富铬发芽糙米饼干的研制

富铬发芽糙米饼干的研制
高红梅; 于素凤; 李雪; 王俊颖; 丁志刚; 杨洁芳
【期刊名称】《《食品研究与开发》》
【年(卷),期】2019(040)022
【总页数】5页(P97-101)
【关键词】饼干; 富铬发芽糙米; 工艺参数; 正交试验; 感官评分
【作者】高红梅; 于素凤; 李雪; 王俊颖; 丁志刚; 杨洁芳
【作者单位】安徽科技学院安徽凤阳233100
【正文语种】中文
糖尿病是一种严重影响人类健康的内分泌代谢性疾病，努力探索并积极寻找治疗和控制糖尿病的理想方法，已成为亟待解决的重要课题，特别是糖尿病病人专用食品的研发备受人们关注[1]。

铬作为葡萄糖耐量因子（glucose tolerance factor，GTF）的活性成分，在人体
内发挥重要的生理功能，是三大营养物质糖、蛋白质和脂肪合成，吸收和利用不可缺少的高效促进剂。

目前认为铬可增加胰岛素与受体的结合力、增加胰岛素受体数量、增加胰岛素受体的磷酸化等。

在机体的葡萄糖摄入、葡萄糖氧化成和葡萄糖转换为脂肪等方面，以及在依赖胰岛素的糖、蛋白质和脂肪代谢中，铬主要是协助胰岛素发挥作用[2]。

利用糙米发芽过程中的各类生化代谢，将无机铬转化为有机铬，不但可以提高产品的安全性，同时能够使铬的利用率有较大的提高。

糙米中还含有
多种矿物元素及维生素，其发芽过程中生成的γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）对高血压及糖尿病等疾病具有预防作用。

前期研究表明富铬发芽糙米对小鼠糖类代谢[3]及大鼠脂类代谢[4]均具有有益的作用，因此以富铬发芽糙米粉为功能性成分，研制适宜糖尿病人群食用的方便食品具有积极的意义与广阔的市场前景。

本试验针对糖尿病人群的膳食原则特点，研制一种既方便食用又符合糖尿病人健康理念的营养食品-富铬发芽糙米饼干，即利用发芽糙米中的GABA增强了铬对血糖的调节作用，又将无机铬转化为有机铬，提高了产品的安全性与功效性。

1 材料与方法
1.1 材料与仪器
面粉（湿面筋含量25%）、鸡蛋、植物油、食盐、碳酸氢铵、小苏打、酵母、蛋白糖、香精：市售；木糖醇：山东龙力生物科技股份有限公司；脱脂奶粉：黑龙江省完达山乳业股份有限公司。

KWS1015J-F8（XP）电烤箱：格兰仕生活电器制造有限公司；FA2104N 电子天平：上海精密科学仪器有限公司；H-6 电热恒温隔水式培养箱：黄石市恒丰医疗器械有限公司；JLMJ 砻米机：上海市嘉定粮油检测仪器厂；F80 型高速粉碎机：金坛市金城国胜实验仪器厂。

1.2 试验方法
1.2.1 富铬发芽糙米的制备
粳米稻谷→砻谷→0.5%次氯酸钠消毒30 min→90 mg/kg 三氯化铬溶液浸泡12 h→40 ℃恒温培养12 h→45 ℃恒温干燥12 h→高速粉碎机粉碎→过筛备用[3] 1.2.2 糙米饼干基础配方
面粉、米粉100 g，植物油8 g，木糖醇6 g，鸡蛋4 g、脱脂奶粉4 g、食盐0.8 g、碳酸氢铵1.2 g、小苏打0.7 g、酵母0.04 g、蛋白糖0.12 g、香精适量。

1.2.3 饼干制作流程
第一次调制：占总面粉量1/2 的面粉+适量水调制数分钟→加入米粉、30%食盐、酵母调成面团→31 ℃恒温培养箱发酵6 h～10 h。

第二次调制：种子面团+剩余的面粉、食盐，木糖醇，脱脂奶粉，鸡蛋，植物油，蛋白糖，溶解的小苏打、碳酸氢铵、香精，揉至面团柔软（10 min～20 min），面温35 ℃左右。

静置 15min～20min→压延 10 次～15 次，厚度 1 mm～2 mm→印花，针刺
→200 ℃～220 ℃烘烤 5 min～9 min→冷却→包装。

1.2.4 饼干配方的研究
饼干的类型很多，在韧性饼干，酥性饼干，发酵型饼干中，只有发酵型饼干用油、糖量较少，同时具有较好的酥松性和层次感[5]，符合糖尿病人的饮食特点及营养需要，所以选择发酵型作为富铬发芽糙米饼干的研制类型。

由于糖尿病人群自身代谢特点，要求其膳食中植物油添加量不能过大[6]，故在试验中控制植物油添加量设置为4%～12%。

有研究[7]认为木糖醇每人每天的摄入时不应超过40 g，摄入过多可能会带来负面效应，故在试验中木糖醇的添加量控制在2%～10%。

考虑到产品中功效成分的含量不宜过少，米粉的添加量设为10%～50%，米粉的粒度为40 目～120 目进行单因素分析。

在单因素试验的基础上，采用L（934）正交试验对产品配方进行优化，确定最佳配比关系。

1.2.5 焙烤工艺的研究
焙烤工艺对产品的感官评价起到至关重要的作用，影响饼干的感官评分的焙烤工艺因素主要有压延次数、面片厚度、焙烤温度、焙烤时间。

通过资料[8]及前期预试验，确定压延次数为6 次～14 次、面片厚度为1 mm～3 mm、焙烤温度
200 ℃～220 ℃、焙烤时间为 5 min～9 min。

在单因素试验的基础上，采取L （934）正交试验进行产品焙烤条件筛选，选择最佳方案。

1.2.6 饼干的感官评分标准
饼干的感官评价指标[9]：色泽10%（均匀性，颜色深浅），形状10%（摊散程度，完整性），风味40%（甜度，油腻性，香气），口感30%（凝结性，咀嚼性，适口性），组织结构10%（断面层次，孔隙均匀性）。

感官评价标准如表1 所示。

表1 感官评价评分表Table 1 Sensory evaluation grade table?
1.2.7 数据处理使用Microsoft Excel 2003 对数据进行统计分析。

2 结果与分析
2.1 饼干配方试验
2.1.1 米粉添加量对饼干口感的影响
以基础配方为基础，改变米粉添加量，其余条件不变。

米粉添加量（总质量百分数）分别为10%、20%、30%、40%、50%做单因素试验。

按照焙烤工艺[6]推荐值进行焙烤试验，所得产品感官评价结果如图1 所示。

图1 米粉添加量对饼干评分的影响Fig.1 The sensory influence of the addition of brown rice powder to biscuit
从图1 可以看出米粉添加量少时，所形成面片质量好，但缺少米香，同时功效成
分也较少，随着米粉添加量的增加，产品评分增加；当添加量达30%时，所得产
品整体评价最高；当米粉添加量增加到50%时，所形成产品质量严重变差，这主
要与米粉中蛋白含量较少，难以形成较好的面筋网络结构有关。

所以将米粉的最佳添加量定为30 %作为下组单因素试验的固定值。

2.1.2 米粉粒度对饼干口感的影响
在基础配方的基础上，米粉添加量为30%时，只改变米粉粒度，其余不变。

米粉
粒度分别为40、60、80、100、120 目做单因素试验。

所得产品感官评分结果如图2 所示。

图2 米粉粒度对饼干评分的影响Fig.2 The sensory influence of the bean size
of brown rice to biscuit
从图2 中可以看出米粉粒度低时，所得产品易碎，口感粗糙，随着米粉粒度的增加，产品质量得以改善。

当米粉粒度达到120 目时，所得产品不松脆且有粘牙感，同时在此粒度条件下，糙米中的膳食纤维及B 族维生素有非常大的损失，故在后
期正交优化试验中，选取米粉粒度范围60、80 目和100 目，将米粉粒度定为
100 目作为下组单因素试验的固定值。

2.1.3 木糖醇添加量对饼干口感的影响
除前两个单因素试验确定的最佳值，其它条件按基础配方中的量添加。

木糖醇的添加量依次为2%、4%、6%、8%、10%做单因素试验，产品感官评价结果如图3
所示。

图3 木糖醇添加量对饼干评分的影响Fig.3 The sensory influence of the addition of xylitol to biscuit
由图3 可知，木糖醇添加量在4%～6%时，所得产品的甜度适宜、米香较为纯正，同时考虑木糖醇摄入过多可能对人体带来的负面作用，故在优化试验中选取此添加量范围为试验研究范围。

根据产品评分，将木糖醇添加量为4%作为下组单因素试验的最佳值。

木糖醇添加量为4%时虽感观评分最高，但糖味相对较淡，故在后续的正交试验中将木糖醇的添加定为3 %、5%、7%。

2.1.4 植物油的添加量对饼干口感的影响
除前述单因素试验确定的最佳值，其它条件按基础配方。

分别加入4%、6%、8%、10%、12%的植物油做单因素试验。

所得产品感官评价评价结果如图4所示。

图4 植物油添加量对饼干评分的影响Fig.4 The sensory influence of the addition of oil to biscuit
由图4 可看出，植物油用量过少时，所得产品干、硬，产品评分较低；当用油达
到10%以上时，由于油脂加入过多而使产品过于油腻。

综合考虑糖尿病人的饮食
特点，将植物油的添加量定为6%、8%、10%作为正交试验的参考值进行试验。

2.1.5 饼干配方正交试验设计结果及其验证
前述单因素试验已确定了米粉添加量、米粉粒度、木糖醇添加量、植物油添加量的适宜水平，在此基础上，进行L9（34）正交试验。

正交试验因素水平如表2所示，正交试验结果如表3 所示。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal test?
表3 正交试验结果Table 3 The results of orthogonal test?
根据表3 中R 值可得出，配方中影响产品品质评分的因素主次顺序为：A＞C＞D
＞B，即粒度的影响最大，其次是木糖醇添加量，植物油添加量，米粉添加量。

由数据分析可得A3B2C2D2 为最佳配方。

但因正交表中未出现此组合，故进行验证试验。

经验证A3B2C1D3 组合产品评分为87.2，A3B2C2D2 组合产品评分为88.4，得出A3B2C2D2 组合使饼干具有最佳的风味，色泽，口感，外观，综合感官评分。

可确定米粉粒度为100 目、米粉添加量为30 %、木糖醇添加量为5 %、植物油添加量为8%为最佳配方条件。

2.2 焙烤工艺试验
因焙烤工艺主要对产品的感官指标影响较大，而对铬的含量影响不大，因此依据前期研究，确定面饼压延次数、面片厚度、焙烤温度、焙烤时间各因素的水平，设计四因素三水平正交表，对焙烤条件进行优化。

因素水平分布表如表4 所示，正交
试验结果如表5 所示。

表4 正交试验因素水平表Table 4 Factors and levels of orthogonal test?
表5 正交试验结果Table 5 The results of orthogonal test?
根据表5 中极差R 值可得，焙烤工艺影响产品品质评分的因素排列顺序为：G＞F ＞E＞H，即焙烤温度影响最大，其次是饼干厚度，再次是压延次数，最后是焙烤
时间。

焙烤工艺的理想组合是E3F2G1H3。

即压延14次，面片厚度2 mm，焙烤
温度200 ℃，焙烤时间9 min。

此焙烤工艺条件下的饼干具有良好的风味、色泽、口感、外观、组织状态。

2.3 富铬发芽糙米饼干成分分析
依据功能性寡肽饼干的研究[10]的工艺条件生产普通饼干。

对富铬发芽糙米饼干与普通饼干中常规成分按国标法进行测定，有机铬按文献[3]方法进行测定，结果如
表6 所示。

表6 成分对照表Table 6 Ingredients comparison table?
由表6 结果可看出糙米饼干脂肪含量明显低于对照饼干，有机铬含量丰富，达到230 μg/kg，考虑到饼干类产品，人体一天食用最大量一般不会超过150 g，故通过此饼干一天摄入的铬最大量为34.5 μg。

而依据2013 年中国营养学会发布的中国居民膳食营养素参考摄入量中铬的适宜摄入量为30 μg/d，可耐受最高摄入量
为500 μg/d。

故食用该产品可能较好地满足人体对铬的需要，同时安全性高。

2.4 富铬发芽糙米饼干的优越性
糙米具有小麦和普通大米所不具有的营养价值，糙米中的蛋白质、糖类、脂肪含量与白米差异不大，而维生素B1、维生素B2、维生素E、维生素C、维生素D，钙、铁、磷及纤维素皆高于白米，经发芽处理后的糙米，组织软化，同时其内部发生了一系列生理生化变化，产生多种具有促进人体健康和防治疾病作用的成分。

发芽糙米所含GABA 对高血压及糖尿病等生活习惯病具有预防效果，而铬作为葡萄糖耐
量因子的活性成分，在人体内发挥重要的生理功能，协同胰岛素参与糖、脂类、蛋白质和核酸的代谢，人体缺乏时会导致一系列代谢障碍。

因此，通过糙米发芽，利用其自身的生物转化能力将无机铬转化为有机铬生产富铬发芽糙米，这种发芽糙米将更加适合高血糖人群食用。

以富铬发芽糙米为原料制作焙烤食品，不仅具有丰富的营养价值，还具有一定的保健功能，而且方便食用。

3 结论
配方决定了饼干独特而良好的风味，选择和添加量至关重要，通过单因素试验及正交试验得到米粉粒度100 目，米粉添加量为30%，木糖醇添加量为5%，植物油添加量8%为最佳配方。

按照此配方生产出来的饼干甜度适中，松脆可口，色泽金黄，米香纯正，无油腻感，不粘牙。

焙烤工艺的选择决定着产品感官质量的好坏，直接影响消费者对产品的直观感觉。

优化后的富铬发芽糙米饼干最优工艺参数为：压延14 次，面片厚度2 mm，焙烤温度200 ℃，焙烤时间9 min。

按此工艺条件生产的饼干具有口感松脆，色泽金黄或略显棕黄，层次分明，孔隙均匀的特点。

参考文献：
【相关文献】
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