具有胃液pH值調(diào)節(jié)功能的餅干開(kāi)發(fā)

丘苑新，楊靜嫻，何娣，馬路凱，李影童

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)創(chuàng)新研究院，廣東 廣州 510225；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225）

胃病是一種較為普遍的疾病，在我國(guó)，慢性胃病的發(fā)病率高達(dá)80%以上[1]。慢性胃病常見(jiàn)的癥狀有上腹具有灼燒感或者疼痛、脹氣、噯氣等情況，造成這一癥狀的主要原因是胃酸分泌過(guò)多[2]。目前在飲食上關(guān)于輔助治療或者緩解胃疼痛的產(chǎn)品很多，如猴菇餅干、養(yǎng)胃米稀、生姜紅棗養(yǎng)胃保健膏[3]等，能在一定程度上緩解胃酸分泌過(guò)多帶來(lái)的灼燒感。

市售的養(yǎng)胃產(chǎn)品的活性成分主要來(lái)源于天然產(chǎn)物，例如幾丁聚糖、春砂仁、桃膠等。研究表明幾丁聚糖可以吸附H+，使胃液的pH值升高，從而減少胃酸的分泌并且保護(hù)胃黏膜[4-5]，被譽(yù)為除蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、碳水化合物外的“人體第六大生命要素”[6]。春砂仁，已有研究者研究發(fā)現(xiàn)春砂仁水煎劑可以改善腸胃功能，以春砂仁水提取液為原料的保健飲料，經(jīng)小鼠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證能促進(jìn)腸道蠕動(dòng)，潤(rùn)腸通便[7-8]，是一種性溫、味辛、開(kāi)胃溫脾的中藥類物質(zhì)，也可作為食品的調(diào)味劑[9]；桃膠，從薔薇科植物樹(shù)皮中分泌的一種以多糖和蛋白質(zhì)為主要成分的物質(zhì)[10-11]，以添加桃膠為功能成分的新型食品也層出不窮，姬盼盼等[12]把桃膠粉加入到小麥粉中制作面條，以增加面條的膳食纖維和多糖的含量，具有改善腸道健康等保健功能。桃膠多糖類物質(zhì)還能改善腸道功能，促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)[13]。

本研究在普通酥性餅干的研制基礎(chǔ)上添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉等有利于調(diào)節(jié)胃液pH值的材料，以pH值和感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，篩選具有調(diào)節(jié)胃液pH值功能的餅干的最佳配方，為消費(fèi)者提供一款便攜的休閑食品，增加餅干產(chǎn)品的種類，推進(jìn)幾丁聚糖、春砂仁和桃膠的開(kāi)發(fā)利用，同時(shí)為養(yǎng)胃產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉、即食燕麥片、雞蛋、綿白糖、山藥、食用油、無(wú)鋁害泡打粉、小蘇打、太平洋餅干：市售；春砂仁：廣東陽(yáng)江春紅果品廠；桃膠：廣東河源連平縣桃花緣有限公司；幾丁聚糖：上海源葉生物科技有限公司；胃蛋白酶（2 500 U/mg）：雙匯實(shí)業(yè)（集團(tuán)）有限公司生物化學(xué)制藥廠；鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液、磷酸緩沖溶液（pH 4和pH 6.86）：廣州科為生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PHS-25型數(shù)顯pH計(jì)：上海力辰儀器科技有限公司；MG38CB-AA電烤箱：廣東美的廚房電器制造有限公司；HH-2電子恒溫不銹鋼水浴鍋：上海宜昌儀器紗篩廠；ZK-6B型真空包裝機(jī)：安華有限公司；800Y高速多功能粉碎機(jī)：永康市鉑歐五金制品有限公司；IKA HB10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：廣州儀科實(shí)驗(yàn)室有限公司。

1.3 方法

1.3.1 餅干制作工藝

春砂仁提取物的制備：取春砂仁粉碎，加水70℃水浴浸提30 min，過(guò)濾，濃縮，烘干后粉碎備用[14]。

餅干制作工藝流程如下。

春砂仁提取物與小麥粉混勻；再分別添加蛋液、綿白糖、膨松劑、食用油，加入一定量的水?dāng)嚢杈鶆?；制成的面團(tuán)經(jīng)多次揉搓后搓圓靜置20min，再次進(jìn)行揉制；均勻分割面團(tuán)使每個(gè)面團(tuán)質(zhì)量為11.0 g；制成的面團(tuán)用圓形模具輥壓制成餅干坯（厚度0.4cm，直徑4.5cm）；將制成的餅干坯進(jìn)行烘烤，烘烤溫度為110℃，烘烤時(shí)間15 min。

1.3.2 餅干對(duì)人工胃液pH值的影響

參照中華人民共和國(guó)藥典[16]方法配制人工胃液，取稀鹽酸16.4 mL，加800 mL水和10 g胃蛋白酶，搖勻稀釋至1 000 mL備用。取3塊餅干粉碎后與100 mL人工胃液混勻，置于37.1℃水浴鍋水浴20 min，過(guò)濾，測(cè)定濾液pH值，以不添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉烘焙的餅干為空白對(duì)照組，以目前市面上售賣的太平洋餅干為陽(yáng)性對(duì)照組測(cè)定其pH值。經(jīng)測(cè)定，空白對(duì)照組的pH值為2.85，陽(yáng)性對(duì)照組的pH值為3.01。

1.3.3 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10名評(píng)價(jià)員對(duì)餅干的色澤、形態(tài)、滋味、氣味和組織5個(gè)因素進(jìn)行感官評(píng)定，感官指標(biāo)權(quán)重分別為：20%形態(tài)、15%色澤、30%滋味、20%氣味、15%組織。對(duì)各位評(píng)價(jià)員的評(píng)分進(jìn)行匯總與分析，作為考察餅干感官特性的結(jié)果。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[17]見(jiàn)表1。

1.4 單因素試驗(yàn)

根據(jù)配方和工藝流程進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，確定輔料配方：山藥粉10%、乳粉8%、小麥粉19%、燕麥粉16%、雞蛋漿10%、膨松劑2%、綿白糖12%、食用油8%，對(duì)幾丁聚糖、春砂仁提取物、桃膠粉的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.4.1 幾丁聚糖添加量對(duì)pH值及感官評(píng)分的影響

以總材料100 g為基準(zhǔn)，固定桃膠粉4%、春砂仁提取物2%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加3%、4%、5%、6%、7%的幾丁聚糖，研究制作的餅干對(duì)人工胃液pH值及感官評(píng)分的影響，確定最佳的幾丁聚糖添加量。

1.4.2 春砂仁提取物添加量對(duì)pH值及感官評(píng)分的影響

以總材料100 g為基準(zhǔn)，固定桃膠粉4%、幾丁聚糖3%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加2%、3%、4%、5%、6%的春砂仁提取物，研究制作的餅干對(duì)人工胃液pH值及感官評(píng)分的影響，確定最佳的春砂仁提取物添加量。

1.4.3 桃膠粉添加量對(duì)pH值及感官評(píng)分的影響

以總材料100 g為基準(zhǔn)，固定幾丁聚糖3%、春砂仁提取物2%，其它輔料的添加量按初始配方添加，分別添加4%、5%、6%、7%、8%的桃膠粉，研究制作的餅干對(duì)人工胃液pH值及感官評(píng)分的影響，確定最佳的桃膠粉添加量。

1.5 正交試驗(yàn)工藝優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以幾丁聚糖、春砂仁提取物、桃膠粉的添加量為考察因素，以餅干對(duì)人工胃液pH值的影響及餅干感官評(píng)分為指標(biāo)，建立L9（33）正交試驗(yàn)對(duì)餅干的生產(chǎn)配方進(jìn)行正交優(yōu)化，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表2 正交試驗(yàn)L9（33）因素水平Tab.2Factors and levels of L9（33）orthogonal test

2 結(jié)果分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 幾丁聚糖添加量的影響

幾丁聚糖添加量的影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

人工胃液的pH值為1.97，由圖1可知，隨著幾丁聚糖添加量的增加，人工胃液的pH值逐漸升高，當(dāng)添加量4%時(shí)，人工胃液的pH值為3.61，與空白對(duì)照組（pH2.85）有明顯的區(qū)別，效果優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照組（pH3.01），幾丁聚糖添加量為7%時(shí)，人工胃液的pH值達(dá)到4.56，說(shuō)明幾丁聚糖對(duì)調(diào)節(jié)胃液pH值存在量效關(guān)系，這可能是由于幾丁聚糖易和體內(nèi)有機(jī)酸中的氫或水分子中的氫發(fā)生結(jié)合，使胃液的pH值升高。幾丁聚糖是理想的輔助治療胃潰瘍的食品添加劑，能夠與胃液作用形成保護(hù)膜，保護(hù)胃內(nèi)壁[18]。感官評(píng)分結(jié)果顯示，隨著幾丁聚糖添加量的增加，感官評(píng)分基本維持在75～80范圍內(nèi)，餅干酥脆性好、不粘牙、色澤均勻、無(wú)過(guò)焦過(guò)白現(xiàn)象、內(nèi)質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻，說(shuō)明在較優(yōu)的基礎(chǔ)配方內(nèi)，幾丁聚糖對(duì)餅干品質(zhì)的影響較小。此外，幾丁聚糖在人體內(nèi)的吸收率僅為30%，因此幾丁聚糖的添加量無(wú)需過(guò)多，故選擇幾丁聚糖添加量6%為最佳水平。

圖1 幾丁聚糖添加量的影響Fig.1 Effect of chitosan addition

2.1.2 春砂仁提取物添加量的影響

春砂仁提取物添加量的影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 春砂仁提取物添加量的影響Pig.2 Effect of amomum villosum extract addition

由圖2可知，隨著春砂仁提取物添加量的增加，人工胃液的pH值逐漸升高，春砂仁提取物的添加量為2%時(shí)人工胃液的pH值為3.29，添加量超過(guò)3%，人工胃液的pH值增長(zhǎng)趨勢(shì)較緩慢，當(dāng)添加量為6%時(shí)，pH值為3.94，但與空白對(duì)照組（pH 2.85）和陽(yáng)性對(duì)照組（pH 3.01）存在明顯區(qū)別，說(shuō)明春砂仁提取物對(duì)人工胃液的pH值仍存在量效關(guān)系，只是調(diào)節(jié)pH值效果較微弱。春砂仁是一味“藥食同源”的草藥，對(duì)脾、胃、腎有一定的作用，有祛濕開(kāi)胃等功效[19]，且春砂仁含有多糖和黃酮類物質(zhì)，陳銘中等[20]就以春砂仁等材料研制出一款具有養(yǎng)胃健脾、溫肺養(yǎng)腎護(hù)肝等保健作用的復(fù)合型保健飲料。感官評(píng)分隨春砂仁提取物添加量的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，當(dāng)春砂仁提取物的添加量為3%時(shí)，感官評(píng)分最高，餅干色澤均勻呈咖啡色、口感酥香松脆、不粘牙、結(jié)構(gòu)均勻無(wú)雜質(zhì)，隨著添加量繼續(xù)增加，感官評(píng)分降低，這是因?yàn)榇荷叭饰缎?，其提取物的辛味更濃烈些，?dǎo)致餅干的滋味和氣味開(kāi)始加重，且提取物的顏色呈深褐色，過(guò)量會(huì)導(dǎo)致餅干的顏色加深，色澤不均勻，因此，確定春砂仁提取物添加量為3%為最佳水平。

2.1.3 桃膠粉添加量的影響

桃膠粉添加量的影響結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 桃膠粉添加量的影響Pig.3 Effect of peach powder addition

由圖3可知，隨著桃膠粉添加量的增加，pH值也在逐漸升高，當(dāng)桃膠粉的添加量達(dá)到6%時(shí)，人工胃液的pH值為3.57，與空白對(duì)照組（pH 2.85）和陽(yáng)性對(duì)照組（pH 3.01）存在區(qū)別，在6%以后人工胃液的pH值增長(zhǎng)緩慢，對(duì)人工胃液pH值的調(diào)節(jié)效果不及幾丁聚糖和春砂仁提取物；但桃膠的主要成分為多糖，具有較好的吸附性能，不容易被胃液分解，且桃膠在吸水膨脹后能增加液體黏稠性，幫助修復(fù)胃黏膜，促進(jìn)腸道蠕動(dòng)[21]，其醫(yī)藥價(jià)值頗高，因此，以桃膠粉為輔料的保健產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)具有深刻意義。感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，并在桃膠粉添加量為6%時(shí)餅干的感官品質(zhì)最佳，呈均勻的咖啡色，無(wú)焦糊的現(xiàn)象，不粘牙；當(dāng)桃膠粉添加量高于6%時(shí)，面團(tuán)的性能降低，很大程度上影響了餅干的質(zhì)構(gòu)特性和組織結(jié)構(gòu)，口感粘牙，主要是因?yàn)樘夷z粉吸水后易膨脹，且當(dāng)溫度升高時(shí)，桃膠的溶解度增大，餅干經(jīng)高溫烘烤后易出現(xiàn)凹陷、邊緣破裂等現(xiàn)象。因此，選擇桃膠粉添加量6%為最佳水平。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 3 Orthogonal test results analysis

從表3可以看出，采用極差分析得出3個(gè)因素對(duì)餅干調(diào)節(jié)人工胃液pH值影響的主次關(guān)系為幾丁聚糖添加量>桃膠粉添加量>春砂仁提取物添加量，根據(jù)K值得到3個(gè)因素對(duì)人工胃液pH值影響的最優(yōu)組合為A3B1C2；3個(gè)因素對(duì)餅干的感官品質(zhì)影響作用的主次關(guān)系為春砂仁提取物添加量>幾丁聚糖添加量>桃膠粉添加量，根據(jù)K值得到3個(gè)因素對(duì)餅干感官評(píng)分影響的最優(yōu)組合為A3B1C2，所以，幾丁聚糖添加量在調(diào)節(jié)人工胃液pH值上影響較大，春砂仁提取物添加量在感官評(píng)價(jià)上影響較大，而兩評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)水平一致。在實(shí)際9組正交試驗(yàn)過(guò)程中，感官評(píng)價(jià)最優(yōu)組合為A3B1C3，與理論最優(yōu)組合的區(qū)別在于桃膠粉添加量的差異。對(duì)這兩個(gè)組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

因?yàn)檎辉囼?yàn)得到的最佳配方參數(shù)不包括在表3的試驗(yàn)范圍內(nèi)，因此對(duì)最佳配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證試驗(yàn)分析結(jié)果如表4所示。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The results of the verify test

由表4可知，A3B1C2組的感官評(píng)分值及pH值均優(yōu)于A3B1C3組，故A3B1C2組為該餅干制作的最佳工藝，即幾丁聚糖添加量為7%、春砂仁提取物添加量為2%、桃膠粉添加量為6%。

3 結(jié)論與討論

本文研究了具有調(diào)節(jié)胃液pH值餅干的配方及工藝優(yōu)化，探討幾丁聚糖、春砂仁提取物以及桃膠粉對(duì)餅干品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，具有調(diào)節(jié)胃液pH值餅干的最佳制作配方為：幾丁聚糖7%、春砂仁提取物2%、桃膠粉6%、山藥粉10%、乳粉8%、小麥粉19%、燕麥粉16%、雞蛋漿10%、膨松劑2%、綿白糖12%、食用油8%；在此條件下烘焙出的餅干感官品質(zhì)最好，且經(jīng)測(cè)定pH值為4.29±0.08。

本研究中添加的春砂仁提取物中的成分雖不明確，但目前對(duì)春砂仁的研究報(bào)道較多，多數(shù)研究顯示春砂仁含有多糖和黃酮類物質(zhì)，因此，春砂仁提取物對(duì)胃腸道的健康調(diào)節(jié)需進(jìn)一步研究；產(chǎn)品對(duì)人體胃黏膜是否具有修復(fù)作用仍需進(jìn)一步研究。本研究開(kāi)發(fā)出的餅干理論上能提高胃液pH值，且添加幾丁聚糖、春砂仁提取物和桃膠粉3種具有功能活性原料的餅干產(chǎn)品，為因胃液過(guò)多分泌造成胃痛的患者提供更多的選擇，此配方合理有效，增加了餅干的類別，研究開(kāi)發(fā)一款具有改善胃腸道健康的產(chǎn)品具有廣闊的應(yīng)用前景。