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2022 , Vol. 43 >Issue 8: 1678 - 1685

DOI: https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-2561.2022.08.018

采后处理与质量安全

咖啡果皮粉对饼干品质和淀粉消化性的影响

  • 罗白玲 1 ,
  • 董文江 , 2, * ,
  • 刘敦华 , 3, * ,
  • 胡荣锁 2 ,
  • 赵文成 4
展开
  • 1.甘肃中医药大学定西校区医学教学部,甘肃定西 743000
  • 2.中国热带农业科学院香料饮料研究所,海南万宁 571533
  • 3.宁夏大学食品与葡萄酒学院,宁夏银川 750021
  • 4.海南省特色热带作物适宜性加工与品质控制控制重点实验室,海南万宁 571533
*董文江,E-mail： ;
刘敦华,E-mail： 。

罗白玲（1985—）,女,硕士,讲师,研究方向：食品加工与安全。

收稿日期: 2021-12-13

  修回日期: 2022-01-30

  网络出版日期: 2022-09-09

基金资助

中央级公益性科研院所基本科研业务费专项创新团队项目(1630142017006)

收起

Effect of Coffee Peel Powder on Biscuit Quality and Starch Digestibility

  • LUO Bailing 1 ,
  • DONG Wenjiang , 2, * ,
  • LIU Dunhua , 3, * ,
  • HU Rongsuo 2 ,
  • ZHAO Wencheng 4
Expand
  • 1. Department of Medical Education, Dingxi Campus, Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Dingxi, Gansu 743000, China
  • 2. Spice and Beverage Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Wanning, Hainan 571533, China
  • 3. School of Food and Wine, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia 750021, China
  • 4. Key Laboratory of Suitability Processing and Quality Control of Characteristic Tropical Crops in Hainan Province, Wanning, Hainan 571533, China
*DONG Wenjiang,E-mail： ;
LIU Dunhu,E-mail： 。

Received date: 2021-12-13

  Revised date: 2022-01-30

  Online published: 2022-09-09

Fold

摘要

咖啡果皮是咖啡加工过程中产生的副产物,约占咖啡果实的50%,测定结果显示咖啡果皮中含有丰富的膳食纤维,总膳食纤维的含量可达64.80%,且脂肪含量低,仅为1.62%。但咖啡果皮仅有一小部分被用作堆肥和动物饲料,大部分被丢弃,造成了不可忽视的环境问题和资源浪费。为了探寻咖啡果皮在焙烤食品中的加工利用,本研究利用超微粉碎的咖啡果皮0%、5%、10%、15%、20%替代小麦粉来制作饼干,通过测定饼干的含水率、膳食纤维的含量、DPPH清除率、淀粉消化性能、血糖生成指数、色泽、质构及感官性状,发现与对照组（0%）相比,随着咖啡果皮粉替代量的增加,饼干的含水率从6.57%下降至5.32%,膳食纤维含量和DPPH清除率显著增加,分别从1.84%增加至10.65%,从2.89%增加至36.69%,淀粉的消化率、C∞和k值与咖啡果皮粉的替代量呈负相关,最终预测的饼干血糖生成指数从91.16降至66.35,但5%、10%、15%替代量的饼干仍为高血糖生成指数的食物,色泽中L*和b*值逐渐下降,而a*值在5%和10%替代量时超过了对照组,饼干呈现咖啡果皮的棕红色,另外,饼干的硬度和咀嚼性逐渐增加,但在5%替代量时硬度增加并不显著（P<0.05）,脆性、恢复力、粘结力和弹性均逐渐下降,当咖啡果皮粉添加量为5%时,可获得理想的感官评分,尤其是在色泽和气味上的得分达到最高,分别为4.8和4.7分。结果表明,咖啡果皮粉可以考虑作为一种饼干的配料来增加消费者对膳食纤维、抗氧化性物质和低糖化淀粉的摄入,该研究结果为咖啡果皮的综合利用提供理论依据。

关键词： 咖啡果皮; 饼干; 品质; 淀粉消化

本文引用格式

罗白玲 , 董文江 , 刘敦华 , 胡荣锁 , 赵文成 . 咖啡果皮粉对饼干品质和淀粉消化性的影响[J]. 热带作物学报, 2022 , 43(8) : 1678 -1685 . DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2022.08.018

Abstract

Coffee peel is the by-product of coffee processing, accounting for about 50% of coffee fruit. The experimental results show that coffee peel is rich in dietary fiber, and the total dietary fiber content can reach 64.80%, and the fat content is only 1.62%. However, only a small part of coffee peel is used as compost and animal feed, and most of it is discarded, resulting in environmental problems and resource waste that can not be ignored. In order to explore the processing and utilization of coffee peel in baked food, this study used 0%, 5%, 10%, 15% and 20% of superfine coffee peel instead of wheat flour to make biscuits. By measuring the moisture content, dietary fiber content, DPPH clearance rate, starch digestibility, glycemic index, color, texture and sensory characteristics of biscuits, it was found that compared with the control group (0%), with the increase of coffee content, the quality of biscuits was improved. The moisture content of biscuits decreased from 6.57% to 5.32%, and the dietary fiber content and DPPH scavenging rate increased significantly, from 1.84% to 10.65% and from 2.89% to 36.69%, respectively. The digestibility of starch, C∞ and K value were negatively correlated with the substitution amount of coffee peel powder, and the finally predicted glycemic index of biscuits decreased from 91.16 to 66.35. However, biscuits with 5%, 10% and 15% substitution amount are still foods with high glycemic index. The L* and b* values in color gradually decreased, while the a* value exceeded that of the control group at 5% and 10% substitution amount, and the biscuits were brown red in coffee peel. In addition, the hardness and chewiness of biscuits gradually increased, but the hardness increase was not significant at 5% substitution amount (P<0.05). The results show that coffee peel powder can be considered as a biscuit ingredient to increase consumers' intake of dietary fiber, antioxidant substances and low saccharified starch. This paper provides theoretical basis for comprehensive utilization of coffee peel.

Key words： coffee peel; biscuit; quality; starch digestion

咖啡是世界第二大贸易食品,根据国际咖啡组织的数据,2020年咖啡总产量比2019年增长6.3%。据估计,全世界每天消费35亿杯咖啡,大量的咖啡生产和全球的咖啡消费,造成了大量咖啡加工副产物的产生,这些副产物约占咖啡果实的45%~50%,给生产国造成了很大的环境问题[1]。咖啡果皮（coffee peel, CP）是咖啡果湿法加工过程中产生的主要副产品,相当于整个鲜果干重的29%。CP含碳水化合物（50%~85%）、膳食纤维（70%）、蛋白质（4%~12%）、脂类（0.5%~3%）、矿物质（3%~10%）、单宁（1%~9%）、咖啡因（1%）,此外,有学者报道CP中的酚类物质主要为黄烷-3-醇、羟基肉桂酸、黄酮醇和花青素等,证实了CP的抗氧化能力[2-3]。目前国外学者对CP的综合利用已经做了大量的研究,如利用CP发酵生产多种生物产品,如酶、柠檬酸、没食子酸、生物乙醇等[4-5],将CP粉用于面包、饼干、意大利面、酱汁和饮料等不同食品中作为增值产品[6],以及在CP中提取具有生物活性的天然物质,如花青素、抗氧化性膳食纤维等[3]。国内对CP再利用的研究还处在初级阶段,相关报道有张云鹤等[7]从CP中提取花青素,胡荣锁等[8]、何红艳等[9]利用CP制作咖啡果皮酒/茶,其他相关研究的报道较少。
饼干口感酥甜、便于携带、保质期长,是人们日常生活中最受欢迎的焙烤食品之一,但其往往含糖含脂量高,若仅以单一精细的小麦粉作原料,不符合现代人群追求的健康消费观念。近年来,关于饼干的研究主要集中在通过添加不同的植物性成分来增加饼干的营养物质、降低饼干的血糖指数（GI）及提高产品口感上[10-11]。但我国关于CP应用于饼干的研究还没有相关报道。因此,本研究利用超微粉碎的CP为原料制作饼干,研究不同CP粉的添加量对饼干含水率、膳食纤维、抗氧化性、色泽、感官、质构的影响,采用体外模拟消化法测定饼干水解速率,并通过水解速率来预测血糖指数,为开发风味独特、富含膳食纤维及具有抗氧化性的CP饼干提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂

咖啡果皮（中国热带农业科学院咖啡加工实验基地）、低筋粉、糖粉、小苏打（安琪酵母股份有限公司）、无盐黄油[恒天然商贸（上海）有限公司]、猪胰酶（320 U/L）、糖化酶（100 000 U/mL）、2,2-联苯基-1-苦基肼DPPH、Trolox(水溶性维生素E)、3,5-二硝基水杨酸（DNS）（上海阿拉丁试剂有限公司）。

1.1.2 仪器与设备

紫外/可见分光光度仪（德国耶拿 SPECORD 250PLUS）、高速万能粉碎机（天津泰斯特仪器有限公司）、超细粉碎机（济南达微机械有限公司XDW-6B）、高速冷冻离心机（美国BECKMANAvantiJXN-26）、比色仪美能达CR-400（日本大阪）、质构仪TA.XT Plus（英国Stable Micro Systems）等。

1.2 方法

1.2.1 咖啡果皮基本成分的测定

将咖啡果皮利用高速万能粉碎机粉碎2 min后过40目筛进行测定。参照 GB 5009.3—2016测定咖啡果皮中的水分、GB 5009.4—2016测定咖啡果皮中的灰分、GB 5009.5—2016测定咖啡果皮中的蛋白质、GB 5009.6—2016测定咖啡果皮中的脂肪、GB 5009.9—2016测定咖啡果皮中的淀粉、GB 5009.88—2014测定咖啡果皮中的膳食纤维（总膳食纤维,TDF;不溶性膳食纤维,IDF;可溶性膳食纤维,SDF）,每个样品重复测定3次。

1.2.2 咖啡果皮粉的制作

利用超细粉碎机将咖啡果皮粉碎30 min后置密封袋中,放于干燥器中保存备用。咖啡果皮粉（coffee peel powder, CPP）的D50为8.95 µm。

1.2.3 酥性饼干的制作

饼干按表1的配方制作,先将黄油融化,加入糖粉、蛋液、小苏打混合打发,再将打发的黄油混合物与咖啡果皮粉及低筋粉混合,揉制成面团,醒发10~20 min后成型,制得的饼干坯在面火温度为170~190℃,底火温度为160~180℃,烘烤10 min,冷却即得成品。将饼干成品粉碎,过40目筛,密封于塑料袋中室温保存备用。
表1 咖啡果皮粉饼干的配料

Tab. 1 Ingredients for coffee peel powder biscuits

CPP所占比例
Proportion of coffee peel powder/%		 咖啡果皮粉
Coffee peel powder/g		 低筋面粉
Low-gluten wheat flour/g		 黄油
Butter/g		 糖
Suger/g		 全蛋液
Egg liquid/g		 小苏打
Baking soda/g
0 0 100 25 25 30 0.7
5 5 95 25 25 30 0.7
10 10 90 25 25 30 0.7
15 15 85 25 25 30 0.7
20 20 80 25 25 30 0.7

1.2.4 含水率的测定

参考李明娟等[12]的测定方法,准确称取每份样品各3 g,置于烘箱（105℃）烘至恒量,重复3次,按公式（1）计算取平均值。
含水率=（烘前质量–烘后质量）/ 样品质量×100%

1.2.5 膳食纤维含量的测定

参考GB 5009.88- 2014模拟膳食纤维在人消化道里进行的化学反应进行测定。

1.2.6 DPPH清除率的测定

参考王旭[13]的方法略加修改,分别配置浓度为10、20、40、60、80、100 μg/mL的Trolox的标准液,各取500 µL,加入3 mL 0.14 mmoL/L的DPPH溶液,避光常温放置45 min,再在517 nm处测定吸光度,以乙醇作为对照,绘制Trolox浓度对DPPH清除率的标准曲线。
样品提取：各称取2 g样品,加30 mL70%甲醇,超声室温提取30 min,4000 r/min离心10 min,收集上清液,残渣复提1次,合并滤液,在45℃条件下旋转蒸发至无水状态,残余物用甲醇定容至20 mL,得到的提取液在-20℃冰箱保存备用。
样品的测定：同标准曲线的测定,3 mL DPPH溶液中加入500 µL样品进行测定,按公式（2）计算。
$DPPH清除率 = \frac{A_1-A_2}{A_1}× \text{100%}$
式中,A1—加入样品前的吸光值;A2—加入样品后的吸光值。

1.2.7 淀粉体外消化动力学模型及血糖指数的预测

（1）葡萄糖标准曲线的制作。参照李环等[14]的方法,利用DNS法进行测定。以540 nm波长处的吸光度为纵坐标,葡萄糖标准液浓度为横坐标制作标准曲线,其回归方程为y=0.0519x- 0.0322,R2=0.9993。
（2）淀粉水解速率（hydrolysis rate,HR）的测定。参照JIA等[15]的方法,准确称取0.5 g样品置于50 mL带旋转盖的离心管中,添加10 mL pH为5.2的0.2 mol/L乙酸钠缓冲液和5粒玻璃珠,涡旋混匀后将含有10 mL胰酶（320 U/L)和40 µL糖化酶（10 000 U/mL）的酶混合物加入到各试管中,将试管置于37℃恒温振荡水浴在170 r/min下孵育。水解10、20、30、60、90、120、150、180 min后分别取出1.00 mL水解液,然后与4 mL的无水乙醇混合,停止酶的反应,用DNS法测定葡萄糖含量。按公式（3）计算饼干淀粉的水解率（hydrolysis rate, HR）。其中以白面包作为空白对照。
HR=取样时间点葡萄糖含量×0.9/ 样品的质量×100%
（3）血糖指数预测值（predictive value of glycemic index,PGI）。淀粉水解曲线遵循一级反应方程式（4）[16],用Origin 9.0进行模型拟合可计算出C∞和K的值。水解曲线下的面积（area under the hydrolysis curve,AUC）由非线性回归分析确定。饼干的水解指数（hydrolysis index, HI）由公式（5）计算所得,由于HI和PGI之间有较好的相关性（r=0.894）,进一步根据公式（6）计算血糖指数预测值PGI。
Ct=C∞(1-e-kt)
式中,Ct为反应时间为t时的最终水解率,%;t为反应时间,min;C∞为反应时间为∞时的最终水解率,%;K为速率常数,min-1。
$HI = \frac{AUG_{样品}}{AUG_{白面包}}× \text{100%}$
式中,AUC样品为样品水解曲线下的面积;AUC白面包为白面包水解曲线下的面积。
PGI=39.71+0.549HI

1.2.8 饼干表面颜色的测定

用美能达CR-400比色仪测定至少10个随机选取的样品的表面颜色。其中L*值表示亮度（0=黑色,100=白色）,a*值表示红绿色度（-a*=绿色,+a*=红色）,b*值表示黄蓝色度（-b*=蓝色,+b*=黄色）。

1.2.9 饼干质构的测定

焙烤后的饼干冷却24 h后测定。对饼干的硬度、脆性、咀嚼性、恢复力、粘结力、弹性进行测定。选用TPA模式进行饼干质地剖析,测定条件为：TA5探头,测试速率1.0 mm/s,触发力5 g,压缩度30%,每块饼干测试5个点取平均值,每个样品重复不低于6次。

1.2.10 饼干感官品质评定

参照GB/T 20980— 2007饼干国家标准,选择10名经验丰富、无特殊嗜好的感官评价员,将饼干置于白色瓷盘中,在自然光下从组织、色泽、口感、气味和整体接受度5个指标进行感官评分,每项指标满分以5分计,取其平均值作为最后结果。

2 结果与分析

2.1 咖啡果皮基本成分

由表2所示,CP中脂肪含量低,膳食纤维含量高,其中TDF可达64.8%,高于苹果渣中约50%[17]和芒果皮中44.4%[18]的膳食纤维总量。CP中IDF约占TDF的77.03%,而超微粉碎技术能很好地改善IDF带来的口感粗糙问题[19]。
表2 咖啡果皮基本组成成分

Tab. 2 Basic components of coffee peel %

项目
Item		 水分
Water		 蛋白质
Protein		 脂肪
Fat		 灰分
Ash		 总膳食纤维
TDF		 不溶性膳食纤维
IDF		 可溶性膳食纤维
SDF		 淀粉
Starch
含量 6.77±0.63 8.21±0.21 1.62±0.22 6.78±0.04 64.80±2.61 49.92±1.90 14.89±0.71 10.7±0.66

2.2 饼干的含水率、膳食纤维、DPPH清除率

如表3所示,饼干的含水率随着CPP添加量的增加而降低,但5%添加量的饼干与对照组相比差异不显著,而10%、15%、20%添加量的饼干含水率与对照组相比分别降低了0.64%、0.82%、1.25%,差异显著。饼干膳食纤维的含量随着CPP 比例的增加而显著增加（P<0.05）,与对照组相比,各添加量中膳食纤维的含量分别增加了1.95、3.65、4.37和5.79倍,此结果可以用CP富含膳食纤维来解释。饼干的DPPH清除率也随着CPP比例的增加而显著增加,MASMOUDI等[10]同样认为在饼干配方中加入酸枣粉和纤维浓缩物能显著提高饼干的DPPH自由基清除活性。YILMAZ等[20]指出添加了橘籽纤维的饼干中纤维含量、抗氧化能力、酚类物质含量明显较高。此结果表明,CPP是一种丰富的抗氧化活性物质的来源,具有作为食品配料的潜能。
表3 不同添加比例咖啡果皮粉对饼干含水率、膳食纤维、DPPH清除率的影响

Tab. 3 Effect of different proportion of coffee peel powder on moisture content, dietary fiber and DPPH removal rate of biscuits

CPP所占比例
Proportion of coffee peel powder/%		 含水率
Water
content/%		 膳食纤维
Dietary
fiber/%		 DPPH清除率
DPPH clearance rate/%
0 6.57±0.21a 1.84±0.43a 2.89±0.62a
5 6.41±0.02a 3.59±0.11b 16.22±1.61b
10 5.93±0.17b 6.72±0.34c 27.72±1.19c
15 5.75±0.05b 8.04±0.50d 31.57±1.96d
20 5.32±0.16c 10.65±0.68e 39.67±1.21e

注：同列数据后不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters after the same column of data indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.3 饼干葡萄糖水解速度

图1所示为CP饼干体外消化淀粉消化率的曲线图。结果显示,所有饼干在最初的30 min内淀粉消化迅速,之后随着时间的延长消化速度逐渐减缓,直至到180 min达到基本平衡。在同一消化时间点,饼干的消化速度均随着CPP添加量的增加而降低。由图2所示,饼干的淀粉消化平衡浓度C∞和淀粉消化速率常数K均随着CCP添加量的增加而降低,对照组的C∞为92.86%,表明饼干中绝大多数淀粉已经水解,随着CCP添加量从5%增加到20%,饼干中的C∞分别为88.14%、77.62%、66.39%和52.78%。对照组的K为0.0453 min-1,CCP添加量为20%时降至0.0291 min-1,这些结果显示CCP的添加量与饼干的C∞和K呈现负相关性。此结果与青香蕉粉对饼干淀粉消化性能和芒果皮、超微茶粉对淀粉消化性能的影响是一致的[12,18,21]。
图1 不同添加比例咖啡果皮粉饼干的淀粉消化曲线图

Fig. 1 Starch digestion curves of coffee peel powder biscuits with different addition ratios

图2 不同添加比例咖啡果皮粉饼干的平衡浓度（C∞）和速率常数（K）

Fig. 2 Final starch concentration (C∞) and hydrolysis constant (K) of coffee peel powder biscuits with different addition ratios

2.4 血糖预测值

低GI的食物被认为能更好地控制血糖,食物依据GI可以划分为高GI食物（GI≥70）,中GI食物（55~70）和低GI食物（GI≤55）。由表4所示,饼干的PGI随着CPP添加量的增加而降低,且相互间差异显著（P<0.05）。对照组的PGI是91.16,属于高GI的食物,5%、10%、15%添加量饼干的PGI虽显著减低,但仍为高GI的食物,当添加量继续增加到20%时饼干的PGI在55~70之间成为了中GI的食物。结果表明,CPP的添加有利于维持血糖水平的稳定。
表4 咖啡果皮粉对饼干血糖预测值的影响

Tab. 4 Effect of different proportion of coffee peel powder on the predicted value of biscuit blood sugar

项目
Item		 CPP所占比例 Proportion of coffee peel powder/%
0 5 10 15 20
HI 93.72±1.14a 87.51±1.94b 75.12±1.85c 63.56±2.55d 48.52±1.57e
PGI 91.16±0.63a 87.75±1.06b 80.95±1.01c 74.60±1.40d 66.35±0.86e

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.5 饼干的色差

如图3所示,将超微粉碎的CP加入饼干中能使饼干呈现大众易接受的巧克力色,但添加量过多,会造成产品颜色过深。同时由表5所示的饼干色差值可看出,随着CPP添加量的增加,L*值和b*值均呈现降低的趋势,L*值由63.40降至41.66,b*由23.61降至2.47。a*值呈现先增加后减低的趋势,5%替代量的a*值最高,为8.50,说明红色呈现最饱和。色泽的差异主要是由CP中的色素及焙烤过程中发生的褐变反应引起的。
图3 不同添加比例的咖啡果皮粉饼干图

Fig. 3 Chart of coffee peel powder biscuits with different addition ratios

表5 不同添加比例咖啡果皮粉饼干的色差

Tab. 5 Color difference of coffee peel powder cookies with different addition ratio

CPP所占比例
Proportion of coffee peel powder/%		 L* a* b*
0 63.40±2.38a 7.11±0.51b 23.61±1.26a
5 45.84±0.51b 8.50±0.31a 6.95±0.47b
10 43.00±0.80c 7.67±0.28b 4.83±0.38c
15 42.41±0.67c 5.84±0.16c 2.83±0.11d
20 41.66±1.03c 5.50±0.66c 2.47±0.61d

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.6 饼干的质构

如表6所示,饼干的硬度和咀嚼性均随着CPP添加量的增加而增加,饼干的脆性、弹性、粘结性、弹性均随着CPP添加量的增加而降低,但5%添加量饼干的硬度、脆性、恢复力与对照组差异不显著,其他添加量差异均显著。BOLEK[22]认为橄榄石粉饼干的硬度也会随着添加量的增加而增加。
表6 不同添加比例咖啡果皮粉对饼干质构参数的影响

Tab. 6 Effect of different proportion of coffee peel powder on texture parameters of biscuits

CPP所占比例
Proportion of coffee
peel powder/%		 硬度
Hardness/g		 脆性
Fragility		 咀嚼性
Chewiness/g		 恢复力
Resilience		 粘结力
Cohesiveness		 弹性
Springiness/mm
0 870.79±72.90d 614.63±39.25a 926.86±93.93e 0.35±0.03a 1.02±0.06a 0.57±0.03a
5 957.32±78.57d 610.00±38.84a 1353.32±102.93d 0.32±0.01a 0.89±0.01b 0.42±0.05b
10 1626.58±270.02c 305.69±35.33b 2069.92±83.28c 0.32±0.02a 0.74±0.02c 0.30±0.01c
15 3118.21±148.10b 121.99±12.22c 3084.87±96.09b 0.31±0.01a 0.61±0.02d 0.21±0.01d
20 4607.59±165.48a 96.66±10.81d 4074.25±211.13a 0.25±0.02b 0.51±0.02e 0.20±0.02d

注：不同小写字母表示处理间差异显著（P<0.05）。

Note: Different lowercase letters indicate significant difference among treatments (P<0.05).

2.7 感官指标的分析

感官评价是从饼干的色泽、组织、气味、口感和总体接受度5个指标来阐明的。如图4所示,添加量5%和10%的饼干在色泽和气味上的得分高于对照组,但随着添加量的继续增加各项指标的得分均下降。从总体接受度这项指标可看出,5%添加量的饼干与对照组均得5分,没有差别。因此,可认为5%添加量的饼干是人们乐于接受的。同样的,FRADINHO等[23]在研究中发现富含亚麻籽车前纤维的饼干的颜色、风味、质地和总体可接受性在纤维添加量为6%时表现出更高的可接受性。因此,在饼干配方中添加纤维在一定程度上可以被消费者接受,但添加量过高可能会造成感官问题。
图4 不同添加比例的咖啡果皮粉饼干感官雷达图

Fig. 4 Sensory radar images of coffee peel powder biscuits with different addition ratios

3 结论

咖啡果皮虽是咖啡加工中的副产物,但其高膳食纤维和低脂肪的营养特点符合人们的健康追求,本研究探讨了不同添加量的CPP对饼干品质和淀粉消化性能的影响。首先,当CPP的添加量从0%增加到20%时,其膳食纤维的含量增加了5.79倍,含水率从6.57%降至5.32%,这可能是CP中膳食纤维含有的极性基团对水分的吸附作用增强,使得体系中自由水的含量有所减少而使含水率降低[24],另外饼干的DPPH清除率增加了13.73倍,说明CP含有丰富的抗氧化活性物质,如酚类化合物和黄酮类物质从而增强了饼干的抗氧化能力。在本研究中,饼干的HR、C∞、K、PGI均随着CPP添加量的增加而呈现降低的趋势, 其原因可能是因为CP含有大量膳食纤维,其中IDF是一种不溶于水的聚合物,它主要起着物理屏障的作用,将淀粉颗粒截留在其纤维网络中,包裹淀粉或形成一种结构来阻止酶水解,因此不同程度地抑制α-淀粉酶的活性,从而限制了淀粉消化[25],SDF是一种可溶于水的聚合物,降低餐后血糖反应与其粘度,易形成凝胶的特性有关,通过增加营养团的体积来改善葡萄糖耐量[26]。其次,随着CPP添加量的增加,饼干的L*和b*值逐渐降低,a*值先增加后降低,这是因为超微粉碎能使CP中的色素充分释放,产品在较少的添加量下就能呈现果皮的本色棕红色,但添加量过多,会造成产品颜色过暗过深,当CP的添加量达到5%和10%时,饼干在色泽上的得分超过了对照组,且所有添加量的饼干在气味上的得分超过了对照组,这与CP经过超微粉碎后,其中的花青素、风味物质的释放以及超微粉碎过程中的低温最大限度的保留了原有的风味有关,但添加量越高,饼干的口感越差,硬度和咀嚼性增加,主要是因为膳食纤维含量的增加,其高吸水能力产生了致密的饼干基质结构导致硬度值的增加,也与饼干含水量的减少有关系。脆性、恢复力、粘结力和弹性均下降,是因为CP中的成分竞争性地吸收水分,包裹分布在面筋网络结构中的淀粉颗粒,阻止了许多蛋白质分子牢固地缠结在一起,阻碍了面筋空间网络的形成,当添加量过多时,稀释了面筋蛋白,破坏面筋网络结构的形成而引起的[27]。
综上所述,饼干在5%添加量时膳食纤维含量与对照相相比从1.84%增加到3.59%,DPPH清除率从2.89%增加到16.22%,另外,饼干的HR、C∞、K、PGI均有所降低。色泽呈巧克力色,感官评分中色泽、气味、口感得分最高,分别为4.8、4.7、4.8分,硬度与对照组无差异,其他质构特性与对照组相比虽有下降,但并未影响到饼干的整体口感,因为在感官评分中对照组和5%添加量的饼干总体接受度得分均为5。适当的CPP添加量能改善饼干的色泽和风味,并能增加饼干的营养和功能特性,可以考虑作为一种新型的食品配料在焙烤食品中应用。
本实验是在相同条件下通过增加CPP的添加量来进行研究的,当添加量较高时,面团变硬,难以处理。为了进一步增加CPP的添加量,还可通过调整其他工艺参数来进行相关研究,以便达到较好的饼干品质和特性,为CP的综合利用提供强有力的理论依据。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
GEMECHU F G. Embracing nutritional qualities, biological activities and technological properties of coffee byproducts in functional food formulation[J]. Trends in Food Science & Technology, 2020, 104: 235-261.

[2]
SANTOS É M D, MACEDO L M D, TUNDISI L L, ATAIDE J A, JANAÍNA A, CAMARGO G A, ALVES R C, OLIVEIRA M B P P, MAZZOLA P G. Coffee by-products in topical formulations: a review[J]. Trends in Food Science & Technology, 2021, 111: 280-291.

[3]
IRIONDO D A, APARICIO G N, FERNANDEZ G B, GUISANTES B E, VELÁZQUEZ E F, BLANCH G P, SAN A M I, SANCHEZ F S, DEL CASTILLO M D. Validation of coffee by-products as novel food ingredients[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2019, 51: 194-204.

[4]
KUMAR S S, SWAPNA T S, SABU A. Coffee husk: A potential agro-industrial residue for bioprocess[M]// SINGHANIA R, AGARWAL R, KUMAR R. Waste to Wealth. Singapore: Springer, 2018: 97-109.

[5]
GOUVEA B M, TORRES C, FRANCA S, OLIVEIRA L S, FRANCA A S, OLIVEIRA E S. Feasibility of ethanol production from coffee husks[J]. Biotechnology Letters, 2009, 31(9): 1315-1319.

DOI

[6]
VELEZ A R, LOPEZ J C J. Process for obtaining honey and/or flour of coffee from the pulp or husk and the mucilage of the coffee bean: 14/364925[P]. 2017-05-02.

[7]
张云鹤, 付晓萍, 梁文娟, 韩中惠, 刘苏瑶, 袁唯, 范江平. 云南小粒种咖啡果皮粗提物花青素成分及抗氧化活性研究[J]. 食品科技, 2016, 41(5): 219-223.

ZHANG Y H, FU X P, LIANG W J, HAN Z H, LIU S Y, YUAN W, FAN J P. Study on anthocyanin components and antioxidant activity of the crude extract from the pericarp of Yunnan coffee[J]. Food Science and Technology, 2016, 41(5): 219-223. (in Chiness)

[8]
胡荣锁, 甘小红, 董文江, 龙宇宙, 宗迎, 初众. 外源添加糖及氨基酸对咖啡果皮酒风味和感官品质的影响[J]. 热带作物学报, 2020, 41(6): 1208-1218.

HU R S, GAN X H, DONG W J, LONG Y Z, ZONG Y, CHU Z. Effects of exogenous sugar and amino acids on flavor and sensory quality of coffee peel wine[J]. Journal of Tropical Crops, 2020, 41(6): 1208-1218. (in Chiness)

[9]
何红艳, 程金焕, 黄家雄, 张晓芳, 毕晓菲, 杨旸, 杨阳. 咖啡果茶的制作工艺研究[J]. 农产品加工, 2020 (6): 21-22, 28.

HE H Y, CHENG J H, HUANG J X, ZHANG X F, BI X F, YANG Y, YANG Y. Study on the processing technology of coffee fruit tea[J]. Agricultural Products Processing, 2020 (6):21-22, 28. (in Chiness)

[10]
MASMOUDI M, YAICH H, BORCHANI M, MBARKI R, ATTIA H. Chemical, physical and sensory characteristics of biscuits enriched with jujube (Zizyphus lotus L.) flour and fiber concentrate[J]. Journal of Food Science and Technology, 2021, 58: 1411-1419.

DOI

[11]
DELAMARE G Y F, BUTTERWORTH P J, ELLIS P R, HILL S, WARREN F J, EDWARDS, C H. ncorporation of a novel leguminous ingredient into savoury biscuits reduces their starch digestibility: Implications for lowering the glycaemic index of cereal products[J]. Food Chemistry: X, 2020, 5: 100078.

DOI

[12]
李明娟, 张雅媛, 游向荣, 孙健, 李志春, 卫萍, 杨媚, 谢小强, 李丽. 青香蕉粉饼干感官品质评价及其消化性能[J]. 食品科学, 2015, 36(21): 68-73.

LI M J, ZHANG Y Y, YOU X R, SUN J, LI Z C, WEI P, YANG M, XIE X Q, LI L. Sensory quality evaluation and digestibility of green banana powder biscuits[J]. Food Science, 2015, 36(21): 68-73. (in Chiness)

[13]
王旭. 米糠膳食纤维的改性制备及其特性研究[D]. 北京: 中国农业大学, 2018.

WANG X. Modified preparation and characteristics of rice bran dietary fiber[D]. Beijing: China Agricultural University, 2018. (in Chiness)

[14]
李环, 陆佳平, 王登进. DNS法测定山楂片中还原糖含量的研究[J]. 食品工业科技, 2013, 34(18): 75-77.

LI H, LU J P, WANG D J. Study on determination of reducing sugar content in hawthorn tablets by DNS method[J]. Food Industry Science and Technology, 2013, 34(18): 75-77. (in Chiness)

[15]
JIA M, YU Q, CHEN J, HE, Z, CHEN Y, XIE J, NIE S, XIE M. Physical quality and in vitro starch digestibility of biscuits as affected by addition of soluble dietary fiber from defatted rice bran[J]. Food Hydrocolloids, 2020, 99. 105349.

DOI

[16]
GOÑI I, GARCIA-ALONSO A, SAURA-CALIXTO F. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index[J]. Nutrition Research, 1997, 17(3): 427-437.

DOI

[17]
KOHAJDOVÁ Z, KAROVIČOVÁ J, MAGALA M, KUCHTOVÁ V. Effect of apple pomace powder addition on farinographic properties of wheat dough and biscuits quality[J]. Chemical Papers, 2014, 68(8): 1059-1065.

[18]
CHEN Y, ZHAO L, HE T, OU Z, HU Z, WANG K. Effects of mango peel powder on starch digestion and quality characteristics of bread[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2019, 140: 647-652.

DOI

[19]
ZHAO G, ZHANG R, DONG L, HUANG F, TANG X, WEI Z, ZHANG M. Particle size of insoluble dietary fiber from rice bran affects its phenolic profile, bioaccessibility and functional properties[J]. LWT-Food Science and Technology, 2018, 87: 450-456.

DOI

[20]
YILMAZ E, KARAMAN E. Functional crackers: Incorporation of the dietary fibers extracted from citrus seeds[J]. J Food Sci Technol, 2017, 54(10): 3208-3217.

DOI

[21]
王玉婉, 涂政, 叶阳. 超微茶粉对全麦面包品质及其淀粉消化特性的影响[J]. 食品科学, 2021, 42(1): 79-85.

WANG Y W, TU Z, YE Y. Effect of superfine tea powder on the quality of whole wheat bread and its starch digestibility[J]. Food Science, 2021, 42(1): 79-85. (in Chiness)

DOI

[22]
BOLEK S. Olive stone powder: A potential source of fiber and antioxidant and its effect on the rheological characteristics of biscuit dough and quality[J]. Innovative Food Science & Emerging Technologies, 2020, 64: 102423.

[23]
FRADINHO P, NUNES M C, RAYMUNDO A. Developing consumer acceptable biscuits enriched with psyllium fibre[J]. Journal of Food Science and Technology, 2015, 52(8): 4830-4840.

DOI

[24]
KTENIOUDAKI A, GALLAGHER E. Recent advances in the development of high-fibre baked products[J]. Trends in Food Science & Technology, 2012, 28(1): 4-14.

[25]
CHAU C F, CHEN C H, LIN C Y. Insoluble fiber-rich fractions derived from Averrhoa carambola: hypoglycemic effects determined by in vitro methods[J]. LWT - Food Science and Technology, 2004, 37(3): 331-335.

DOI

[26]
NG S H, ROBERT S D, AHMAD W A N, ISHAK W W R. Incorporation of dietary fibre-rich oyster mushroom (Pleurotus sajor-caju) powder improves postprandial glycaemic response by interfering with starch granule structure and starch digestibility of biscuit[J]. Food Chemistry, 2017, 227(15): 358-368.

DOI

[27]
KTENIOUDAKI A, GALLAGHER E. Recent advances in the development of high-fibre baked products[J]. Trends in Food Science & Technology, 2012, 28: 4-14.

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