火麻籽粕代餐餅干配方及抗氧化活性研究

王燕　郭彤　李月　趙雨　王麗婷　李闖

摘要：火麻籽粕是火麻籽提取油脂加工后的副產物，其蛋白質含量為50%左右，油脂含量為5%左右，與火麻籽相比具有高蛋白、低油脂的特性。同時，壓榨提取油脂的過程使火麻籽粕具有獨特香氣，可作為代餐餅干的添加成分。選取不同油廠生產的壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2制備代餐餅干，通過單因素實驗和正交實驗，參考感官評分，確定在100 g低筋面粉中加入6 g壓榨火麻籽粕1、20 g黃油、13 g木糖醇、0.2 g碳酸氫鈉或8 g壓榨火麻籽粕2、25 g黃油、13 g木糖醇、0.2 g碳酸氫鈉時，餅干口感、形態最佳。添加了壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2的餅干體外消化率均高于80%，與添加了相同比例的大豆粕餅干的體外消化率無顯著差異，同時體外消化產物具有1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力。

關鍵詞：火麻籽粕；代餐餅干；抗氧化活性；體外消化率

中圖分類號：TS213.22文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2024）01-0113-06

Study on Formula and Antioxidant Activity of Meal Replacement Biscuits with Hemp Seed Meal

WANG Yan， GUO Tong， LI Yue， ZHAO Yu， WANG Li-ting， LI Chuang*

Abstract： Hemp seed meal is the by-product of the oil extracted from hemp seed， with the protein content of about 50% and the oil content of about 5%. Compared with hemp seed， it has the characteristics of high protein and low fat. At the same time， the process of extracting oil by pressing makes hemp seed meal have a unique aroma， which can be used as an additive of meal replacement biscuits. The pressed hemp seed meal 1 and pressed hemp seed meal 2 produced by different oil factories are selected to prepare meal replacement biscuits. Through single factor experiment and orthogonal experiment， according to the sensory score， it is determined that when adding 6 g pressed hemp seed meal 1， 20 g butter， 13 g xylitol， 0.2 g sodium bicarbonate or 8 g pressed hemp seed meal 2， 25 g butter， 13 g xylitol and 0.2 g sodium bicarbonate into 100 g low-gluten flour， the taste and morphology of the biscuits are the best. The in vitro digestibility of biscuits with pressed hemp seed meal 1 and pressed hemp seed meal 2 is both higher than 80%， which is not significantly different from that of biscuits with the same proportion of soybean meal. At the same time， the in vitro digestion products have the ability to scavenge 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl （DPPH） free radicals.

Key words： hemp seed meal; meal replacement biscuits; antioxidant activity; in vitro digestibility

火麻是一類四氫大麻酚（tetrahydrocannabinol，THC）含量小于0.3%的大麻品種，其籽粒中含有大量優質蛋白，由于火麻籽蛋白中不含色氨酸抑制因子以及大豆蛋白中的寡聚糖和致敏因子[1]，因此不會影響蛋白質的吸收，屬于“優質完全蛋白”[2]。

火麻的種植及產品加工在我國起步較晚，因此，現階段我國對火麻的研究主要集中在優勢品種選育[3]、火麻籽油的制備方法優化及成分檢測分析[4]、火麻蛋白的精深加工等方面[5]。針對火麻籽油制備過程中產生的副產物火麻籽粕的相關研究逐漸增多[6-8]。研究發現火麻蛋白水解后的產物能夠提高免疫力[9]，具有抗氧化及抗疲勞作用[10]，是一種新型的功能性植物蛋白來源。以其作為新型食品蛋白來源添加在酸奶、豆腐、面包、餅干等食品中的研究相繼報道[11-12]。本研究將火麻籽油加工副產物——壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2與脫殼火麻籽、未脫殼火麻籽進行比較，分析4種原料中所含油脂、蛋白質、總糖的差異，并利用4種原料制備餅干，通過感官評價確定壓榨火麻籽粕1相比于兩種火麻籽粉具有油脂含量低、無異常氣味等特點，較壓榨火麻籽粕2具有更突出的芳香氣味。同時，體外模擬兩種火麻籽粕蛋白消化情況，發現兩種蛋白與大豆蛋白的消化率接近，且消化后的產物具有一定的抗氧化活性，可作為營養代餐餅干的添加成分。本研究以期通過對火麻加工副產物——火麻籽粕的精細加工，實現提高蛋白利用率、延長火麻生產鏈、增加火麻產品附加值的預期目標。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低筋面粉、黃油、木糖醇、食鹽、脫殼火麻籽粉、未脫殼火麻籽粉：市售；壓榨火麻籽粕1：廣西油廠提供；壓榨火麻籽粕2：黑龍江油廠提供；胃蛋白酶、胰蛋白酶：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

九陽多功能料理機 濟南九陽集團股份有限公司；蘇泊爾智能烤箱 杭州蘇泊爾集團股份有限公司；電子分析天平 上海良平儀器儀表有限公司；立式生化培養箱 天津泰斯特儀器有限公司；紫外可見分光光度計 上海菁華科技儀器有限公司；數顯pH計 上海精密科學儀器有限公司。

1.3 方法與工藝流程

1.3.1 餅干制備工藝

將火麻原料烘干粉碎后稱取10 g，分別加入低筋面粉100 g、木糖醇5 g、食用鹽1.5 g、黃油20 g、碳酸氫鈉0.3 g，加入適量純凈水制成光滑面團，靜置醒發15 min；將面團平均分成10份，按壓成直徑4 cm的圓餅胚；上火溫度175～185 ℃，下火溫度125～140 ℃，烘烤時間20～23 min，直至餅干表面呈色。

1.3.2 火麻原料營養成分測定

脂肪含量的測定：采用索氏抽提法，參考國標GB 5009.6－2016；蛋白質含量的測定：采用凱氏定氮法，參考國標 GB 5009.5－2016；總糖含量的測定：采用苯酚-硫酸法，參考國標 GB/T 15672－2009。

1.3.3 感官評價設計

按照酥性餅干的感官要求，參考GB 7100—2015《食品安全國家標準 餅干》中的規定，餅干烘焙結束后，由固定的10位評價人員對餅干進行感官評價[13]。根據形態（20分）、色澤（20分）、味道（30分）、口感（30分）4個方面進行評分，評分標準見表1。

1.3.4 單因素實驗

在保持其他成分及添加量不變的前提下，分別調試4種火麻原料單一添加量，設計2， 6，8，10 g共5個梯度，以感官評分為指標，確定火麻原料的最佳添加量。

在保持其他成分及添加量不變的前提下，確定最佳火麻原料添加量，調試木糖醇添加量，設計3，6，9，12，15 g共5個梯度，以感官評分為指標，確定木糖醇的最佳添加量。

在保持其他成分及添加量不變的前提下，確定最佳火麻原料、木糖醇添加量，調試黃油添加量，設計10，15，20，25，30 g共5個梯度，以感官評分為指標，確定黃油的最佳添加量。

在保持其他成分及添加量不變的前提下，確定最佳火麻原料、木糖醇、黃油添加量，調試碳酸氫鈉添加量，設計0.15，0.2，0.25，0.3，0.35 g共5個梯度，以感官評分為指標，確定碳酸氫鈉的最佳添加量。

1.3.5 正交實驗設計

通過單因素實驗得到各因素的最佳添加量，根據最佳添加量選取 3 個相近水平，利用四因素三水平正交實驗優化餅干配方，通過分析獲得優化餅干中各成分最佳配比。

1.3.6 體外蛋白消化率測定

參考Wen等[14]和Marambe等[15]的方法測定不同原料餅干的體外模擬蛋白消化率。

稱取7.5 g分別加入了不同原料（壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2、浸提大豆粕和玉米黃粉）的烘焙餅干，粉碎后加入20 mL純凈水中，用1 mol/L HCl調節樣品pH至2.0。加入5 mg胃蛋白酶，于37 ℃、50 r/min搖床中培養1 h；在樣品中繼續加入1 mol/L NaOH調節pH至7.5，加入5 mg胰蛋白酶，于37 ℃、50 r/min搖床中培養2 h；消化結束后，將樣品沸水浴10 min，使酶反應停止，冷卻至室溫，再分別加入等體積10%三氯乙酸溶液，于25 ℃、120 r/min恒溫振蕩30 min，12 000 r/min離心10 min。收集上清液于消化管中，采用凱氏定氮法測定上清液的含氮量，每個樣品設置3個平行。

體外消化率（%）=上清液中蛋白質質量樣品總蛋白質質量×100%[16]。

1.3.7 體外抗氧化活性測定

DPPH自由基清除能力測試：參考聶正朋等[17]的方法并略作改動，以DPPH自由基清除率表示清除能力。在反應管中加入2 mL現配的DPPH（0.1 mmol/L，溶劑是70%乙醇）溶液，按照不同濃度梯度分別加入2 mL樣品液，將二者混合均勻，在室溫條件下避光反應30 min后，于517 nm處測定并讀取其吸光度值，吸光度值的高低代表DPPH自由基清除效果的強弱。

DPPH自由基清除率（%）=1-（A1-A2）A0×100%。

式中：A0為2 mL DPPH溶液與2 mL 70%乙醇反應的吸光度值；A1為2 mL DPPH溶液與2 mL 樣品液反應的吸光度值；A2為2 mL 70%乙醇與2 mL 樣品溶液反應的吸光度值。

2 結果與分析

2.1 不同火麻原料營養成分分析

選取4種含有火麻蛋白的原料，分別為脫殼火麻籽粉、未脫殼火麻籽粉、壓榨火麻籽粕1和壓榨火麻籽粕2（見圖1），對4種不同火麻原料中的主要營養成分進行比較分析，脫殼火麻籽粉和未脫殼火麻籽粉是由未經油脂提取的火麻籽粉碎制得。按照1.3.1中方法進行蛋白質、油脂、總糖的檢測，結果見表2。脫殼火麻籽粉與未脫殼火麻籽粉相比，蛋白質、油脂和總糖含量顯著提升，這是由于火麻籽殼中纖維素含量較高[18]，而蛋白質、油脂和苯酚-硫酸法檢測的總糖含量較低，因此脫殼處理增加了火麻籽粉中三類營養成分的比例。壓榨火麻籽粕1和壓榨火麻籽粕2是將火麻籽高溫處理后，通過物理壓力將油脂直接從油料中分離出來后產生的。結果顯示，壓榨火麻籽粕1與壓榨火麻籽粕2相比，油脂含量較高，而蛋白質和總糖含量較低，由于工藝及設備的差異，壓榨火麻籽粕1的油脂提取率可能較低，使得更多的火麻油依然存留于籽粕中，油脂含量占比增加使得蛋白質和總糖含量相應下降。同時，不同產地的火麻籽中營養成分含量不同，也可能導致其火麻籽粕中各營養成分存在差異。

2.2 單因素實驗優化餅干成分

2.2.1 火麻原料添加量的確定

低筋面粉100 g、木糖醇5 g、食用鹽1.5 g、黃油20 g，分別單一添加4種火麻原料（壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2、脫殼火麻籽粉、未脫殼火麻籽粉），在添加量分別為 2， 6，8，10 g的條件下制作餅干，確定不同火麻原料及其添加量對餅干品質的影響，結果見圖 2。

由圖2可知，不同火麻原料添加量會直接影響餅干的品質。脫殼火麻籽粉和未脫殼火麻籽粉添加后會降低餅干的品質，并且隨著火麻原料添加量的增加，餅干的品質逐漸變差。這是由于脫殼火麻籽粉和未脫殼火麻籽粉均具有類似青草或草藥的揮發性氣味，脫殼火麻籽粉的氣味更加濃烈，通過加熱等方法無法去除。少量脫殼火麻籽粉或未脫殼火麻籽粉添加到餅干中對品質的影響較小，但隨著火麻原料添加量的增加，餅干的不良氣味更加明顯，同時火麻原料的添加會降低面團的聚合力，使其松散，不易成形。因此，脫殼火麻籽粉或未脫殼火麻籽粉均不適于添加在餅干中。

壓榨火麻籽粕1和壓榨火麻籽粕2均無不良氣味，同時壓榨火麻籽粕具有類似芝麻的獨特香氣。將其添加在餅干中能夠提高餅干的品質，使其更加酥脆，當壓榨火麻籽粕1添加量為6 g時感官評分最高。繼續增加壓榨火麻籽粕1的添加量，面團的聚合力下降，影響餅干的形態，同時由于壓榨火麻籽粕呈墨綠色，壓榨火麻籽粕1添加量的增加會影響餅干的色澤，因此，壓榨火麻籽粕1在餅干中的最佳添加量為6～7 g。與壓榨火麻籽粕1相比，壓榨火麻籽粕2特殊香氣較淡，但將其添加在餅干中也能夠使餅干更加酥脆，隨著壓榨火麻籽粕2添加量的增加，其對面團聚合力的影響也比壓榨火麻籽粕1小，在壓榨火麻籽粕2添加量為8 g時形態較好。因此，壓榨火麻籽粕2在餅干中的最佳添加量為8～9 g。由于脫殼火麻籽粉或未脫殼火麻籽粉均不適于添加在餅干中，在后續實驗中以壓榨火麻籽粕1和壓榨火麻籽粕2兩種原料作為研究對象。

2.2.2 黃油、木糖醇、碳酸氫鈉添加量的確定

在低筋面粉100 g、木糖醇5 g、食用鹽1.5 g、壓榨火麻籽粕1添加量6 g（壓榨火麻籽粕2添加量8 g）、黃油添加量10，15，20，25，30 g的條件下制作餅干，確定不同黃油添加量對餅干品質的影響，結果見圖 3中a。隨著黃油添加量的逐漸增加，餅干的品質得到提升，黃油的添加使得餅干的色澤金黃油亮，口感更加濃郁。壓榨火麻籽粕1餅干在黃油添加量20 g時感官評分最高，壓榨火麻籽粕2餅干在黃油添加量25 g時感官評分最高。

在低筋面粉100 g、食用鹽1.5 g、壓榨火麻籽粕1添加量6 g、黃油20 g（壓榨火麻籽粕2添加量8 g，黃油25 g）、木糖醇添加量3，6，9，12，15 g的條件下制作餅干，確定不同木糖醇添加量對餅干品質的影響，結果見圖 3中b。隨著木糖醇添加量的逐漸增加，餅干的品質得到提升，木糖醇的添加能夠增加餅干的甜度及光澤感，在添加量為12 g 時感官評分最高。隨著木糖醇的繼續添加，口感有所降低，對于甜度的接受度個體差異較大。因此，從降低整體熱量攝入角度考慮，將木糖醇添加量設定為12 g。

在低筋面粉100 g、食用鹽1.5 g、壓榨火麻籽粕1添加量6 g、黃油20 g（壓榨火麻籽粕2添加量8 g，黃油25 g）、木糖醇12 g、碳酸氫鈉添加量0.15，0.2，0.25，0.3，0.35 g的條件下制作餅干，確定不同碳酸氫鈉添加量對餅干品質的影響，結果見圖 3中c。碳酸氫鈉添加量為0.15 g時餅干的口感較硬，添加量為0.20 g時餅干口感酥脆、外形規則，感官評分最高。隨著碳酸氫鈉添加量的增加，餅干出現硬度差、孔洞多、不成形等問題。由于壓榨火麻籽粕的添加可提高餅干的酥脆口感，因此，添加少量碳酸氫鈉即可獲得最優感官評分。

2.3 正交實驗確定餅干各成份配比

根據單因素實驗結果，采用四因素三水平設計正交實驗，選取數據見表3和表4。正交實驗設計結果見表5和表6，正交實驗結果方差分析見表7和表8。

由表5和表6可知，每種影響因素對餅干的影響程度有所差異，添加壓榨火麻籽粕1時，影響程度大小為 A>B>C>D；添加壓榨火麻籽粕2時，影響程度大小為A>B=C>D?；鹇樽哑商砑恿繉︼灨筛泄僭u分的影響程度最大；黃油和木糖醇的添加量對餅干感官評分的影響次之；碳酸氫鈉的添加量對餅干感官評分的影響程度最小。通過感官評分的K值大小得出餅干的最佳配方為 A2B2C3D2，具體配比為壓榨火麻籽粕1添加量6 g、黃油 20 g、木糖醇 13 g、碳酸氫鈉 0.2 g（按此配比制備餅干后感官評分為92分）；壓榨火麻籽粕2添加量8 g、黃油 25 g、木糖醇 13 g、碳酸氫鈉 0.2 g（按此配比制備餅干后感官評分為87分），由方差分析可知兩組正交實驗中A因素均對結果極顯著，結果見表7和表8。此實驗主要研究了壓榨火麻籽粕1和壓榨火麻籽粕2的添加量、黃油添加量、木糖醇添加量、碳酸氫鈉添加量對餅干品質的影響，采用單因素實驗和正交實驗研究餅干的品質，運用感官評定的方法使結果更加可靠、真實。

2.4 餅干中蛋白體外消化率的確定

在低筋面粉100 g、食用鹽1.5 g、壓榨火麻籽粕1或壓榨火麻籽粕2添加量6 g、黃油20 g、木糖醇 13 g、碳酸氫鈉 0.2 g時，選取浸提大豆粕和玉米黃粉作為對照實驗，按以上配方制備餅干，以1.3.6中方法進行體外消化率測定，結果見圖4。壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2和浸提大豆粕消化率均在80%以上，其中壓榨火麻籽粕1的消化率最高。

2.5 餅干DPPH自由基清除率的確定

取消化樣品液配制成壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2、浸提大豆粕和玉米黃粉4種原料初始添加量分別為0.75，1.5，3，6 mg/mL 4個濃度梯度，按照1.3.7中方法進行DPPH自由基清除率檢測，結果見圖5。壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2的DPPH自由基清除率隨蛋白原料添加濃度的增加而升高。

3 討論

大豆蛋白是一種易于消化吸收的植物蛋白，而由于玉米蛋白中醇溶性蛋白較多，在體內消化吸收利用率較低，但玉米蛋白經消化后抗氧化活性增強。本實驗為更好地比較火麻原料的體外消化率及消化后產物的抗氧化活性，將大豆粕及玉米黃粉作為對照組，進行平行實驗。結果顯示，雖然壓榨火麻籽粕1、壓榨火麻籽粕2最終消化液上清液中氮含量低于浸提大豆粕，但由于浸提大豆粕中總氮含量較高，使得三者的消化率接近。玉米黃粉消化率為40%左右，顯著低于壓榨火麻籽粕和浸提大豆粕。在蛋白原料添加量相同的條件下，壓榨火麻籽粕的DPPH自由基清除率高于浸提大豆粕，低于玉米黃粉，玉米黃粉經體外消化后具有抗氧化能力[19]，雖然火麻籽粕體外消化產物的抗氧化能力低于玉米黃粉消化后產物，但仍然具有抗氧化能力。

4 結論

在代餐餅干的配方調制過程中，以口感佳、熱量低、功能性強3個方面進行實驗，通過單因素實驗和正交實驗進行研究，通過感官評價最終確定兩種火麻籽粕代餐餅干的配方為低筋面粉100 g、食用鹽1.5 g、壓榨火麻籽粕1添加量6 g、黃油20 g（壓榨火麻籽粕2添加量8 g，黃油25 g）、木糖醇13 g、碳酸氫鈉 0.2 g。制成的火麻籽粕代餐餅干體外蛋白消化率達到80%，同時具有一定的抗氧化功能?；鹇樽哑勺鳛橛椭崛『蟮母碑a物，在本研究中被添加在代餐餅干中表現出了較火麻籽粉（未榨油）更優的口感、風味。同時，火麻籽粕獨特的抗氧化功能使其具有成為新型保健類食品的潛力。

參考文獻：

[1]程慧，王梅，楊振才.膨化大豆的保溫時間對抗營養因子和蛋白質溶解度的影響[J].中國飼料，2020（11）：7-10.

[2]張維.工業大麻籽蛋白的制備與功能特性研究[D].無錫：江南大學，2008.

[3]解林昊，張雪，王慶峰，等.九個纖用型工業大麻品種比較試驗[J].黑龍江農業科學，2022，341（11）：19-21.

[4]王宇凡，張文斌，徐琳娜.酸浸超聲預處理輔助水酶法提取火麻籽油[J].食品與發酵工業，2021，47（23）：169-175.

[5]張雪，徐立群，王慶峰，等.不同用途亞麻的研究進展[J].吉林農業科學，2018，43（5）：16-20.

[6]張天鳳，張振山，王帥，等.亞麻籽粕提取物抗氧化成分及抗氧化活性研究[J].糧食與油脂，2021，34（12）：137-141.

[7]NISSENI L， CASCIANO F， BABINI E， et al. Prebiotic potential and bioactive volatiles of hemp byproduct fermented by lactobacilli[J].LWT-Food Science and Technology，2021，151：112201.

[8]LING Y， PANGLOLI P， MENG X J， et al. Effect of heating on the digestibility of isolated hempseed （Cannabis sativa L.） protein and bioactivity of its pepsin-pancreatin digests[J].Food Chemistry，2020，314：126198.

[9]RODRIGUEZ-MARYIN N M， PAZ L M S， TOSCANO R， et al. Hemp （Cannabis sativa L.） protein hydrolysates promote anti-inflammatory response in primary human monocytes[J].Biomolecules，2020，10（5）：803.

[10]張文敏，張健，周浩純，等.亞麻籽粕制備小分子抗氧化活性肽[J].食品科學，2020，41（8）：36-44.

[11]KORUS J， WITCZAK M， ZIOBRO R， et al. Hemp （Cannabis sativa subsp. sativa） flour and protein preparation as natural nutrients and structure forming agents in starch based gluten-free bread[J].LWT-Food Science and Technology，2017，84：143-150.

[12]吳興雨，黃玉榮，孫凱楊，等.正交試驗優化亞麻蛋白餅干的配方[J].食品研究與開發，2021，42（2）：98-102.

[13]杜月紅，劉曉偉.香蕉皮香菇復配餅干研制與品質分析[J].糧食與油脂，2021，34（6）：92-95.

[14]WEN W J， LI S J， GU Y， et al. Effects of starch on the digestibility of gluten under different thermal processing conditions[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2019，67（25）：7120-7127.

[15]MARAMBE H K， SHAND P J， WANASUNDARA J P D. Release of angiotensin I-converting enzyme inhibitory peptides from flaxseed （Linum usitatissimum L.） protein under simulated gastrointestinal digestion[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2011，59（17）：9596-9604.

[16]王曉杰，曲悅，劉曉蘭.玉米糖肽的營養特性研究[J].中國糧油學報，2022，37（12）：135-141.

[17]聶正朋，蔡楠，彭旋，等.‘龍回紅臍橙果實發育后期生物活性物質含量及抗氧化活性的變化[J].分子植物育種，2019，17（20）：6812-6820.

[18]PROMHUAD K， SRISA A， SAN H， et al. Applications of hemp polymers and extracts in food， textile and packaging： a review[J].Polymers，2022，14（20）：4274.

[19]王曉杰，童玲，劉曉蘭.玉米糖肽的體外抗氧化活性[J].中國糧油學報，2022，37（8）：166-173.

收稿日期：2023-08-16

基金項目：黑龍江省省屬高等學?；究蒲袠I務費科研項目（135309368）；黑龍江省玉米深加工理論與技術重點實驗室（SPKF202008）；黑龍江省優勢特色學科攻關（YSTSXK202301）；大學生創新創業項目（S202210232142）

作者簡介：王燕（1982—），女，教授，博士，研究方向：功能食品研發及作用機制。

*通信作者：李闖（1990—），女，講師，博士，研究方向：微生物發酵調控。