介绍
营养与肥胖和 2 型糖尿病 (T2D) 等一些慢性非传染性疾病之间存在直接联系。这些由不健康食品环境驱动的与营养相关的非传染性疾病（NR-NCD）构成了全球健康挑战，对全球社会经济增长构成障碍（Ribeiro 等人，2019 年；Laar 等人，2020 年）。肥胖和 T2D 已成为流行病，影响着发展中国家和发达国家的成人和儿童（Irondi 等，2021）。在肥胖和 T2D 的可改变病因中，营养过剩、营养转变以及生活方式改变导致的体力活动减少已被确定是导致其患病率上升的原因（Shi2016），营养转型是主要驱动力（Ford 等人，2017）。营养转型解释了从传统饮食（包括全谷物和豆类，以及最低水平的动物源食品、盐、白面粉、糖和油）到高能量但营养不良的传统饮食的偏离饮食，包括加工食品、高脂肪和精制碳水化合物（Ford et al. 2017）。与营养转变相关的危险之一是，过度加工食品的感官品质增强会减弱人的稳态饮食信号。从而促进暴饮暴食。例如，盐含量的增加可以克服脂肪介导的饱腹感信号，从而鼓励暴饮暴食（Bolhuis et al. 2016）。

为了可持续地总体缓解 NR-NCD 的挑战，并实现世界卫生组织 (WHO) 到 2025 年遏制全球肥胖和 T2D 患病率增加的目标（WHO 2014 ），食品工业可以发挥重要作用（拉尔等人，2020）。还需要从“垃圾”（不健康食品）的消费转向健康的替代品，尤其是植物性食品（Develaraja 等人，2016 年））。最近，这种方法已开发出低脂肪/低热量和高纤维食品，包括饼干，以解决与摄入高能量食品相关的公共卫生问题。在这方面，据报道，由全麦谷物制成的饼干是生物活性化合物的丰富来源，并可能为遏制非传染性疾病提供可行的选择（Cukelj 等人，2017 年；Irondi 等人，2021 年）。

饼干作为一种即食烘焙食品，因其尺寸、形状各异、营养价值高、价格实惠而深受人们的喜爱。传统上，它们被设计为含有高糖和脂肪，使用精制小麦粉，使得注重卡路里的消费者避免食用它们（Aggarwal et al. 2016）。除了作为一种高能量零食外，饼干还缺乏谷物中典型的促进健康的生物活性化合物，例如多酚和膳食纤维，因为它们的配方采用精制成分（Fardet 2010）。要为注重热量、肥胖和 2 型糖尿病患者开发功能性饼干，用全麦复合面粉或多谷物面粉部分或全部替代精制小麦面粉是一个可行的选择（Aggarwal 等人，2016 年；Olagunju等人，2018 年）。例如，在最近的一项研究中，Ngaha 等人。( 2023 ) 由未成熟的香蕉、秋葵和甜叶菊叶/枣果混合配制而成的饼干。作者得出的结论是，配制的饼干具有低血糖指数，适合作为糖尿病患者的饼干。在另一项研究中，迪凯拉诺等人。（2022年）由荞麦、扁豆和高粱粉混合而成的饼干，并以蔗糖为甜味剂。他们的研究结果表明，相对于商业饼干配方，该饼干的餐后血糖指数较低。在一项相关研究中，Lu 等人。( 2022 ) 报道，添加鹰嘴豆粉增强了饼干的体外淀粉消化率和理化特性。此外，Erukainure 等人。（2013年）证实，摄入富含纤维的饼干会导致糖尿病大鼠血糖下降，但会增加血清胰岛素和高密度脂蛋白胆固醇水平。同样，摄入纤维饼干可显着降低餐后和空腹血糖浓度，并改善链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠的血脂状况（Aggarwal et al. 2017）。然而，用生物强化黄玉米-豇豆混合物配制的饼干的理化、体外淀粉消化率和感官特性尚未见报道。因此，在制定增值无小麦饼干的持续研究工作中，本研究探索了生物强化黄玉米（Zea mays L.）和豇豆（Vigna unguiculata L. Walp)。

生物强化黄玉米是类胡萝卜素、酚类化合物、维生素 C 和花青素等生物活性成分的丰富膳食来源。生物强化黄玉米中的这些生物活性化合物具有多种健康益处，包括抗氧化、抗糖尿病和抗肥胖特性（Irondi 等人，2019 年；Elemosho 等人，2021 年）。此外，豇豆是一种耐热、抗旱的豆类作物，是人类热量、蛋白质、必需矿物质和维生素的丰富且重要的膳食来源，主要分布在世界半干旱地区（Sreerama 等人，2017）。2012 年；Awika 和多度2017 年）。此外，豇豆也是生物活性化合物的丰富食物来源，包括多酚化合物和肽（Segura-Campos 等人，2011 年），具有一些已知的健康益处（Irondi 等人，2019 年）。此外，豆类以其低血糖指数 (GI) 的特点而闻名，这也有助于其在肥胖和 T2D 方面的健康益处（Oboh 和 Agu 2010；Singhal 等人2014 ））。此外，麸质过敏和精制小麦粉的高成本，特别是在烘焙行业依赖小麦进口的国家，也需要在烘焙食品中寻找精制小麦粉的合适替代品。例如，2021年，由于与COVID-19相关的高运输成本、港口中断和需求增加，小麦成本​​上涨了31%（Dongyu 2022）。因此，全麦生物强化黄玉米和豇豆的复合面粉可能是开发具有增强品质的功能性饼干的有前途的选择。此外，生物强化黄玉米和豇豆分别作为谷类和豆类，其营养品质相互补充（Sparvoli 等人，2016 年）），这可能会提高其复合饼干的营养价值。正如之前的一些研究报道，加入来自不同来源的富含蛋白质的面粉，例如荞麦、大豆和苋菜籽，可以改善最终产品的营养和功能品质，并降低血糖指数（Filipčev 等，2011；杨等人，2019）。因此，本研究旨在评估用生物强化黄玉米和豇豆复合材料配制的面粉和饼干的理化品质和体外淀粉消化率，以及饼干的感官品质。

材料和方法
原材料及化学品
豇豆（品种，IT10K-837-1）和维生素原 A 生物强化黄玉米样品（各 1 公斤）分别取自马莱特夸拉州立大学作物生产部和尼日利亚伊巴丹农业研究与培训学院。对每个样品进行分类，研磨成全麦面粉，密封包装在不透明样品容器中，并冷藏（4°C）直至分析。分析中使用的试剂均由分析级化学品和溶剂制备。试剂配制所用的猪胰α-淀粉酶、磷酸盐缓冲盐水、D-葡萄糖、高氯酸、硫酸、苯酚等化学品均为英国Sigma-Aldrich有限公司的产品。

全麦复合面粉的制备
生物强化黄玉米和豇豆粉的全麦复合物，编码为Mf、MC-f1、MC-f2、MC-f3和Cf，是通过将天然生物强化黄玉米和豇豆粉以100:0的比例混合而制备的；75:25；50:50；25:75；分别为 0:100（% w/w）。精制小麦粉（Wf）作为对照。

饼干烘烤过程
饼干面团配方和烘焙工艺如 Saha 等人报道。（2011），稍加修改。复合饼干（无糖）由上述全麦面粉（Mf、MC-f1、MC-f2、MC-f3、Cf）配制而成，并命名为 Mb、MC-b1、MC-b2、MC-b3 和 Cb，分别与我们最近的报告（Irondi 等人， 2021 ）一致。对照饼干（Wb）是用精制小麦粉（W）烘烤的。饼干的面粉成分如表 1所示。每个饼干的面团按照以下配方制备：100克面粉、30克起酥油、0.6克氯化钠、0.3克碳酸氢钠、0.6克碳酸氢铵、20克水。使用厨房搅拌机搅拌 5 分钟，制备面粉和起酥油的均匀混合物。然后，将溶解有碳酸氢钠、氯化钠、碳酸氢铵以及奶粉（数量如配方中规定）的面团水与已经制备好的面粉和起酥油混合物混合均匀，形成均匀的面团。面团。接下来，用擀面杖揉捏面团，使其厚度均匀。随后用切刀将饼干面团切成规则形状（直径：43毫米），放在铺有铝箔的烤盘上，然后放入烤箱，210°C烤10分钟。然后就得到了饼干（图1）。 1 )从烘箱中取出，冷却30分钟，并在室温下密封储存在塑料容器中以供进一步分析。

表1 玉米豇豆复合饼干面粉成分
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图。1
图1
饼干：Cb、豇豆饼干；MC-b3，黄玉米豇豆复合面粉饼干（25:75 w/w）；MC-b2、黄玉米豇豆复合面粉饼干（50:50 w/w）；MC-b1，黄玉米豇豆复合面粉饼干（75:25 w/w）；Mb，黄玉米饼干；Wb，精制小麦粉饼干。饼干的图片出现在我们最近的报告中（Irondi et al. 2021）

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面粉样品糊化特性分析
Perten Scientific 快速粘度分析仪 (RVA) 机器（RVA-4，斯普林菲尔德，伊利诺伊州）连接到托管 Thermocline 软件的个人计算机，用于分析面粉的糊化特性（Elemosho 等人，2020）。测量的糊化特性包括峰值、谷值、击穿、最终和回退粘度（以快速粘度分析仪单位，RVU表示）、峰值时间（分钟）和糊化温度（°C）。将 3 g 面粉样品分散在 25 mL 蒸馏水中制备而成的罐中面粉样品悬浮液，以恒定搅拌速率 (160 RPM) 加载到 RVA 机器上。用于分析的程序如下：在25°C下保持5分钟；以5℃/分钟的速率在25℃和95℃之间交替加热；在 95 °C 下保持 5 分钟；然后以5℃/分钟的速率冷却至25℃；并在 25 °C 下保持 5 分钟。样品的粘贴特性是通过个人计算机系统中的Thermocline软件获得的。

近似成分和食物总能量测定
根据AOAC（ 2005 ）方法分析面粉和饼干样品的近似（水分、灰分、粗蛋白、总碳水化合物和粗脂肪）成分（%）。通过将 3 g 样品放入干净且预先称重的水分罐中，在 Fisher 热风烘箱（Fisher Scientific Co., 655F, USA）中在 100 – 105 °C 下烘干 24 小时来分析水分含量。然后将样品放入干燥器中冷却至环境温度；记录最终重量，并计算其水分含量。

使用 Tecator 消化系统和蒸馏装置（Kjeltec 2300，Hilleroed，丹麦）通过微量凯氏定氮法分析总氮 (N) 水平。为此，将 0.5 g 样品放入消解管中，加入浓 H 2 SO 4和 H 2 O 2各 4 mL，并添加凯氏定氮催化剂片，在消化块上于 420 °C 消化 2 小时。冷却至环境温度后，通过添加40% NaOH溶液并加热以释放氢氧化铵来蒸馏消化物。氢氧化铵以硼酸铵的形式捕获在 4% 硼酸接收溶液（乙醇中含有 1 mg/mL 溴甲酚绿和 1 mg/mL 甲基红）中。接下来，用标准化的0.1M HCl滴定测定样品的总氮含量，并计算粗蛋白水平为N×6.25。

通过将样品 (2 g) 在干净且预先称重的瓷坩埚中在 600 °C 下焚烧 6 小时来分析样品的灰分含量。在马弗炉中（Fisher Scientific Co，m186A，美国）。将样品在干燥器中冷却至环境温度后，记录最终重量，并计算其灰分含量。

通过使用 Soxtec 提取器（Soxtec HT 装置）用正己烷提取脂肪来分析样品的粗脂肪水平。为了实现这一点，将干燥的顶针中的 3 克样品用脱脂棉塞住。接下来，将顶针装入提取装置中，并用干净、干燥且预先称重的提取杯中含有的 50 mL 己烷提取脂肪。萃取在煮沸模式下运行 15 分钟，在冲洗模式下运行 45 分钟。此后，蒸发己烷，并将含有脂肪的杯子在100℃下烘干30分钟。最后，将杯子在干燥器中冷却，并称出最终重量以计算样品的脂肪含量。

样品的总碳水化合物水平是通过从 100 中减去灰分、水分、蛋白质和脂肪的总和来计算的（即 100 – [%灰分 + %水分 + %蛋白质 + %脂肪]）。

样品的总食物能量值计算如下：

食物总能量（千卡/100克）=（%粗蛋白×4）+（%总碳水化合物×4）+（%脂肪×9）。

淀粉含量测定
采用 Elemosho 等人描述的方法分析面粉和饼干样品的淀粉含量。（2020）。这是通过混合样品 (0.02 g)、80% 乙醇 (1 mL)、蒸馏水 (2 mL) 和热 80% 乙醇 (10 mL)，并将混合物在 2000 x 离心 10 分钟来实现的。 G。此后，将残余物进行酸水解1小时。用浓高氯酸(7.5mL)。将所得水解产物用蒸馏水稀释至总体积25mL并使用2号Whatman滤纸过滤。然后，滤液(0.05 mL)、5%苯酚溶液(0.5 mL)和浓H 2 SO 4(2.5mL)在试管中混合。接下来，将反应混合物冷却至环境温度，并在紫外-可见分光光度计（Shimadzu Scientific Instruments，2450，Columbia，MD）中在 490 nm 处读取吸光度读数。使用 D-葡萄糖校准曲线和转换因子 (0.9) 计算样品中淀粉的浓度。

直链淀粉和支链淀粉浓度测定
根据 Elemosho 等人的方法对样品（面粉和饼干）直链淀粉浓度进行了分析。（2020）方法。为了使每个样品中的淀粉糊化，将 100 mg 样品与 1 mL 乙醇 (95%) 和 9.2 mL NaOH (1 N) 混合，并在 100 °C 水浴中加热 10 分钟。冷却至环境温度后，在试管中用蒸馏水将0.05mL胶化样品稀释至总体积0.5mL。然后加入 0.1 mL 乙酸溶液 (1 N)、0.2 mL 碘溶液 (0.2% I 2(2% KI)和9.2 mL蒸馏水依次分配到试管中。随后将反应混合物在环境温度下孵育20分钟，并在紫外-可见分光光度计（Shimadzu Scientific Instruments，2450，Columbia，MD）中读取620 nm处的吸光度。使用玉米淀粉直链淀粉作为参考计算每个样品中的直链淀粉浓度。

每个样品中的支链淀粉浓度按下式计算：

体外淀粉消化率和估计血糖指数 (eGI) 测定
Goni 等人的方法。（1997年采用 ）测定样品（面粉和饼干）的体外淀粉消化率和水解指数（HI）。简而言之，将 50 mg 样品、HCl-KCL 缓冲液（10 mL；pH 1.5）和胃蛋白酶溶液（0.2 mL；1 g 胃蛋白酶溶解在 HCl-KCl 缓冲液（10 mL；pH 1.5）中在锥形管中混合。 40°C 机械振荡水浴中孵育 1 小时，然后加入 Tris-马来酸缓冲液（pH 6.9），使混合物体积达到 25 mL，然后加入 5 mL 胰 α-淀粉酶溶液（ 2.6 UI)在Tris-马来酸盐缓冲液中制备，并将混合物在37°C的机械振荡水浴中孵育。此后，从0到180分钟以30分钟的间隔从每个管中收集0.1mL等分的水解样品，并在 100 °C 下分配到另一个管中。将管中的内容物剧烈摇动 5 分钟以使 α-淀粉酶失活并冷藏直至孵育时间完成。接下来，将 1 mL 乙酸钠缓冲液（0.4 M；pH 4.75）和 ​​30 μL 淀粉葡萄糖苷酶依次添加到每个等分试样中。将所得混合物在摇水浴中于 60°C 孵育 45 分钟，在此期间消化的淀粉水解成葡萄糖。然后，使用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂测定水解葡萄糖水平。随后，通过乘以 0.9 的转换系数，葡萄糖重新转换为淀粉。淀粉水解率以每单位时间水解的淀粉（百分比）表示。使用的参考是 50 mg 葡萄糖。将 1 mL 乙酸钠缓冲液（0.4 M；pH 4.75）和 ​​30 μL 淀粉葡萄糖苷酶依次添加到每个等分试样中。将所得混合物在摇水浴中于 60°C 孵育 45 分钟，在此期间消化的淀粉水解成葡萄糖。然后，使用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂测定水解葡萄糖水平。随后，通过乘以 0.9 的转换系数，葡萄糖重新转换为淀粉。淀粉水解率以每单位时间水解的淀粉（百分比）表示。使用的参考是 50 mg 葡萄糖。将 1 mL 乙酸钠缓冲液（0.4 M；pH 4.75）和 ​​30 μL 淀粉葡萄糖苷酶依次添加到每个等分试样中。将所得混合物在摇水浴中于 60°C 孵育 45 分钟，在此期间消化的淀粉水解成葡萄糖。然后，使用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂测定水解葡萄糖水平。随后，通过乘以 0.9 的转换系数，葡萄糖重新转换为淀粉。淀粉水解率以每单位时间水解的淀粉（百分比）表示。使用的参考是 50 mg 葡萄糖。使用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂测定水解葡萄糖水平。随后，通过乘以 0.9 的转换系数，葡萄糖重新转换为淀粉。淀粉水解率以每单位时间水解的淀粉（百分比）表示。使用的参考是 50 mg 葡萄糖。使用葡萄糖氧化酶-过氧化物酶试剂测定水解葡萄糖水平。随后，通过乘以 0.9 的转换系数，葡萄糖重新转换为淀粉。淀粉水解率以每单位时间水解的淀粉（百分比）表示。使用的参考是 50 mg 葡萄糖。

淀粉水解指数（%）计算如下：

其中 AUC样品和 AUC参考分别代表样品和参考（50 毫克葡萄糖）水解曲线下的面积。

样品的估计血糖指数（eGI）是根据 Granfeldt 等人报告的公式计算的。（1992）因此：

饼干样品的感官品质评价
饼干感官质量评估方案经夸拉州立大学研究伦理委员会审查并正式批准（参考号：KWASU/CR&D/REA/2021/0020）。在参与研究之前，还获得了每位小组成员的知情同意。根据 Ranasalva 和 Visvanathan ( 2014 年)评估新鲜出炉的饼干（Mb、MC-b1、MC-b2、MC-b3 和 Cb）和对照饼干 (Wb) 的感官品质）程序，稍加修改。年龄在 18 至 25 岁之间的 35 名小组成员（包括尼日利亚夸拉州立大学的 15 名男生和 20 名女生）对饼干的外观、味道、颜色、风味、脆度和总体可接受性进行了评估。这是在一个实验室中完成的，该实验室拥有配备白光的单独感官室。评价采用享乐量表问卷，9分制，“1”代表“非常不喜欢”，“9”代表“非常喜欢”。饼干样品随机贴上三位数代码，并在一次会议中提供给小组成员。在不同的饼干评估之间向小组成员提供新鲜的饮用水。此外，小组成员还被要求对单个饼干的整体可接受性自由发表评论。

数据分析
对三次重复分析的结果进行单因素方差分析（ANOVA）。使用 SPSS 统计软件 17 版，通过 Tukey 事后检验比较不同处理的平均值，p < 0.05。还对结果数据进行了皮尔逊相关性检验。

结果与讨论
面粉的糊化特性
表2列出了面粉样品的糊化特性 ，包括峰值、谷值、分解、最终和衰减粘度，以及峰值时间和糊化温度。样品的代表性淀粉酶谱如图 2所示。所有粘贴参数变化显着（p < 0.05) 在面粉中。在天然面粉（Mf、Cf 和 Wf）中，Wf（精制小麦粉），其次是 Cf（豇豆粉），始终具有最高水平的峰值、谷值和击穿粘度；Mf（维生素原 A 黄玉米粉）具有最高的回退粘度（127.62 ± 0.41 RVU）、峰值时间（7.02 ± 0.03 分钟）以及糊化温度（93.55 ± 0.07 °C）。此外，Wf (159.12 ± 1.12 RVU) 和 Mf (157.36 ± 0.20 RVU) 的最终粘度具有可比性 ( p  > 0.05)；然而，这些更高（p < 0.05) 比 Cf (93.15 ± 0.39 RVU) 低。在复合面粉（MC-f1、MC-f2 和 MC-f3）中，MC-f3（包含 25% Mf 和 75% Cf）具有最高的峰值粘度（65.52 ± 0.03 RVU）和击穿粘度（4.15 ± 0.10 RVU） ，而 MC-f2（包含 50% Mf 和 50% Cf）具有最高的谷值 (62.95 ± 0.18 RVU)、最终 (175.43 ± 0.81 RVU) 和挫折 (112.98 ± 0.08 RVU) 粘度。此外，在复合面粉中，MC-f1（包含 75% Mf 和 25% Cf）的最高峰值时间为 6.64 ± 0.04 分钟，糊化温度为 95.13 ± 0.11 °C。

表2 面粉样品的糊化特性
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图2
图2
Mf（100% 生物强化黄玉米）、MC-f1（75:25 生物强化黄/豇豆复合材料，%）、MC-f2（50:50 生物强化黄/豇豆复合材料，%）、MC-f3（25： 75 种生物强化黄/豇豆复合材料，%)、Cf（100% 豇豆）和 Wf（100% 精制小麦）面粉样品

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糊化特性代表淀粉在过量水中糊化、在剪切力作用下经过一定的加热和冷却循环后的变化（Alcázar-Alay 和 Meireles 2015）。在糊化特性中，最终粘度是最常用于确定给定淀粉/面粉对食品和工业应用的适用性的指标。它代表将煮熟的淀粉样品保持在 50 °C 后粘度的变化，表明搅拌时煮熟的淀粉样品的稳定性和糊剂对剪切力的抵抗力（Irondi 等人，2019 年；Elemosho 等人，2020年））。因此，精制小麦 (Wf) 和维生素原 A 黄玉米 (Mf) 面粉的最终粘度较高，表明它们在开发需要高粘度淀粉的食品方面可能比豇豆粉 (Cf) 具有技术优势（Irondi 等，2017）。2021）。这可以部分解释为什么精制小麦被认为是烘焙的黄金标准面粉。精制小麦粉在烘焙产品中相对于无麸质谷物面粉的功能优势也归因于其面筋在面团中形成粘弹性网络的独特倾向（Cappelli 等人，2020 年；Irondi 等人，2022 年；Parenti 等人） .2020 ）。

在复合面粉中，MC-f2（包含 50% Mf 和 50% Cf）具有最高的最终粘度（175.43 ± 0.81 RVU），这表明由 MC-f2 制成的食品可能比由 MC 制成的食品具有更好的技术质量。 -f1 和 MC-f3。同时，峰值粘度表示给定面粉样品结合水的能力，反映了淀粉颗粒在物理分解之前自由膨胀的倾向（Alamu 等人，2017）。总体而言，正如之前报道的那样，天然面粉和复合面粉的糊化特征的差异可能是由于其淀粉成分的变化所致（Ortiz 等人，2019 年；Elemosho 等人，2020 年））。例如，早前已有文献报道，由于淀粉颗粒的结合力较弱，含有低水平直链淀粉的面粉很容易膨胀，导致在加热过程中较低温度下粘度增加（Hoover et al. 1996） 。然而，最近的一项研究（Irondi 等人，2022）表明，除了淀粉之外，面粉基质中的内源脂质和蛋白质也会影响其糊化特性。先前的其他研究也报道，内源蛋白质和脂质通过限制淀粉颗粒在糊化过程中的膨胀并延缓支链淀粉的回生来影响面粉的流变性（Yu et al. 2012）。

面粉和饼干的大致成分和能量值
面粉和饼干的近似成分和能量值列于表 3中。面粉的水分、粗蛋白、粗脂肪、灰分和总碳水化合物含量以及能量值差异显着（p < 0.05）。生物强化黄玉米粉 (Mf) 显示出最高的粗脂肪 (6.87 ± 0.05%) 和能量值 (408.16 ± 0.24 kCal/100 g)；豇豆粉（Cf）的水分（5.81±0.05%）、粗蛋白（26.88±0.39%）、灰分（3.27±0.03%）含量最高；而精制小麦粉（Wf）的总碳水化合物含量最高（81.80±0.33%）。预计复合面粉（MC-f1、MC-f2和MC-f3）中总碳水化合物、粗脂肪和食物能量值水平随着Mf比例的增加而增加，而粗蛋白和灰分含量则随着Mf比例的增加而增加。比照。

表 3 面粉和饼干的大致成分和能量值
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水分、灰分、粗脂肪和食物能量值显着升高（p  < 0.05），而粗蛋白和总碳水化合物水平显着升高（p < 0.05）。 < 0.05），相对于相应的面粉，饼干中的含量较低。与复合面粉的趋势相似，黄玉米饼干（Mb）的粗脂肪（19.02±0.45%）和能量值（455.91±3.90 kCal/100 g）最高；豇豆饼干（Cb）的水分（9.02±0.08%）、粗蛋白（23.15±0.37%）和灰分（3.73±0.11%）含量最高；而精制小麦饼干（Wb）的总碳水化合物含量最高（68.27±0.45%）。复合饼干（MC-b1、MC-b2和MC-b3）的总碳水化合物、粗脂肪含量和能量值也随着Mf比例的增加而增加，而粗蛋白和灰分含量则随着Cf含量的增加而增加。增加。复合饼干的蛋白质含量随着 Cf 水平的增加而增加，这与 Sparvol 等人的发现一致。（2016年），他们还报告称，随着普通豆粉添加量的增加，软质小麦、玉米和普通豆复合饼干的蛋白质含量也有所增加。此外，之前的其他研究报告称，加入来自不同来源的富含蛋白质的面粉，例如荞麦、大豆、扁豆和苋菜籽，可以提高最终产品的蛋白质含量（Filipčev 等人，2011 年；Yang等人，2019 年； Di Cairano 等人，2022）。

面粉和饼干样品的近似成分（水分、蛋白质、粗脂肪、灰分和总碳水化合物）和能量值（表3 ））代表其营养价值。因此，Mf具有最高的粗脂肪（6.87±0.05%）和能量值（408.16±0.24kCal/100g），可能是人类营养中比Cf和Wf更丰富的脂肪和能量来源。同样，粗蛋白（26.88±0.39%）和灰分（3.27±0.03%）含量最高的Cf可能是人类营养中较丰富的蛋白质和矿物质来源。观察到的复合面粉和饼干的总碳水化合物、粗脂肪和能量值随着Mf比例的增加而增加，反映了Mf在这些营养素中的丰富程度。此外，复合面粉和饼干的灰分和粗蛋白含量随着Cf比例的增加而增加，反映了Cf中蛋白质和矿物质的丰富程度。2016）。丰富的蛋白质和矿物质来源，例如豇豆，对于缓解人类营养中的蛋白质和矿物质缺乏具有重要的营养意义（Olatoye 等人，2023）。因此，随着蛋白质含量的增加，本研究中配制的生物强化黄玉米-豇豆复合饼干可能有利于缓解消费者的蛋白质缺乏症。此外，蛋白质还起到激素、酶和抗体的作用，并为人体提供结构材料(Hounsome et al.2008 )。另一方面，可用碳水化合物（淀粉和糖）是细胞的主要能量来源（Elemosho et al. 2020）。

面粉和饼干的淀粉概况、直链淀粉/支链淀粉比率、淀粉水解指数 (HI) 和估计血糖指数 (eGI)
面粉和饼干的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、直链淀粉/支链淀粉比率、淀粉水解指数(HI)和估计血糖指数(eGI)水平列于表4 中。显着（p < 0.05) 在天然面粉中观察到淀粉、支链淀粉、直链淀粉、直链淀粉/支链淀粉比率、HI 和 eGI 水平存在差异。这些参数的范围为 C 的 51.87 ± 0.53% 到 Wf（淀粉）的 80.68 ± 0.26%；Cf 中为 13.22 ± 0.13%，Wf 中为 21.81 ± 0.29%（直链淀粉）；Wf 为 78.20 ± 0.30%，Cf 为 86.78 ± 0.11%（支链淀粉）；0.15 ± 0.00 Cf 至 0.28 ± 0.00 Wf（直链淀粉/支链淀粉比率）；38.22 ± 0.14 英寸 Cf 至 74.20 ± 0.33 英寸 Wf (HI)；41.15 ± 0.12 英寸 Cf 至 72.16 ± 0.29 英寸 Wf (eGI)。复合面粉中淀粉、直链淀粉、直链/支链淀粉比、HI和eGI水平随着Mf比例的增加而增加，但随着Cf比例的增加而下降。相比之下，复合面粉的支链淀粉水平随着Mf水平的增加而降低，但随着Cf水平的增加而增加。饼干中淀粉、支链淀粉、直链淀粉含量、直链淀粉/支链淀粉比、HI和eGI的变化趋势与对应面粉相似。因此，Wb 的淀粉、直链淀粉、直链淀粉/支链淀粉比、HI 和 eGI 含量最高，而 Cb 这些参数的含量最低。此外，观察到所有面粉和饼干样品中支链淀粉水平始终高于直链淀粉水平。这与之前的报道一致，即在大多数淀粉中支链淀粉比直链淀粉占主导地位（Elemosho 等，2016）。而 Cb 的这些参数水平最低。此外，观察到所有面粉和饼干样品中支链淀粉水平始终高于直链淀粉水平。这与之前的报道一致，即在大多数淀粉中支链淀粉比直链淀粉占主导地位（Elemosho 等，2016）。而 Cb 的这些参数水平最低。此外，观察到所有面粉和饼干样品中支链淀粉水平始终高于直链淀粉水平。这与之前的报道一致，即在大多数淀粉中支链淀粉比直链淀粉占主导地位（Elemosho 等，2016）。2020）。

表4 面粉和饼干的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、淀粉水解指数(HI)和估计血糖指数(eGI)含量
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此外，复合饼干中Mf比例的增加始终导致淀粉和直链淀粉浓度以及直链淀粉/支链淀粉比率、HI和eGI的增加；而Cf比例的增加导致它们的减少。随着 Cf 添加量的增加，生物强化黄玉米-豇豆复合饼干的 HI 和 eGI 有所下降，这与之前的研究结果一致，即添加鹰嘴豆、荞麦和扁豆等富含蛋白质的面粉会减少淀粉含量饼干的消化率（Di Cairano 等人，2022 年；Lu 等人，2022 年））。淀粉包括直链淀粉和支链淀粉，它们在面粉中的含量会影响面粉的功能特性，从而影响其食品和工业产品应用（Irondi 等，2017）。众所周知，直链淀粉是线性分子，包含顺式(1，4)-连接的D-吡喃葡萄糖基单元，具有500至600个葡萄糖残基的聚合度。另一方面，支链淀粉是高度支化且非常大的多糖，其聚合度在3×10 5至3×10 6葡萄糖单元的范围内，并且由o～(1,4)-链组成。连接的 D-吡喃葡萄糖基残基通过 oL(1,6)-键互连（Arendt 等人，2008）。

面粉和食品的直链淀粉/支链淀粉比例会影响其血糖反应/血糖指数，较小的直链淀粉和较大的支链淀粉浓度会导致较大的血糖指数值（Shanita 等人，2011 年； Irondi 等人，2019 年）。根据伯特等人的说法。( 2013 )，这是由于人十二指肠中的 α-淀粉酶相对容易消化直链淀粉和支链淀粉。此外，之前的一项研究表明，较高的直链淀粉含量会导致淀粉消化率降低（Zhu et al. 2011））。造成这种情况的部分原因是直链淀粉比支链淀粉由于其线性且更灵活的结构而在烹饪后（回生）更容易形成双螺旋。这使得直链淀粉比无定形淀粉更能抵抗淀粉酶水解。因此，直链淀粉水平较高的淀粉的消化速度比直链淀粉水平较低的淀粉消化速度慢（Syahariza 等人，2013 年；Irondi 等人，2022 年）。这可能是 Cf、Cb 以及复合面粉和饼干记录的较低淀粉水解 (HI) 和估计血糖 (eGI) 指数的原因（表4）。

此外，相对于 Mf、Mb、Wf 和 Wb，Cf、Cb 以及复合面粉和饼干中酚类物质（Irondi 等人，2021）和粗蛋白含量较高，可能导致其 HI 和 eGI 较低。众所周知，酚类物质可通过抑制淀粉水解酶来降低体内和体外淀粉消化速率（Amoako 和 Awika 2016）以及血糖反应（Hanhineva 等人2010 ）。就蛋白质而言，它们在淀粉颗粒周围形成屏障，阻止它们接触淀粉酶，从而降低淀粉消化率。此外，各种亲水基团（−NH 2蛋白质结构中含有的（、-COOH、-OH、-SH）能够通过氢键与淀粉结合，使淀粉粘附在蛋白质上。由于这种粘附，酶催化淀粉水解的速率可能会被延缓（Chen 等人，2015 年；Irondi 等人，2022 年）。此外，谷物和豆类中淀粉颗粒的衍射和/或结晶度模式可能导致本研究中各种面粉和饼干的 HI 和 eGI 的变化。在这种情况下，谷物淀粉的 A 型功率衍射及其开放结构使其高度易消化。相比之下，豆类淀粉中的 C 型结晶度具有致密结构，使其更耐消化（Biliaderis 1991; 斯帕沃利等人。2016）。

血糖指数代表食物中碳水化合物对血糖浓度影响的相对排名（Venn 和 Green 2007）。某种食物的GI越低，该食物对血糖水平的影响就越小。因此，GI为55%或以下的食品被归类为低GI食品；GI为56-69%的被归类为中等/中GI食品，而GI高于70%的被归类为高GI食品（Atkinson等，2008）。因此，根据饼干的eGI，Cb、Mb及其复合物可被归类为低至中GI食品，表明它们可能对肥胖和2型糖尿病患者有益。这证实了 Garsetti 等人之前的报告。（2005年），普通甜饼干的 GI 要么较低，要么中等，主要是由于饼干中淀粉糊化程度较低，淀粉消化率有限（Sozer 等，2014）。众所周知，低GI食物可以通过增强饱腹感、减少餐后胰岛素分泌和维持胰岛素敏感性来增强体重控制并降低患糖尿病的风险（Flores-Silva et al. 2015 ）。

面粉和饼干的化学成分、估计血糖指数 (eGI) 和淀粉水解指数 (HI) 的相关性
表 5列出了面粉和饼干的化学成分（粗蛋白、脂肪、淀粉、直链淀粉和支链淀粉）、eGI和HI之间的相关性。粗蛋白 (r = − 0.715, − 0.696)、淀粉 ( r = 0.966, 0.954)、直链淀粉 (r = 0.947, 0.931) 和支链淀粉 (r = − 0.947, − 0.931) 均 与分别为 eGI 和 HI。然而，粗蛋白和支链淀粉与eGI和HI呈负相关，而淀粉和直链淀粉则与eGI和HI呈正相关。粗蛋白与eGI和HI的负相关性进一步证实了Chen等人的报告。（2015年）蛋白质会阻碍淀粉的消化速度。这种负相关性可归因于直链淀粉-蛋白质复合物的形成，从而延缓淀粉水解并降低食物的血糖指数。之前的一些研究报告称，蛋白质基质可以捕获淀粉颗粒，阻碍淀粉酶的糊化和淀粉分解攻击（Ezeogu 等人，2008；Chi 等人，2018；Irondi 等人，2022）。类似地，有人解释说，蛋白质可以嵌入淀粉的内部基质中，部分原因是糊化淀粉颗粒的破裂和膨胀，从而使连续的蛋白质基质与不连续的淀粉内含物分散在一起（Fitzsimons 等人，2008 年； Yang等2019）。综上所述，这些可以解释本研究中蛋白质含量与 HI 和 eGI 之间观察到的显着负相关性。此外，直链淀粉与 eGI 和 HI 之间的正相关性证实了 Tuaño 等人最近的报告。( 2021 ) 这也表明直链淀粉含量与 HI 之间呈正相关。总体而言，本研究中观察到的相关性可能为优化生物强化黄玉米和豇豆复合饼干的配方以获得低GI饼干提供见解，这可能对肥胖和2型糖尿病状况有用。

表5 面粉和饼干的化学成分与估计血糖指数(eGI)和淀粉水解指数(HI)的相关性
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饼干的感官特性
饼干的感官特征（外观、味道、颜色、风味、脆度和总体可接受性）列于表 6中。相对于 Wb，Mb、Cb 及其复合饼干表现出显着较低的感官评级 ( p  < 0.05)。此外，在所有感官属性中，Cb的评价都高于Mb。随着饼干中 Cf 比例的增加，这转化为复合饼干的外观、味道、颜色、风味和整体可接受性的明显改善。因此，MC-b3（包含25%黄玉米和75%豇豆）被评为复合饼干中最好的。这一趋势与 Sparvoli 等人的报告相矛盾。（2016年），他指出，用软质小麦粉、玉米粉和普通豆粉配制的复合饼干的感官（喜好）得分随着豆粉比例的增加而下降。此外，与 Mb、Cb 及其复合物相比，Wb 具有更高的感官评级，证实了 Parenti 等人之前的报告。（2020），肯定了消费者对精制小麦产品的偏好高于由其他全麦谷物面粉制成的产品。然而，考虑到 Mb、Cb 及其复合物相对于 Wb 所带来的健康益处，消费者可能会接受其感官质量的损失（Arp 等人，2020）。作为此类健康益处的一部分，我们最近的研究（Irondi 等人，2021）证明Mb、Cb及其复合物比Wb具有更强的抗氧化和消化酶（胰脂肪酶、α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶）抑制能力。

表6 饼干感官特性
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结论
生物强化黄玉米和豇豆复合面粉和饼干的理化品质以及体外淀粉消化率受到天然面粉比例的影响。随着豇豆粉含量的增加，复合面粉和饼干的粗蛋白和灰分浓度也随之增加，这表明该饼干可能有利于缓解消费者的蛋白质和矿物质缺乏症。豇豆粉比例的增加导致复合面粉和饼干中淀粉、直链淀粉水平、直链淀粉/支链淀粉比率、淀粉水解指数和估计血糖指数的降低。随着豇豆粉含量的增加，复合饼干的感官品质也得到改善。粗蛋白、淀粉、直链淀粉和支链淀粉与 eGI 和 HI 相关。全面的，结果表明，本研究配制的生物强化黄玉米-豇豆复合面粉和饼干具有改善的营养品质和降低的eGI。因此，生物强化黄玉米和豇豆的复合面粉和饼干可以作为良好的营养来源，具有低至中等的血糖指数。因此，饼干可能适合作为需要低至中等血糖指数食物的糖尿病患者的饮食。