慈姑全粉對曲奇餅干品質(zhì)影響及配方研究

戢得蓉，喬明鋒，何江紅，曾佐玉，何蓮，桂超

（四川旅游學院食品學院，四川 成都 610100）

慈姑（Sagittaria latifoliais）屬于澤瀉科慈姑屬的多年生宿根淺水草本植物，在我國栽培面積廣泛[1]。慈姑一般食用部分為球莖部分，球莖充分成熟后即可采挖食用，為保證慈姑食用安全，加工時需去除表皮及頂芽[2]。球莖中富含粗纖維、脂肪、淀粉、蛋白質(zhì)及鐵、鋅、硒等[3-4]。因其含有較多淀粉，可添加到糕點類食品中[5]。為拓寬慈姑的食用選擇及經(jīng)濟價值，近年來許多深加工產(chǎn)品相繼報道，如慈姑飲料[6]、慈姑沖調(diào)型產(chǎn)品[7]、慈姑醬[8]及慈姑脆片[9]等。

慈姑全粉為鮮慈姑烘干后所得的乳白色粉末，有微苦味并帶有特征清香味，富含粗纖維，不易吸水。制作方便且利于保存和運輸，能最大程度的保留鮮慈姑所具有的營養(yǎng)價值，產(chǎn)生的廢料較少對環(huán)境友好，能有效的延長慈姑的食用時間。開發(fā)慈姑全粉產(chǎn)品，有利于增加慈姑的附加經(jīng)濟價值。目前關(guān)于慈姑全粉的產(chǎn)品報道僅有速溶慈姑粉[10]。慈姑全粉含有較豐富的淀粉及粗纖維，將其加入餅干類產(chǎn)品中，可改善餅干熱量高、粗纖維低的缺點。

本研究選取云南玉溪市白慈姑為主要原料，經(jīng)過去皮、護色、烘烤、粉碎等處理得到慈姑全粉，以低筋面粉為主料，將慈姑全粉加入到餅干中，以雞蛋、黃油、糖粉為輔料，探究慈姑全粉添加量對曲奇餅干品質(zhì)特性影響，確定慈姑全粉的最佳添加量。經(jīng)單因素試驗后，結(jié)合響應面試驗，制作出具有清香味、微苦味并含較多粗纖維的慈姑全粉曲奇餅干，以此為慈姑全粉深加工利用提供一定的理論及試驗支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

慈姑：云南玉溪市白慈姑；低筋面粉、雞蛋、糖粉、黃油：市售；石油醚、碘、乙醚、氫氧化鉀、酚酞、苯酚、乙醇、淀粉酶、濃硫酸、葡萄糖、碘化鉀：成都金山化學試劑有限公司，均為分析純。

1.2 儀器

DC-P3 型色差計：北京市興光測色儀器公司；CKF-52GS 烤箱：佛山市偉士達電器實業(yè)有限公司；BS224S型電子天平：北京賽多利斯系統(tǒng)有限公司；紫外分光光度計UV BlueStar A：北京萊伯泰科儀器有限公司；粗脂肪測定儀SZF-06A：上海華睿儀器有限公司；101 型鼓風干燥箱：北京路達試驗儀器有限公司；HX-200 型粉碎機：浙江省永康市溪岸五金藥具廠；FTC-質(zhì)構(gòu)儀TMS-PRO：北京盈盛恒泰科技有限責任公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 慈姑全粉的制備

新鮮慈姑切成2 mm～3 mm 的薄片，放入55 ℃～60 ℃熱風干燥箱中干燥8 h～9 h，將烘干后慈姑片進行粉碎，過100 目篩，將所得慈姑全粉保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 慈姑全粉曲奇餅干的研制

采用烘焙百分比，其中以低筋面粉質(zhì)量為100%，慈菇全粉、黃油、糖粉按試驗比例以低筋面粉質(zhì)量為基準添加[11]?；九浞揭姳?。

表1 慈姑全粉曲奇餅干基礎(chǔ)配方Table 1 The base formula of dehydrated sagittaria powder cookies

工藝流程[12]：稱料→和勻→揉成圓柱形→放入保鮮袋→冷凍→切片→烘烤→出烤箱→冷卻→成品

工藝要點：黃油溶化，加入糖粉和勻，再放雞蛋液，最后放混勻的低筋面粉、慈姑全粉揉至面團光滑。將面團放入冷凍室內(nèi)（10 min ～15 min）。冷凍好的面團，切成2 mm～3 mm 的圓片。將圓片，放入烤箱（面火180 ℃/底火160 ℃，用時20 min）。對冷卻后的成品進行密封。

1.3.3 慈姑全粉曲奇餅干的感官評分方法及細則

由專業(yè)的10 名同學組成感官評定小組，男女各5 名，滿分 100 分[13]，分別從色澤、形狀、滋味、口感、組織結(jié)構(gòu)進行評分，取其平均分，感官評分細則見表2。

表2 慈姑全粉曲奇餅干感官評價細則Table 2 Sensory evaluation criteria for dehydrated sagittarius powder cookies

1.3.4 單因素試驗

在基礎(chǔ)配方下，以烘焙比計算，將慈姑全粉添加到曲奇餅干中，選取慈姑全粉（5%、10%、15%、20%、25%、30%），利用水分、質(zhì)構(gòu)、感官評價分析慈姑全粉對曲奇餅干品質(zhì)影響。配方研究：黃油（50 %、55 %、60 %、65 %、70 %）、糖粉（15 %、20 %、25 %、30 %、35%）、雞蛋（10%、15%、20%、25%、30%）的不同烘焙比制得曲奇餅干進行感官評分，并對結(jié)果進行分析[14]。

1.3.5 響應面優(yōu)化分析

在單因素試驗基礎(chǔ)上，根據(jù)中心組合設(shè)計原理，對慈姑全粉曲奇餅干的配方進行優(yōu)化，以慈姑全粉、黃油、糖粉、雞蛋添加量為自變量，以感官值為響應面值，進行四因素三水平的響應面試驗[15]。

1.3.6 產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性測定方法

參考王穎周等[16]的方法，將樣品置于載物臺上，采用HDP/BSG 探頭，測定條件為：測定前速度2 mm/s；測定速度：1 mm/s；測定后速度：2 mm/s；2 次壓縮之間停留時間為5 s；壓縮百分比60%，每次測定后用擦拭紙將探頭擦凈，平行測定3 次。

1.3.7 理化指標檢測

水分：GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；脂肪：GB 5009.6-2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；酸價：GB 5009.229-2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》；總糖：GB 9695.31-2008《肉制品總糖含量測定》；粗纖維：GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗均平行3 次，取平均值為最終試驗數(shù)據(jù)。試驗數(shù)據(jù)由 Design Expert 8.0.6、Excel 及 SPSS 處理完成[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 慈姑全粉添加量對曲奇餅干品質(zhì)的影響

慈姑全粉添加量對含水量、餅干的硬度和脆性、感官評價的影響見圖1。

圖1 慈姑全粉添加量對含水量、餅干的硬度和脆性、感官評價的影響Fig.1 Effect of different dehydrated sagittaria powder addition on water content，hardness and brittleness of cookies and sensory evaluation

在表1基礎(chǔ)配方下，其他因素為定值，慈姑全粉烘焙比梯度為變量。因慈姑全粉富含粗纖維且吸水能力較低筋面粉低，由圖1得，餅干的水分含量隨慈姑全粉烘焙比的上升逐漸下降，脆性隨全粉添加量的增加而先升后降。當添加量超過20%時，脆性下降而硬度開始增加，同時感官評分先增大后減小，苦味開始突出，口感下降。在滋味方面，因特殊微苦味與不加慈姑全粉的餅干區(qū)別較大。在口感和組織結(jié)構(gòu)中，因其富含粗纖維，添加慈姑全粉的餅干品質(zhì)變得松脆可口、氣孔均勻、層次分明、不黏牙且清香味及特征味明顯。結(jié)合水分、硬度和脆性、感官評價的綜合分析慈姑全粉最適添加量為20%左右。

2.1.2 慈姑全粉曲奇餅干感官評分、含水量、質(zhì)構(gòu)特性之間相關(guān)性分析

慈姑全粉曲奇餅干感官評分、含水量、質(zhì)構(gòu)特性之間相關(guān)性分析見表3。

表3 感官評分、含水量、質(zhì)構(gòu)特性之間相關(guān)性分析Table 3 The correlation analysis among sensory score，water content and texture characteristics

由表3所示，慈姑全粉曲奇餅干感官評分與脆性呈現(xiàn)正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.77，說明餅干感官評分越高，脆性值越大。餅干的脆性與內(nèi)聚性呈正相關(guān)，系數(shù)為0.76，說明脆性越大，內(nèi)聚性越大。綜上，感官評分、脆性、內(nèi)聚性之間存在較好的相關(guān)性。

2.1.3 其他因素對慈姑全粉曲奇餅干的感官品質(zhì)影響

黃油添加量、糖粉添加量、雞蛋添加量對慈姑全粉曲奇餅干感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 其他因素對慈姑全粉曲奇餅干感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of other factors on sensory quality of sagittaria powder cookies

在基礎(chǔ)配方下，研究黃油添加量、糖粉添加量、雞蛋添加量對慈姑全粉曲奇餅干感官品質(zhì)的影響。如圖2所示，結(jié)果表明隨著黃油添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當黃油添加量為60%時，外形完整、規(guī)則且厚薄一致，色澤均勻，呈現(xiàn)金黃色，口感松脆，組織結(jié)構(gòu)細密、均勻，感官評分最好。當黃油添加量超過60%時，太過酥松，容易掉渣，慈姑全粉的清香味被黃油味覆蓋。

慈姑全粉自帶有一股微苦味，添加糖粉的目的是減輕苦味。當糖粉添加量在25%時，感官評分最好，此時餅干色澤較好、口感松脆、甜度適中、組織結(jié)構(gòu)完整；慈姑全粉的清香味能夠較好的呈現(xiàn)，苦味和甜味比例適中，既能吃出慈姑全粉的微苦，也有回甘。當雞蛋添加量在20%時，感官評分最佳，餅干色澤較好，口感松脆，蛋腥味較弱，沒有掩蓋慈姑全粉本身的清香味及微苦味，斷面層較均勻，空洞大小一致。

2.2 響應面試驗結(jié)果及分析

2.2.1 模型的建立

單因素試驗基礎(chǔ)上，利用Design Expert 8.0.6 設(shè)計如表4，以慈姑全粉（A）、雞蛋（B）、黃油（C）、糖粉（D）等添加量為特征值，響應值為感官評分，進行四因素三水平的響應面分析[18]。試驗結(jié)果如表5。

表4 響應面試驗設(shè)計與水平Table 4 Response surface experiment design and level

2.2.2 響應面試驗結(jié)果

Y=+79.04-1.50A-0.42B-2.22C+0.41D-2.35AB-1.55AC+2.45AD+1.15BC-1.15BD-0.48CD-2.08A2+0.37B2-1.75C2+0.045D2，對表5中的數(shù)據(jù)進行回歸擬合，得到多元線性回歸方程。對以上回歸模型進行方差分析，見表6。

表5 響應面試驗結(jié)果Table 5 Response surface experiment results

表6 回歸方程的顯著性檢驗及方差分析結(jié)果Table 6 Regression and ANOVA table of variable

續(xù)表6 回歸方程的顯著性檢驗及方差分析結(jié)果Continue table 6 Regression and ANOVA table of variable

由F 分布檢驗顯著性，p 值越小，對應特征值顯著性越好[19]。由表6，感官評分模型總回歸項為極顯著（p＜0.01），失擬性不顯著（p=0.184 9＞0.05）說明差異性不顯著，即回歸模型選擇恰當，試驗誤差小，決定系數(shù)R2為0.975 4，二次項模型中預測值與試驗真實值之間的相關(guān)性達97.54 %；校正系數(shù)為0.950 8（95.08%），唯有4.92%的變異不能被該回歸模型解釋，說明模型擬合較好；性噪比為26.293＞4，該模型的可行度高；CV值為0.78%，說明回歸模型的的數(shù)據(jù)精確度較高，且誤差較小。綜上，該模型可用于預測餅干的品質(zhì)變化。據(jù)系數(shù)估計值 A=1.50，B=0.42，C=2.22，D=0.41，可知，影響因素的主效應關(guān)系為黃油＞慈姑全粉＞雞蛋＞糖粉添加量。

2.2.3 各因素交互作用的響應面分析

響應面圖形是感官評分（Y）對各個試驗因素所構(gòu)成的三維曲面圖，從圖上可以找出各參數(shù)之間的相互作用，并在各添加范圍內(nèi)確定各因素的最優(yōu)取值范圍[19-20]，利用Design Expert 8.0.6 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析各自變量對慈姑全粉曲奇餅干感官評分交互影響的曲面圖，見圖3。

圖3 各反應因素之間的交互作用Fig.3 Interactions between response factors

由圖3可知，慈姑全粉和雞蛋添加量、慈姑全粉與糖粉添加量、黃油和糖粉添加量、雞蛋和黃油添加量四幅響應面曲面圖坡度較陡峭，說明兩者交互作用變化明顯，其等高線較疏，表明各個兩因素對感官評分的影響不大。慈姑全粉與黃油添加量的響應面曲面圖坡度較陡峭，說明兩者交互作用變化明顯，其等高線較密且呈現(xiàn)橢圓形，表明兩者對感官評分的影響較大，可以看出黃油對感官評分的影響較慈姑全粉的添加量大。雞蛋和糖粉添加量的響應面曲面圖坡度較平緩，說明兩者交互作用變化不明顯，其等高線較疏，表明兩者對感官評分的影響較小。綜上所述，黃油添加量對感官評分影響最大，慈姑全粉添加量較大，雞蛋添加量較小，黃油添加量最小。此結(jié)論與方差分析保持一致。

2.2.4 驗證性試驗結(jié)果

通過Box-Benhnken 試驗所得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，利用Design Expert8.0.6 軟件處理得到的結(jié)果顯示，慈姑全粉添加量為25%、雞蛋添加量為15%、黃油添加量為55%、糖粉添加量為30%時感官評分值最高。在最優(yōu)參數(shù)條件下，進行反復3 次試驗，感官平均分與預測值相對偏差小于0.12，測定結(jié)果穩(wěn)定，試驗結(jié)果可靠，說明回歸方程具有較高的準確性。

2.3 理化指標測定

參考GB/T 20980-2007《餅干》和GB 7100-2015《食品安全國家標準餅干》中的相應規(guī)定，普通曲奇餅干水分不大于4.0%，脂肪不小于16.0%，酸價不大于5 mg/g，測定最佳配方制作的慈姑全粉曲奇餅干的水分含量、脂肪、酸價、總糖、粗纖維，結(jié)果見表7。

表7 慈姑全粉曲奇餅干理化指標結(jié)果Table 7 Results of physical and chemical indicators of dehydrated sagittarius powder biscuits

由表7可知，慈姑全粉曲奇餅干水分含量、脂肪、酸價均符合國家標準。

3 結(jié)論

研究表明，慈姑全粉添加量為20%的曲奇餅干水分含量、硬度、脆性、感官評分最佳，隨著慈姑全粉的增加，脆性下降，硬度增大，感官品質(zhì)變差。曲奇餅干的感官評分、脆性、內(nèi)聚性之間存在較好的相關(guān)性。通過添加一定量的慈姑全粉，有效的提高餅干的感官品質(zhì)，質(zhì)構(gòu)特性。響應面試驗確定慈姑全粉曲奇餅干的最佳配方為：慈姑全粉添加量為25%、雞蛋添加量為15%、黃油添加量為55%、糖粉添加量為30%。在此條件下制作的慈姑全粉曲奇餅干色澤良好、口感松脆、組織細膩、空洞大小一致、香味濃郁，苦味與甜味比例適中。