適合糖尿病患者食用的高粱山藥饅頭研發(fā)

徐雪娣，關(guān)倩倩，李 寧，杜方嶺，張華文，徐志祥，徐同成

(1.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品研究所/山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濟(jì)南 250100；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；3.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100；4.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所，山東 濟(jì)南 250100；5.揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225127)

糖尿病(Diabetes mellitus，DM)是以胰島素分泌缺陷或其生物作用受損而引發(fā)的高血糖為特征的代謝性疾病。目前尚無根治糖尿病的方法，但通過多種治療手段可以控制好糖尿病，其中，飲食是糖尿病治療的基礎(chǔ)，部分輕型糖尿病患者用飲食治療就可控制病情。

高粱營養(yǎng)豐富，含有人體所需的多種營養(yǎng)成分，其中最主要的營養(yǎng)成分是碳水化合物。與大米、小麥、玉米等谷物相比，高粱中抗性淀粉含量高?？剐缘矸蹖儆诘蜔崾称?，是糖尿病患者和肥胖患者理想的食品[1-2]。但是高粱表皮中含有單寧抗?fàn)I養(yǎng)因子，會降低高粱的營養(yǎng)價(jià)值及高粱產(chǎn)品的口感，限制了高粱在食品加工方面的應(yīng)用[3-5]。雖然已有人曾研究過高粱饅頭的配方，但由于高粱粉添加量少，無法顯著降低饅頭的血糖生成指數(shù)(GI)，并不適合糖尿病人食用[6-7]。使用脫皮高粱磨粉和小麥粉為原料制成的饅頭，在外觀和口感上更加接近于普通饅頭，其GI值也明顯低于普通饅頭，更加適合糖尿病人食用。

山藥作為藥食同源食物，山藥中多糖含量約為2.15%～2.92%，研究表明其對糖尿病患者有一定調(diào)節(jié)血糖的功效[8]。張家瑜研究發(fā)現(xiàn)山藥多糖不僅可以保護(hù)和修復(fù)胰島細(xì)胞，同時(shí)還能夠降低血清中的胰高血糖素水平，從而抑制了糖尿病可能的發(fā)病機(jī)制[9]。王淑靜[10]發(fā)現(xiàn)山藥多糖的降血糖活性與山藥多糖的濃度呈正相關(guān)。王淑靜還發(fā)現(xiàn)山藥多糖可以有效地清除氧自由基，能夠延緩糖尿病并發(fā)癥，提高糖尿病患者自身的抗氧化能力。本實(shí)驗(yàn)通過向原有的低GI饅頭配方中加入山藥，研究對低GI饅頭營養(yǎng)特性及感官特性的影響，確定最佳配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

特一粉：德州巨嘴鳥工貿(mào)有限公司；高粱(濟(jì)粱一號)；山藥：山東鄒平細(xì)毛山藥銷售部；谷朊粉：濱州中裕食品有限公司；α-淀粉酶：山東隆科特酶制劑有限公司；羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、黃原膠(食用級)：河南萬順化工有限公司；維生素C：河南百福食品添加劑有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；葡萄糖粉：福州海王福藥制藥有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HZF-ASOO電子天平：福州華志科學(xué)儀器有限公司；多功能拌粉和面機(jī)：深圳市牧人電器五金制品有限公司；發(fā)酵箱：廣州雙俊馬廚具有限公司；蒸鍋：佛山市宇帆貿(mào)易有限公司；DHG-9003BS鼓風(fēng)干燥箱：南京先歐儀器公司；TYT350型脫皮機(jī)：山東曲阜天陽機(jī)械制造公司；高速組織搗碎機(jī)：上海標(biāo)本模型廠制造；軋面機(jī)：山東銀鷹炊事機(jī)械有限公司；面包體積測定儀：杭州大吉光電儀器有限公司；TA-XT2i型物性測試儀：英國Stable Micro Systems公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 高粱粉制備

工藝流程：高粱篩選→潤濕→脫皮→清洗→烘干→磨粉。

工藝要點(diǎn)：篩選時(shí)將高粱中的雜質(zhì)去除；浸潤表皮，目的是將高粱表皮軟化，易于脫下；然后放入脫皮機(jī)內(nèi)脫皮；清洗脫皮高粱粒，烘干、磨粉備用。

1.3.2 山藥漿制備

工藝流程：山藥→洗凈→去皮→切塊→護(hù)色→打漿。

工藝要點(diǎn)：山藥洗凈去皮后，切塊并加入維生素C，加入山藥質(zhì)量10%的水，進(jìn)行打漿。

1.3.3 饅頭制作

工藝流程：稱粉→混勻→和面→一次發(fā)酵→壓面→分割→整形→二次發(fā)酵→蒸制→冷卻。

工藝要點(diǎn)：每組混合粉做2份平行，每份100 g；稱取100 g混合粉置于廚師機(jī)中，加入適量水。慢速攪拌3 min，快速攪拌10 min，至面團(tuán)表面光滑；將面團(tuán)置于醒發(fā)箱(溫度37 ℃±1 ℃，相對濕度80%～90%)中發(fā)酵1 h；取出面團(tuán)于壓片機(jī)上壓片10次趕氣；將面團(tuán)分割成2份，手揉成型；放入醒發(fā)箱中醒發(fā)(溫度37 ℃±1 ℃，相對濕度80%～90%)中發(fā)酵30 min；放入沸騰的蒸鍋上蒸制30 min，關(guān)火2 min后揭開鍋蓋，饅頭蓋上紗布在常溫下冷卻1 h后進(jìn)行相關(guān)品質(zhì)分析。

1.3.4 質(zhì)構(gòu)特性測定

饅頭的質(zhì)構(gòu)特性普遍使用物性測試儀(TPA)進(jìn)行測試。取室溫冷卻1 h的饅頭，切成25 mm厚片，置于柱形探頭正下方的測試臺上進(jìn)行分析，每組樣品重復(fù)3次，取其平均值。

質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)設(shè)定：探頭為P/36R壓盤式探頭；操作模式為壓力測定；探頭高度30 mm；測試壓縮比(壓縮程度)55%；測試前速率2.0 mm/s；測試速率1.0 mm/s；測試后速率1.0 mm/s；感應(yīng)力為Auto-5 g；兩次壓縮時(shí)間間隔5 s[12-13]。

質(zhì)構(gòu)特性測定可以得出硬度(Hardness)、彈性(Springiness)、粘聚性(Cohesive-ness)、膠著度(Ad-hesiveness)、咀嚼度(Chewiness)和回復(fù)性(Resilience)等參數(shù)。硬度和咀嚼度值越大，表示饅頭越硬，口感越差；彈性值越大，表示饅頭口感越好，越有嚼勁；回復(fù)性能很好反映饅頭在貯存過程中孔結(jié)構(gòu)的變化情況，并直觀反映其彈性的變化。

1.3.5 饅頭感官評價(jià)方法[14-15]

饅頭感官評價(jià)按表2評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打分，每個(gè)饅頭樣品去掉最高分與最低分，剩余取平均值作為感官評分結(jié)果。

表1 饅頭感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 血糖生成指數(shù)測定[16]

選擇10名健康學(xué)生作為受試對象，年齡20～26歲，身體質(zhì)量指數(shù)18.5～23.9 kg/m2。均無代謝性疾病，無糖尿病家族史和其他代謝病史。

1.3.6.1 口服葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)

受試對象禁食10 h后空腹測定血糖值，選用純葡萄糖粉(每人50 g)作為參照物，溶于200 mL溫水后5 min內(nèi)飲用完成，分別15、30、45、60、90、120 min時(shí)測試血糖值。

1.3.6.2 食物血糖耐受實(shí)驗(yàn)

葡萄糖耐量合格者參加食物血糖耐受實(shí)驗(yàn)。受試者測定完空腹血糖值后，食用以50 g干粉為原料制成的饅頭，5 min內(nèi)食用完并分別在進(jìn)食后15、30、45、60、90、120 min時(shí)測試血糖值。

1.3.6.3 GI值計(jì)算

以時(shí)間為橫坐標(biāo)，各時(shí)間點(diǎn)的血糖值為縱坐標(biāo)，制作血糖應(yīng)答曲線。計(jì)算血糖應(yīng)答曲線下升高的面積(AUG)，再計(jì)算食物GI值。

GI=食物餐后2 h血糖應(yīng)答曲線下面積

1.3.7 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

考察山藥泥添加量(以干物質(zhì)計(jì))分別為4%、6%、8%、10%、12%，維生素C的添加量分別為60、80、100、120、140 mg/kg和水分添加量分別為30%、32%、34%、36%、38%的單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，選定山藥、維生素C和水分添加量3個(gè)因素做正交實(shí)驗(yàn)，確定山藥的最佳添加量，進(jìn)一步改進(jìn)低GI饅頭的配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 低GI饅頭中山藥添加量確定

不同山藥添加量對低GI饅頭的感官得分、比容和硬度影響的柱形圖如圖1所示。由圖1可知，隨著山藥添加量的增加，饅頭感官得分呈先增大后減小的趨勢，在山藥添加量為8%時(shí)達(dá)到最大值，從圖2中可以看出，饅頭比容隨著山藥添加比例的增大，呈現(xiàn)出下降的趨勢，與之相對應(yīng)的是低GI饅頭應(yīng)符合咀嚼度隨之增大。因此，根據(jù)感官得分可以確定山藥添加量為8%時(shí)為最佳添加量，根據(jù)山藥含水量的測定結(jié)果為71.46%，則添加鮮山藥漿含量為28.03%。

圖1 山藥添加量對低GI饅頭品質(zhì)的影響

圖2 山藥添加量對低GI饅頭比容的影響

2.1.2 低GI饅頭中維生素C添加量確定

山藥打成漿后很容易發(fā)生褐變，在一定程度上會影響?zhàn)z頭的感官品質(zhì)，因此添加一定量維生素C進(jìn)一步改善饅頭品質(zhì)。圖3是不同維生素C添加量低GI饅頭品質(zhì)的柱形圖。由圖3可以看出，隨著維生素C添加量的增加，低GI饅頭的感官得分呈先增加后降低趨勢，與圖21中低GI饅頭的比容的趨勢相近；隨著維生素C添加量的增加，低GI饅頭的硬度而呈現(xiàn)減小的趨勢。作為小麥粉改良劑，維生素C的添加可以增加低GI饅頭的體積和面團(tuán)的彈性，隨著低GI饅頭體積的增大，饅頭內(nèi)部的孔隙增大，硬度和咀嚼度隨之降低，與萇艷花等人的研究結(jié)果一致[16]。

圖3 維生素C添加量對低GI饅頭品質(zhì)的影響

圖4 維生素C添加量對低GI饅頭比容的影響

2.1.3 低GI饅頭中水分添加量確定

圖5分別為不同水分添加量對低GI饅頭品質(zhì)影響的柱形圖。由圖5可知，隨著水分添加量的增加，低GI饅頭的硬度值逐漸減小，咀嚼度也呈現(xiàn)下降的趨勢。根據(jù)圖6所示，低GI饅頭的比容在水分添加量在34%～38%范圍較穩(wěn)定，變化不大。隨著水分添加量的增加，饅頭的感官得分呈先增大后減小趨勢，在水分添加量為34%時(shí)感官評價(jià)為最佳。綜合考慮，在水分添加量為34%時(shí)為最佳。

圖5 水分添加量對低GI饅頭品質(zhì)的影響

圖6 水分添加量對低GI饅頭比容的影響

2.2 低GI饅頭3因素正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選定山藥添加量、維生素C添加量和水分添加量3個(gè)因素做正交實(shí)驗(yàn)，確定山藥的最佳添加量，進(jìn)一步改進(jìn)低GI饅頭的配方。正交實(shí)驗(yàn)因素水平表如表2所示。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平

低GI饅頭正交結(jié)果如表3所示。由表3可知，影響?zhàn)z頭感觀評分的因素主次順序是A>C>B，即山藥添加量>水分添加量>維生素C。各因素的最佳組合是A2B2C3，即山藥添加量28.03%、水分添加量36%、維生素C 100 mg/kg。按照此組合進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到饅頭感官評分為83.67分。

表3 饅頭配方正交實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

表4 饅頭配方驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案及結(jié)果

2.3 高粱山藥饅頭GI值測定

葡萄糖在進(jìn)食15～30 min內(nèi)達(dá)到峰值，此時(shí)血糖濃度約為9.20 mmol/L，低GI饅頭在30～50 min左右達(dá)到峰值，此時(shí)血糖濃度約為7.40 mmol/L，由此可見，當(dāng)食用低GI饅頭時(shí)血液中血糖濃度達(dá)到峰值的時(shí)間與食用純葡萄糖相比明顯推后，且峰值顯著低于葡萄糖的峰值。通過計(jì)算得出，低GI饅頭的GI值為54.98。在GI>75的食物為高GI食物，GI≤55的食物為低GI食物[18]。由此可見，低GI饅頭屬于低GI值水平，適合糖尿病患者食用。

圖7 受試食物餐后2 h血糖應(yīng)答曲線

3 結(jié)論

山藥中富含山藥多糖，對糖尿病患者有一定的調(diào)節(jié)血糖的功效。研究了不同的山藥添加量、維生素C添加量和加水量對高粱山藥饅頭的影響，通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)確定了低GI高粱饅頭的最佳配方為：高粱粉35.15%、小麥粉35.15%、谷朊粉5.95%、山藥泥23.75%、抗氧化劑(維生素C)100 mg/kg、α-淀粉酶30 mg/kg、CMC-Na 0.08%、黃原膠0.3%和酵母0.6%。經(jīng)測定，高粱饅頭的血糖生成指數(shù)為54.98，屬低GI值水平，適合糖尿病患者日常食用。

[1]張若辰.高粱中抗性淀粉的研究[D].齊魯工業(yè)大學(xué),2014.

[2]寇興凱,徐同成,宗愛珍,等.高粱的營養(yǎng)價(jià)值以及應(yīng)用現(xiàn)狀[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,21:271-273.

[3]于子君,紀(jì)淑娟.抗性淀粉的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備,2010(5):14-17.

[4]寇興凱,徐同成,宗愛珍,等.高粱營養(yǎng)及其制品研究進(jìn)展[J].糧食與飼料工業(yè),2015(12):45-48.

[5]Kamal M A,王鳳,賈春利,等.高粱-小麥粉復(fù)合面包面團(tuán)發(fā)酵流變學(xué)與烘焙特性(英文)[J].食品與機(jī)械,2013,29(1):1-8.

[6]石曉,浮吟梅.高粱饅頭工藝與品質(zhì)研究[J].糧食與食品工業(yè),2006(4):13-16-24.

[7]王巖.玉米高粱饅頭的研制[J].糧食與飼料工業(yè),2008(11):18-19.

[8]凌關(guān)庭.保健食品原料手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:97-98.

[9]張家瑜.2型糖尿病藥食同源營養(yǎng)干預(yù)研究[D].北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,2016.

[10]王淑靜.山藥多糖對2型糖尿病患者降糖脂作用的實(shí)驗(yàn)研究[J].山東工業(yè)技術(shù),2016,24:236-237.

[11]汪磊,李飛,朱波,等.莜麥饅頭配方研究[J].中國糧油學(xué)報(bào),2013(1):27-30.

[12]孫彩玲,田紀(jì)春,張永祥.TPA質(zhì)構(gòu)分析模式在食品研究中的應(yīng)用[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù),2007(2):1-4.

[13]魏躍勝,李茂順,易中新.質(zhì)構(gòu)剖面分析與感官評定的相關(guān)性分析[J].食品研究與開發(fā),2016,24:34-37.

[14]馬永強(qiáng),韓春然,劉靜波.食品感官檢驗(yàn)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2014:101-103

[15]劉娟,郝丹丹,安陽,等.不同配方米飯血糖生成指數(shù)和血糖負(fù)荷的測評[J].臨床醫(yī)藥實(shí)踐,2015(6):403-406.

[16]楊其林,陳海峰,羅曉影,等.維生素C對面團(tuán)特性影響研究[J].糧食與油脂,2007(12):24-26.

[17]萇艷花,劉長虹,黃松偉,張新奎.維生素C對饅頭品質(zhì)影響的研究[J].糧食科技與經(jīng)濟(jì),2010(6):43-44.

[18]衣杰榮,姚惠源.低血糖指數(shù)食品的研究進(jìn)展[J].糧食與飼料工業(yè),2001,13(4):41-43.●