降血糖代餐餅干的研制

羿月同，張佳星，賈銘杰，王 萍，趙玉紅

東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院 (哈爾濱 150040)

世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)顯示，中國已成為全球糖尿病患者最多的國家，并且有持續(xù)增長的趨勢[1]，長期患糖尿病可引起高血壓、冠心病、高血脂、足病、脂肪肝等多種并發(fā)癥[2]，患者對可用降糖類藥物具有很強的依賴性。張倩等的研究表明，采用代餐飲食主導(dǎo)的管理方式可有效地控制Ⅱ型糖尿病患者血糖，并且可減少用藥量[3]。國內(nèi)外對于具有降血糖功能的原料及其成分研究很多，已證明一些多糖類、黃酮類、多酚類、生物堿類、皂苷類等天然產(chǎn)物均有降血糖功能[4-9]。尹紅力[10]，Bach[11]等對黑木耳多糖及銀耳多糖的研究表明其均具有較好的降血糖功能。國內(nèi)外很多商家已經(jīng)推出許多類型的降血糖保健食品，如利用食用菌發(fā)酵的南瓜粉[12]；以中藥黃芪為原料制作的具有降血糖功能的黃芪酸乳[13]；蜂膠則常開發(fā)為膠囊類產(chǎn)品；還有以桑瓜提取物開發(fā)降糖飲料[14]，利用裙帶菜中的活性成分開發(fā)的一種減肥減血糖保健食品[15]，體現(xiàn)海洋特色。美國、加拿大等國家的輔助降血糖保健食品大多以膠囊、復(fù)合片劑及沖劑顆粒形式為主，功效成分以總皂苷為主，也常使用苦瓜及其提取物、黃芪等原料，這些原料的選擇常與地方作物有關(guān)[16]。以黑木耳多糖及銀耳多糖為主要原料，利用林下資源，開發(fā)便攜、方便食用且具有降血糖功能活性的產(chǎn)品尚未見報道。

本文以黑木耳多糖及銀耳多糖為主要原料，結(jié)合糖尿病人群日常營養(yǎng)需求，以α-淀粉酶抑制率、α-葡萄糖苷酶抑制率為指標(biāo)，研究適合糖尿病人群食用的代餐餅干的適宜配方，為開發(fā)適合高血糖人群食用的新型食品提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

橄欖油、復(fù)合維生素礦物質(zhì)片，市售；大豆分離蛋白、乳清蛋白，河南中泰食化有限公司；黑木耳多糖、銀耳多糖提取物，西安澤邦生物科技有限公司；糊精，東升生物科技有限公司；魔芋粉，湖北強森魔芋科技有限公司；安賽蜜，安徽維多食品配料有限公司；α-葡萄糖苷酶( 70萬U /mL) 、α-淀粉酶(4 000 U/g)、對硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷(生物技術(shù)級)，上海源葉生物科技有限公司；可溶性淀粉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、碳酸鈉、碘、碘化鉀、石油醚、氫氧化鈉、蒽酮、葡萄糖、硫酸等，均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

YP-2002型電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司; DK-98-ⅡA型電熱恒溫水浴鍋，天津市泰斯特儀器有限公司；RT-6000型酶標(biāo)儀，上海-恒科學(xué)儀器有限公司；PFS-200封口機，浙江真空包裝機器廠；TV-1810紫外-可見分光光度計，北京普析通用儀器責(zé)任有限公司。

1.3 方法

1.3.1代餐餅干的制作

稱取大豆分離蛋白、乳清蛋白(大豆分離蛋白與乳清蛋白按比例復(fù)配)、魔芋粉、糊精、維生素礦物質(zhì)粉，并形成固體混合物待用。配制黑木耳多糖濃縮液、銀耳多糖濃縮液(黑木耳多糖濃縮液與銀耳多糖濃縮液按比例復(fù)配)，形成多糖濃縮液。稱取安賽蜜，并將其溶于多糖濃縮液中混勻，形成液體混合物待用。將固體混合物與液體混合物混勻，揉至軟硬適中呈圓球形，并壓制成厚度約1 mm的薄片形，將壓制好的產(chǎn)品放入預(yù)熱好的烤箱中于上溫160 ℃，下溫130 ℃，焙烤7.5 min。

1.3.2配方優(yōu)化單因素實驗

按照人體每日蛋白質(zhì)必需量，添加大豆蛋白與乳清蛋白60 g，其它原料所占百分比均以大豆蛋白與乳清蛋白總用量為基準(zhǔn)。

大豆蛋白粉與乳清蛋白粉60 g，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)用量為80%，復(fù)配比為1∶1，魔芋粉用量為15%，糊精用量為10%，橄欖油用量為40%，安賽蜜用量為0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)粉用量為1.5 g時，考察大豆蛋白與乳清蛋白比例分別為1∶0.5,1∶0.75,1∶1,1∶1.25,1∶1.5時，餅干對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響。

大豆蛋白粉與乳清蛋白粉60 g(復(fù)配比為1∶1)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)用量為80%，魔芋粉用量為15%，糊精用量為10%，橄欖油用量為40%，安賽蜜用量為0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)粉用量為1.5 g時，考察黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)比例分別為1∶0.5,1∶0.75,1∶1,1∶1.25,1∶1.5時，餅干對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響。

大豆蛋白粉與乳清蛋白粉60 g(復(fù)配比為1∶1)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)用量為80%(復(fù)配比為1∶1)，糊精用量為10%，橄欖油用量為40%，安賽蜜用量為0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)粉用量為1.5 g時，考察魔芋粉用量分別為0%、5%、10%、15%、20%時，餅干對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響。

大豆蛋白粉與乳清蛋白粉60 g(復(fù)配比為1∶1)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)用量為80%(復(fù)配比為1∶1)，魔芋粉用量為15%，橄欖油用量為40%，安賽蜜用量為0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)粉用量為1.5 g時，考察糊精用量分別0、5%、10%、15%、20%時，餅干對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響。

大豆蛋白粉與乳清蛋白粉60 g(復(fù)配比為1∶1)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)用量為80%(復(fù)配比為1∶1)，魔芋粉用量為15%，糊精用量為10%，安賽蜜用量為0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)粉用量為1.5 g時，考察橄欖油用量分別35%、40%、45%、50%，55%時，餅干對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響。

1.3.3配方優(yōu)化正交試驗因素和水平表

表 1 配方優(yōu)化試驗因素和水平表

1.3.4蛋白質(zhì)含量測定

蛋白質(zhì)含量測定,采用 GB 5009.5—2016 方法測定。

1.3.5脂肪含量的測定

脂肪含量的測定,采用GB 5009.6—2016方法測定。

1.3.6碳水化合物含量的測定

碳水化合物含量的測定，采用蒽酮比色法[17]進行測定。

1.3.7α-淀粉酶抑制率的測定

在96孔板加入1 U/mL的α-淀粉酶液50 μL，0.5 mg/mL產(chǎn)品溶液100 μL，混合均勻，于37 ℃孵育10 min后，加入0.2%淀粉溶液50 μL，于37 ℃水浴10 min 后加入顯色劑( 5 mmol/L I2和5 mmol /L KI 溶于1 mol /L HCl)100 μL終止反應(yīng)，高速振蕩混合均勻后，在酶標(biāo)儀上于620 nm處測定吸光度A1，另取100 μL pH 6.8 磷酸鹽緩沖液代替產(chǎn)品溶液，測定吸光度A0，再測定只有產(chǎn)品溶液反應(yīng)體系的吸光度A2[18]。公式如下：

1.3.8α-葡萄糖苷酶抑制率的測定

將96孔板加入0.5 U/mL的α-葡萄糖苷酶液50 μL，0.5 mg/mL產(chǎn)品溶液(按產(chǎn)品溶液以PBS稀釋)100 μL，混合均勻，于37 ℃孵育10 min后，加入10 mmol/L PNPG 50 μL，于37 ℃水浴10 min后，加入0.1 mol/L Na2CO3100 μL終止反應(yīng)，高速振蕩混合均勻后，在酶標(biāo)儀上于405 nm處測定吸光度A1，另取100 μL pH 6.8 磷酸鹽緩沖液代替產(chǎn)品溶液，測定吸光度A0，再測定只有產(chǎn)品溶液反應(yīng)體系的吸光度A2[18]。公式如下：

1.3.9感官評價標(biāo)準(zhǔn)

從色澤、組織狀態(tài)、氣味、口味四方面設(shè)置感官評價表。感官評價表如表2所示。

表2 感官評價表

1.3.10綜合評分的計算

采用加權(quán)評分法[19]分析相關(guān)實驗結(jié)果。設(shè)定α-淀粉酶抑制率，α-葡萄糖苷酶抑制率，感官評價分?jǐn)?shù)的加權(quán)系數(shù)分別為0.4，0.4，0.2。

綜合評分值=α-淀粉酶抑制率×0.4+α-葡萄糖苷酶抑制率×0.4+感官評價分?jǐn)?shù)×0.2

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excle2010、Origin 9.0對實驗數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1大豆蛋白與乳清蛋白比例對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響

不同大豆蛋白與乳清蛋白比例對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響如圖1所示。

圖1 大豆蛋白與乳清蛋白比例對酶抑制率的影響

由圖1可知，大豆蛋白粉與乳清蛋白粉質(zhì)量比對于α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶抑制效果影響程度并不是很大，數(shù)據(jù)浮動范圍在3%左右，大豆蛋白與乳清蛋白質(zhì)量比為1∶1時，對于α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果高于其他比例，抑制率分別為53.70%，41.50%。有體內(nèi)實驗研究證明，乳清蛋白與大豆蛋白能夠促進胰島素分泌，具有一定的抑制血糖升高的功能[20]，綜合考慮到人體所需的大豆蛋白與乳清蛋白的比例以1∶1為最佳，故選擇大豆蛋白與乳清蛋白質(zhì)量比為1∶1，以下實驗在大豆蛋白與乳清蛋白質(zhì)量比為1∶1下進行。

2.1.2黑木耳多糖濃縮液與銀耳多糖濃縮液比例對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響

不同黑木耳多糖濃縮液與銀耳多糖濃縮液比例對α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶抑制效果的影響如圖2所示。

圖2 黑木耳多糖與銀耳多糖比例對酶抑制率影響

由圖2可知，黑木耳多糖與銀耳多糖質(zhì)量比為1∶1時，對α-葡萄糖苷酶抑制率為57.60%，對α-淀粉酶抑制率為46.20%，均達到峰值。黑木耳多糖與銀耳多糖為產(chǎn)品中的功能性成分，均具有相當(dāng)好的降血糖活性，二者比例為1∶1時降血糖活性較好，推測原因為黑木耳多糖與銀耳多糖在復(fù)合比例1∶1時，兩種多糖成分協(xié)同降血糖作用達到最佳，故其對α-葡萄糖苷酶抑制率及α-淀粉酶抑制率較高，降血糖活性也較好。故綜合上述數(shù)據(jù)及分析，黑木耳多糖與銀耳多糖質(zhì)量比適宜比例為1∶1，以下實驗在黑木耳多糖與銀耳多糖質(zhì)量比為1∶1下進行。

2.1.3魔芋粉用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響

不同魔芋粉用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響如圖3所示。

圖3 魔芋粉用量對酶抑制率影響

有圖3可知，α-葡萄糖苷酶抑制率和α-淀粉酶抑制率均在魔芋粉添加量0到15%呈上升趨勢，在添加量為15%時較高，此時，α-葡萄糖苷酶抑制率為53.13%，α-淀粉酶抑制率為41.20%。此后，隨著魔芋粉添加量的增大，α-葡萄糖苷酶抑制率和α-淀粉酶抑制率下降。推測原因為魔芋粉具有一定的降脂、降糖功能，但是其中含有一定量的淀粉，添加到一定量時，由于其中的淀粉含量過多，降血糖活性減弱。故綜合上述數(shù)據(jù)及分析，魔芋粉的適宜添加量為15%，以下實驗在魔芋粉添加量為15%下進行。

2.1.4糊精用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響

不同糊精用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響如圖4所示。

圖4 糊精用量對酶抑制率影響

由圖4可知，α-葡萄糖苷酶抑制率和α-淀粉酶抑制率均隨著糊精添加量的增大而下降，由于糊精是淀粉到葡萄糖的中間產(chǎn)物，最終消化產(chǎn)物為葡萄糖，具有升糖效應(yīng)，但糊精的添加使產(chǎn)品組織狀態(tài)大大改善，有利于產(chǎn)品的成型。故綜合上述數(shù)據(jù)及分析，糊精的適宜添加量為10%，以下實驗在糊精添加量為10%下進行。

2.1.5橄欖油用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響

不同橄欖油用量對α-葡萄糖苷酶、α-淀粉酶抑制效果的影響如圖5所示。

由圖5可知，α-葡萄糖苷酶抑制率和α-淀粉酶抑制率在橄欖油添加量為40%時酶抑制效果較高，抑制率分別為54.16%，42.59%。當(dāng)添加量為45%、50%和55%時，α-葡萄糖苷酶抑制率和α-淀粉酶抑制率開始下降。相關(guān)實驗證明，橄欖油可提高胰島對葡萄糖的敏感性，具有控制血糖、降低血脂的功能[21]，且橄欖油中含有80%左右的單不飽和脂肪酸和ω-3脂肪酸，而ω-3脂肪酸中的DHA可以增加胰島素的敏感性，對糖尿病人有一定的好處。但是橄欖油能量密度較大，添加量過多時，易產(chǎn)生能量負荷，造成葡萄糖含量升高。故綜合上述數(shù)據(jù)及分析，橄欖油的適宜添加量為40%，以下實驗在橄欖油添加量為40%下進行。通過以上分析得出產(chǎn)品初始配方如表3所示。

圖5 橄欖油用量對酶抑制率影響

表3 初始配方

2.2 正交試驗結(jié)果

按L25 (65) 正交表設(shè)計試驗，采用加權(quán)評分法[19]分析實驗結(jié)果。

由表4可知，各因素的影響順序為B>A>E>C>D。依據(jù)綜合評分值，降血糖代餐棒的最佳配方為A1B1C3D3E3，即大豆蛋白粉與乳清蛋白粉共60 g(大豆蛋白粉∶乳清蛋白粉=1∶0.5)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)共48 g(黑木耳多糖濃縮液∶銀耳多糖濃縮液=1∶0.5)，魔芋粉9 g，糊精6 g，橄欖油24 g，安賽蜜0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)片1.5 g。

根據(jù)正交試驗結(jié)果得出的最優(yōu)組合A1B1C3D3E3沒有在正交試驗組合中出現(xiàn)，所以應(yīng)進一步驗證。按照A1B1C3D3E3配方，得α-淀粉酶抑制率為50.55%，α-葡萄糖苷酶抑制率為53.91%，感官評價分?jǐn)?shù)為95.65，最終綜合評分值為60.91，比表中最優(yōu)組合A4B5C3D1E4的綜合評分值48.76略大，故最優(yōu)組合為A1B1C3D3E3。

表4 配方優(yōu)化正交試驗結(jié)果

2.3 優(yōu)化配方營養(yǎng)成分測定

根據(jù)實驗結(jié)果測定：代餐餅干中碳水化合物含量為33.18%±0.12%，脂肪含量為9.17%±0.11%，蛋白質(zhì)含量為15.57%±0.07%，與張小榮[22]關(guān)于糖尿病合理飲食的研究報告結(jié)果一致。

3 結(jié)論

黑木耳多糖及銀耳多糖均具有較好的降血糖活性，本研究的目的是為了開發(fā)出新的具有降血糖活性的代餐產(chǎn)品。通過單因素及正交試驗，得出黑木耳多糖和銀耳多糖為主要原料的代餐餅干最優(yōu)配方為：大豆蛋白粉與乳清蛋白粉共60 g(大豆蛋白粉∶乳清蛋白粉=1∶0.5)，黑木耳多糖濃縮液(16 mg/mL)與銀耳多糖濃縮液(16 mg/mL)共48 g(黑木耳多糖濃縮液∶銀耳多糖濃縮液=1∶0.5)，魔芋粉9 g，糊精6 g，橄欖油24 g，安賽蜜0.031 2 g，維生素礦物質(zhì)片1.5 g，具有良好的功能性價值，為開發(fā)糖尿病人群食用的新型食品提供參考。