糖尿病患者专用高膳食纤维面包营养设计及产品开发

刘兴美，杨 柳，王 丹，扎西珠加，赵 彤，徐春晖

（沈阳师范大学粮食学院，辽宁沈阳 110034）

研究表明，燕麦麸皮膳食纤维可抑制高糖高脂饮食小鼠体重增加速率及降低耐糖量[1]，而糖尿病患者除了药物治疗还可用饮食辅助降糖，膳食干预能够改善患者血糖和胰岛素抵抗[2]，Ⅰ型糖尿病属于胰岛素依赖型疾病，燕麦中燕麦麸皮含有的β-葡聚糖属可溶性膳食纤维，可有效降低血糖、促进肠道健康。此外，燕麦麸纤维可抑制糖尿病动物餐后血糖浓度急剧上升与日平均血糖浓度的升高[3]，使患者血糖得到较好控制。Ⅱ型糖尿病是非胰岛素依赖型疾病，已成为目前最常见的糖尿病类型[4]，患者体内产生的胰岛素作用效果不显著。对于Ⅱ型糖尿病，苹果中的膳食纤维可以作为一种功能性食品添加剂添加到焙烤食品中[5]，并能有效降低患者的空腹血糖、餐后血糖和糖化血红蛋白等，长期补足膳食纤维还可使部分Ⅱ型糖尿病人对胰岛素的敏感性恢复至正常水平[6]。魔芋精粉添加于面包中不仅可以增加饱腹感，还能保持面包的湿度、柔软度和黏接性。妊娠糖尿病的发生是由于胎儿的不断发育导致孕妇体内胰岛素含量改变，使其出现糖脂代谢紊乱，进而在围生期出现妊娠胰岛素功能不足引发的糖尿病[7]。高膳食纤维在妊娠糖尿病的治疗方面，可有效调整患者的各项指标,降低患者产后糖尿病发生率，效果显著，具有一定的临床应用和推广价值[8]。荞麦中含有丰富的膳食纤维，其含量是一般精制大米的10倍，黑米属于低血糖生成指数的食物，可在肠道停留较长时间，释放缓慢，使餐后血糖变化不剧烈。其他类型的糖尿病是指除了上述已知原因的糖尿病类型外的所有未知原因的糖尿病总称，如胰腺源性糖尿病、内分泌型糖尿病等。一些研究报告表明，胰源性糖尿病可能是胰岛素不足与胰岛素抵抗共同作用的结果，并且后者占大多数[9]。

膳食纤维可将胰岛素的抵抗性提高，使得血糖浓度平衡。试验分别针对不同类型糖尿病患病机制的特点，将上述原料按照一定的比例制作成适合糖尿病人食用的膳食纤维面包，通过测定其中的膳食纤维含量，结合中国居民膳食指南推荐成人每天膳食纤维的摄入量，确定最佳的搭配比例。

1 材料与方法

1.1 主要原料

高筋面包粉，河南省新乡市新良粮油加工有限责任公司提供；黑米面包粉，河南新乡良润全谷物食品有限公司提供；荞麦粉，建平县朱碌科镇杂粮工业园区提供；燕麦麸皮，尚义县博昊电子商务有限公司提供；魔芋精粉，郑州洁尚生物科技有限公司提供；面包改良剂，湖北省宜昌市安琪面包改良剂公司提供；苹果，市售。

1.2 主要试剂

木瓜蛋白酶、淀粉酶、淀粉葡萄糖苷酶、2-（N-吗啉代）-乙烷磺酸、三羟甲基氨基甲烷、硫酸铜、硫酸钾，均为分析纯；实验用水为二级水。

1.3 主要设备

烤箱、和面机、恒温振荡水浴箱、G2砂芯坩埚、pH计、真空抽滤器、马弗炉、干燥器、烘箱等。

1.4 工艺流程

燕麦面粉（或苹果汁、魔芋精粉，或黑米、荞麦面粉）→面团揉和→第1次发酵→排气、分割、整型→装盘→第2次发酵→烘焙→冷却、包装→感官评分→膳食纤维检测。

1.5 操作要点

①原辅料处理。按照预先设定的组别将燕麦麸皮、黑米面粉、荞麦面粉分别称量好后放入和面机中，取一个新鲜的苹果，去皮后放入榨汁机，加入适量水榨汁，使膳食纤维尽可能保留下来。②面团揉和。除了低聚糖以外的所有原料按照配方比例混合后放入和面机中，和面20～30 min，搅拌均匀后再放入低聚糖。③第1次发酵。待面团揉和至用手能拉成半透明薄膜后即和面完成，揉和好的面团放在温度和湿度适宜的地方发酵至原面团体积的1.5～2.0倍。④排气、分割、整型。取出发酵好的面团，置于操作台上反复揉捏至气体完全排出。将面团分割为质量均一的小面团，置于操作台上搓圆后整型。⑤装盘。将整型好的面团放入烤盘，刷上一层蛋液或油。⑥第2次发酵。将整型好的面团置于适宜地方30 min左右。⑦烘焙。将烤箱预热至面火200℃，底火160℃左右，把烤盘放入，烘烤20 min。⑧冷却、包装。面包晾凉至室温，用保鲜袋进行包装。⑨检验。将成品面包按照GB 5009.88—2014食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定进行检测，确定出最佳的配方。

1.6 膳食纤维面包的营养设计

适宜Ⅰ型糖尿病人食用的膳食纤维面包配比见表1，适宜Ⅱ型糖尿病人食用的膳食纤维面包配比见表2，适宜妊娠型糖尿病人食用的黑米膳食纤维面包配比见表3，适宜妊娠型糖尿病人食用的荞麦膳食纤维面包配比见表4。

表1 适宜Ⅰ型糖尿病人食用的膳食纤维面包配比

表2 适宜Ⅱ型糖尿病人食用的膳食纤维面包配比

表3 适宜妊娠型糖尿病人食用的黑米膳食纤维面包配比

表4 适宜妊娠型糖尿病人食用的荞麦膳食纤维面包配比

其中，酵母、食盐、面包改良剂的添加量都是固定不变的，分别是1.0%，1.0%，0.5%。

1.7 膳食纤维面包的感官检验

面包的感官检验方法按照GB/T 20981—2007进行评价。

面包品质评分[10]标准见表5。

感官评分人员由食品专业的8名学生组成，面包状态为室温下保存12 h后测评。评分人员在对各组面包的形态完整性，色泽是否金黄、均匀，以及气味有无焙烤香味、口感细腻程度和切面组织状态进行严谨观察和细心品尝后，对面包的整体感官状态打分，满分为100分。

表5 面包品质评分标准

1.8 膳食纤维含量的测定

用木瓜蛋白酶代替昂贵的进口蛋白酶（P390），根据国家标准食品中膳食纤维的测定进行面包中总膳食纤维的测定。

1.9 残渣中蛋白质含量的测定

取2份试样残渣中的1份，按GB 5009.5—2016测定氮含量，以6.25为换算系数，计算蛋白质含量。

2 结果与分析

在面包的初始配方设计配比中，燕麦麸皮添加量按照8%，12%，20%进行设计；苹果汁添加量按照20%，25%，31%进行设计；魔芋精粉添加量按照1.2%，1.0%，1.2%配方进行设计；黑米面粉添加量按照50%，70%，85%配方进行设计；荞麦面粉添加量按照25%，50%，60%配方进行设计（各糖尿病患者适用的膳食纤维面包都是以加入面粉总量为100 g计算）。经加工制成面包后放入冰箱中暂存待测。

2.1 燕麦麸皮、黑米面粉、苹果汁等膳食纤维添加量对面包感官品质的影响

以不同原料为主要膳食纤维添加量的面包，其感官评分与添加量的关系不同。

燕麦麸皮为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果见表6，苹果汁、魔芋精粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果见表7，以黑米面粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果见表8，以荞麦面粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果见表9。

由表6可知，当燕麦麸皮添加量为8%时，感官评分为96.0分；当燕麦麸皮添加量为12%时，感官评分为96.5分；当燕麦麸皮添加量为20%时，感官评分为95.3分。3组感官评分无太大差异。

由表7可知，当苹果汁添加量为20%时，感官评分为78.4分；当燕麦麸皮添加量为25%时，感官评分为96.3分；当燕麦麸皮添加量为31%时，感官评分为95.3分。感官评分后两者较好。

由表8可知，当黑米面粉添加量为25%时，感官评分为91.2分；当黑米面粉添加量为50%时，感官评分为93.4分；当黑米面粉添加量为85%时，感官评分为94.9分。25%黑米面粉添加量评分较低于前2种。

表6 燕麦麸皮为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果

表7 苹果汁、魔芋精粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果

表8 以黑米面粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果

表9 以荞麦面粉为主要膳食纤维添加量对面包品质的评分结果

由表9可知，当荞麦面粉添加量为25%时，感官评分为76.0分；当荞麦面粉添加量为50%时，感官评分为86.6分；当荞麦面粉添加量为60%时，感官评分为81.9分。与前3组相比，荞麦添加于面包中会影响口感，当添加量为50%时感官评分较好。

2.2 适宜不同类型糖尿病患者膳食纤维面包检测含量及最终感官得分

适宜Ⅰ型糖尿病患者的燕麦麸皮膳食纤维测定结果与感官评分见表10，适宜Ⅱ型糖尿病患者的苹果汁面包膳食纤维测定结果与感官评分见表11，适宜妊娠型糖尿病患者的黑米面包膳食纤维测定结果与感官评分见表12，适宜妊娠型糖尿病患者的荞麦膳食纤维面包测定结果与感官评分见表13。

表10 适宜Ⅰ型糖尿病患者的燕麦麸皮膳食纤维测定结果与感官评分

表11 适宜Ⅱ型糖尿病患者的苹果汁面包膳食纤维测定结果与感官评分

表12 适宜妊娠型糖尿病患者的黑米面包膳食纤维测定结果与感官评分

表13 适宜妊娠型糖尿病患者的荞麦膳食纤维面包测定结果与感官评分

由表10可知，当燕麦麸皮添加量为8%时，产品膳食纤维含量保留量较大。

由表11可知，当苹果汁添加量为31%时，产品膳食纤维含量保留量较大。

由表12可知，当黑米面粉添加量为50%时，产品膳食纤维含量保留量较大。

由表13可知，当荞麦面粉添加量为25%时，产品膳食纤维含量保留量较大。

2.3 横断面组织状态分析

2.3.1 燕麦添加量为8%的横截面组织状态分析

8%添加量的燕麦麸膳食纤维面包横截面见图1。

图1 8%添加量的燕麦麸膳食纤维面包横截面

当燕麦麸皮添加量为8%时，测出的膳食纤维含量为25.1 g/100 g，感官评分为96分，其横截面如图1所示，切面气孔大小均匀细腻、表皮完整、色泽均匀。

2.3.2 苹果汁膳食纤维添加量为31%的横截面组织状态分析

31%添加量的苹果汁膳食纤维面包横截面见图2。

图2 31%添加量的苹果汁膳食纤维面包横截面

由表7和表11可看出，当苹果汁添加量为31%时，测出的膳食纤维含量为29.0 g/100 g，感官评分为95.3分，其横截面如图2所示，形态完整丰满、气孔均匀、纹理清楚、呈海绵状、松软适口无异味；当苹果汁添加量为20%时，测出的膳食纤维含量为20.5 g/100 g，感官评分为78.4分；当苹果汁添加量为25%时，测出的膳食纤维含量为23.4 g/100 g，感官评分为96.3分。综上，当苹果汁添加量为31%时的膳食纤维含量最佳，感官评分较高。

2.3.3 黑米膳食纤维添加量为25%的横断面组织状态分析

50%添加量的黑米膳食纤维面包横截面见图3。

图3 50%添加量的黑米膳食纤维面包横截面

由表8和表12可看出，当黑米添加量为50%时，测出的膳食纤维含量为30.2 g/100 g，感官评分为91.2分，其横截面如图3所示，组织细腻有弹性，正常视力无可见外来杂质，无黑泡或明显焦斑；当黑米添加量为70%时，测出的膳食纤维含量为24.1 g/100 g，感官评分为93.4分；当黑米添加量为85%时，测出的膳食纤维含量为20.1 g/100 g，感官评分为94.9分。综上，当黑米面粉添加量为50%时的膳食纤维含量最佳，感官评分适中。

2.3.4 荞麦膳食纤维添加量为25%的横截面组织状态分析

25%添加量的荞麦膳食纤维面包横截面见图4。

图4 25%添加量的荞麦膳食纤维面包横截面

由表9和表13可看出，当荞麦添加量为25%时，测出的膳食纤维含量为27.3 g/100 g，感官评分为76.0分，其横截面如图4所示；当黑米添加量为50%时，测出的膳食纤维含量为26.4 g/100 g，感官评分为86.6分；当黑米添加量为60%时，测出的膳食纤维含量为26.1 g/100 g，感官评分为81.9分。综上，当荞麦面粉添加量为25%时的膳食纤维含量最佳，感官评分适中。

3 结论

经过对适合不同糖尿病患者食用的高膳食纤维面包的配方设计及成品检测，对于Ⅰ型糖尿病患者，将燕麦麸皮以8%的添加量添加于面粉中测得的膳食纤维含量符合中国营养学会规定的每日摄入量25～30 g要求，结合感官评分结果，整体得分相差不大，都在95分以上，即燕麦麸皮添加量为8%的时候较为理想。对于Ⅱ型糖尿病患者，将苹果汁以31%的添加量添加于面粉中膳食纤维量的检测结果符合要求，苹果汁赋予面包一种浓郁的果香，感官评分相对较好，此时魔芋精粉添加量为0.012%。对于妊娠糖尿病患者，分别将黑米面粉50%，荞麦面粉25%的添加量添加于面粉中检测得出的膳食纤维含量都符合要求，随着黑米面粉添加量的增多，感官得分也在相应增加，说明黑米添加于面包中可以给人带来特别的口感，给面包带来一种特殊的颜色。虽然3组添加量的荞麦膳食纤维含量都符合要求，但是荞麦在发酵中会产生一种特殊的气味，有点刺鼻，会使人降低食欲，感官得分降低，对于此类问题，将蛋液添加于荞麦面包中就能中和味道，经过品尝后的评分也较之前未添加蛋液时的高，即荞麦膳食纤维添加量在25%时最合适。