超微綠茶粉茶馕的研制及其丙烯酰胺含量檢測(cè)

肖甜甜，邱曉燕，張麗，3，黃英，3，*，肖海兵

（1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300；2.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院，貴州貴陽550025；3.南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾843300；4.塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300）

“馕”已有兩千多年歷史，為新疆少數(shù)民族最主要的面制品，堪稱“可一日無菜，但決不可一日無馕”[1]。茶也是新疆民眾不可或缺的飲品，也常稱“寧可三日無糧，不可一日無茶”[2]。馕制品是以淀粉為主的圓形面餅，加入菜油、牛奶、雞蛋等輔料，制成型后在馕坑中烘烤10 min～13 min烤熟食用。而其馕坑的中心溫度高達(dá)300℃左右，面餅在高溫烤制下易產(chǎn)生丙烯酰胺[3]。

丙烯酰胺（acrylamide，AA）是一種低分子量，高度水溶性的有機(jī)化合物，常存在于高溫加工的薯類、烤咖啡和面包類等食品[4]。1994年被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（認(rèn)定為“可能對(duì)人體有致癌作用”的二類致癌物[5-7]，并有致突變作用、致癌性以及神經(jīng)毒性[8-9]。與WHO規(guī)定的飲水中AA含量相比，高溫烘烤、油炸面制食品的AA含量高出約500倍[10-11]。AA對(duì)健康造成極大威脅，從而引發(fā)廣泛關(guān)注。新疆馕的AA含量較高，為417.00 μg/kg[12]，需采取有效方法降低含量。食品中AA含量高低與加工的溫度、時(shí)間及添加劑等因素有關(guān)[13]。當(dāng)前改良馕的加工工藝，添加抑制AA生成的輔料能有效降低馕的AA[14]。

超微綠茶粉是經(jīng)超微粉碎技術(shù)生產(chǎn)的超細(xì)微蒸青粉體綠茶[15]。其水浸出物、茶多酚和咖啡堿的浸出量大于粗茶粉或原茶[16]。其中茶多酚是一種天然抗氧化性能良好的食品添加劑[17]，能對(duì)曲奇餅干中丙烯酰胺含量降低25.6%[18]，也能破壞饃干的丙烯酰胺生成量[19]。超微綠茶粉對(duì)馕制品的丙烯酰胺含量影響鮮為報(bào)道，利用超微綠茶粉與傳統(tǒng)馕加工相融合，明確超微綠茶粉的最適添加量和茶馕最佳加工工藝，制備丙烯酰胺含量較低且口感較優(yōu)的茶馕，以豐富新疆民族馕產(chǎn)品，降低丙烯酰胺對(duì)健康的威脅。

1 材料與方法

1.1 材料

面粉（特制一等）：益海嘉里食品工業(yè)有限公司；酵母（干酵母）：安琪酵母股份有限公司；含碘食鹽：中鹽新疆阿克蘇鹽業(yè)責(zé)任有限公司；菜籽油：新疆天海糧油工業(yè)有限公司；超微綠茶粉（1 200目）：亳州寶豐生物科技有限公司；超純水：南疆特色農(nóng)產(chǎn)品深加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自制；丙烯酰胺（分析純）：天津博迪化工股份有限公司；甲醇（色譜純）、甲醇（分析純）、硫酸鉀、亞鐵氰化鉀、正己烷：天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；C18固相萃取柱（500 mg/6 mL）、水系針筒式微孔濾膜（0.45 μm）：上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

1.2 儀器

LC-20A高效液相色譜儀：上海納锘實(shí)業(yè)有限公司；AR2140電子天平：上海力衡儀器儀表有限公司；UPK-Ⅱ-10T優(yōu)普純水機(jī)：四川優(yōu)普超純科技有限公司；SS-YGC-6A固相萃取儀：北京奧德盛世科技有限公司；RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；HJ-4A數(shù)顯恒溫磁力攪拌器：江蘇金怡儀起科技有限公司；SHB-III循環(huán)水式多用真空泵：鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；EXPERT20K臺(tái)式高速離心機(jī)：長(zhǎng)沙市鑫奧儀器表有限公司；FW-100高速萬能粉碎機(jī)：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；FD-12B遠(yuǎn)紅外線食品烘爐：佛山市順德區(qū)圣托信息科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 茶馕的制備

茶馕的制作流程：稱取面粉500 g，超微綠茶粉適量（以面粉質(zhì)量計(jì)），鹽5 g，酵母4 g充分混勻后，加菜籽油30 g，適量水，將原料和成面團(tuán)，在室溫醒發(fā)后均3份再醒發(fā)10 min，將其制成大小一致的馕餅狀，烘烤至成品。其中茶面配比、醒發(fā)時(shí)間、烘烤溫度和時(shí)間具體參數(shù)按單因素試驗(yàn)要求設(shè)置。

1.3.2 響應(yīng)曲面法分析茶馕最優(yōu)工藝

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

烘烤溫度為 140、180、200、220、240、260、280、300 ℃，此條件下烘烤時(shí)間15 min，醒發(fā)時(shí)間2 h；烘烤時(shí)間為9、11、13、15、17、19 min，此條件下烘烤溫度 260 ℃，醒發(fā)時(shí)間設(shè) 2 h；醒發(fā)時(shí)間為 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h，此條件下烘烤溫度260℃，烘烤時(shí)間15 min；茶面配比為1%、3%、5%、7%、9%，此條件下烘烤時(shí)間15 min，醒發(fā)時(shí)間2 h，烘烤溫度260℃。各處理均對(duì)馕的感官評(píng)價(jià)及丙烯酰胺含量檢測(cè)。

1.3.2.2 響應(yīng)曲面法

三因素三水平為烘烤溫度、醒發(fā)時(shí)間和茶面配比（見表1），并預(yù)測(cè)茶馕最佳的工藝條件，再驗(yàn)證最佳的工藝。

表1 響應(yīng)曲面試驗(yàn)的因素水平編碼表Table 1 Cording of factors and levels of response surface test

1.3.3 丙烯酰胺含量的測(cè)定

1.3.3.1 丙烯酰胺的標(biāo)準(zhǔn)曲線

丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)液的配制：取丙烯酰胺10.00 mg，溶于甲醇50 mL，定容至1 000 mL。再將其稀釋成1、2、3、4、5、6、7、8 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)液。

CarrezⅠ試劑：取亞鐵氰化鉀7.2 g溶于水中，定容至25 mL并保存。

CarrezⅡ試劑：取硫酸鋅14.4 g溶于水中，定容至25 mL并保存。

高效液相色譜儀檢測(cè)：丙烯酰胺最大出峰時(shí)間為6.859 min，測(cè)定丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)液的吸收峰面積，繪制丙烯酰胺濃度（x）和吸收峰面積（y）的標(biāo)準(zhǔn)曲線，該標(biāo)曲方程為 y=234 458x＋591 745，R2=0.995。

1.3.3.2 茶馕樣品預(yù)處理

茶馕樣品經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，稱取樣品25.0 g加入甲醇100 mL，并攪拌40 min后過濾，重復(fù)上述步驟3次，合并濾液，在45℃下真空濃縮（濃縮體積小于4 mL即可）。濃縮液分別加入加CarrezⅠ和CarrezⅡ試劑各一滴，搖勻后靜置5 min，離心8 000 r/min，15 min。取上清液用正己烷洗滌3次，去離子水定容至5 mL，經(jīng)C18固相萃取柱（經(jīng)甲醇和超純水各2 mL活化）洗脫，收集洗脫液，再經(jīng)水系針筒式微孔濾膜過濾，濾液供高效液相色譜法（high performance liquid chromatograpy，HPLC）檢測(cè)。

1.3.3.3 色譜條件

色譜條件為色譜柱：反相C18柱；檢測(cè)波長(zhǎng)：200 nm；柱溫：25℃；流動(dòng)相：甲醇、超純水兩相，甲醇∶超純水=5∶95（體積比）；流速：1 mL/min；進(jìn)樣方式：自動(dòng)進(jìn)樣；進(jìn)樣量：10 μL；檢測(cè)器：紫外檢測(cè)器；光源：氘燈、鎢燈。

1.3.4 茶馕的感官評(píng)定

茶馕的感官評(píng)定按色澤、香氣、口感與風(fēng)味以及組織狀態(tài)四方面。其感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[20]（見表2）。由10名食品專業(yè)成員組成感官評(píng)定小組，男女各5名，對(duì)樣品賦值。

表2 茶馕的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of tea Nang

1.3.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理及作圖采用Excel 2007軟件處理，多重比較（Duncan氏新復(fù)極差檢測(cè)）相關(guān)統(tǒng)計(jì)利用SPSS17.0和Design-Expert8.0軟件分析。

丙烯酰胺定量分析：采用標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間對(duì)樣品定性；按照丙烯酰胺標(biāo)準(zhǔn)液的濃度和色譜峰面積作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)丙烯酰胺的色譜峰面積在標(biāo)準(zhǔn)曲線上找出相應(yīng)樣品中丙烯酰胺的濃度，經(jīng)換算可得茶馕制品中丙烯酰胺的含量，換算公式為：

式中：Y為樣品中丙烯酰胺含量，μg/kg；C為標(biāo)準(zhǔn)曲線得到的提取液中丙烯酰胺的濃度，μg/mL；V為樣品提取液定容的體積，mL；W為稱取樣品的質(zhì)量，kg。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝條件對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響

2.1.1 烘烤溫度對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響

烘烤溫度對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響見圖1。

圖1 烘烤溫度對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響Fig.1 Influence of baking temperature on acrylamide content and its sensory evaluation in Nang

馕中丙烯酰胺的含量隨烘烤溫度的增加而呈上升趨勢(shì)，在180℃～220℃，馕中丙烯酰胺含量上升最快，由93.40μg/kg上升到 191.93μg/kg，其增長(zhǎng)量（98.53 μg/kg）明顯高于在 220℃～260℃增長(zhǎng)量（52.29 μg/kg），達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。從馕的感官分析，烘烤溫度較低（180℃以下），烘烤效率下降，馕的感官品質(zhì)較低，但烘烤溫度過高（240℃以上），易出現(xiàn)焦糊現(xiàn)象。由此，馕中丙烯酰胺在180℃～220℃間變化最明顯且感官品質(zhì)較優(yōu)，其烘烤溫度可為響應(yīng)曲面的因素水平。

2.1.2 烘烤時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響

烘烤時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響見圖2。

圖2 烘烤時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響Fig.2 Influence of baking time on acrylamide content and sensory evaluation in Nang

隨烘烤時(shí)間延長(zhǎng)，馕中丙烯酰胺的含量逐漸增加，其感官品質(zhì)呈先增后降的趨勢(shì)。在9 min～15 min的丙烯酰胺含量急劇上升，由113.25μg/kg增至291.37μg/kg，其增長(zhǎng)量（178.12 μg/kg）明顯高于在 15 min～19 min 的增長(zhǎng)量（36.55 μg/kg），達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。馕在短時(shí)間（9 min）和長(zhǎng)時(shí)間（15 min以上）烘烤，均使馕的感官品質(zhì)不佳。馕烘烤11 min的丙烯酰胺含量顯著低于烘烤13 min，達(dá)極顯著水平（P＜0.01）。由此，將烘烤時(shí)間為11 min作為響應(yīng)曲面的固定因素。

2.1.3 醒發(fā)時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響

醒發(fā)時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響見圖3。

圖3 醒發(fā)時(shí)間對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感評(píng)定評(píng)的影響Fig.3 Influence of fermentation time on acrylamide content and sensory evaluation in Nang

馕中丙烯酰胺含量隨醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，醒發(fā)1 h～2.5 h的丙烯酰胺含量下降最明顯，由291.37 μg/kg降至 87.25 μg/kg，降低量達(dá) 233.95%。另外，隨醒發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，馕的感官品質(zhì)上升，醒發(fā)時(shí)間1.5 h的感官品質(zhì)變化最明顯，馕變得更加松軟，色澤棕黃，明顯優(yōu)于醒發(fā)時(shí)間1.0 h。由此，將醒發(fā)1.5 h～2.5 h作為醒發(fā)時(shí)間的因素水平。

2.1.4 茶面配比對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響

茶面配比對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響見圖4。

圖4 茶面配比對(duì)馕的丙烯酰胺含量及其感官評(píng)定的影響Fig.4 Influence of tea and flour ratio on the content of acrylamide in Nang and its sensory evaluation

馕中丙烯酰胺的含量隨超微綠茶粉的添加量的增加呈下降趨勢(shì)，添加1%超微綠茶粉的馕中丙烯酰胺含量為273.65 μg/kg，添加9%超微綠茶粉的馕中丙烯酰胺含量為93.21 μg/kg，下降了65.94%。但超微綠茶粉添加量超過7%，茶馕苦味不斷加重，感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì)。因此，將3%～7%的茶粉添加量作為茶面比的因素水平。

2.2 茶馕工藝的優(yōu)化（響應(yīng)曲面法）

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以馕的烘烤溫度（℃）、醒發(fā)時(shí)間（h）和茶面配比（%）三因素為自變因素，分別以茶馕的丙烯酰胺含量和感官品質(zhì)為響應(yīng)值（見表3）。曲面圖和等高線圖見圖5、圖6。

通過17組試驗(yàn)結(jié)果表明，丙烯酰胺含量在59.97 μg/kg～138.28μg/kg，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)在 67 分～95分。丙烯酰胺和感官評(píng)分在所選的范圍內(nèi)存在極值，既為響應(yīng)面的最低點(diǎn)與最高點(diǎn)，同時(shí)也是等高線最小橢圓的中心點(diǎn)。對(duì)丙烯酰胺含量預(yù)測(cè)最優(yōu)工藝條件為烘烤溫度180.0℃、醒發(fā)時(shí)間2.5 h和茶面配比7.0%，其預(yù)測(cè)丙烯酰胺含量為53.53 μg/kg；對(duì)感官評(píng)分預(yù)測(cè)最優(yōu)工藝條件為烘烤溫度208.5℃、醒發(fā)時(shí)間2.4 h和茶面配比3.6%，其預(yù)測(cè)茶馕感官評(píng)分為97.25分，其茶馕形狀規(guī)則，色澤均勻一致，軟硬適中，味感協(xié)調(diào)，具特有茶香味和鮮美滋味。另外，兩次方程模型失擬程度均不顯著，即該擬合模型擬合度較高。

表3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 3 Trial design and results

圖5 三因素對(duì)茶馕的丙烯酰胺含量影響的曲面圖和等高線圖Fig.5 Surface maps and contour maps of the effect of three factors on acrylamide content in tea Nang

圖6 三因素對(duì)茶馕的感官品質(zhì)影響的曲面圖和等高線圖Fig.6 Surface maps and contour maps of the effect of three factors on the sensory quality of tea Nang

此外，根據(jù)丙烯酰胺和感官評(píng)分響應(yīng)值的最優(yōu)工藝條件分別進(jìn)行驗(yàn)證。經(jīng)驗(yàn)證表明：以丙烯酰胺含量為指標(biāo)的最優(yōu)工藝條件制得茶馕中丙烯酰胺含量為54.17 μg/kg，與預(yù)測(cè)值的精度達(dá)到98.82%，但其感官評(píng)分為81分；以感官評(píng)分為指標(biāo)的最優(yōu)工藝條件制得茶馕的感官評(píng)分為96分，與預(yù)測(cè)值的精度達(dá)到98.71%，但其丙烯酰胺含量為84.61 μg/kg。

3 結(jié)論與分析

為有效降低新疆民族食品馕中丙烯酰胺含量和提升馕的感官品質(zhì)，特開發(fā)營(yíng)養(yǎng)且味美的茶馕。其最優(yōu)工藝：（1）丙烯酰胺含量預(yù)測(cè)最優(yōu)工藝為烘烤溫度180.0℃，發(fā)酵時(shí)間2.5 h，茶面配比7.0%，其工藝制得茶馕的丙烯酰胺含量為53.53 μg/kg，能顯著降低丙烯酰胺含量達(dá)29.0%；（2）感官評(píng)定總分預(yù)測(cè)最優(yōu)工藝為烘烤溫度208.5℃、醒發(fā)時(shí)間2.4 h和茶面配比3.6%，其工藝制得茶馕的感官評(píng)分為97.25分。由此，丙烯酰胺含量和感官評(píng)分兩者指標(biāo)所得最佳工藝參數(shù)無法統(tǒng)一，既要茶馕的丙烯酰胺含量最低，又要風(fēng)味最佳是不易實(shí)現(xiàn)。綜合二者考慮，其優(yōu)質(zhì)茶馕工藝為：烘烤溫度（180.0℃～208.5℃），醒發(fā)時(shí)間（2.4 h～2.5 h），茶面配比為（3.6%～7.0%），并賦予茶馕茶香濃郁，略有回甘。