基于谷物和豆类面粉的含麸质及无麸质饼干的开发：物理化学、营养和感官特性

《Applied Food Research》：Development of gluten-containing and gluten-free crackers based on cereal and legume flours: physicochemical, nutritional, and sensory characteristics

营养强化型脆饼开发及特性研究。采用0-100%扁豆混合粉（LB）替代小麦粉和米饭淀粉，系统评估含麸质（GCC）与无麸质（GFC）脆饼的营养、质构及感官特性。结果表明：LB添加显著提升蛋白质（最高19%）、总氨基酸（最高18g/100g）及抗性淀粉（最高1.8%），同时降低淀粉可消化性（GCC降20%，GFC降35%）。感官分析显示25%-50% LB替代时脆饼接受度最佳，且GFC的营养提升效果更显著。研究证实扁豆粉替代不超过50%可有效改善营养且不显著影响质构与感官特性，为功能性零食开发提供新思路。

　　随着现代生活方式和饮食习惯的变化，零食的消费量逐年上升，尤其在健康意识增强的背景下，无麸质（GF）零食的需求也不断增长。本研究旨在通过引入不同比例的豆类混合物（LB，由扁豆和豌豆粉组成）来改进传统含麸质（GC）和无麸质饼干（GFC）的营养、质地和感官特性。研究结果表明，通过将LB比例从0%提升至100%，可以显著提升两种饼干的蛋白质含量（最高可达19%）、总氨基酸含量（最高可达18 g/100 g）以及抗性淀粉含量（最高可达1.8%）。同时，LB的加入显著降低了饼干的淀粉消化率，其中含麸质饼干的淀粉消化率降低了20%，无麸质饼干则降低了35%。尽管LB的添加对饼干的质地特性影响不大，但感官分析显示，当LB比例为25%和50%时，两种饼干都表现出较高的可接受性，包括“好、易碎、美味、回味好、香味宜人”等积极属性。因此，研究认为，只要LB的添加比例不超过50%，使用豆类粉是一种有效的方法，可以在不损害消费者接受度的情况下提高谷物类饼干的营养价值。

### 饼干的发展背景与需求

近年来，零食已经成为全球饮食文化的重要组成部分，其消费量的增加主要源于人们生活方式的转变和对便捷食品的需求。在许多国家，人们已经习惯了将零食作为日常饮食的一部分，特别是在快节奏的生活方式下，人们更倾向于选择方便携带和食用的食品。这种趋势促使了包括面包替代品在内的各种饼干产品的流行。在意大利市场，调查发现超过一千种面包替代品，其中186种是饼干，这说明即使在仍然习惯购买新鲜面包的国家，饼干也逐渐受到消费者的青睐。

与此同时，随着人们对健康饮食的关注，无麸质产品的需求迅速上升。这主要是由于越来越多的人患有麸质相关疾病，如乳糜泻和非乳糜泻麸质敏感。根据市场报告，2022年无麸质食品市场价值达到64.5亿美元，预计到2030年将以每年9.8%的速度增长。然而，无麸质产品在技术性能和营养价值方面常常存在不足。无麸质饼干通常缺乏蛋白质和必需氨基酸，且由于缺乏麸质网络的支撑，其口感和质地可能不如传统饼干。因此，如何在不牺牲感官特性的前提下提升无麸质饼干的营养价值成为研究的重点。

### 豆类粉的优势与挑战

豆类粉富含蛋白质和膳食纤维，其天然的营养成分使其成为改进饼干营养特性的理想选择。此外，豆类粉还含有丰富的慢消化碳水化合物和多种维生素及矿物质，如铁和B族维生素，以及具有生物活性的多酚等。这些特性使豆类粉在提升饼干营养价值方面具有潜力。然而，豆类粉的加入也可能带来一些问题，例如改变饼干的感官特性，如颜色、气味和口感，甚至影响其技术性能，如硬度和脆度。一些研究发现，当小麦粉被豌豆蛋白替代时，饼干的整体感官可接受性下降；在使用扁豆粉替代卡罗特粉的饼干中，随着替代比例的增加，饼干的整体可接受性也显著降低。此外，豆类粉的加入可能导致饼干的硬度和脆度增加，如在饼干中加入10%和50%的鹰嘴豆粉后，其硬度分别增加了51%和342%。

因此，尽管豆类粉具有显著的营养价值，但在实际应用中需要平衡其对饼干感官特性和技术性能的影响。为了克服这一挑战，本研究采用了一种由红扁豆、黄扁豆和黄豌豆组成的豆类混合物（LB），并测试了其在不同比例下的效果。研究结果表明，LB的添加可以有效提升饼干的营养成分，而不会显著影响其质地特性。此外，感官分析显示，当LB的添加比例为25%和50%时，饼干的感官可接受性较高，而超过50%的添加比例则可能降低消费者的接受度。

### 实验方法与结果分析

为了评估LB对饼干的影响，研究者设计了不同比例的LB（0%、25%、50%、75%、100%）替代小麦粉和大米粉的实验。通过使用不同的配料比例，研究者准备了含麸质饼干（GCC）和无麸质饼干（GFC）样品，并对它们进行了物理、化学和感官特性的分析。实验过程中，研究者通过控制水、油和盐的添加比例，确保所有样品的配方基本一致，以便更准确地评估LB的影响。

实验结果表明，随着LB添加比例的增加，饼干的营养成分得到了显著改善。蛋白质含量从12.49 g/100 g（0% GCC）提升至21.82 g/100 g（100% LB），总氨基酸含量从11.9 g/100 g（0% GCC）提升至21.0 g/100 g（100% LB）。同时，抗性淀粉含量也从0.67 g/100 g（0% GCC）提升至1.81 g/100 g（75% GCC）。这些数据表明，LB的添加显著提升了饼干的营养价值，尤其是蛋白质和氨基酸的含量。

在淀粉消化率方面，研究者使用INFOGEST协议进行了体外消化实验。结果显示，随着LB添加比例的增加，饼干的淀粉消化率显著下降。含麸质饼干的淀粉消化率从36.85%（0% GCC）下降至28.96%（100% LB），而无麸质饼干的淀粉消化率从33.18%（0% GFC）下降至26.07%（75% GFC）。这一变化可能与豆类粉中丰富的膳食纤维和蛋白质有关，这些成分可以抑制淀粉的消化，从而降低饼干的血糖指数。因此，LB的添加不仅提升了饼干的营养价值，还可能有助于控制血糖反应。

在感官分析方面，研究者采用了接受度测试和“检查所有适用属性”（CATA）测试，以评估消费者对不同比例LB饼干的喜好。结果显示，当LB的添加比例为25%和50%时，饼干的感官可接受性较高，尤其是其口感、气味和颜色。然而，当LB的添加比例超过50%时，饼干的感官特性开始受到影响，如颜色变深、气味变差等。因此，研究者建议在实际应用中，LB的添加比例应控制在50%以内，以确保饼干的感官特性和技术性能不受影响。

### 饼干的物理特性变化

在物理特性方面，研究者分析了饼干的尺寸、厚度、水分含量、水活性（a_w）以及硬度（BSI）。结果显示，随着LB添加比例的增加，含麸质饼干的尺寸和厚度显著减小，而无麸质饼干的尺寸和厚度则略有增加。这种变化可能与LB的加入对饼干结构的影响有关，例如，LB中的蛋白质和纤维可以改变饼干的物理结构，使其更加紧实或更加松散。此外，水分含量和水活性的变化也反映了LB对饼干结构的影响，含麸质饼干的水分含量和水活性随着LB添加比例的增加而减少，而无麸质饼干则相反。

在硬度方面，研究发现，随着LB添加比例的增加，含麸质饼干的硬度显著增加，尤其是在LB添加比例超过75%时，硬度显著提升。然而，无麸质饼干的硬度则随着LB添加比例的增加而减小。这可能是因为无麸质饼干缺乏麸质网络的支持，使得LB的加入更容易改变其结构，从而降低硬度。总体而言，LB的添加对饼干的物理特性有显著影响，但只要添加比例不超过50%，其对饼干的整体质量影响较小。

### 研究的意义与未来展望

本研究的结果表明，通过在饼干中加入适量的豆类粉，可以有效提升其营养价值，同时保持良好的感官特性和技术性能。这一发现对于开发更健康的零食产品具有重要意义，尤其是在无麸质饼干的市场中。随着消费者对健康饮食的关注，无麸质产品的需求不断增长，但其通常缺乏蛋白质和必需氨基酸，这使得它们在营养方面存在不足。通过加入豆类粉，可以弥补这一缺陷，使无麸质饼干的营养成分更加均衡。

此外，本研究还发现，豆类粉的加入可以显著降低饼干的淀粉消化率，这对于控制血糖反应具有潜在价值。然而，研究也指出，超过50%的LB添加比例可能会降低饼干的感官可接受性，因此在实际应用中需要谨慎控制比例。未来的研究可以进一步探索豆类粉在其他无麸质食品中的应用，以提升其营养价值和感官特性。同时，也可以评估LB富集饼干对人类血糖反应的影响，为开发更健康的零食产品提供科学依据。