核桃雄花作为功能性饼干配料的创新应用:流变学特性、营养组分与血糖调控机制研究

《Food Science & Nutrition》:Utilization of Walnut Male Flowers (Juglans regia L.) as a Functional Ingredient in Biscuits: Impacts on Dough Rheology, Nutritional Composition, Glycemic Response, and Sensory Attributes

【字体: 时间:2026年02月01日 来源:Food Science & Nutrition 3.8

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  本研究首次系统评估核桃雄花(WFs)作为面粉替代物(0%-10%)在饼干中的应用价值。结果表明,WFs的添加显著改善面团粘弹性(G′/G″),提升膳食纤维(TDF)和矿物质含量,降低可溶性碳水化合物和预测血糖指数(pGI)达16%。感官评价确定5%为最佳添加比例,在保持传统饼干质构的同时赋予产品独特风味,为开发低GI功能性烘焙食品及农业副产物高值化利用提供了新路径。

  
材料与方法
研究采用三台核桃品种的雄花,经低温干燥后过150μm筛制得粉末。通过替代低筋小麦面粉(0%-10%)制备饼干,系统分析面团流变学特性(MCR302流变仪)、营养组成(AOAC标准方法)、体外消化特性(模拟口腔-胃肠三段消化法)及感官属性(20人评审小组)。
面团流变学特性
动态流变分析显示,随着WFs添加量增加,储能模量(G′)从500Pa(对照组)提升至600Pa(5%添加组),损耗模量(G″)同步增长。损耗因子(tan δ)在55°C时普遍降低(图1C),表明WFs通过膳食纤维与面筋蛋白的氢键作用形成更稳定的三维网络结构,符合脆性饼干对弹性主导型面团的需求。
营养品质改良
WFs的引入使饼干粗蛋白含量呈现非线性变化(10.29-12.00 g/100g DW),灰分含量从0.29%显著提升至0.76%(表1)。总膳食纤维(TDF)在10%添加组达到12.66 g/100g DW,而可溶性碳水化合物从894.87 mg/g DW降至778.82 mg/g DW。持水能力(WHC)在5%添加时达到峰值(图2),与纤维的多孔结构增强水分吸附能力相关。
质构与微观结构
质地剖面分析显示,10%WFs添加使饼干硬度从50N降至30N,脆度显著提升(图3)。扫描电镜(图4)证实WFs破坏面筋网络连续性,形成更大孔洞结构。5%-7%添加时能维持最佳质构,超过该比例会导致结构过度松散。
血糖反应调控
体外消化实验表明,10%WFs添加使预测血糖指数(pGI)从76.42降至64.16(图5A)。葡萄糖释放曲线(图5B)显示最终释放量从47.59 mg/g降至24.37 mg/g,归因于膳食纤维的物理包埋作用及多酚类物质对α-葡萄糖苷酶的抑制。
感官特性优化
色差分析显示WFs添加导致亮度(L*)从75.37%降至44.00%,红度(a*)从2.46升至6.58(表2)。5%添加组在整体可接受度(6.75/9分)、质地(6.8分)和风味(6.4分)方面获得最高评分(图6),其红褐色外观和独特坚果香气最受青睐。
讨论与结论
WFs通过膳食纤维-面筋相互作用和生物活性成分的协同效应,实现饼干营养、质构和代谢调控特性的多重优化。5%添加比例在感官接受度与功能特性间达到最佳平衡,为开发低GI功能性食品提供了新思路。后续研究应聚焦风味物质代谢机制及不同纤维源的协同效应解析。
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