以大米蛋白水解產(chǎn)物為減筋劑的酥性餅干配方優(yōu)化研究

季文彤 童慕賢 王乃富

摘 要：大米蛋白水解物不僅可以有效改良酥性餅干的品質(zhì)，而且滿足消費者對綠色健康食品的需求。通過單因素試驗和正交試驗，利用模糊數(shù)學(xué)評價和綜合評分法，分析了大米蛋白水解物添加量、低筋小麥粉添加量、糖添加量及起酥油添加量對該酥性餅干的最大折斷力和感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：添加大米蛋白水解物的酥性餅干最佳配方為A1B2D2C2，即添加大米蛋白水解物 1g，低筋小麥粉100g，起酥油25g，糖15g。

關(guān)鍵詞：大米蛋白水解物;餅干;制作工藝

中圖分類號 TS211 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2021）23-0128-05

Study on the Optimization of the Formula of Crisp Biscuit with Rice Protein Hydrolysate As Gluten Reducing Agent

JI Wentong et al.

（College of Tea and Food Science and Technology， Anhui Agricultural University， Hefei 230036， China）

Abstract： The rice protein hydrolysis can effectively improve the quality of crispy biscuits and meet the needs of consumers for green and healthy food. In this paper， through single-factor experiment and orthogonal experiment， using fuzzy mathematical evaluation and comprehensive scoring method， the effect of rice protein hydrolysis addition， lower gluten flour addition， sugar addition， ghee addition on the maximum break force and sensory quality of this kind of ghee biscuits is studied. The result showed that the best formula for crispy biscuits with rice protein hydrolysate added is A1B2D2C2， equivalent to the optimal production conditions of biscuits were： Rice protein hydrolysate is 100 g， Lower gluten wheat flour is 100g， ghee content is 25g， sugar content is 15g.

Key words： Rice protein hydrolysate; Biscuit; Production process

酥性餅干是以低筋小麥粉為主要原料，加上較多的油脂和砂糖制成的口感酥脆的一類餅干。這種餅干在面團調(diào)制過程中會形成較少的面筋，面團缺乏延伸性和彈性，從而具有良好的可塑性和黏緒性，產(chǎn)品酥脆易碎，故稱酥性餅干，其在中國具有較大的市場。但現(xiàn)階段國內(nèi)的酥性餅干因國產(chǎn)小麥粉含有較多的小麥蛋白使得口感較為粗糙，為了迎合消費者對食品品質(zhì)不斷增高的需求和對綠色健康食品的渴望，將天然、綠色的蛋白質(zhì)作為改良劑添加到小麥粉中越來越受到關(guān)注。為此，本研究將大米蛋白水解物作為天然減筋劑添加到面團中，探究添加大米蛋白水解產(chǎn)物的酥性餅干的最佳制作工藝配方。

1 試驗材料

1.1 材料與試劑 大米蛋白，西安優(yōu)碩生物科技有限公司;低筋小麥粉，濰坊風箏面粉有限公司;復(fù)合蛋白酶，上海源葉生物技術(shù)有限公司;奶粉，天津伊利乳液有限公司;白糖，南京甘汁園糖業(yè)有限公司;起酥油，益海特種油脂有限公司;食用小蘇打，河南萬邦實業(yè)有限公司;食用臭粉，廈門墨奕懷食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備 HH數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市金城國勝實驗儀器廠;JHMZ 200針式和面機，北京京孚久恒有限公司;JCXZ 95面團成型機，北京京孚久恒有限公司;TA質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司;烤箱，無錫新麥有限公司。

2 試驗方法

2.1 大米蛋白水解物的制備 在以往的研究中，利用復(fù)合蛋白酶水解大米蛋白（RP）2h獲得大米蛋白水解物（RPH）的抗老化活性性能較好[1]，本研究參考制備方法并稍做修改。稱取適量的大米蛋白于蒸餾水中溶解，準備5%（w/v）大米蛋白溶液，在室溫條件下進行1h磁力攪拌使其完全溶解，隨后加入1.5%復(fù)合蛋白酶，用0.1mol/L HCl將pH值維持在7.0，50℃恒溫水解2h。酶解反應(yīng)完成后，酶溶液在沸水中水浴15min，完全滅活蛋白酶。隨后，酶溶液在室溫5000×g的離心條件下20min，取上清液真空冷凍干燥，將研磨后的水稻蛋白放在-20℃冷凍條件下保存直至使用。

2.2 酥性餅干的制作 酥性餅干制作流程：原料混合→攪拌→室溫靜置醒面→壓片機壓片→整型→烘烤→冷卻。

（1）將一定量的低筋小麥面粉、大米蛋白水解物、融化的起酥油、糖、10%的奶粉、0.5%小蘇打、1%鹽和0.2%臭粉混合均勻后倒入和面機中，并加入32%的水;（2）攪拌2min（轉(zhuǎn)速104±5）r，以形成表面光滑面團;（3）面團包上保鮮膜于室溫下靜置5min醒面;（4）隨后使用面團成型機壓制厚度一致（5mm）的面片;（5）用模具刻成長方形形狀;（6）烤箱上下火140℃預(yù)熱10min，第一階段于140℃上下火烘烤8min，第二階段180℃上下火烘烤5min。制成的酥性餅干室溫下放涼后方可進行后續(xù)實驗。

2.3 感官評價 參照SB/T10141-93制定酥性餅干感官評分標準，見表1。請經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的10名（5男5女）評價員根據(jù)評分標準分別對酥性餅干的形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤進行評分，去除最高分和最低分，取平均值為最終評分結(jié)果，總分100分。

2.4 最大折斷力測試 采用P-BP70A三點彎折測試探頭進行餅干最大折斷力測試，將餅干固定在2個有著一定間距的水平支持臂上，隨后選擇單次下壓模式。在酥性餅干破碎時可獲得最大折斷力值。將1.00、0.00mm/s、0.30mm/s和10.00mm/s分別設(shè)為測前速度、測試速度和測后速度，將探頭下壓距離設(shè)置為5.00mm，觸發(fā)力0.10N，數(shù)據(jù)采集速率200pps。并重復(fù)實驗10次。

2.5 單因素試驗 分別考察大米蛋白水解物添加量（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5g），低筋小麥粉添加量（60、80、100、120、140g），糖添加量（5、10、15、20、25g），起酥油添加量（15、20、25、30、35g）對酥性餅干感官品質(zhì)和最大折斷力的影響。

2.6 正交試驗 根據(jù)單因素試驗結(jié)果，以大米蛋白水解物添加量，低筋小麥粉添加量，糖添加量，起酥油添加量為考察因素，設(shè)計L9（34）正交試驗，以感官評價和最大折斷力為指標，確定添加RPH酥性餅干最佳制作工藝。正交水平設(shè)計見表2。

2.7 模糊數(shù)學(xué)評價 模糊數(shù)學(xué)評價法將數(shù)字分配給主觀感知或語言變量，通過模糊數(shù)學(xué)中隸屬度和隸屬函數(shù)理論對影響食品感官品質(zhì)的多因素關(guān)系進行抽象化標準，從未實現(xiàn)評價結(jié)果的數(shù)字化[2-3]。具體步驟如下：（1）確定對象集Y：本研究階段對正交實驗中9組酥性餅干樣品進行綜合評價，其中Y={Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9}。（2）確定因素集U：評價指標由形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤4項組成，則U={U1，U2，U3，U4}，其中U1-U4分別代表形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤。（3）確定評語集V：經(jīng)討論，確定酥性餅干的評語集V={V1，V2，V3，V4}，V1-V4分別為優(yōu)、良、中、差。（4）確定質(zhì)量因素權(quán)重集a：酥性餅干的形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤4個因素的重要程度不同，采用用戶調(diào)查法[4]確定權(quán)重集a，其綜合為1[5]。感官評價員根據(jù)自己對形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤4項酥性餅干質(zhì)量因素的重要程度進行打分，4項質(zhì)量因素總分為10分，各因素的權(quán)重等于各質(zhì)量因素總得分除以總分100分，其中形態(tài)（0.2）、組織結(jié)構(gòu)（0.2）、口感（0.3）、色澤（0.3），記為a（0.2，0.2，0.3，0.3）。

2.8 綜合評分 本研究含有感官評分和最大折斷力2個指標，對多指標正交試驗參考綜合評分法[6]，對最大折斷力和模糊評價得到的感官評分2個指標先進行排隊評分法，隨后進行公式評分法得到正交試驗每組的最終綜合分數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 大米蛋白水解物對酥性餅干品質(zhì)的影響 大米蛋白水解物加量對酥性餅干感官品質(zhì)和最大折斷力的影響結(jié)果見表3。最大折斷力反映了餅干的硬度，若其值過大，餅干的口感會偏硬，而達不到酥脆的要求。由表3可知，隨著大米蛋白水解物添加量的增加，酥性餅干最大折斷力呈顯著下降趨勢（p<0.05），而感官評分先增后降，可能是因為：大米蛋白水解物添加過少時，會導(dǎo)致面團中的面筋蛋白較多，使得餅干的口感偏硬;大米蛋白水解物添加量過大時，面團中的面筋結(jié)構(gòu)被大量的破壞，使得餅干的口感變得綿軟，達不到酥脆的要求。當大米蛋白水解物的添加量為1.5g時，感官評分最高（85分）。綜上，選擇添加大米蛋白水解物1.0、1.5和2.0g為正交試驗水平值。

3.2 低筋小麥粉添加量對酥性餅干品質(zhì)的影響 低筋小麥粉添加量對酥性餅干感官品質(zhì)和最大折斷力的影響結(jié)果見表4。由表4可知，酥性餅干的最大折斷力隨著低筋小麥粉添加的增多而顯著增大（p<0.05）。其主要原因可能是低筋小麥粉添加得越多，面團的粘性就越大，面筋的水平也就越強[7]。低筋小麥粉添加量在100.0g是感官評分最高（83分），感官評分先升后降可能是因為低筋小麥粉添加過少時，小麥面團粘結(jié)力不夠強，面團軟塌，做出的餅干口感不夠酥脆;而添加量過多時，面團中的面筋蛋白過多，口感偏硬。綜上，選擇添加低筋小麥粉80.0、100.0、120.0g為正交試驗水平值。

3.3 糖添加量對酥性餅干品質(zhì)的影響 糖添加量對酥性餅干感官品質(zhì)和最大折斷力的影響結(jié)果見表5。由表5可知，隨著糖添加量的增多，餅干的最大折斷力顯著下降（p<0.05），其主要原因是糖可以搶奪淀粉擁有水分，使面筋形成困難[8]，面團得到一定程度的軟化。隨著糖添加量的增加，餅干的感官評分先升后降，添加量為15.0g時，感官評分值最高（85分）。主要原因是：糖添加過少時，餅干有小麥的苦味且餅干的硬度較大;糖添加過多時，面團軟化過度，使得制作出來的餅干口感太過綿軟。此外，當餅干冷卻后，糖會結(jié)晶，起到硬化劑的效果，餅干變得酥脆[9-10]，添加過度會使口感過甜。綜合比較后，選擇添加糖的量為10.0、15.0和20.0g為正交試驗水平值。

3.4 起酥油添加量對酥性餅干品質(zhì)（感官品質(zhì)、最大折斷力）的影響 起酥油添加量對酥性餅干感官品質(zhì)和最大折斷力的影響結(jié)果見表6。由表6可知，隨著起酥油添加量的增加，酥性餅干最大折斷力呈現(xiàn)顯著下降趨勢（p<0.05），其主要原因是在脂肪可以在淀粉顆粒的表面上形成一層膜，來抑制面筋蛋白的形成[11]，使得制作出的餅干口感變綿軟，不復(fù)酥脆。而隨著起酥油添加量的增加，酥性餅干的感官評分先降后升，在起酥油添加量為25.0g時，感官評分達到最大值（80分）。這是因為起酥油可破壞面筋結(jié)構(gòu)，使得面團變軟[7]，而添加量過多時，面團變得軟塌和粘手[12]，制作出的餅干成品口感過于軟糯和油潤，而添加量過少使面筋過強，制得餅干硬度過高。綜合比較后，選擇起酥油添加量為20.0、25.0、30.0g為正交試驗的水平值。

3.5 正交試驗結(jié)果 感官評價是對評價產(chǎn)品進行信息收集的科學(xué)方法[13]，對食品科學(xué)的質(zhì)量控制、產(chǎn)品開發(fā)和研究具有重要意義[14-15]。但感官評價數(shù)據(jù)具有不精確的特征，易受主觀因素的影響，而模糊數(shù)學(xué)評價法可將不確定信息轉(zhuǎn)為模糊概念，使定性問題定量化，提高評價準確性[16-17]。

3.5.1 模糊數(shù)學(xué)評價結(jié)果 10位評價員對9組酥性餅干樣品的形態(tài)、組織結(jié)構(gòu)、口感和色澤等4項質(zhì)量因素進行模糊感官評價，評價票數(shù)分布情況見表7。

3.5.2 模糊評價矩陣的建立及結(jié)果 由表7可知，對1號樣品的形態(tài)因素評價中有6人評定為優(yōu)，2人評定為良，2人評定為中，0人評定為差，即形態(tài)R=[0.6 0.2 0.2 0]。同理組織結(jié)構(gòu)R=[0.5 0.1 0.2 0.2]、口感R=[0.7 0 0.2 0.1]、色澤R=[0.5 0.2 0.3 0]，將所得4個評價建立一個模糊矩陣，如下：

R1=[0.6? ?0.2? ?0.2? ?00.5? ?0.1? ?0.2? ?0.20.7? ?0? ? ? 0.2? ?0.10.5? ?0.2? ?0.3? ?0]

根據(jù)模糊變化原理E=a×R，則各試驗結(jié)果為：

E1=a×R1=[0.2 0.2 0.3 0.3]×[0.6? ?0.2? ?0.2? ?00.5? ?0.1? ?0.2? ?0.2 0.7? ?0? ? ? 0.2? ?0.10.5? ?0.2? ?0.3? ?0]

=[0.58 0.12 0.23 0.07]

E2=[0.69 0.22 0.09 0]

E3=[0.49 0.16 0.18 0.17]

E4=[0.55 0.1 0.23 0.12]

E5=[0.64 0.22 0.12 0.02]

E6=[0.52 0.2 0.26 0.02]

E7=[0.44 0.16 0.15 0.25]

E8=[0.49 0.13 0.23 0.15]

E9=[0.44 0.15 0.12 0.29]

將模糊綜合評價結(jié)果賦值計算，優(yōu)、良、中、差4個等級分別乘以90、80、70、60[18]，相加后得到每組產(chǎn)品最終感官評價得分，結(jié)果見表8。

3.6 綜合評價 正交試驗中含有感官評分和最大折斷力2個評分指標，兩者對酥性餅干品質(zhì)的重要程度不同。因此，先對每一指標進行排隊評分法給出相應(yīng)的評分，然后將其乘以一定的加權(quán)系數(shù)，再把每組試驗的兩個指標加權(quán)評分相加，即為每組試驗綜合評分。首先按照排隊評分法給每一組的2個指標評分[8，19]。對最大折斷力指標來說，其值越大，品質(zhì)越差，所得評分越低，第7號試驗的最大折斷力為17.59N，口感最好，給最高分20分;第3號試驗為21.63，即口感是當中嘴硬的，給4分。加權(quán)后得到每組產(chǎn)品最終感官評價綜合得分。對于感官評分指標，第2號試驗的感官評分為86分，排在第1名，給20分;第9號試驗為77.4分，排在最后1名，給4分。

在本次試驗中，感官評分反映了食品品質(zhì)情況，是非常重要的評分指標，故加權(quán)系數(shù)為4;而最大折斷力指標僅反映了酥性餅干的硬度，口感只是感官評分中很小的一個部分，所以加權(quán)系數(shù)為1;因而評分公式為：綜合評分=感官評分×4+最大折斷力評分×1[6，20]。即1號試驗綜合評分為：14×4+12×1=68（分），同理得到各組試驗評分，見表10。

由表10可知，各因素對酥性餅干品質(zhì)影響的最佳配方為A1B2D2C2（2號試驗），即添加大米蛋白水解物1g，低筋小麥粉100g，起酥油25g，糖15g。分析極差表明，影響酥性餅干綜合評分的原料因素主次順序依次為A>B>D>C，即大米蛋白水解物>低筋小麥粉>起酥油>糖。分析正交試驗綜合評分結(jié)果表明，各因素對酥性餅干品質(zhì)影響的最佳配方為A2B2D2C1，也就是添加RPH 1.5g，低筋小麥粉100g，起酥油25g，糖10g，但此方案未出現(xiàn)在正交試驗表中。因此進行驗證試驗，綜合評分按照上訴步驟計算，結(jié)果見表11。由表11可知，試驗組A1B2D2C2最終得分大于A2B2D2C1，因此添加大米蛋白水解物的酥性餅干最佳配方為A1B2D2C2，即添加大米蛋白水解物1g，低筋小麥粉100g，起酥油25g，糖15g。

4 結(jié)論

本研究通過單因素試驗和正交試驗，利用模糊數(shù)學(xué)評價和綜合評分法對添加了大米蛋白水解物的酥性餅干的最大折斷力、餅干品質(zhì)進行了分析，最終選定最佳的餅干配方為添加大米蛋白水解物1g，低筋小麥粉100g，起酥油25g，糖15g。根據(jù)最佳的試驗配方制作出的餅干感官品質(zhì)良好，符合現(xiàn)代消費者追求的不添加化學(xué)添加劑的要求。

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