猴头菇-青稞预糊化粉的添加对桃酥品质的影响

马 宁，陈雨婷，方东路，裴 斐，苏安祥，赵立艳，郑惠华,3，胡秋辉

（1.南京财经大学食品科学与工程学院，农业农村部食用菌加工重点实验室，江苏 南京 210023；2.南京农业大学食品科学技术学院，江苏 南京 210095；3.江苏安惠生物科技有限公司，江苏 南通 226009）

桃酥是以低筋粉、食用油、糖为主要原料加工而成的我国特色传统烘焙食品，其中油脂占25%～30%。长期食用糖油含量较高的食品会增加患肥胖、代谢综合征等疾病的风险[1-2]。因此，如何通过改进配方及原料加工工艺，使桃酥成为健康的功能性谷物休闲食品值得进一步研究。

猴头菇（Hericium erinaceus），属担子菌纲、多孔菌目、齿菌科、猴头属，又名猴头菌、猬菌，是一种药食两用真菌[3]。猴头菇富含多种营养成分，包括蛋白质、膳食纤维、必需氨基酸等，含有多糖、萜类、多酚等生物活性成分，兼具保护并修复胃黏膜[4]、提升免疫力[5]、降血脂等生理功效[6]。目前除了对猴头多糖等功能成分提取等基础研究外，越来越关注猴头菇功能食品的开发，如猴头菇饼干[7]、猴头菇饮料[8]等。Ulziijargal等[9]研制出猴头菇粉添加量为5%的面包，产品色泽好且呈味核苷酸含量显著提升。庄海宁等[10]在面包中添加1%的猴头菇β-葡聚糖后面包质地更加松软，抗性淀粉（resistant starch，RS）含量显著提升，且具有更好的控制血糖功能。猴头菇添加至面粉中制成产品，可以提高产品风味及营养，并赋予产品新的功能。但猴头菇中不含面筋蛋白，直接大量添加到面粉制品中会引起产品适口性差的问题，因此需要通过改进原料加工技术，改善猴头菇的品质使其更适合面食品的加工。

青稞（Hordeum vulgareL.var.nudumHook.f.）属禾本科植物，是大麦的变种[11]。主要分布在我国西藏、青海、四川甘孜州和阿坝州、云南迪庆、甘肃甘南等青藏高寒地区，是我国高原地区人民的主食杂粮之一。青稞含蛋白质10.1%，脂肪1.8%，碳水化合物70%以上，并含有较丰富的矿物质以及人体所需的氨基酸和维生素；具有降血脂、降血糖、降胆固醇等生理功效[12-14]。但是青稞中面筋蛋白含量很低，单纯使用青稞制备烘焙产品的食用品质、口感、色泽差，因此限制了青稞产品开发[15]。有研究表明利用挤压膨化技术处理青稞，在改善其适口性的同时还能有效提高营养价值[16]。挤压技术属于干法预糊化技术，是集搅拌调粉、挤压蒸煮、膨化成型等过程于一体的高新连续操作技术[17]，能够有效改善面粉和淀粉的营养价值和口感[18]。物料在挤压处理过程中受到高温高剪切的作用，造成淀粉颗粒部分解体，组织中排列紧密的胶束被破坏，发生分子间的相互交联，形成了网状的空间结构。应用挤压膨化处理谷物于食用菌混合粉的研究，得到了较好的效果，可显著提升混合粉产品风味。Zhong Lei等[19]发现，挤压处理蛹虫草粉与谷物混合粉可以显著提升必需氨基酸含量及风味，且具有较好的抗疲劳作用。方勇等[20]挤压金针菇与发芽糙米混合粉显著提升混合粉的可溶性糖与蛋白含量及体外消化率。但食用菌与谷物混合粉存在交联程度不高的问题，以上相关研究侧重于挤压处理对食用菌与谷物混合粉营养、风味及功能的影响，关于挤压处理后猴头菇与青稞粉的品质及其烘焙产品开发还鲜有报道。

本研究利用挤压预糊化技术处理猴头菇粉和青稞粉混合粉，并对未处理和挤压处理后的猴头菇-青稞混合粉的营养、糊化特性及微观结构进行对比研究；并将猴头菇-青稞预糊化粉以不同添加量添加至小麦粉中制备出猴头菇-青稞酥，并对不同添加量的产品的营养、质构、色泽、摊裂度等品质特性及体外消化率进行比较分析。期望为猴头菇、青稞面制品的开发以及在其他食品加工中的应用提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青稞由西藏自治区农牧科学院拉萨综合试验站提供；猴头菇 呼和浩特市凡茂农牧业有限公司；黄油天津南侨食品有限公司；糖 太古糖业有限公司；碳酸氢钠 天津渤化永利化工股份有限公司；碳酸氢铵四川省高宇化工有限公司。

1.2 仪器与设备

POLYLAB型双螺杆挤出挤压机 美国塞默飞世尔科技公司；CEM微波消解仪 美国PYNN科技有限公司；L-8900型全自动氨基酸分析仪 日本Hitachi公司；TA-TX plus质构仪 英国Stable Micro System公司；DIVHS-I仿生动态鼠模拟消化系统 晓东宜健仪器设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 预糊化粉的制备

将猴头菇粉与青稞粉按1∶9的质量比混匀，加水调节混合粉水分含量至16%，于塑封袋中调制过夜后加入双螺杆挤出挤压机的喂料口，设置螺杆转速为184 r/min，腔体温度I区至V区分别为80、90、120、140、146 ℃。膨化产品干燥后粉碎并过100 目筛，得到猴头菇-青稞预糊化粉。

1.3.2 预糊化粉品质及微观结构分析

1.3.2.1 营养成分的测定

水分含量依据GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》的方法测定；蛋白质含量依据GB 5009.5—2016《食品中蛋白质的测定》，利用凯氏定氮法测定；脂肪含量依据GB 5009.6—2016《食品中脂肪的测定》，利用索氏抽提法测定；膳食纤维含量依据GB/T 6434—2006《饲料中粗纤维的含量测定》测定。

1.3.2.2 糊化特性测定

参照裴斐等[21]的方法并略有改进，称取4.0 g样品于铝筒中，加25 mL蒸馏水，迅速用螺旋桨使混合粉分散后将其卡入RVA黏度仪的旋转塔内，选择standard 1程序进行上机分析。糊化度参照徐翠亚[22]的方法进行测定。

1.3.2.3 微观结构观察

利用扫描电子显微镜观察猴头菇-青稞混合粉挤压前后的微观结构，加速电压30 kV，放大倍数4 000 倍[23]。

1.3.3 猴头菇-青稞酥的制备

制备工艺流程：猴头菇、青稞预糊化处理→粉类原料过筛→黄油打发→面团调制→整形→焙烤→冷却→猴头菇-青稞酥。

准确称取80 g黄油，分3 次加入35 g糖并低速搅拌，直至黄油颜色变浅体积膨大至原体积1.5 倍。筛入准确称取的预糊化粉（表1）及0.8 g膨松剂（0.4 g碳酸氢钠＋0.4 g碳酸氢铵）顺时针低速拌匀防止面团起筋。室温下放置20 min后将面团分割成30 g/个并将面胚搓圆并按压成饼状。使用面火175 ℃、底火165 ℃焙烤20 min后待其自然冷却。将桃酥成品放置于密封袋中，于4 ℃冰箱中低温贮存，待测。

表1 预糊化粉与小麦粉添加量Table 1Mixing ratios between wheat flour and pre-gelatinized highland barley flour with added H.erinaceus powder for preparing crisp cake

1.3.4 猴头菇-青稞酥品质分析

1.3.4.1 猴头菇-青稞酥中矿物质含量测定

参照李浩洋等[24]的方法，准确称取0.3 g猴头菇-青稞酥样品于洗净并干燥的消解管中，加入硝酸5 mL，过氧化氢1 mL，经微波消解并定容后使用电感耦合等离子体质谱上机测定，同时做试剂空白。射频功率1 548 W，等离子体气体15.00 L/min，辅助气流量1.00 L/min，载气流量1.00 L/min，补偿/稀释气流量1.00 L/min，雾化室温度2 ℃，蠕动泵泵速0.30 r/s，元素积分时间0.30 s。

1.3.4.2 氨基酸含量的测定

参考张梦甜等[25]的测定方法，准确称取0.2 g干燥的猴头菇-青稞酥碎于20 mL螺口瓶中，加入6 mol/L盐酸溶液至满。使用封口膜及保鲜膜密封后放于110 ℃烘箱中酸解22 h，使用同浓度盐酸将滤液定容至50 mL。旋蒸样液至干，并加入30 mL 0.02 mol/L盐酸溶液，过0.22 μm滤膜后，使用全自动氨基酸分析仪吸取20 μL测定氨基酸含量。

1.3.4.3 感官评价

参照GB/T 20977—2007《糕点通则》中烘烤糕点要求并加以修改，由男、女均等的14 人对桃酥进行评价。评价标准见表2，结果取平均值。

1.3.4.4 质构特性的测定

参照Saleem等[26]的方法并作修改，采用配有刀刃型探头的TA-XT plus型质构分析仪对猴头菇-青稞酥进行三点弯曲实验，测试前后速率2.2 mm/s，测试速率1.8 mm/s，探头下压14 mm，每组样品测定8 次取均值。

1.3.4.5 摊裂度的测定

随机测量猴头菇-青稞酥的直径和厚度，使两块猴头菇-青稞酥底面贴合，游标卡尺测量中部，旋转后再次测量，均值的一半即为单块猴头菇-青稞酥的厚度。每组猴头菇-青稞酥测量5 次取均值，猴头菇-青稞酥的直径与厚度之比即为摊裂度。

1.3.4.6 色泽的测定

使用手持式色差计测量猴头菇-青稞酥产品的色泽，记录L*、a*、b*值，每种猴头菇-青稞酥测5 次取均值。L*值表示产品色泽的深浅程度，值越小表示色泽越深；a*值表示饼干的红绿程度，其数值越大，说明饼干越偏向于红色，值越小，越偏向绿色；b*表示被测物体的黄蓝程度，值越大越偏向于黄色，值越小越偏向蓝色。

1.3.4.7 体外消化

参照李伟岸[27]的方法对各组猴头菇-青稞酥样品进行口腔模拟消化后，利用仿生动态鼠模拟消化系统对样品进行体外消化处理，参照李岩岩[28]方法。通过测定葡萄糖含量计算快消化淀粉（rapidly digestible starch，RDS）、慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）、RS含量。用Origin软件对数据拟合，通过计算水解曲线下的面积，得到水解指数HI，进一步由公式GI=39.71＋0.549HI对桃酥血糖生成指数（glycemic index，GI）进行预测[29]。

1.4 数据分析

本实验采用Origin 2017和SPSS 20.0统计软件分析实验数据，差异显著性采用Student-t检验法，P＜0.05，差异显著。

2 结果与分析

2.1 猴头菇-青稞混合粉挤压后品质变化

2.1.1 猴头菇-青稞混合粉营养成分的变化

猴头菇粉、青稞粉、猴头菇-青稞混合粉及猴头菇-青稞预糊化粉的营养成分分析如表3所示，与猴头菇-青稞混合粉比，挤压预糊化处理后的猴头菇-青稞预糊化粉，水分含量显著降低至2.97%，蛋白质与脂肪含量分别显著降低了2.10%、1.62%，可溶性膳食纤维显著增加了4.07%（P＜0.05）。物料在挤出的瞬间，由于巨大的温差与压差作用，水分迅速汽化。挤压会削弱猴头菇-青稞混合粉中蛋白质三、四级结构的作用力，折叠的肽链结构变为直线状，发生不可逆变性，产生絮状物，并且引起游离氨基酸的消耗，使得蛋白质含量降低[30]。挤压时的高温高压条件下，猴头菇粉与青稞粉混合粉中的脂肪分解为脂肪酸与单甘油，部分与淀粉形成复合物，因此含量降低，此外其纤维结构被破坏，分子间的价键断裂，极性也随之发生改变，造成猴头菇-青稞预糊化粉可溶性的膳食纤维含量增加[31]。

表3 营养成分质量分数Table 3 Nutritional components of highland barley flour, H.erinaceus powder, and their physical mixture and extruded mixture%

2.1.2 猴头菇-青稞混合粉糊化特性的变化

猴头菇-青稞预糊化粉的糊化度为86.13%。如表4所示，与猴头菇-青稞混合粉比，挤压后混合粉的成糊温度、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、衰减值及回生值均显著降低（P＜0.05），这些指标是衡量淀粉成胶能力和回生程度的指标，反映了淀粉的稳定性。猴头菇-青稞混合粉挤压后峰值黏度从2 021.3 cP降至1 112.0 cP，回生值从2 594.7 cP降至562.0 cP，成糊温度从87.9 ℃降低至50.3 ℃，衰减值从954 cP降至367 cP。峰值黏度降低可能是因为挤压膨化处理破坏了猴头菇-青稞混合粉中淀粉的颗粒结构，导致淀粉颗粒发生糊化和破裂，使其容易吸水膨胀后相互间的阻碍作用变小。回生值反映淀粉的老化趋势，其值越低，淀粉越不容易发生老化。挤压过程中会形成淀粉短链，可导致猴头菇-青稞预糊化粉回生能力减弱。成糊温度是表征淀粉糊化难易程度的指标，挤压处理后猴头菇-青稞混合粉中淀粉发生糊化，因此糊化温度降低。衰减值与膨胀后的淀粉粒强度有关，挤压处理后混合粉的强度增大、稳定性更强。

表4 猴头菇-青稞混合粉挤压前后淀粉糊化特性分析结果Table 4 Pasting characteristics of unextruded and extruded mixtures of H.erinaceus powder and highland barley flour

2.1.3 猴头菇-青稞混合粉微观结构的变化

图1 猴头菇-青稞混合粉挤压前后微观结构对比（×4 000）Fig.1 Scanning electron micrographs of H.erinaceus powder and highland barley flour mixture before and after extrusion (× 4 000)

从图1可以看出，原猴头菇-青稞混合粉呈现明显的圆形或椭圆形颗粒状态，内部结构完整，颗粒间间隔较大。经挤压处理后，猴头菇-青稞预糊化粉中颗粒消失，表面较为平整均匀，且呈现片状结构。这是由于在挤压机中猴头菇粉与青稞粉的混合物受高温、高压及筒内高剪切力作用，发生淀粉糊化、蛋白质变性等反应，颗粒状态消失，淀粉与蛋白分布紧密程度提升，体现了更高的糊化性，更利于后续加工[32]。

2.2 猴头菇-青稞酥营养成分分析

2.2.1 猴头菇-青稞酥基本化学组分分析

表5 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥营养成分的影响Table 5 Effect of adding different amounts of extruded mixture on nutritional properties of crispy cakes

表5为各组猴头菇-青稞酥的营养成分，均符合GB/T 20977—2007中烘烤糕点的要求。可以看出，随着预糊化粉添加量的增加，产品的灰分、蛋白质、膳食纤维含量显著增加，能量与碳水化合物值反之。与纯小麦桃酥（0% H-B）组比，纯猴头菇-青稞酥（100% H-B）组膳食纤维质量分数从1.58%显著提升至14.51%，是由于猴头菇和青稞均富含膳食纤维。膳食纤维对促进肠胃蠕动、降低胆固醇含量及调节血糖平衡都有较好的效果[33]。随着预糊化粉添加量的增加，猴头菇-青稞酥的能量显著降低，改善了传统桃酥高油高脂引起的热量高问题。

2.2.2 猴头菇-青稞酥矿物质含量分析

不同的饮食习惯会影响矿物质摄入的多少，与宏量元素相比，微量元素缺失的现象更普遍。由表6可知，随着预糊化粉添加量的增加，Mg、K、Ca等矿物质含量均显著提升，其中纯猴头菇-青稞酥（100% H-B）组中K元素为纯小麦桃酥（0% H-B）组含量的近5 倍，适当的补充K元素有益于维持机体的酸碱及渗透压平衡[34]。纯猴头菇-青稞酥的Mg元素含量为739.88 mg/kg，它与部分酶的组成和激活密切相关，对伤口愈合以及生理调节等都具有积极作用[35]。与纯小麦桃酥（0% H-B）组比，纯猴头菇-青稞酥（100% H-B）组样品矿物质含量最丰富，微量元素中，Fe、Cu、Zn含量分别提升了24.02、1.94、8.44 mg/kg。

表6 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥矿物质含量的影响Table 6 Effect of adding different amounts of extruded mixture on mineral contents of crisp cakes mg/kg

2.2.3 氨基酸含量分析

由表7可知，纯小麦桃酥（0% H-B）的总氨基酸含量为8 986.47 mg/100 g，纯猴头菇-青稞酥（100% H-B）组为13 508.07 mg/100 g。在FAO/WHO推荐的理想模式下，氨基酸组成中总必需氨基酸（total essential amino acid，TEAA）/总氨基酸（total amino acid，TAA）为40%，TEAA/总非必需氨基酸（total nonessential amino acid，TNEAA）达到60%即为优质的蛋白质。纯小麦桃酥的TEAA与TAA占比为34.6%，TEAA与TNEAA占比为52.9%，而纯猴头菇-青稞酥的两项比值系数分别提高到39.3%和64.4%。相比而言，纯猴头菇-青稞酥的氨基酸组成更加接近理想的蛋白质条件，说明猴头菇-青稞酥具有更丰富的营养价值。

与纯小麦桃酥相比，纯猴头菇-青稞酥的必需氨基酸提高了69.94%，苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、赖氨酸（Lys）分别提高了130.72%、107.58%、105.73%、63.44%。其中Leu可以降低血液中的血糖值，和同属支链氨基酸的Ile都具有提高免疫力的功效[36]。

表7 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥氨基酸含量的影响Table 7 Effect of adding different amounts of extruded mixture on amino acids contents of crisp cakes mg/100 g

2.3 猴头菇-青稞酥的感官评价

表8 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥感官评分的影响Table 8 Effect of adding different amounts of extruded mixture on sensory properties of crisp cakes

由表8可知，随着预糊化粉添加量的增加，猴头菇-青稞酥的感官评价总分呈现先缓慢上升后显著下降的趋势，当预糊化粉与小麦粉1∶1配比时，感官评分达到最高值89.13，杂质感低，口感最佳，具有猴头菇及青稞独特的风味，当猴头菇-青稞预糊化粉添加量达到100%时评分最低。

2.4 猴头菇-青稞酥的物理特性分析

2.4.1 猴头菇-青稞酥硬度分析

图2 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥硬度的影响Fig.2 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the hardness of crisp cakes

如图2所示，随着预糊化粉含量的增加，硬度呈现先缓慢增大后迅速减小的趋势，25% H-B组的硬度值达到最大。说明添加少量预糊化粉对质构有改善作用。但当预糊化粉占比较高时，由于膳食纤维含量的升高，导致面筋网络结构遭到破坏，相同烘焙条件下的产品硬度值降低，产品更加湿软。

2.4.2 猴头菇-青稞酥尺寸和摊裂度分析

表9 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥直径、厚度和摊裂度的影响Table 9 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the diameter, thickness and spread ratio of crisp cakes

由表9可知，随着预糊化粉添加比例的增加，猴头菇-青稞酥的直径增大、厚度减小，预糊化粉含量与猴头菇-青稞尺寸呈正相关，且摊裂度随着预糊化粉添加比例的增加而增加。在预糊化粉添加量25%时，直径和厚度出现显著差异，摊裂度无显著差异。添加比例到50%时，摊裂度出现显著差异。可能因为是预糊化粉中面筋比小麦粉低，预糊化粉的比例增加导致组织坍塌，影响猴头菇-青稞酥的成型。

2.4.3 猴头菇-青稞酥色泽分析

表10 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥色泽的影响Table 10 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the color of crisp cakes

如表10所示，各组猴头菇-青稞酥L*值有显著性差异（P＜0.05），相比于纯小麦桃酥（0% H-B）组，其他组的L*值和b*值随着预糊化粉添加量的增加降低，a*值随着添加量的增加而增加。说明添加猴头菇-青稞预糊化粉的添加量对产品颜色有显著影响。

2.5 猴头菇-青稞酥消化特性分析

RS是淀粉中不易被消化的部分，完全不能在小肠内被吸收，RDS反之，剩余的为SDS[37]。较高的RS能维持餐后血糖处于较低水平，有与膳食纤维类似的促进肠道蠕动的功效。SDS可以产生葡萄糖维持饱腹感，而RDS则会在短时间内产生高血糖应答，对血糖偏高人群较为不利[38]。图3为各组桃酥体外仿生模拟消化后3 种含量淀粉对比图，与对照组0% H-B相比，各组桃酥的RDS含量都得到显著降低，SDS与RS含量升高，各淀粉含量得到优化，且预糊化粉含量越高变化程度越大，其在人体内的消化速度得到一定程度的减缓。与小麦桃酥相比，纯猴头菇-青稞酥RDS降低19.86%，SDS与RS分别提升12.77%、7.09%。

图3 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥RS、RDS、SDS含量的影响Fig.3 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the RDS,SDS and RS contents of crisp cakes

图4 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥体外消化水解率的影响Fig.4 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the in vitro starch hydrolysis rate of crisp cakes

由图4可以看出，随着消化时间的延长，各组猴头菇-青稞酥的淀粉消化水解速率显著上升，前30 min水解率最高，随着消化时间的增加水解率趋于平缓。添加预糊化粉后猴头菇-青稞酥的淀粉水解率都显著降低，纯猴头菇-青稞的水解率最低，体现了更好的消化性。可能是因为预糊化粉糊化度较高且富含膳食纤维与猴头菇多糖，它们能形成高黏度液体，将淀粉颗粒包埋而减少酶与淀粉的接触面积，减缓消化速率[39]。

食用不同的食物会引起血糖差异性的应答，可以通过GI对糖类食物的血糖效应进行评估，GI值越高食物在人体消化道中停留时间越短，更容易被消化吸收，会造成血糖反应峰值更大程度的提升，加重胰岛B细胞的负担，不利于人体健康[40]。由图5可以看出，添加预糊化粉组的预测GI值均有显著性降低，75% H-B及100% H-B两组桃酥的GI值低于70，说明通过添加猴头菇-青稞预糊化粉，桃酥可以由高GI食品（GI＞70）转变为中等GI食品（55＜GI＜70）。其中纯猴头菇-青稞酥GI值为64.87，比小麦桃酥降低了17.32，食用后不会引起血糖指数的迅速上升。

图5 预糊化粉添加量对猴头菇-青稞酥GI的影响Fig.5 Effect of adding different amounts of extruded mixture on the glycemic index of crisp cakes

3 结 论

猴头菇粉与青稞粉的混合粉经挤压预糊化处理后得到的糊化粉，可溶性膳食纤维显著增加了4.07%，达到10.28%，成糊温度为50.3 ℃，具有更低的回生值与衰减值，具有更好的稳定性。对猴头菇-青稞酥的营养分析表明，利用猴头菇-青稞预糊化粉完全替代小麦粉制作出的产品，其膳食纤维含量可提高至14.51%，能量降低至1 734.43 kJ，碳水更低。Mg、K、Zn含量分别提升了739.88、5 488.94、15.28 mg/kg，其他矿物元素含量也有显著提升，氨基酸含量高达13 508.07 mg/100 g，其组成更加接近FAO/WHO理想蛋白质条件。物理特性及感官评价结果表明，过多的预糊化粉添加会对其质构及口感产生消极作用，不过仍在消费者可接受范围内。纯猴头菇-青稞酥的慢消化特性得到显著改善，其GI值比小麦桃酥降低17.32，适用人群范围更广，有较大的市场潜力。