功能性饅頭研究進展

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(1.河南工業大學生物工程學院,河南鄭州 450001;2.河南工業大學糧油食品學院,河南鄭州 450001)

功能性食品是指具有特定保健效果的食品,除具有一般食物的營養價值外,還具備調節機體、增強免疫力、預防疾病發生和緩解病癥的作用,既適用于特定需求的人群也有益于普通民眾[1]。近年來,我國功能性食品的消費者越來越多,不僅有老年人,還包括部分兒童和中青年[2]。此外,隨著對營養需求的改變,人們不再滿足于面食的主食功能,更希望其對機體有明顯的調節功能[3]。因此,將在我國膳食結構中占有很大比重的面制主食——饅頭向功能性方向發展,有非常廣闊的應用前景。

以小麥粉為主要原料,通過添加不同種類含生物活性成分的物質制作的功能性饅頭不僅能夠增加饅頭的花色品種,還有利于增強饅頭的營養價值和保健功能,即通過其中有效生物成分的協同作用,實現降低肥胖、血脂癥、糖尿病以及腸胃病等慢性疾病患病風險的作用[4]。本文針對目前研究較多的功能性饅頭種類、加工工藝及其功能特性展開綜述,以期對功能性饅頭的開發推廣提供一定的參考。

1 血糖控制功能

血糖是人體能量的來源,必須保持在一定的水平才能維持各器官組織的正常運行,過高易引發糖尿病、心血管疾病以及糖尿病腎病等疾病,危害身體健康。血糖值(Glycemic index,GI)低于70的食物,碳水化合物消化和代謝的速率緩慢,有利于餐后血糖維持在正常水平[5]。而普通饅頭中的淀粉含量較高,血糖值在90.0左右,屬于高GI食品,長期食用易增加糖尿病的發病風險[6]。飲食控制是延緩糖尿病病發的最有效的手段之一。因此研制具有降血糖功能的饅頭,有利于延緩糖尿病及其并發癥的發生。目前,添加到饅頭中輔助降血糖的原料主要有青稞、高粱、薯類、桑葉、山藥、枸杞子和南瓜等[7]。

1.1 膳食纖維類

研究表明,長期食用高膳食纖維食物可以有效控制血糖水平[8]。將富含膳食纖維的原料添加到饅頭中既豐富了糖尿病患者的主食種類,又可以提高饅頭的保健價值。

膳食纖維類饅頭中最具代表性的是青稞饅頭,青稞又稱裸大麥,膳食纖維含量高達15%,是普通小麥的15倍[9]。劉娟等[10]發現,青稞全麥饅頭的GI在82.52～83之間,比小麥饅頭的GI低10%,對餐后血糖指數的升高有緩釋作用。但青稞中缺少形成面筋網絡結構的蛋白,因此青稞的添加量不宜過多,以20%為宜[11-12]。

表1 控糖類饅頭加工及改良工藝Table 1 Processing and improvement of sugar-controlling steamed bread

1.2 抗性淀粉類

抗性淀粉是指不易被消化吸收的淀粉,存在于種子以及全谷物中,屬于低熱食品。富含抗性淀粉的食物,能夠調節血糖水平、降低胰島素反應和控制體重,是糖尿病人理想的食品[13]。相比于膳食纖維,抗性淀粉能夠改善食物的口感、脆性和延展性[14]。因此,含抗性淀粉的功能性饅頭也易被人們接受。

1.2.1 高粱饅頭 高粱屬于禾本科谷物,與小麥相比,高粱中含有較多的抗性淀粉[15]。徐雪娣等[16]發現當高粱粉添加量為45.74%時,GI為57.07,屬于中GI(55～70)水平。但高粱中含有一種具有苦澀味的多酚類抗營養因子——單寧,十分影響高粱饅頭的口感。因此,可以通過添加谷朊粉、山藥泥、抗氧化劑、α-淀粉酶、羧甲基纖維素鈉、黃原膠等對高粱饅頭進行改良[17],改良后口感極佳且GI降低至54.98,達到了低水平,更加適合糖尿病人日常食用。

1.2.2 馬鈴薯饅頭 中國是馬鈴薯生產大國,年產量達9913萬噸[18]。自2015年起,我國就已經啟動了馬鈴薯主食化戰略,將馬鈴薯粉應用于功能性饅頭中意義非凡。馬鈴薯粉中抗性淀粉高達22.50%,遠高于小麥中抗性淀粉的含量(1.00%左右),具有良好的保健價值[19-20]。Lee等[21]表示馬鈴薯淀粉可以通過增加胰島素敏感性來調節餐后血糖水平。但馬鈴薯淀粉顆粒大,成型難、口感差,王潔等[22]將馬鈴薯淀粉通過微波、韌化或者老化等方式處理和預糊化處理使其感官品質得到了提高,制成的馬鈴薯饅頭GI為68.26。

1.3 植物多糖類

植物多糖廣泛存在于自然界,如豆薯、南瓜、苦瓜、山藥、雪蓮果和百合等,有大量的研究表明植物多糖具有降血糖、抑制α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性、促進胰島素分泌等功能特性[23]。將含有植物多糖類的物質添加到面粉中制成的饅頭不僅營養可口,還兼具降糖功效[24]。

1.3.1 山藥饅頭 山藥中的山藥多糖具有調節機體免疫、血糖平衡、抗衰老等多種作用[25]。關倩倩等[26]將山藥粉添加至面粉中研制出低蛋白、低升糖指數的糖尿病腎病患者專用的山藥饅頭。并通過羧甲基纖維素鈉、黃原膠、菊粉、硬脂酰乳酸鈉等改良劑來提高山藥饅頭的口感和降糖功效,最終GI為60.37[27]。

1.3.2 南瓜饅頭 南瓜性溫,味甜適口,其中活性成分有南瓜多糖、南瓜蛋白、維生素及其礦物質,生物堿等[28]。陳穎等[29]以南瓜、綠豆等為原料研制出口感細膩,有南瓜清香的保健饅頭,其GI低于55,降糖效果顯著。

近年來,功能性食品發展迅速,各種降糖保健類食品層出不窮,如添加了胡蘆巴膠、桑葉與黑木耳的降血糖功能食品等[30]。而具有控制血糖功能性的饅頭出現不僅有利于解決糖尿病人飲食中主食單一的問題,還豐富了保健食品的種類?？靥穷愷z頭的相關工藝如表1所示。

2 降壓、降脂功能

目前,高血壓、高血脂已經成為威脅人類生命的“第一殺手”。研究發現[31],高血壓、高血脂合并發生率極高,極易導致機體功能異常,心血管疾病發生率倍增。單純的藥理治療有很大的副作用,而含有活性成分的降壓降脂保健饅頭的開發不僅符合藥食同源的理念,還有助于提高普通饅頭的營養價值,同時利于調節機體,增強體質,滿足人們的健康需求。

2.1 真菌多糖類

食用菌中含有豐富的真菌多糖,具有降低膽固醇和血脂,增強心血管的功能,是降血壓的活性成分之一[32]。因此利用食用菌類物質制成的饅頭更適合高血壓高血脂患者食用。

表2 降壓降脂類饅頭加工及改良工藝Table 2 Process and improvement of antihypertensive and lipid-lowering steamed bread

2.1.1 杏鮑菇饅頭 杏鮑菇中杏鮑菇粗多糖含量高達13.18%,是一種營養豐富的食用菌[33]。研究證實[34],杏鮑菇多糖對細胞中脂質的積累有明顯的抑制作用。聶遠洋等[35]將5%的杏鮑菇粉與紫薯粉結合制得了安全營養、品質俱佳的杏鮑菇紫薯保健饅頭。但杏鮑菇粉本身富含的多糖、膳食纖維和非面筋蛋白,對面團中的面筋蛋白有稀釋作用,添加過多會影響面筋網絡的形成,致使蒸制的饅頭彈性差、比容低;其次,菇粉味太濃,添加量過多對饅頭的表觀和味道也會產生一定影響,綜合考慮,杏鮑菇添加量在2%～5%時最佳[36]。

2.1.2 香菇饅頭 香菇中蛋白質、氨基酸、香菇多糖、多酚、維生素和礦物質含量豐富。張劍等[37]將香菇超微粉添加到小麥粉中進行蒸制,獲得一款高蛋白、低脂肪、高鈣的營養保健饅頭,與普通小麥粉饅頭相比其賴氨酸含量提高了66.88%。王寶剛等[38]利用香菇、黃豆粉調配制成口感香甜、色澤微黃的香菇保健饅頭,但香菇添加過多會影響發酵,當添加量為4%時,該饅頭既有淡淡的菇香,又松軟可口。

2.2 黃酮類

黃酮類化合物是植物活性成分之一,黃酮類化合物種類較多,包括大豆異黃酮、葛根總黃酮、雪菊黃酮、桑葉黃酮等[39]。宗惠[40]研究表明,黃酮類物質在降壓降脂、抗心血管疾病等方面效果顯著。

2.2.1 葛根饅頭 葛根中黃酮類化合物尤其是大豆異黃酮,對人體心腦血管、微循環能起明顯的調理作用,含葛根類的食品是人們日常降壓、降脂的首選功能食品[41]。莫茹茵[42]以14.3%的葛根粉添加在小麥粉中制成質地松軟、具有葛根香味的葛根饅頭,其異黃酮含量比普通饅頭提高了344.44%。由于葛根含有膳食纖維,制成的饅頭明顯筋力不足、彈性差,此類饅頭長期放置易老化,胡二坤等[43]在后續研究中發現添加木聚糖酶、谷氨酰胺轉氨酶及海藻酸鈉等改良的葛根饅頭具有更好的彈性和柔軟度。

2.2.2 豆粉饅頭 豆類是含黃酮類物質較多的食物之一,如黃豆、黑豆、綠豆等。郭紅珍等[44]將30%綠豆粉與15%海帶漿混合,并對綠豆進行脫臭處理,制得具有綠豆清香的海帶綠豆饅頭,其總黃酮的含量為0.087%。大豆是典型的高蛋白低脂肪食物,張娟等[45]將10%的大豆與小麥粉混合,制得的大豆營養饅頭的蛋白質提高了23.98%,其感官評分達到了89.6。降壓降脂類饅頭相關工藝見表2。

3 抗氧化功能

氧自由基即活性氧(Reactive oxygen species,ROS),過量的自由基會給機體造成不可逆轉的氧化損傷,加速機體的衰老[46]。研究表明,食用富含天然抗氧化劑的物質,如酚類化合物,能夠降低一些慢性病的風險[47]。將含有天然抗氧化劑的物質添加到饅頭中,既能改善饅頭的口感,又能增加饅頭的抗氧化性。

在抗氧化方面多酚類物質最具代表性,多酚常被作為抗氧化劑、抑菌劑、防腐劑等廣泛應用于食品、藥品、營養保健等眾多領域[48]。

鄒磊[49]將葡萄皮渣添加到饅頭中,證實隨著葡萄皮渣添加量的增加,饅頭的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率能夠達到42.12%±0.66%,Fe3+還原能力也顯著提高,雖然葡萄皮顏色較深,但添加量在2%～6%時,制得的饅頭的綜合評分與普通饅頭無顯著差異。

苦蕎麥是一種重要的功能性食品,籽粒中多酚含量可達3.3 mg/g,葉中多酚含量可達39.5 mg/g[50]。許芳溢等[51]在研究不同梯度苦蕎粉添加量(4%、8%和12%)的苦蕎饅頭和小麥饅頭之間功能品質差異時,發現添加苦蕎粉制作的饅頭中的多酚類物質含量是小麥饅頭的4.6倍,且通過清除DPPH自由基和β胡蘿卜素漂白能力兩個體外模型的實驗證實苦蕎饅頭和小麥饅頭抗氧化性能存在顯著的差異?？寡趸愷z頭的加工工藝見表3。

表3 抗氧化類饅頭加工及改良工藝Table 3 Process and improvement of antioxidant steamed bread

4 其他

目前功能性饅頭的研究開發雖然主要集中在控糖、降壓降脂和抗氧化方面,但很多研究學者在其他方面也有嘗試。如,李晟等[52]通過試驗證明藥膳饅頭能改善脾虛型胃手術后傾倒綜合征受試者近期生活質量且干預后受試者腹痛明顯緩解,癥狀降低可維持3個月。

5 功能性饅頭研究過程中存在的問題

近年來,隨著主食市場的不斷擴大,單一的米、面制品已經不能滿足消費者的需求,兼具藥食兩用的功能性主食日益受到人們的歡迎。目前,已研究報道的營養保健饅頭也有很多,但實際應于生產的卻很少。功能性饅頭的發展依然存在一定的問題:a.加工工藝不夠成熟,如馬鈴薯饅頭、南瓜綠豆饅頭、桑葉饅頭、山藥魔芋饅頭、香菇饅頭等,它們的制作工藝大多是簡單地將一種或幾種含功能性成分的原料粉碎后混合進面粉中,揉制、發酵、蒸制成型。因此,功能性饅頭的制作工藝并不成熟,還有待進一步完善。b.功能性饅頭的保健功能有待于進一步評價。目前,對于功能性饅頭的研究大部分關注的是加工工藝及配方,極少有對其保健價值進行科學嚴謹的評價和臨床驗證,如對添加降壓性活性成分的饅頭未驗證降壓效果?？偠灾?對功能性饅頭的研究還處于起步階段。

6 展望

功能性饅頭的開發符合人們健康飲食的理念,強化主食的營養和保健作用將成為未來面制主食的發展方向。因此,未來在加強功能性饅頭研究的深度和廣度時可以從以下幾個方面展開:a.結合現代生物學技術(如宏基因組學技術)、中醫藥學技術等繼續開發多種具有保健功效的功能性饅頭,如能夠改善和調節腸道菌群的益生饅頭、添加多種中藥成分(茯苓、枸杞、薏仁、黃芪、當歸等)的藥膳饅頭,以期能夠將傳統主食與現代生物學、中醫藥特色完美融合,提高饅頭的營養價值。b.結合食品加工新技術優化功能性饅頭在加工生產過程中的口感、風味、質地等品質,在提高其品質和保健價值的同時,使其更符合我國居民的飲食習慣。c.結合動物實驗以及毒理學評價,建立科學有效的分析和評價體系,明確功能性饅頭的生理效價和特定的生物學功能,以期功能性饅頭能夠在臨床上得到推廣,對部分慢性病的防治有一定的干預作用。d.規范生產工藝,在保證功能性饅頭的營養價值的同時應該做到標準化、規范化,保證食品安全。