抗性淀粉（resistant starch，RS）是一类不可被胃和小肠吸收利用的淀粉及其水解物[1]，分为RS1、RS2、RS3、RS4和RS5 5类[2]。它可以被肠道菌群发酵产生多种有益代谢产物，如短链脂肪酸（short-chain fatty acids，SCFAs）和乳酸等[3-4]，降低肠道pH值，促进有益菌生长，减少有害菌的滋生，在调节肠道平衡，预防糖尿病和肥胖等慢性疾病发生，改善机体健康等方面发挥重要作用[5-7]。
抗性淀粉本身含热量极低，可以作为低热量添加剂添加到食物中，起到与膳食纤维相似的生理功能[8]。与其它膳食纤维相比，抗性淀粉在食品应用方面具有独特的优势。例如，抗性淀粉的淀粉颗粒小，有口感细腻、耐热性强、色泽洁白和持水率低等优点[9]，这些优点使抗性淀粉能够应用于各种食品中，对于提高食品的营养和健康价值具有重要作用[10-11]；因此食物中添加RS是近年来食品科学领域的研究热点。
本研究的目的是探讨添加抗性淀粉对酥性饼干品质和体外消化性的影响。研究结果对进一步丰富酥性饼干市场品种、开发低血糖生成指数（estimated glycemic index，eGI）饼干提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
低筋粉：山东佳士博粮油食品有限公司；抗性淀粉：荃银祥玉（北京）生物科技有限公司；3，5-二硝基水杨酸（3，5-dinitrosalicylic acid，DNS，分析纯）：国药集团化学试剂有限公司；葡萄糖：天津市光复精细化工研究所；猪胰α-淀粉酶（50 U/mg）、淀粉葡糖苷酶（100 000 U/mL）：合肥博美生物科技有限责任公司。
1.2 仪器与设备
YXD-Z202型号烤箱：广州市三鼎金属制品有限责任公司；S-LD150九阳打蛋器：九阳股份有限公司；SHJ-A磁力搅拌水浴锅：上海玺袁科技有限公司；I-60型悦迪克数电子秤：东莞悦迪电子机械制造有限公司；TA-XT plus型号质构仪：英国Stable Micro Systems公司；7200型可见光光度计：尤尼柯仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 酥性饼干的工艺流程
1.3.2 操作要点
1）辅料准备
将低筋粉、抗性淀粉、黄油、鸡蛋液和糖粉等原料称量后备用。
2）面团调制
先将黄油在室温下融化，用打蛋器一个方向搅打，将糖粉加入到融化好的黄油中搅拌至完全融化，然后将搅打好的鸡蛋液分2次加入，随后加入粉状混合物，用硅胶铲上下翻拌均匀制成面团，于常温下静置10 min备用。
3）成型
用擀面杖将面团擀成厚度均匀6 mm的薄面片后，选取直径为4 cm的圆形模具按压成型，将成型后的饼干生坯转移到烤盘内。
4）焙烤成熟
将烤箱上火调到185℃，下火调到170℃，提前预热10min，然后将烤盘放入烤箱内焙烤，烤制时间为17min。
5）冷却
将烤好的酥性饼干于室温下放置4 h冷却后装入包装袋备用。
1.3.3 单因素试验
通过预试验确定饼干的基础配方：小麦低筋粉100 g，黄油 75 g，糖粉 20 g，鸡蛋液 20 g，泡打粉 2 g，以感官评分为指标，分别研究抗性淀粉添加量（4%、8%、12%、16%、20%）；黄油添加量（50、60、70、80、90 g）；鸡蛋液添加量（5、10、15、20、25 g）和糖粉添加量（10、15、20、25、30 g）对酥性饼干感官品质的影响。
1.3.4 正交试验设计
在单因素试验的基础上，设计四因素三水平的正交试验，以感官评分标准，判断产品的质量，确定抗性淀粉酥性饼干最优工艺。正交试验设计见表1。
表1 正交试验因素与水平
Table 1 The factors and levels of the orthogonal test
水平D糖粉添加量/g 1 12 20 2 16 25 3 20 30因素A抗性淀粉添加量/%B黄油添加量/g C鸡蛋液添加量/g 70 10 80 15 90 20
1.3.5 感官评分标准
邀请10名食品专业学生人员组成评定小组，结合GB/T 20980—2007《饼干》对饼干产品的感官评定要求。对饼干外观、颜色、气味、组织结构、口感依次进行感官评定，感官评分标准见表2。
表2 抗性淀粉酥性饼干感官评分标准
Table 2 The criterion of sensory evaluation for resistant starch crisp biscuits
指标 评价标准 分值外观 厚薄均匀，完整，底面无凹陷，不收缩扭曲表面无气泡 16～20（20分） 厚薄较均匀，较完整，低面有轻微凹陷，收缩扭曲现象少，表面有轻微小气泡11～15厚薄不均匀，不完整，低面凹陷严重，收缩扭曲严重，表面有大泡且多0～10颜色 颜色均匀淡棕色或金黄色，无过焦发白现象 16～20（20分）颜色较均匀，边缘、底部有异色，稍有过焦发白现象 11～15颜色不匀，底部色重，有明显无过焦发白现象 0～10气味 有饼干正常香气，香气浓郁 16～20（20分） 香味较淡，略有其他不良气味 11～15无香味或有不良气味 0～10组织 断面结构紧密且均匀，无较大孔洞 16～20结构 断面结构紧密，并有略大气孔 9～15（20分） 断面组织结构粗糙，有颗粒，有大孔洞 0～8口感 口感酥松，没有粘牙感，甜度适中，不油腻 15～20（20分） 口感略硬，略有粘牙感，口感较细腻，甜度过淡或过甜，有轻微油腻感10～14口感硬且粗糙，不酥松，粘牙，吃起来甜度过甜或过淡，油腻0～9
1.3.6 质构测定
用质构仪测定酥性饼干硬度、内聚力、咀嚼性、胶黏性指标。所用探头为P/36R型，参照高慧颖等[12]的方法并略加调整，测试参数：测前速度5 mm/s；测中速度1mm/s；测后速度3mm/s，2次压缩之间停留时间5s，触发力5 g，压缩百分比60%，每种类型酥性饼干样品测定3次。
1.3.7 饼干体外消化特性分析
参照文献[13]的方法测定饼干的体外消化性能，称取500 mg饼干样品于50 mL的离心管中加10 mL乙酸钠缓冲液（pH5.2，0.1 mol/L）混合摇匀，置于37℃恒温箱中预热10 min。然后加入5 mL混合酶液（290 U/mL α-淀粉酶和15 U/mL的淀粉葡糖苷酶）。置于37℃磁力搅拌水浴锅中260 r/min孵育2 h，分别于消化时间为 0、20、40、60、80、100 min 和 120 min 时，均匀取样2 mL，沸水浴5 min灭酶，冷却至室温，用3，5-二硝基水杨酸法测定其葡萄糖的含量。将游离葡萄糖含量乘以0.9，计算水解淀粉的百分比，得到快速消化淀粉（rapidly digested starch，RDS）、慢消化淀粉（slowly digested starch，SDS）和抗性淀粉（resistant starch，RS）含量。水解指数（hydrolysis index，HI）定义为测试样品的水解曲线下面积与白面包的水解曲线下面积的比值。评估血糖（estimated glycemic index，eGI）的计算公式[14]为 eGI=39.71+（0.549HI）。
1.4 数据分析
采用SPSS 19.0统计分析软件对结果进行分析（p<0.05）测定平均值之间的显著差异。采用Origin 8.0软件作图。
2 结果与分析
2.1 抗性淀粉添加量对酥性饼干感官品质的影响
抗性淀粉添加量对酥性饼干品质的影响见图1。
图1 抗性淀粉添加量对酥性饼干品质的影响
Fig.1 Effect of the amount of resistant starch on the taste of crisp biscuits
不同字母表示差异显著（p<0.05）。
由图1可知，随着抗性淀粉含量增加，酥性饼干的感官评分呈现出先升后降的趋势，酥性饼干逐渐变疏松，光泽亮度逐渐增加，这是因为抗性淀粉抑制糖类与氨基酸的美拉德反应[15]。抗性淀粉添加量为16%时饼干感官评分最高，饼干形状完整，口感疏松，颜色为金黄色，有较好的光泽。抗性淀粉添加量高于16%时，酥性饼干的断面不均匀，口感粗糙，且表面有气泡，感官评分开始下降。因此，确定抗性淀粉的最佳添加量为16%。
2.2 黄油添加量对酥性饼干感官品质的影响
黄油添加量对酥性饼干感官品质的影响见图2。
图2 黄油添加量对酥性饼干品质的影响
Fig.2 Effect of the amount of butter on the taste of crisp biscuits
不同字母表示差异显著（p<0.05）。
由图2可知，随黄油添加量的提高，酥性饼干感官评分呈先升后降趋势。黄油添加量较低时，面团的柔软性和可塑性较低，面团的色泽较暗，得到的饼干疏松度不够，香味较淡，颜色偏棕色；随着黄油添加量的增加，面团的柔软性和可塑性提高，面团的色泽变亮[16]，当饼干中黄油添加量为80 g时，饼干香味浓郁，口感酥松，无不良气味，口感舒适，颜色为诱人的金黄色，这时感官评分也最高；随黄油添加量继续增加，面团变软，不易擀制。得到饼干颜色过深外观变差，且组织太过酥松，易破碎，口感油腻。因此适量的黄油可以提高饼干的感官品质，使饼干具有较好的酥松性。因此，确定黄油的最佳添加量为80 g。
2.3 糖粉添加量对酥性饼干感官品质的影响
面团在调制过程中加入糖粉可发生反水化作用，影响面筋形成，增加酥性饼干的酥松性[17]。糖粉添加量对酥性饼干感官品质的影响见图3。
图3 糖粉添加量对酥性饼干品质的影响
Fig.3 Effect of the amount of icing sugar on the taste of crisp biscuits
不同字母表示差异显著（p<0.05）。
由图3可知，随糖粉添加量增加，饼干感官评分呈现出先升后降的趋势，糖在烘烤过程中因高温产生焦糖化反应，使饼干颜色变为金黄色略带棕色，色泽美观诱人[18]。糖粉添加量低时，饼干形状完整，饼干颜色较浅，口感淡且略显粗糙，硬度较大；糖粉添加量为25 g时酥性饼干感官评分最高，甜度最容易被接受，口感最佳，组织断面有紧密气孔，色泽金黄，糖粉添加量过高，饼干口味甜腻，颜色变深变硬，感官品质下降。因此，确定糖粉的最佳添加量为25 g。
2.4 鸡蛋液添加量对酥性饼干感官品质的影响
酥性饼干加入适量的蛋液，能够提高饼干的膨松度，赋予饼干特有的香味，改善饼干色泽[19]。鸡蛋液添加量对酥性饼干感官品质的影响见图4。
图4 鸡蛋液添加量对酥性饼干品质的影响
Fig.4 Effect of the amount of egg on the taste of crisp biscuits
不同字母表示差异显著（p<0.05）。
由图4可知，随鸡蛋液添加量的增加，酥性饼干感官评分呈现升后降的趋势，鸡蛋液添加量为15 g时，感官评分最高，颜色最佳，饼干香气最好，断面质地均匀细密，口感酥松。鸡蛋液添加量低于15 g饼干香气不明显，饼干不够疏松，颜色较淡；鸡蛋液添加量高于15 g时，饼干变硬，会产生令人不愉快的蛋腥味，感官品质下降。因此，确定鸡蛋液的最佳添加量为15 g。
2.5 正交试验结果
在单因素试验的基础上进行正交试验，并对酥性饼干进行感官评定，结果见表3。
表3 正交试验结果
Table 3 The results of orthogonal test
编号 因素 感官评分A B C D 1 1 1 1 1 80.9 2 1 2 2 2 83.2 3 1 3 3 3 82.5 4 2 1 2 3 88.8 5 2 2 3 1 90.6 6 2 3 1 2 84.2 7 3 1 3 2 73.4 8 3 2 1 3 75.9 9 3 3 2 1 72.7 k1 82.2 81.03 80.3 81.4 k2 87.9 83.23 81.6 80.3 k3 74.0 79.8 82.2 82.4 R 13.9 3.4 1.9 2.1
由表3可知，影响抗性淀粉酥性饼干品质的主次顺序依次为A>B>D>C，即抗性淀粉添加量>黄油添加量>糖粉添加量>鸡蛋液添加量。抗性淀粉酥性饼干的最佳工艺条件为A2B2C3D3，即抗性淀粉添加量16%、黄油添加量80 g、鸡蛋液添加量20 g、糖粉添加量30 g。
2.6 验证试验
为验证抗性淀粉酥性饼干感官品质的稳定性，按正交试验优化得到的最佳工艺条件制备饼干，并对其进行感官评价，结果表明，基于最优配方制得的饼干口感疏松，甜淡适中、色泽金黄，饼干感官评分为92.3。
2.7 抗性淀粉添加量对酥性饼干质构的影响
以正交试验优化得到的最佳工艺条件为基础，通过改变抗性淀粉添加量，来研究抗性淀粉添加量对酥性饼干质构特征的影响，结果见表4。
表4 添加抗性淀粉对酥性饼干质构特性的影响
Table 4 Effect of resistant starch addition on texture properties of crispy biscuits
注：同一列不同字母代表具有显著性差异（p<0.05）。
RS添加量/% 硬度/g 内聚力 胶黏性 咀嚼性0 28 727.92±2 021.07a 0.26±0.02a 7 039.74±741.45a 3 770.26±492.11a 4 24 650.06±1 874.03b 0.24±0.01ab 5 836.60±520.33b 3 372.73±522.25a 8 16 793.19±2 085.57c 0.20±0.00bc 2 899.36±275.49c 2 287.28±284.02b 12 16 784.68±1 378.27c 0.18±0.02c 2 648.77±134.91c 1 989.42±146.84b 16 15 624.34±617.76c 0.17±0.03c 2 113.26±209.10cd 1 492.65±428.25b 20 14 705.53±164.39c 0.08±0.03d 1 208.51±332.08d 619.56±235.53c
由表4可知，抗性淀粉添加量的不断增加，酥性饼干的硬度、内聚力、胶黏性、咀嚼性呈现逐渐降低的趋势，酥性饼干口感随着抗性淀粉的加入变得疏松，这与彭辉等[20]研究结果一致，结果表明一定量的抗性淀粉加入可以阻碍饼干面团调制过程中面筋网络的形成，饼干面团中的脂肪润滑效果得到增强，饼干内部变得比较细腻，饼干硬度降低[21]，口感得到优化，饼干的质地变得更加酥松。结合感官评定结果可知抗性淀粉添加量为16%时，抗性淀粉酥性饼干接受度最高。质构结果也表明抗性淀粉添加量为16%时，饼干的硬度、内聚力、胶黏性和咀嚼性较适中。该条件制得的酥性饼干颜色为金黄色，口感疏松，有饼干香气浓郁。当抗性淀粉添加量为20%时饼干的硬度、内聚力、咀嚼性等质构指标最低，饼干口感较粗糙。根据质构分析和感官评分确定抗性淀粉最佳添加量为16%。
2.8 抗性淀粉酥性饼干的体外消化性
抗性淀粉酥性饼干的体外消化性结果如图5和表5所示。
图5 抗性淀粉酥性饼干的体外消化图谱
Fig.5 In vitro starch digestograms of resistant starch crisp biscuits
表5 抗性淀粉酥性饼干体外消化性和评估血糖指数含量
Table 5 In vitro digestibility and estimated glycemic index of resistant starch crisp biscuits
注：同一列不同字母代表有显著性差异（p<0.05）。
RS添加量% RDS含量/%HI eGI 0 29.78±1.76a 57.41±0.38a 71.23±0.21a 4 24.21±1.17b 55.37±0.41b 70.11±0.22b 54.34±0.22c 69.54±0.12c 12 21.26±1.30bc 53.50±0.33c 69.08±0.18c 16 20.93±0.75bc 52.40±0.49d 68.48±0.27d 20 20.08±1.65c 51.65±0.47d 68.07±0.26d 8 21.76±0.94bc SDS含量/%21.22±0.20a 22.44±0.02a 22.05±0.78a 20.84±1.03a 17.82±1.73b 16.40±1.09b RS含量/%49.00±1.55d 53.36±1.15cd 56.19±1.71bc 57.90±2.31bc 61.24±2.46a 63.52±2.74a
所有样品均表现出初始阶段消化速度快，约40min后消化速度变缓。添加抗性淀粉能明显影响饼干的消化性能，随着抗性淀粉含量的增加饼干中RDS，SDS含量不断减小，而RS含量逐渐升高。研究表明，食品中的RS会有效影响淀粉组分对消化酶的敏感性，这是因为RS之间能包封糊化淀粉，能有效抑制淀粉水解酶降解[22]。未添加抗性淀粉的饼干的最终消化率为56.7%，评估血糖值数（eGI）为71.23，酥性饼干属于高血糖生成指数食物（eGI>70）[23]。添加抗性淀粉后酥性饼干水解指数（HI）、评估血糖指数（eGI）显著降低（P<0.05）。当抗性淀粉添加量>4%时，酥性饼干为中GI食物（55≤eGI≤70）。结果说明饼干中添加适量的抗性淀粉可以有效地控制饼干的血糖生成指数。
3 结论
本研究通过正交试验优化配方工艺制作抗性淀粉酥性饼干，并采用体外消化的方法测定饼干的体外酶消化率，计算饼干的血糖生成指数（eGI）。研究表明：以100 g抗性淀粉和小麦粉混合粉质量为基准，抗性淀粉添加量比例为16%，黄油添加量为80 g、鸡蛋液添加量为20 g、糖粉添加量为30 g、泡打粉添加量为2 g、烤箱上火185℃下火170℃、焙烤17 min时，得到的抗性淀粉酥性饼干感官评分最高，为92.3。该条件制得的抗性淀粉酥性饼干具有形状完整美观，口感疏松、断面结构紧密且有均匀的气孔、质地细腻、色泽金黄、甜淡适中、饼干香味浓郁等特点。并且随抗性淀粉含量的增加饼干中RDS含量不断减小，而RS含量逐渐升高，淀粉水解指数（HI）、评估血糖指数（eGI）显著降低（P<0.05）。说明加入抗性淀粉可以赋予饼干优良的质构性能，提高了饼干的营养价值，同时为功能性酥性饼干的开发生产提供依据
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