 以吸光度为纵坐标， 没食子酸质量浓度为横坐标， 得出线性回归方程Y=0.102 7X-0.009（R2=0.998）。 测定样品提取液反应后的吸光度，根据回归方程计算样品总酚含量， 结果以100 g 干基所含没食子酸的当量毫克数表示（mg GAE/100 g）。

1.2.4 芦丁含量的测定

采用高效液相色谱法测定芦丁含量， 按照文献方法进行[7]。 所用色谱柱为SinoChrom ODS-BP C18柱（4.6 mm×150 mm， 5 μm） ， 流动相为甲醇- 0.4%磷酸（50∶50， V∶V） ， 流速1 mL/min， 进样量2 μL，检测波长256 nm。

配置一系列芦丁标准工作液（20， 40， 60， 80，100 μg/mL） 并分别上样于液相色谱仪中， 测定相应的峰面积， 以标准工作液的质量浓度为横坐标， 以峰面积为纵坐标， 得出回归方程： Y=15.301X+292.56（R2=0.999 0） 。 将样品提取液用0.22 μm 滤膜过滤后上样于液相色谱仪中， 以保留时间定性， 同时记录峰面积。 根据回归方程计算样品液中芦丁的质量浓度。

1.2.5 β - 胡萝卜素- 亚油酸抗氧化性测定

用β- 胡萝卜素3.0 mg、 亚油酸45 μL 及吐温- 20 350 μL制备100 mL 乳化液。 向乳化液3.6 mL 中加入样品提取液0.1 mL， 60 min 后测定波长470 nm 处的吸光度。 用蒸馏水代替样品液作为空白管。 按照下列公式计算样品的抗氧化能力系数（ Antioxidant activity coefficient， AAC）[8]。

式中： AS(60)， AC(60)——分别为样品和空白管在60 min 时的吸光度；

AC(0)——空白管在0 min 时的吸光度。

1.2.6 胰蛋白酶抑制剂活性的测定

称取5.0 g 面包， 用20 mL 蒸馏水研磨成匀浆，以转速10 000 r/min 离心10 min， 取上清液即为样品待测液。 在试管中加入1 mL 测定缓冲液（0.1 mol/L Tris-HCl pH 值8.0， 1 mmol/L CaCl2）， 100 μL 样品待测液， 100 μL 胰蛋白酶（100 μg/mL）， 加入15 μL底物BApNA（ 0.05 mol/L） ， 于37 ℃下反应10 min后， 加入33%醋酸溶液200 μL 终止反应， 测定波长410 nm 处吸光度。 以蒸馏水代替样品液作为对照管。 按以下公式测定胰蛋白酶抑制率[9]。

式中： AS——试验组的吸光度；

AC——空白组的吸光度。

1.2.7 总淀粉含量的测定

采用盐酸水解法测定样品中的总淀粉含量[10]。 取10.0 g 面包样品， 用20 mL 蒸馏水研磨成匀浆。 取10.0 g 匀浆， 以转速3 500 r/min 离心10 min， 收集沉淀， 加入50 mL 蒸馏水， 盐酸（6 mol/L） 15 mL，在沸水浴中水解2 h， 并用无水乙醇检测水解完全后冷却， 调节pH 值至7。 用蒸馏水将水解液定容至250 mL， 用葡萄糖测定试剂盒测定水解液中葡萄糖含量， 并计算总淀粉含量（ 总淀粉含量= 葡萄糖含量×0.9）。

1.2.8 体外模拟淀粉消化

以1∶10 的比例用蒸馏水将面包研磨成匀浆。取2 mL 匀浆液， 加入HCl-Gly 缓冲液2 mL（pH 值1.5， 50 mmol/L） 和胃蛋白酶液（250 U） 0.5 mL， 于37 ℃下振荡1 h 后， 用HAc-NaAc 缓冲液（0.5 mol/L）补足体积至24 mL， 再加入α- 淀粉酶（1 200 U） 1 mL并于37 ℃下振荡。 在不同时间点（ 0， 30， 60，90， 120， 180 min） 取样1 mL， 100 ℃沸水浴5 min使酶失活后， 测定淀粉的水解程度[11]。

1.2.9 感官评价

荞麦面包的感官评分标准见表2。

表2 荞麦面包的感官评分标准

选5 名有经验且经过培训的评价员组成评鉴小组， 对面包进行感官综合评价。 评分标准及评分细则参照GB/T 20981—2007 制定（ 见表2） ， 满 分为100 分， 取其平均值为最终结果。

2 结果与分析

2.1 面包中总酚含量

面包中总酚含量见图1。

图1 面包中总酚含量

由图1 可知， 在全麦面包和苦荞粉面包中均检测到酚类物质的存在， 3 组苦荞面包总酚含量均高于全麦面包， 而且随着苦荞粉添加量增大， 总酚含量呈现递增趋势。 当苦荞粉添加量达到30%时， 总酚含量最高（477.29 mg GAE/100 g） ， 是全麦面包总酚含量（90.16 mg GAE/100 g） 的5.29 倍。 目前， 普遍认为氧化损伤是导致许多慢性疾病， 如心血管病、癌症和衰老的重要原因， 而多酚类物质具有很好的抗氧化性。 因此， 食用苦荞面包有助于补充多酚类物质， 对氧化损伤引起的慢性疾病可能会起到一定预防作用。

2.2 面包中芦丁含量

面包中芦丁含量见图2。

图2 面包中芦丁含量

在全麦面包中未检测到芦丁， 在3 组苦荞面包中均含有芦丁， 且随着苦荞粉添加量的增加， 芦丁含量呈增高趋势。 30%苦荞添加组面包芦丁含量最高， 达到5 816.11 μg/g。 芦丁具有抗炎作用， 可保护血管， 用于防治脑溢血、 高血压、 紫癜等疾病。 荞麦是目前检测到的唯一一种含有芦丁的粮食作物， 而且苦荞中芦丁含量高于甜荞。 长期食用苦荞类食品对预防心脑血管等疾病具有重要作用。

2.3 面包的抗氧化能力

面包的β - 胡萝卜素抗氧化能力见图3。

图3 面包的β - 胡萝卜素抗氧化能力

由图3 可知， 苦荞面包提取液的抗氧化能力高于全麦面包， 随着苦荞添加量增加， 抗氧化能力增强。当苦荞添加量为30%时， 其抗氧化系数1 338.49， 为全麦面包（ 抗氧化系数185.84） 的7.20 倍。 这一结果与不同面包总酚含量的测定结果一致， 苦荞面包总酚含量高于全麦面包。 酚类物质有很好的抗氧化性。 因此， 富含酚类物质的荞麦面包比全麦面包有更强的抗氧化性。

2.4 面包中胰酶抑制活性

面包中胰酶抑制活性见图4。

图4 面包中胰酶抑制活性

与豆类相似， 荞麦中也有胰蛋白酶抑制剂， 但小麦则不存在。 在荞麦面包中检测到了抑制活性物质， 而在全麦面包中未检出该抑制剂。 由图4 可知，随着苦荞粉添加量增大， 胰蛋白酶抑制活性增大。经过高温焙烤后， 仍能检测到抑制活性， 表明该抑制剂具有很好的热稳定性。 传统营养理论认为蛋白酶抑制剂是抗营养因子， 然而越来越多的报道表明蛋白酶抑制剂是膳食中重要的有益活性成分。

2.5 体外淀粉模拟消化

面包总淀粉水解率见图5。

图5 面包总淀粉水解率

淀粉的体外消化速率可以在一定程度上反映其在人体内被消化吸收的情况。 由图5 可知， 在前30 min 淀粉水解速率增长较快， 之后其速率增长较平缓。 整个过程， 添加了苦荞粉的面包水解率较全小麦面包低， 且随着苦荞粉比例的增加， 其淀粉水解率降低。 3 种苦荞面包在180 min 时淀粉水解率均不到50%， 其较低的水解率可以缓解血糖反应， 可用于特殊人群如糖尿病患者的食品开发。

2.6 面包的感官评价

苦荞面包和小麦面包的感官评定结果见表2。

表2 苦荞面包和小麦面包的感官评定结果/分

由表2 可知， 苦荞面包较全麦面包感官评定总分下降， 且总分随着苦荞添加量增加而降低。 苦荞粉与小麦粉在蛋白、 总酚、 黄酮等方面含量不同，使得各组面包在质构、 风味、 口感等方面表现不同。除了表面色泽及气味2 项指标的得分少于10%苦荞面包外， 小麦面包的各项得分均高于苦荞面包。 在烘烤时， 苦荞中的酚类及黄酮物质发生化学反应，可能对面包表面色泽生成产生一定有益影响。 苦荞粉添加量为10%时， 其综合评分高于添加量为20%和30%的苦荞面包， 更易被人们接受。

3 结论

不同添加量苦荞面包的多酚含量、 芦丁含量均高于全麦面包， 苦荞面包的抗氧化性强于全麦面包。随着苦荞添加量增加， 面包中活性物质胰蛋白酶抑制剂含量增加， 淀粉体外消化速率降低。 苦荞面包中淀粉较低的体外消化率可能与苦荞粉中的单宁物质或淀粉酶抑制剂有关。 30%苦荞添加量面包体积缩小严重、 表皮粗糙不平滑、 包心色泽灰黄、 苦味较重， 但苦荞粉添加量为10%时， 面包的感官评价得分较高， 且具有苦荞的香味， 口感较好， 是最佳添加量。 综合考虑食品的功能特性、 消化特性和感官评价3 个方面的特点， 确定了苦荞粉添加量为10%时， 其生物活性物质含量较高， 抗氧化性较强， 同时口感适中， 易于消费者接受。 试验确定了在制作苦荞面包时苦荞的最佳添加量， 为新型苦荞食品的开发提供了一定理论基础。