植物基板栗布丁储藏期间消化特性和品质变化

黄双霞，涂 园，陈玲，李晓玺*

（1.华南理工大学食品科学与工程学院，广东 广州 510640；2.广东省天然产物绿色加工与产品安全重点实验室，广东 广州 510640；3.淀粉与植物蛋白深加工教育部工程研究中心，广东 广州 510640）

随着国民对膳食平衡需求的增加，以植物性食物为主的膳食结构越来越受到重视。布丁因其细腻嫩滑的口感深受消费者青睐，传统布丁产品如牛奶布丁、巧克力布丁、鸡蛋布丁等，具有高糖量、高热量、高脂等缺点，不适合糖尿病、肥胖患者及体重管理者等特殊人群食用，且营养价值较低。为了满足人们对布丁产品营养和健康的消费需求以及丰富布丁产品的多样性，近年来大米布丁、魔芋布丁、葛粉布丁等受到人们关注[1-3]，研究人员将具有调节肠道菌群、降血糖等功效的膳食纤维、抗消化淀粉、菊粉、绿豆杂粮等添加到布丁产品中来提高其功能特性[4-6]。但含淀粉的布丁产品在储藏期间会因淀粉凝沉回生导致品质下降，继而影响布丁消化特性与感官品质[7]。食品结构变化和淀粉回生特性的变化会引起食品质构的改变[8]，如经酶解耦合湿热处理后可获得富含抗消化和慢消化的淀粉[9-11]。此外，基于淀粉与其他食品组分（如蛋白质、亲水胶体及多酚等）的相互作用及不同食品加工过程条件，可形成特定的多尺度结构，改善淀粉制品的消化性能和品质[12-15]。

板栗富含淀粉、蛋白质、脂肪、维生素、无机盐、不饱和脂肪酸和黄酮等，营养价值丰富，甘甜芳香，具有潜在的健康益处[16]，开发板栗布丁产品可促进其资源综合利用。豌豆蛋白具有较高的营养价值，其氨基酸比例较为均衡，是一种良好的蛋白质来源[17]。作者利用植物基板栗布丁中的淀粉、蛋白质、亲水胶体等分子间的相互作用，达到延缓淀粉回生、调控消化等目的。作者以酶解耦合湿热处理的板栗粉和豌豆蛋白作为主要原料制备富含植物基蛋白的板栗布丁，研究在储藏期间板栗布丁的消化特性及回生特性，探究其质构品质和感官品质的变化规律，为开发营养健康且质构良好的板栗布丁深加工产品提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

板栗：购于东源县船塘镇鲜绿态农场；普鲁兰酶：购于Aladdin 公司；豌豆蛋白：购于陕西宝禾生物科技有限公司；卡拉胶、魔芋胶及酸水解玉米淀粉：购于佛山高峰淀粉科技有限公司；D-山梨醇和天然香精：购于明富（上海）科技有限公司；总淀粉试剂盒：购于Megazeme 公司。

1.2 仪器与设备

高速剪切均质机：上海昂尼仪器仪表有限公司；紫外可见分光光度计：上海第三分析仪器厂；质构仪：英国Stable Micro Systems 公司；差示扫描量热仪：美国PerkinElmer 公司。

1.3 实验方法

1.3.1 板栗布丁的制备板栗布丁配方：板栗粉质量分数12.15%，豌豆蛋白质量分数3.85%，单硬脂酸甘油酯和稳定剂（卡拉胶、魔芋胶及酸水解玉米淀粉）质量分数2%，D-山梨醇质量分数5%，氯化钠质量分数0.1%，香精质量分数0.01%，无菌水质量分数75%。

板栗粉前处理（酶解耦合湿热处理）→调浆（加入豌豆蛋白）→混浆水合（25 ℃、1 h）→热剪切处理（93 ℃、25 min、6 000 r/min）→配料（加入预先配好的25%辅料浆液，剪切93 ℃、6 000 r/min，5 min）→罐装→热力杀菌（85 ℃、30 min）→储藏（常温25 ℃）。记为CSPP，根据不同的储藏天数记为CSPP-Xd。

对照布丁：未经酶解耦合湿热预处理且未与豌豆蛋白或其他辅料复合，根据不同的储藏天数记为CSP-Xd；市售布丁粉：按布丁粉-糖-热水质量比为1∶1∶10 倒入模具待凉，冷藏凝固，根据不同的储藏天数记为CAP-Xd。

1.3.2 储藏期间板栗布丁的消化性能和血糖生成指数的测定消化性能根据Englyst 方法测定[18]，考察不同储藏时间（0～21 d）RDS、SDS 和RS 的质量分数。利用Megazyme 总淀粉检测试剂盒对布丁样品中的总淀粉质量分数进行测定。根据的GOÑI 等[19]方法计算布丁的预测血糖生成指数（predicted glycemic index，pGI）。

式中：HI 为水解指数，%。

预测血糖负荷（predicted glycemic load，pGL）是指100 g 或1 份食物中实际可利用碳水化合物质量（C，g）与GI 值的乘积除以100[20]：

1.3.3 储藏期间板栗布丁的回生性能测定采用差示扫描量热法测定淀粉的回生性能。称取试样8 mg（淀粉干基），配成水分质量分数70%，密封，放置过夜平衡水分。以10 ℃/min 的升温速率从10 ℃升温至100 ℃。测定不同储藏时间（0～21 d）板栗淀粉的T0（起始温度）、Tp（峰值温度）、TC（终止温度）以及焓值（△H）的变化情况。

根据Baik 等人[21]的方法计算板栗淀粉样品的回生度（RD）。

式中：RD 为板栗淀粉回生样品的回生度；△Ht为回生时间为t的样品的熔融焓，J/g；△H0为没有回生样品的熔融焓，J/g；△Hn为样品原晶体的熔融焓，J/g。

1.3.4 储藏期间布丁的质构测定使用TA-XT Plus 食品质构仪进行TPA 的测定。测定探头：P/6 柱形探头；测定参数：测前速度1.0 mm/s，测试速度1.0 mm/s，起始力0.01 N，测试后速度3.0 mm/s，压缩率为30%。

1.3.5 感官评价根据GB/T 10220-2012[22]中的要求选取10 名具有感官评定经验的专业人员组成感官评定小组，对板栗布丁、对照板栗布丁及市售布丁的各个细分项目（色泽、细腻程度、凝胶状态、风味、可勺性、顺化程度和稳定性）进行评分。根据层次分析法确定各个因素的权重大小，评价标准见表1。

表1 布丁感官评价评分表Table 1 Sensory evaluation of pudding

1.3.6 实验数据处理与统计分析SPSS 软件分析实验数据；采用LSD 法进行显著性分析，P＜0.05 时存在显著性差异；Origin 软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 储藏期间布丁RS、SDS 和RDS 变化

如图1所示，相比于CSP-0d，CSPP-0d 的SDS和RS 质量分数较高，说明酶解耦合湿热处理后可有效降低淀粉消化性能，并且通过淀粉与蛋白质分子间的相互作用，其复合体系可一定程度延缓淀粉酶对淀粉的消化。随着储藏时间的延长，布丁中的板栗淀粉发生回生现象，淀粉分子间重排聚集形成有序的多尺度结构，导致布丁的有序结构增加，RS质量分数增加，RDS 质量分数呈下降趋势。从0～21 d，CSPP 的RDS 质量分数从44.99%降低至38.69%，降低了14.00%；CSP 的RDS 质量分数从78.36%降低至61.03%，降低了22.12%。这说明相比于CSP，基于酶解耦合湿热处理板栗粉-豌豆蛋白复合制备得到的布丁产品CSPP 回生程度较低，这与CSPP 的RDS 降低幅度低于CSP 中的RDS 降低幅度有关。

图1 储藏期间板栗布丁的淀粉消化性能变化Fig.1 Changes of starch digestibility of chestnut pudding during storage

2.2 储藏期间布丁pGI 和pGL 的变化

根据标准WS/T 652-2019 中的分类标准，将食物血糖生成指数（GI）分为：低GI 食物（GI≤55），中GI 食物（55＜GI≤70），高GI 食物（GI＞70）。高GI 食物消化速度快，快速提高血液中的葡萄糖浓度。而中GI 和低GI 食物在胃肠道中停留的时间长，可缓慢释放葡萄糖。表2为板栗布丁中淀粉水解参数，CSP 的动力学常数均大于CSPP，水解率较高，说明CSPP 抗消化性能相对较强，具有更多的抗消化和慢消化组分。图2为不同储藏时间下板栗布丁的pGI 值变化。随着储藏时间的延长，CSPP 和CSP 的pGI 值有所降低，可能是在储藏过程中板栗淀粉分子之间、板栗淀粉分子与豌豆蛋白分子间均会发生相互作用，导致分子重排与聚集，有序程度增加，从而提高了抗酶解性，降低淀粉酶对板栗淀粉的酶解速率，pGI 值下降。

图2 储藏期间不同布丁pGI 的变化Fig.2 Changes in pGI of different puddings during storage

表2 储藏期间板栗布丁拟合常数和水解指数的变化Table 2 Changes in fitting constant and calculated hydrolysis indices of CSPP during storage

此外，CSPP 的pGI 下降程度比CSP 小，说明其内部有序结构的变化程度相对于未处理组较轻，与其在储藏过程中消化性能的变化趋势一致。CSA 市售布丁为非淀粉类布丁食品，pGI 无明显变化。

血糖负荷指数（GL）是在血糖生成指数（GI）的基础上结合食物实际摄入量综合评价食物消化性能的指标，可真实反映食物在人体摄入过程中的血糖应答效应。根据WS/T 652-2019[20]分类，食物GL值可分为：低GL 食物（GL＜10），中GL 食物（10≤GL≤20）和高GL 食物（GL＞20）。储藏期间CSPP、CSP 和CAP 的pGL 值变化见图3。在储藏期间，CSPP 的pGL 值从6.6 降低至6.1，远低于10，故CSPP 被划分为低GL 食物，适合糖尿病人及体重管理者食用。随着储藏时间的延长，由于淀粉回生引起的有序结构增加，抗消化组分增加，使得21 d 后的pGL 值下降。CSP 的pGL 值在7.43～10.0，属于中血糖负荷指数食物，说明产品配料中的亲水胶体、单硬脂酸甘油酯可以在一定程度上抑制淀粉回生。CAP 中的主要成分为白砂糖，pGL 值为18.2，属于中血糖负荷指数食物。在储藏21 d 后，CSPP 的pGL值降低了13.64%，而CSP 的pGL 值降低了27%，说明对照组的回生老化程度较大。

图3 储藏期间不同布丁pGL 的变化Fig.3 Changes in pGL of different puddings during storage

在储藏期间，淀粉类食品由于回生过程中分子重排形成更多的有序结构，使其消化性能、pGI 和pGL 值降低，会引起质构及感官品质的变化，因此需进一步考察储藏期间板栗布丁的回生、质构及感官品质的变化。

2.3 储藏期间布丁热力学参数和回生度

表3和表4分别为板栗布丁（CSPP）和对照板栗布丁（CSP）在储藏期间的热力学参数和回生度。CSPP 和CSP 的回生焓值和回生度随着储藏时间的延长逐渐增大，说明在储藏过程中，由于板栗淀粉分子发生重排和聚集，形成了新的有序结构。同时，同等储藏时间下CSPP 的回生焓值和回生度均小于CSP，CSPP-21d 的△H为5.99 J/g，CSP-21d 的△H为15.69 J/g，CSPP 和CSP 的回生度分别为32.97%和67.07%，CSPP 的RD 比CSP 降低了50.84%，说明储藏期间CSPP 的回生程度低于CSP，豌豆蛋白可通过与板栗淀粉的分子间氢键等相互作用，在一定程度上降低了淀粉分子之间的重排，进而降低了焓值和回生度，表明了豌豆蛋白的添加可以有效控制板栗布丁在长期回生过程中的回生性能。

表3 储藏期间板栗布丁热力学参数和回生度Table 3 Thermodynamic parameters and retrogradation degree of CSPP during storage

表4 储藏期间对照板栗布丁热力学参数和回生度Table 4 Thermodynamic parameters and retrogradation degree of the control group CSP during storage

2.4 储藏期间板栗布丁质构变化

在25 ℃下对布丁进行储藏，在储藏期间不同布丁的质构特性见表5、表6和表7。由表5可知，新鲜制备的板栗布丁 （CSPP-0d）的硬度为131.91 g，咀嚼性为43.79。由表6可知，新鲜制备的对照板栗布丁 （CSP-0d）的硬度为181.72 g，咀嚼性为60.93；CSPP、CSP 的咀嚼性和回复性略低于CAP，这是因为CAP 的凝胶性质和回复性主要由卡拉胶和黄原胶等胶体决定，而CSP 和CSPP 的凝胶特性和回复性除了胶体的影响外，还与板栗淀粉分子形成的凝胶网络相关；同时板栗淀粉与豌豆蛋白之间形成的复合凝胶网络也影响CSPP 的凝胶性质。板栗淀粉分子之间及其与蛋白质形成的凝胶强度比高浓度的卡拉胶形成的凝胶体系弱，因此由板栗全粉为主要原料制备的布丁的咀嚼性和回复性低于富含亲水胶体的市售布丁。

表5 不同储藏时间内板栗布丁CSPP 质构特性Table 5 Textural properties of CSPP at different storage times

表6 不同储藏时间内对照板栗布丁CSP 质构特性Table 6 Textural properties of the control group CSP at different storage times

表7 不同储藏时间内市售布丁CAP 质构特性Table 7 Textural properties of commercial pudding CAP at different storage times

在储藏期间中，CSPP、CSP 的弹性和回复性均无明显变化，咀嚼性略有增加，CAP 的硬度和咀嚼性变化不大，回复性降低但仍高于CSPP、CSP。CSPP、CSP 和CAP 的硬度随着储藏时间的延长而增加，CSPP-21d 与CSPP-0d 相比其硬度提高了27.07%；CSP-21d 与CSP-0d 相比硬度提高了62.98%。这是由于在储藏过程中板栗淀粉发生回生，形成相对更加有序的结构，进而增加了布丁食品的硬度。CSP 硬度的增加程度明显高于CSPP，反映了CSPP 在储藏过程中的回生程度低于CSP。说明了原料板栗粉经过酶解耦合湿热处理以及与豌豆蛋白复配后，可以获得具有较低消化性能的淀粉类布丁食品；通过添加豌豆蛋白后可与布丁中的亲水胶体协调抑制布丁在储藏过程中的回生性能。CSPP 整体硬度低于CSP，可能是由于豌豆蛋白与板栗淀粉之间形成了半穿或互穿凝胶网络结构，影响了复合体系中板栗淀粉与豌豆蛋白分子链各自及彼此之间的进一步重排聚集，从而降低了板栗淀粉凝胶的硬度。

2.5 储藏期间板栗布丁感官品质评价

采用人工感官评价的方式对储藏期间板栗布丁的品质变化进行评价。不同储藏时间下感官评价的整体评分如图4（a）所示，未储藏的和储藏21 d后的板栗布丁（CSPP）、对照板栗布丁（CSP）和市售布丁（CAP）的各项目评分如图4（b）～4（h）所示。CSPP 整体评分最高，随着储藏时间的延长其整体评分略有下降。这可能是由于板栗布丁中的板栗淀粉在储藏期间因回生导致CSPP 的硬度升高，最终引起其整体评分的变化。布丁食品的稳定性、凝胶特性、可勺性和顺滑程度在储藏期间的变化无显著差异，这与质构测定中弹性和回复性在储藏过程中变化不明显一致。

CSPP 在储藏期间色泽评分优于CSP，从图5也能看出CSPP 在外观上为乳白色，比CSP 更容易被消费者接受。在细腻程度和顺滑程度上CSPP 整体高于CSP，这是由于豌豆蛋白在布丁制备过程中经过热剪切均质处理，形成微型颗粒或与板栗淀粉分子发生复合[23]。由于微粒化蛋白的颗粒小于人体口腔黏膜对其感知程度的阈值，故消费者在食用时能够感知CSPP 具备顺滑的质构[24]。研究人员[25-26]通过向脱脂奶粉或乳清蛋白浓缩物中添加物理改性淀粉来制作酸奶。摩擦学结果表明，淀粉的加入降低了摩擦系数值；感官结果证实，淀粉的加入使得含有脱脂奶粉和乳清蛋白浓缩物样品更柔滑。CSPP和CSP 的可勺性、凝胶状态和产品稳定性均优于CAP，这是由于布丁硬度的增大提高了消费者勺起所需要的力，这与植物布丁的硬度和回复性低于市售布丁的实验结果一致。在布丁储藏期间，CSPP 和CSP 的整体感官评分皆优于CAP，其中CSPP 的总分高于CSP。该结果表明植物基布丁的整体感官可接受程度高于市售和对照布丁。

布丁储藏过程中感官品质的下降是由板栗淀粉分子链的重排、回生、再结晶等形成有序结构所引起的。通过添加豌豆蛋白在布丁制备过程中形成板栗淀粉-豌豆蛋白复合体系，一方面可使得布丁整体质构的均匀和细腻程度有所提高，另一方面还可以通过形成淀粉蛋白复合体抑制淀粉分子在储藏期间的重排和回生，从而延缓板栗布丁的硬度等质构及稳定性劣变。质构结果表明，在储藏期内板栗布丁的质构略有降低，同一储藏时间下的感官评定结果可知，储藏期间板栗布丁质构的变化对其品质的影响整体在消费者可接受范围内。因此，利用酶解耦合湿热处理的板栗全粉和豌豆蛋白作为原料制备的板栗布丁富含蛋白质，具有较低的消化和回生性能以及低血糖负荷指数，同时具有良好的质构特性和感官品质。

3 结 语

以酶解耦合湿热处理后的板栗全粉和豌豆蛋白作为主要原料制备的板栗布丁是富含植物蛋白的低血糖负荷指数食品，具有良好的质构及感官特性。在储藏期间呈现较低的回生特性，其感官品质变化程度远低于天然板栗全粉制备形成的对照板栗布丁，与市售板栗布丁的感官品质相比呈现出良好的感官品质。因此，基于板栗淀粉与豌豆蛋白组分间相互作用，调节并优化相应加工处理条件，可获得富含植物基蛋白质的低血糖负荷生成指数的板栗布丁，同时可有效提升其质构和感官品质。