小麦粉替代以印加果茶叶粉：对饼干理化性质、淀粉消化率和感官属性的影响

《Foods》：Wheat Flour Substitution with Sacha Inchi Tea Leaf Powder: Effects on Physicochemical Properties, Starch Digestibility, and Sensory Attributes of Cookies

　　

印加果（Plukenetia volubilis L.）叶片是一种未被充分利用的副产品，来自一种正在扩大的油料作物，但其作为食品原料的应用仍然有限。研究人员评估了印加果茶叶粉（STLP）作为小麦粉的部分替代品，在饼干中分别以0%、2.5%、5%和10%（w/w）的比例进行替代，并检测了饼干的理化性质、抗氧化能力、体外淀粉消化率和感官可接受性。用STLP替代显著增加了饼干的蛋白质、膳食纤维和灰分含量（p ≤ 0.05）。总酚含量（TPC）和铁还原抗氧化能力（FRAP）也随着替代水平的增加而增加，特别是在5%和10% STLP时（p ≤ 0.05）。在模拟消化模型中，与对照相比，STLP替代的饼干显示出较低的葡萄糖释放量、葡萄糖曲线下面积（AUC）、水解指数（HI）和预测血糖指数（pGI）（p ≤ 0.05），表明体外淀粉水解减少。物理性质在低至中等替代水平下基本保持，而10% STLP增加了延展比和硬度，并减少了烘焙损失。感官评价显示，与对照相比，STLP替代降低了外观、颜色、气味、风味和总体可接受性评分，而质地评分未受显著影响。这些发现表明，STLP可能作为一种潜在原料，用于改善饼干的蛋白质、纤维和灰分含量，增强抗氧化特性，并降低体外淀粉水解。尽管需要进一步优化配方以平衡这些效果与感官可接受性，但STLP是一种有前景的烘焙产品功能性原料，也是利用未充分利用农业材料的一种手段。

印加果（Sacha inchi，Plukenetia volubilis L.）是一种油料作物，其种子因富含不饱和脂肪酸和蛋白质而被广泛用于榨油或食用，但叶片作为农业副产品长期未被充分利用。先前研究表明，印加果叶片含有酚类化合物并具有抗氧化活性，其提取物可抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶，然而将叶片粉直接应用于食品基质中的效果尚不清楚。饼干作为广受欢迎的烘焙产品，通常以精制小麦粉、脂肪和糖为原料，膳食纤维和微量营养素含量有限。因此，研究人员旨在评估以印加果茶叶粉（STLP）部分替代小麦粉（0%、2.5%、5%、10% w/w）对饼干理化性质、抗氧化能力、体外淀粉消化率和感官可接受性的影响，为STLP作为功能性原料在烘焙产品中的应用提供初步配方依据。该研究得出以下结论：STLP替代可显著提升饼干的蛋白质、膳食纤维、灰分含量及总酚含量（TPC）和铁还原抗氧化能力（FRAP），并降低体外淀粉消化率（表现为葡萄糖释放量、葡萄糖曲线下面积（AUC）、水解指数（HI）和预测血糖指数（pGI）下降）；但10%替代水平导致饼干延展比和硬度增加、烘焙损失减少，同时感官评分（外观、颜色、气味、风味、总体可接受性）显著降低，而质地无显著差异。5%替代水平被认为在功能改善与感官品质之间提供了合理平衡。该研究论文发表在《Foods》期刊，为STLP作为未充分利用的农业材料在烘焙产品中的增值利用提供了实验证据。

关键技术方法方面，研究人员首先制备STLP（将干燥印加果茶叶磨粉后过150 μm筛）。饼干制备采用四种替代水平（0%、2.5%、5%、10%），所有配方在相同条件下烘焙（170°C，12 min）。主要关键方法包括：利用AOAC标准方法测定饼干的水分、蛋白质、脂肪、膳食纤维和灰分含量；通过直径与厚度比值计算延展比，称重法测定烘焙损失，质构仪（TA.XTplusC，6 mm圆柱探头）测定硬度；使用色差计（Color-flex EZ）测量粉碎样品的L*、a*、b*值并计算色差（ΔE）；采用Folin-Ciocalteu法测定水提取物的总酚含量（TPC），以mg GAE/g样品表示；通过铁还原抗氧化能力（FRAP）法评估抗氧化能力，结果以mM FeSO₄当量/g样品表示；体外模拟消化包括口腔相（猪α-淀粉酶）、胃相（胃蛋白酶）和小肠相（胰酶和胆汁提取物），在0–180 min采集样品，利用GOD-POD法（Glucose LiquiColor^?）测定葡萄糖释放量，并计算AUC、HI和pGI；感官评价采用9点喜好标度，由50名未训练评价员（9男41女，平均年龄25.72±6.73岁，通过方便抽样招募，经伦理批准）在隔离测试间对饼干的外观、颜色、质地、气味、风味和总体可接受性进行评分。所有样品标记三位随机数字编码，评价员间用清水漱口。

研究结果部分如下：

**3.1 营养含量（Nutritional Contents）**：通过理化分析发现，STLP替代显著增加了饼干的蛋白质、膳食纤维和灰分含量（p ≤ 0.05），其中膳食纤维增幅最大（约5–6.5倍）；水分含量在替代组中显著降低，但5%和10%组水分高于2.5%组；总碳水化合物仅在10%替代时显著低于对照；能量和脂肪含量在各组间无显著差异（p > 0.05）。

**3.2 延展比、烘焙损失和硬度（Spread Ratio, Baking Loss and Hardness）**：通过物理测量和质构仪测试，10% STLP替代显著增加了饼干的延展比（直径增大、厚度减小）和硬度，同时降低了烘焙损失（p ≤ 0.05）；2.5%和5%替代组的这些参数与对照无显著差异（p > 0.05）。结果表明饼干基质在5%替代以内可保持物理性质稳定，而10%替代导致更明显的结构变化。

**3.3 颜色特性（Color Profile）**：通过色差计测量粉碎样品，STLP替代导致亮度（L*）和黄度（b*）显著降低，绿度（a*）显著增加（p ≤ 0.05），且所有替代组的ΔE值均大于5，表明颜色差异肉眼可辨。这种颜色变化归因于STLP本身的深绿色、叶绿素及其衍生物以及烘焙过程中的美拉德反应。

**3.4 总酚含量和抗氧化能力（Total Phenolic Content and Antioxidant Capacity）**：通过Folin-Ciocalteu法和FRAP法测定水提取物，TPC随替代水平增加而显著升高（p ≤ 0.05），呈剂量依赖；FRAP在5%和10%替代组中显著高于对照（p ≤ 0.05），而2.5%组无显著差异。表明STLP替代能够增强饼干的可提取酚含量和化学还原能力。

**3.5 淀粉消化率（Starch Digestibility）**：通过体外模拟消化实验，STLP替代组从45分钟起葡萄糖释放量显著低于对照（p ≤ 0.05），且AUC、HI和pGI均显著降低（p ≤ 0.05），但各替代水平间无显著差异（p > 0.05）。表明STLP替代可降低体外淀粉水解速率和程度。

**3.6 感官可接受性（Sensory Acceptability）**：通过9点喜好标度评价，STLP替代显著降低了饼干的外观、颜色、气味、风味和总体可接受性评分（p ≤ 0.05），其中10%组评分最低；质地评分在各组间无显著差异（p > 0.05）。5%组的总体可接受性显著高于10%组，表明适度替代更有利于感官品质。

**3.7 局限与展望（Limitations and Future Perspectives）**：讨论部分指出，研究未直接测量水分分布、质构参数（如脆性）、可溶与不可溶膳食纤维比例、淀粉糊化程度、微观结构及消化酶抑制活性；体外消化模型需通过人体餐后血糖试验验证；STLP的表征（酚类含量、粒径分布）不够充分；感官评价小组性别比例不平衡且未筛选饼干消费频率。未来需进一步优化STLP添加量、粒径、颜色、风味和香气，以提高消费者接受度。

研究结论部分翻译如下：用印加果茶叶粉（STLP）部分替代小麦粉可改善饼干的选定组成和抗氧化相关特性，表现为蛋白质、膳食纤维、灰分、总酚含量（TPC）和铁还原抗氧化能力（FRAP）增加。在模拟体外消化条件下，STLP替代降低了葡萄糖释放、水解指数（HI）和预测血糖指数（pGI），表明该模型中的淀粉水解减缓。然而，较高水平的STLP替代（特别是10%）改变了饼干的物理性质并降低了若干感官属性。在测试的替代水平中，5% STLP在功能增强与感官品质之间似乎提供了合理平衡：该水平下饼干在膳食纤维、蛋白质、酚类含量和铁还原能力方面显著高于对照，同时体外淀粉消化率降低程度与10%替代相当，且外观、颜色和总体可接受性评分显著高于10%配方。较低替代（2.5%）未显著增强抗氧化能力，而10%替代虽带来最大功能改善但感官可接受性更低。总体而言，这些发现表明STLP具有作为饼干改良植物原料的潜力，其中5%替代是营养强化与感官品质之间的实用平衡点。对于工业应用，使用STLP可支持未充分利用农业材料的增值利用以及富含纤维和抗氧化剂的饼干开发，但需进一步优化配方和工艺以改善感官可接受性并确保规模化产品质量的一致性。