超微茶粉对全麦面包品质及其淀粉消化特性的影响

王玉婉，涂 政，叶 阳

（中国农业科学院茶叶研究所，浙江 杭州 310008）

我国制茶、品茶的茶文化从神农氏开始，到目前已有4 000多年的历史，但受传统饮食习惯和茶叶特性影响，目前我国茶叶以饮用为主[1]。近年来，随着粉碎技术的提高和茶食品的流行，超微茶食品的开发与利用已成为研究热点[2]。已有研究报道，超微茶粉不仅富含儿茶素、茶多糖、茶氨酸、茶色素等可溶性物质，还含有膳食纤维等营养成分[3]。此外，超微茶粉能有效抑制微生物生长繁殖，延长产品货架期[4]。因其具有明确的保健功效，已被广泛应用于红茶蛋糕、绿茶饼干、绿茶面包和绿茶面条等食品加工中[5-8]。

全麦面包指添加使用未去掉麦麸和麦胚的全麦面粉制作而成的面包。麦麸富含膳食纤维、VC及矿物质成分，营养价值极高[9]。但麦麸的持水力和膨胀率较高，影响面团水分分布并破坏其稳定性[10]。此外，麦麸中纤维会稀释蛋白网络结构且麦麸颗粒能够进一步阻碍面筋膨胀[11]，导致面包烘焙品质下降。已有研究表明，茶叶提取物与面筋蛋白相互作用，能形成氢键等非共价作用力，提高面筋网络结构稳定性，改善面团的加工品质[12]。目前，对茶面包的研究主要集中在烘焙品质（比容、色泽、质构）方面[13-15]，但关于超微茶粉在全麦面包评价体系中的系统研究鲜有报道，研发消费者接受度高的全麦茶面包具有较广的消费前景。

本实验以添加不同含量超微茶粉（超微红茶粉、超微绿茶粉）全麦面包与普通全麦面包为研究对象，采用质构特性、水分质量分数、比容及感官评定得分为评价指标，研究不同超微茶粉对全麦面包的抗氧化性和消化特性影响，全面分析不同种类超微茶粉面包的烘焙和功能特性，为开发风味独特与营养丰富的超微茶粉面包提供理论支持，也为进一步探究超微茶粉面包的工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

超微绿茶粉和超微红茶粉（中值粒径为4.338 μm）南京大学雨润集团纳米科技工程中心；小麦粉 江苏南顺食品有限公司；小麦粉、细砂糖、高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司；精制盐 中盐上海盐业公司；黄油新西兰恒天然集团；鸡蛋 家乐福超市。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazy，DPPH）、猪胰酶、淀粉转葡糖苷酶美国Sigma-Aldrich 公司；葡萄糖含量测定试剂盒、淀粉含量测定试剂盒 北京索莱宝科技有限公司；瓜尔豆胶、甲基红、硫酸铜、酒石酸钾钠、碘化钾（均为分析纯） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

CF-6000发酵箱 中山卡士电器有限公司；TF600热风炉 青岛汉尚电器有限公司；5KSM150PS厨师机 凯膳怡贸易有限责任公司；SR-68色差仪 深圳市三恩时有限公司；TA.XT Plus质构仪 英国SMS公司；水分测定仪 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；UV-3600型紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；2695高效液相色谱仪 美国Waters公司；320R离心机Andreas Hettich股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 超微茶粉基本成分测定

儿茶素、没食子酸、茶黄素、茶氨酸及咖啡碱含量的检测参照Henning等[16]的方法。

1.3.2 实验组别设计

将全麦面包分为7 组：1）CK组：基础全麦面包；2）0.5% GTB组：添加0.5%（以面粉总质量计，下同）超微绿茶粉全麦面包（green tea bread，GTB）；3）1.0% GTB组：添加1.0%超微绿茶粉全麦面包；4）2.0% GTB组：添加2.0%超微绿茶粉全麦面包；5）0.5% BTB组：添加0.5%超微红茶粉全麦面包（black tea bread，BTB）；6）1.0% BTB组：添加1.0%超微红茶粉全麦面包；7）2.0% BTB组：添加2.0%超微红茶粉全麦面包。

成品面包分成两部分：一部分冷却后用于面包比容、水分质量分数、色泽及质构测定；另一部分冷冻干燥用于检测面包茶多酚含量、抗氧化活性及淀粉消化率。

1.3.3 面包的基本配方及工艺流程

面包基本配方：高筋面粉180 g、全麦面粉80 g、酵母3 g、鸡蛋50 g、白砂糖30 g、盐2 g、黄油20 g、水260 g，超微茶粉的添加量分别为面粉总质量的0%、0.5%、1%、2%。

面包的生产流程：面粉、超微茶粉混合→面团调制→分块→整型→醒发→焙烤→冷却→成品

面包的工艺操作要点：面团调制需将面团搅拌至光滑，再添加黄油，直至面团至扩展阶段；醒发箱保持在温度35 ℃、相对湿度80%的条件下，发酵90 min；烘焙温度为150 ℃，烤制50 min后冷却至室温。

1.3.4 面包基本指标检测

面包比容测定：参照GB/T 20981—2007《面包》测定面包体积V，再称量超微茶粉面包的质量m，面包的比容按V/m计算，单位为mL/g。

面包水分质量分数测定：精确称取2.000 g面包样品，利用水分测定仪测定面包水分质量分数。

面包色泽测定：采用HunterLab测色系统测定面包色泽。

面包质构特性测定：将冷却后的面包用切片机切成25 mm的均匀薄片，用于面包全质构特性测定，每组样品重复6 次。实验参数设定：采用P/75平底柱型探头，测试前速率为1.0 mm/s、测试速率为3.0 mm/s、测试后速率为3.0 mm/s、形变量为40%、感应力为5 g、2 次压缩间隔时间为5 s。

面包第一次质构测定结束，用塑料袋密封，常温贮藏8 d，每天采用上述“面包质构特性测定”方法测定面包硬度和咀嚼性。

1.3.5 面包感官评定

面包焙烤完成后，在室温下放置2 h后进行感官品质评价。参考GB/T 20981—2007的感官评价法，由感官评价专业人员组成12 人评定小组，对面包的质地形态、色泽、气味、口感和组织等方面进行评分，具体审评标准如表1所示，按式（1）计算样品的综合得分Y。

式中：An、Bn……En表示各审评因子得分。

表1 面包感官评价标准Table 1 Criteria for sensory evaluation of bread

1.3.6 面包茶多酚含量及抗氧化性测定

准确称取1.000 g冷冻干燥的面包样品于体积分数50%甲醇溶液（50 mL，pH 2）中，酸化16 h后，加入体积分数70%丙酮溶液（50 mL），混匀，常温搅拌30 min，离心并取上清液，用于茶多酚含量及抗氧化性测定。

茶多酚含量测定参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》。

面包抗氧化性的检测参照文献[17]的方法，并略微修改。准确称取19.7 mg DPPH溶解于甲醇中，待溶解完毕后，定容到500 mL。在试管中依次加入1 mL样品溶液和3 mL DPPH溶液，混匀，暗处静置30 min后，于紫外分光光度计516 nm处测得样品的吸光度。按式（2）计算DPPH自由基清除率，并计算半抑制浓度（half inhibiting concentration，IC50）。

式中：A0为未加清除剂的吸光度；Ai为加入清除剂的吸光度；Aj为试剂空白的吸光度。

1.3.7 淀粉消化实验

体外模拟淀粉消化实验参照Xu Min等[8]的方法，并略微修改。肠消化液配制：将4.8 g胰脂肪酶、2 mL淀粉转葡糖苷酶溶解到35 mL水中，离心后，用0.45 μm滤膜过滤，于4 ℃保存备用。样品溶液配制：将500 mg冷冻干燥的面包样品放入到10 mL水中，搅拌10 min后添加5 mL乙酸钠溶液（0.5 mol/L）和10 mL瓜尔豆胶溶液（5 g/L，由0.05 mol/L HCl配制）。

将10 mL肠消化液添加到样品溶液中，于37 ℃、190 r/min的摇床上振荡。固定时间取样，并用80%乙醇溶液稀释（体积比1∶8）。葡萄糖含量及总淀粉（total starch，TS）含量采用试剂盒按照说明书进行测定。

快速消化淀粉（ready digestible starch，RDS）指能在口腔和小肠中被迅速消化吸收的淀粉（＜20 min）；缓慢消化淀粉（slowly digestible starch，SDS）指能在小肠中被完全消化吸收但速率较慢的淀粉（20～120 min）；抗性淀粉（resistant starch，RS）指在人体小肠内无法消化吸收的淀粉（＞120 min）。按式（3）计算RS含量。

1.4 数据统计分析

使用Origin 8.0软件作图，用SPSS 20.0软件进行差异显着性分析，当P＜0.05时为具有显着性差异。所有实验处理均为3 次重复，测定数据以平均值±标准偏差的形式表示。

2 结果与分析

2.1 超微茶粉的基本组分分析结果

表2 超微茶粉中基本化学成分（n＝3）Table 2 Chemical composition of superfine tea powder (n= 3)

由表2可以看出，超微绿茶粉中EGCG和TH含量显着高于超微红茶粉（P＜0.05），分别是超微红茶粉的1.67 倍和3.26 倍，但GA和TF含量显着低于超微红茶粉（P＜0.05）。这可能与茶叶加工工艺不同有关。

2.2 超微茶粉对全麦面包感官品质的影响

图1 添加及未添加超微茶粉全麦面包横截面外观Fig.1 Cross-sectional appearance of whole-wheat bread prepared with and without tea powder

各组面包横截面如图1所示，随着超微茶粉添加量增加，茶面包的色泽逐渐加深，孔隙呈现先减小后增大现象。分别对不同种类及不同添加量的超微茶粉全麦面包外观、色泽、风味、口感以及总分进行评分，结果如图2所示。

图2 添加及未添加超微茶粉全麦面包的感官品质Fig.2 Sensory evaluation of whole-wheat bread with and without tea powder

由图2A可知，GTB组在形态、口感和组织方面评分较低，说明添加超微绿茶粉可能对面包感官品质产生不利影响。添加量为0.5%时，GTB组外形完整、弹性适中、色泽较好，但面包芯黏度较大、口感不佳，因此总分较低。添加量大于0.5%时，GTB组在香气方面评分有所上升，在口感、形态和组织方面评分均下降。这可能是因为茶粉添加量较高时，其萜类和醛类化合物才能在面包中呈现茶的风味[18]，但茶粉过量则会破坏面筋网络形成，导致面包在其他方面评价降低[19]。图2B结果显示，增加超微红茶粉添加量，面包感官总分有所上升，特别是色泽和气味方面。其中，2% BTB组得分最高，面包外型完整，有适度的弹性，松软度适当，具有红茶独特的茶香风味。说明超微红茶面包的总体品质高于超微绿茶面包。

2.3 超微茶粉对面包比容的影响

图3 添加及未添加超微茶粉面包的比容Fig.3 Specific volume of whole-wheat bread with and without tea powder

如图3所示，随着超微绿茶粉添加量增加，面包比容呈现减小趋势。当超微绿茶粉质量分数为0.5%时，面包比容最大，且显着大于CK组（P＜0.05）。超微茶粉面包比容与面团结构有关，在低添加量下，茶粉能够强化面筋结构，改善其强度及持气性，故面包比容增加。添加量过大，则茶粉中儿茶素、粗纤维等成分会导致面团体系分布不均，阻碍面筋网络形成，降低面筋结构稳定性，从而使面包比容降低[14,20]。超微绿茶粉中茶多酚含量高于红茶粉（表2），因此，随着超微红茶粉添加量增加，面包比容呈先增加后减小的趋势。超微红茶粉添加量为1.0%时，与CK组无显着性差异（P＞0.05）。BTB组的水分质量分数总体大于GTB组（表3），BTB组的质量更大，所以在相同的体积下，GTB组的比容大于BTB组。

2.4 超微茶粉对面包质构特性和水分质量分数的影响

表3 添加及未添加超微茶粉全麦面包质构特性和水分质量分数Table 3 Texture and moisture contents of whole-wheat bread with and without tea powder

由表3可知，增加超微绿茶粉添加量会导致面包水分质量分数降低，其原因可能是茶粉中儿茶素、茶氨酸等成分具有较好的亲水性，增加面团与水的结合力[21]。低添加量时，茶粉会使得面团发酵过程中面筋膜得到充分的形成和扩展，将面团水分束缚其中。添加量过大，茶粉又会与面筋蛋白、淀粉等竞争吸水，影响面筋的延伸，使其对CO2的保持力减弱，水分流失加快[14]。而增加超微红茶粉添加量结果则与超微绿茶粉相反，可能是由于超微红茶粉中儿茶素含量低于超微绿茶粉（表2）。因此，出现GTB组的水分质量分数降低，BTB组的水分质量分数增加的现象。

质构特性是衡量面包烘焙品质的重要指标[22]。面包品质与硬度和咀嚼性呈负相关，这两项指标数值越高，面包越硬，弹性越低，无绵软、爽口的品质[23]。添加0.5%超微绿茶粉使GTB组的硬度和咀嚼性显着降低（P＜0.05）。儿茶素作为还原剂，在面筋网络形成过程中，可能与蛋白质的S—S键交换形成S—H基团，从而导致面团强度减弱，面包硬度降低[20]。在1%和2%添加水平下，GTB组的水分质量分数降低，导致硬度和咀嚼性显着增加（P＜0.05）。随着超微红茶粉添加量增加，BTB组的硬度和咀嚼性显着降低（P＜0.05），其中，2.0% BTB组的硬度为511.15 g、咀嚼性为394.10 g。有研究报道，面包的硬度和咀嚼性与面包含水量密切相关，水分质量分数越高，淀粉、蛋白之间的氢键作用越弱，面包的硬度越小[24]，而超微红茶粉的添加能使面包含水量上升，故而面包的硬度下降。面包品质与其黏聚性和回复性呈正相关，这两项指标数值越大，面包则越劲道、越不黏牙[25]。从表3中可知，添加0.5%～2.0%的超微绿茶粉对面包的黏聚性和回复性无显着影响（P＞0.05）。超微红茶粉的添加显着提高了面包的黏聚性（P＜0.05），可能是因为面筋蛋白由麦谷蛋白和醇溶蛋白组成，具有一定黏弹性，面筋蛋白中的氨基和多酚的酚羟基发生新的交联和非共价作用，超微红茶粉强化了三维面筋网络结构，提高面团的持气能力，增加面包的黏聚性，使面包品质得到改善[26-27]。

进一步研究0.5% GTB组和2.0% BTB组在贮藏过程中对全麦面包弹性和咀嚼性的影响。由图4可知，第6天时，与CK组相比，0.5% GTB组和2.0% BTB组面包的硬度显着降低（P＜0.05），面包咀嚼性无显着变化（P＞0.05）。由图4中曲线斜率还可看出，各组面包硬度增加量均呈现先增大后减小的趋势，其中2.0% BTB组面包硬度在贮藏过程中最低。这可能是由于茶粉的持水力能有效地抑制面包在贮藏过程中水分的迁移[28]，改善面包硬度和咀嚼性。随着贮藏时间的延长，面包一直处于失水状态，面包的硬度和咀嚼性显着增大（P＜0.05）。因此，为保证面包的品质，面包保质期应在4 d内。

图4 添加0.5%超微绿茶粉和2%超微红茶粉对全麦面包在贮藏期间质构特性的影响Fig.4 Textural properties of whole-wheat bread with 0.5% green tea powder and 2% black tea powder during storage

2.5 不同超微茶粉对面包色泽的影响

色泽是面包生产过程中重要的质量控制参数之一，同时也是影响消费者购买面包产品欲望的重要因素。L*、a*和b*分别表示亮-暗、红-绿和黄-蓝程度；C表示彩度，也叫色彩饱和的程度或是纯粹度；H0表示色调角，它与样品的红色、橙色、黄色、绿色和蓝色有关，能够全面反映样品的色泽状况[29-30]。

表4 添加及未添加超微茶粉对全麦面包色泽的影响Table 4 Color parameters of whole-wheat bread with and without tea powder

不同超微茶粉对全麦面包色泽的影响如表4所示，与CK组相比，除0.5% GTB组无显着性差异（P＞0.05）外，其他各组面包L*值均显着降低（P＜0.05），面包色泽变暗，无光泽（图1）。随着超微绿茶粉添加量的增加，面包a*值显着降低，b*值显着增加（P＜0.05）。结合图1、2可知，当超微绿茶粉添加量为0.5%时，面包的色泽为亮黄绿色，色泽较均匀，感官评分最高。2.0% GTB组面包a*值最小，色泽则为暗绿色，感官评价较差。随着超微红茶粉添加量的增加，BTB组面包a*值逐渐增大，色泽由浅棕色变为红褐色。超微绿茶粉为未发酵茶，色泽呈绿色；超微红茶粉为发酵茶，色泽呈红色，不同茶类本身特征的不同是其所制面包色泽差异较大的重要原因。Wrolstad等[31]的研究指出C*值会随着色素浓度的增大而增加。与CK相比，添加超微茶粉后，面包L*值减小，C*值增大，说明添加超微茶粉会使面包色泽更饱和。添加超微红茶粉，其面包的H0值显着低于CK组，说明BTB组面包具有更红的色调，且效果随着超微红茶粉添加量增加而增强。

2.6 超微茶粉全麦面包中总酚含量及其抗氧化性

图5 添加及未添加超微茶粉全麦面包中总酚含量及抗氧化性Fig.5 Antioxidant capacity and total phenolic contents of whole-wheat bread with and without tea powder

如图5所示，不同添加量（0.5%～2.0%）的超微茶粉均显着提高全麦面包抗氧化性，且面包的抗氧化性与茶粉添加量呈正相关。全麦面包中总酚含量与抗氧化性IC50呈负相关，GTB组和BTB组的R2分别为0.825 2和0.974 7。茶面包抗氧化性的提高主要是由于超微茶粉中酚类物质含量的增加。GTB与BTB组面包的抗氧化性均显着高于CK组（P＜0.05），且面包抗氧化性随着茶粉添加量的增加而增加。其中，2.0% GTB组的总酚含量最高，但其抗氧化性与2.0% BTB组无显着性差异（P＞0.05），这可能因为红茶发酵过程儿茶素转化为与儿茶素相同的抗氧化性的茶黄素，使得红茶清除自由基的能力不弱于绿茶[32]。同时，超微茶粉的种类及处理方式均会影响其抗氧化能力[30]。面粉因存在内源酚类化合物，CK组也具有一定抗氧化活性。

2.7 体外淀粉消化实验结果

如表5所示，当超微茶粉添加量为0.5%和1.0%时，GTB组与BTB组的RDS含量与CK组无显着差异（P＞0.05）。添加量增加到2.0%时，GTB组与BTB组的RDS含量分别显着下降到59.90、60.73 g/100 g（P＜0.05）。全麦面包中SDS含量随超微茶粉添加量增加而减少，其中2.0% BTB组中SDS含量最低。全麦面包RS含量则随着添加量增加（0.5%～2.0%）而增加，其中2.0% BTB组中RS含量最高。

表5 添加及未添加超微茶粉面包RDS、SDS及RS含量Table 5 Ready digestible starch, slowly digestible starch and resistant starch contents of whole-wheat bread with and without tea powder

各组面包中RDS和SDS含量减少，可能是由于茶多酚与直链淀粉的疏水作用能够形成复杂的络合物，其结构在淀粉酶消化过程中不易水解[33-34]。其次，茶多酚羟基和消化酶结合位点的氨基酸残基共同参与形成氢键和稳定的π-π共轭系统，从而抑制酶活力[35]。因此，超微茶粉对体外模拟淀粉消化表现出良好的抑制作用。总淀粉含量不变时，面包中的RDS和SDS含量总和越低，RS含量越高。已有研究证实，茶多酚对α-淀粉酶和葡萄糖苷酶有很强的抑制作用[36]，能显着延缓面包引起的人体血糖应答，其中茶色素抑制效果强于儿茶素，在酶活力抑制中发挥重要作用[37-38]。本研究发现，超微红茶粉的没食子酸类化合物和茶色素含量均高于超微绿茶粉（表2），因此红茶粉的添加对面包中淀粉的消化的抑制作用更显着，RS含量更高。

3 结 论

本实验探讨了超微绿茶粉和超微红茶粉两种茶粉作为食品添加剂对全麦面包品质的影响。结果表明，与对照相比，超微红茶全麦面包水分质量分数较高，质地更加绵软爽口，富有弹性，面包色泽更加饱满，面包品质随着超微红茶粉添加量增加而提升（0.5%～2.0%）。超微绿茶粉在添加量为0.5%时，全麦面包品质较好，但面包品质随添加量增加而下降。抗氧化性实验结果显示，与对照相比，所有样本都具有显着提高全麦面包自由基清除能力。体外淀粉消化实验分析反映了全麦面包中淀粉组分的再分布，即RDS含量的减少和RS含量的增加。因此，超微茶粉对全麦面包色泽、口感及营养特性的改善作用提高了面包的总体品质，为今后丰富全麦面包种类和超微茶粉全麦面包的工业化生产提供理论依据。