灵武长枣饼干的制备及品质测定

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(1.天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457; 2.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司,天津 300300; 3.天津农科食品生物科技有限公司,天津 300000; 4.长融汇通(天津)食品科技研发有限公司,天津 300457)

红枣是药食两用的水果,在《神农本草经》中记载红枣可作为药引[1-2]。红枣营养成分多样,包括糖类[3]、蛋白质、膳食纤维、维生素、各类氨基酸及多种活性物质[4-7]等。灵武长枣产自宁夏灵武市,枣果色泽鲜艳,体积较大,脆甜汁多,营养价值高。鲜枣含糖量30%左右,含酸量为0.3%左右,可食率达95.5%,制干率为30%左右[8]。目前国外对灵武长枣的研究甚少,而国内主要针对灵武长枣采后贮藏、功能成分提取等领域进行研究。如曹金霞[9]研究了灵武长枣中活性成分多糖的单糖组成。张利[10]探究了灵武长枣采后贮藏期间枣果的生物有效性的变化,以及贮藏期营养物质的氧化衰老和氧化能力研究。目前,对灵武长枣加工的研究更是凤毛麟角,其中,张苹苹等[11]研究了灵武长枣桃酥的制作。杨小波等[12]采用灵武长枣制备出总酸含量为4.301 g/100 mL的具有灵武长枣独特的香味和营养物质以及具有保健功能的灵武长枣醋。高轶楠等[13]以水分35%左右的过季灵武长枣干枣为原材料,最终得出小菜的制作配方。在灵武长枣饮料的生产加工中产生了大量副产物-枣渣,但由于其含水量高、不宜储存、容易变质等特点,长期以来一直被人们当做废弃物丢弃,其价值没有得到充分利用[14]。枣渣中含有丰富的膳食纤维及其他营养物质,资源化回收再利用枣渣,不仅能节约资源,还能够开辟灵武长枣精深加工的新领域[15]。

近年来,关于枣渣的研究主要集中在有效成分方面,如孙静等[16]利用高温蒸煮结合酶解改性枣渣膳食纤维,何新益等[17]采用微波加超声辅助醇法提取枣渣黄酮,张好好等[18]利用响应面优化枣渣多糖提取工艺,但关于枣渣在焙烤食品方面的研究鲜有报道。灵武长枣渣作为枣渣的一种,同样含有丰富的膳食纤维,如果灵武长枣渣能更广泛地应用于食品开发中,不仅能解决枣渣的综合利用率问题,还能为市场提供一种新型健康食品。

本研究将灵武长枣渣自制成枣渣粉添加到面粉中,再添加黄油、玉米油、泡打粉等辅料,研究灵武长枣饼干制作配方及工艺,并测定灵武长枣饼干的脂肪和膳食纤维含量,以期为灵武长枣加工副产物在焙烤产品中的开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

灵武长枣渣、灵武长枣粒 宁夏中玺枣业股份有限公司;低筋面粉、黄油、玉米油、泡打粉、白砂糖 均为市购。

WGL-30B电热鼓风干燥箱 天津泰斯特仪器有限公司;CKTF-25G长帝烤箱 佛山市伟仕达电器实业有限公司;AUY 120型电子天平 安捷伦科技有限公司;GCMS-QP2010 Ultral气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司

1.2 实验方法

1.2.1 灵武长枣渣粉的制备 采用热风干燥将灵武长枣渣在65 ℃条件下烘26 h,然后粉碎,过100目筛,备用。

1.2.2 灵武长枣饼干的制作 由预实验得灵武长枣饼干的初始配方:低筋面粉100%,黄油33.33%,玉米油25%,白砂糖16.67%,灵武长枣粒16.67%,灵武长枣渣粉10%,泡打粉1%。(以低筋面粉含量100%计)取适量黄油,隔水软化后加入适量玉米油;再加白砂糖搅拌30 s,使其颜色变浅即可(提前用高速搅拌机把白砂糖搅打成粉状,并过80目筛);然后加入已切好的灵武长枣粒(长×宽×高约为0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm),继续拌匀;用筛筛入低筋面粉、灵武长枣渣粉和泡打粉,并揉成团状,用保鲜膜裹住然后塑形;将面团在室温下醒20～30 min;将醒好的面团放在-18 ℃冰箱中冷冻1.5 h后取出后切块;最后,烤盘放锡箔纸,待烤箱预热完成后,将饼干坯装入烤盘进行焙烤,即得成品。

1.2.3 饼干制作配方单因素实验 在初始配方的基础上(见1.2.2中),进行了单因素实验。改变灵武长枣渣粉添加量(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%),按初始配方固定其余原料添加量,参照1.2.2的工艺步骤制作灵武长枣饼干,考察其对饼干感官评分的影响;改变白砂糖添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同时固定其余原料添加量,参照1.2.2的工艺步骤制作灵武长枣饼干,考察其对饼干感官评分的影响;改变黄油添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同时固定其余原料添加量,参照1.2.2的工艺步骤制作灵武长枣饼干,考察其对饼干感官评分的影响;改变灵武长枣粒添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同时固定其余原料添加量,参照1.2.2的工艺步骤制作灵武长枣饼干,考察其对饼干感官评分的影响。

1.2.4 饼干制作工艺单因素实验 固定焙烤时间为20 min,改变焙烤温度(上下火相同)(130、140、150、160、170 ℃),考察焙烤温度对饼干感官评分的影响;固定焙烤温度为150 ℃,改变焙烤时间(10、15、20、25、30 min),考察焙烤时间对饼干感官评分的影响。

1.2.5 正交试验设计 根据单因素实验以及感官评分分析结果,选择对饼干品质影响较大的3个因素,即灵武长枣渣粉(A)、黄油(B)、白砂糖(C)作为条件,采用三因素三水平的正交试验进行配方优化,因素与水平如表1。

表1 配方正交试验因素与水平表Table 1 Factors and levelsTable of the orthogonal experiment for formula

1.2.6 感官评价 由食品科学班级的10位学生作为评分者,总分为100分,评分结果取得分均值。感官评分标准参见表2[11]。

1.2.7 脂肪含量测定 参照国标GB 5009.6-2016进行脂肪的测定[19]。

1.2.8 膳食纤维含量测定 参照国标GB 5009.88-2014进行膳食纤维的测定[20]。

1.2.9 风味物质测定 分别制作灵武长枣饼干和对照组(未添加灵武长枣渣粉)饼干,参照杨宇迪等[21]的方法,利用GC-MS-QP2010 Ultral气相色谱-质谱联用仪对两种饼干分别进行风味物质的检测,具体操作如下:准确称取 2 g 样品,将样品瓶转移至磁力搅拌加热台上,60 ℃平衡40 min,收回固相萃取头,取出萃取装置,待气相色谱仪处于准备就绪状态后,将SPME针头插入进样口,伸出固相萃取头,于250 ℃条件下解吸20 min。

表2 感官评价Table 2 Sensory evaluation

气相条件:色谱柱为Rtx-5MS,载气为He,进样口温度为250 ℃,柱流量为1 mL/min,分流比为10∶1,程序升温:初始温度40 ℃保持3 min,然后以每4 ℃/min升到150 ℃,保持1 min,再以8 ℃/min升至250 ℃保持6 min。

质谱条件:离子源温度为200 ℃,接口温度为220 ℃;溶剂延迟时间为1.5 min,离子化模式为EI,能量为70 eV,数据采集为全扫描,扫描范围为35～500 m/z。

1.3 数据处理

运用Micrsoft Excel、IBM SPSS Statistics 19软件等对数据进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 饼干配方单因素实验

2.1.1 灵武长枣渣粉添加量对饼干感官品质的影响 由图1可知,随着灵武长枣渣粉的添加,感官评分先升高后下降。添加量为0、10%时,饼干掉渣严重,口感过于酥脆;添加量为20%、30%时,饼干无掉渣现象,感官品质较好,添加量为20%时的饼干灵武长枣风味明显且酥脆适中,感官评分达到最大值,为93分,显著高于其余五组添加量(P<0.05);添加量增加到60%时,饼坯不易成型,有较大裂缝,饼干苦味明显,不酥脆,口感较硬,品质下降严重,感官评分下降17分。由于灵武长枣渣粉不含面筋蛋白,加入面粉中会稀释其面筋含量,面团性能增加,从而减少饼干掉渣量,但随着添加量的增多,灵武长枣渣粉中的膳食纤维吸水性增强,从而降低面团持水性,导致面团变硬,可塑性降低,感官品质下降,这与Goldstein等[22]的研究结果相一致。因此,就感官品质方面而言，灵武长枣渣粉添加量为20%时,饼干的感官品质最佳。

图1 灵武长枣渣粉添加量对饼干感官品质的影响Fig.1 Effect of amount of Lingwu long jujube powders on sensory quality of biscuits 注:图中不同字母表示差异显著, 显著性水平为P<0.05;图2～图6同。

2.1.2 白砂糖添加量对饼干感官品质的影响 糖是饼干制作中极其重要的辅料。由图2可知,随着白砂糖添加感官评分先升高后下降。添加量为0、12.5%时,饼干甜味较淡,口感较差;随白砂糖的不断增加,甜味逐渐明显,添加量为37.5%时,饼干甜味适中,感官品质较好,感官评分达到最大值,为90分,显著高于其余五组添加量(P<0.05);添加量增加为62.5%时,饼干甜味较浓,品质下降严重。因此,就感官品质方面而言，白砂糖添加量为37.5%时,饼干的感官品质最佳。

图2 白砂糖添加量对饼干感官品质的影响Fig.2 Effect of amount of white sugar on sensory quality of biscuits

2.1.3 黄油添加量对饼干感官品质的影响 油脂作为重要的饼干制作辅料,可降低面筋形成率,使饼干更加酥脆。但油脂含量过高会使饼干出现走油现象。由图3可知,随着黄油添加量的增加,感官评分先升高后下降。添加量为0、12.5%时,饼干掉渣严重;添加量为25%、37.5%、50%时,饼干无掉渣现象,感官品质较好,添加量为37.5%时的饼干奶味明显且酥脆适中,感官评分达到最大值,为92分;添加量增加为62.5%时,饼干奶香味极其明显,油腻感过重,品质下降严重。因此,就感官品质方面而言，黄油添加量为37.5%时,饼干的感官品质最佳。

图3 黄油添加量对饼干感官品质的影响Fig.3 Effect of amount of butter on sensory quality of biscuits

2.1.4 灵武长枣粒添加量对饼干感官品质的影响 由图4可知,随着灵武长枣粒添加量的增加,感官评分先升高后下降。添加量为0、12.5%时,饼干枣味不明显;随着枣粒含量的增加,枣味逐渐明显,添加量为25%时,饼干枣味明显且酸甜味适中,感官品质较好,感官评分值最大,为88.33分,显著高于其余五组添加量(P<0.05);添加量增加为62.5%时,饼干枣粒过多,饼干成型困难,易碎裂,品质下降严重。因此,就感官品质方面而言，灵武长枣粒添加量为25%时,饼干的感官品质最佳。

图4 灵武长枣粒添加量对饼干感官品质的影响Fig.4 Effect of amount of Lingwu long jujube grain on sensory quality of biscuits

2.2 制作工艺单因素实验

2.2.1 焙烤温度对饼干感官品质的影响 由图5可知,随着焙烤温度的变化,感官评分先增大后减小。焙烤条件显著(P<0.05)影响饼干品质,不适合的焙烤条件会造成饼干无法完全烤熟或者烤糊。当焙烤温度为130 ℃,饼干不易熟;焙烤条件为150 ℃,感官评分显著增大(P<0.05),此时饼干色泽均匀,软硬适中,口感较好,有灵武长枣风味,感官评分达到最大值,为89.33分;当焙烤温度大于150 ℃,会出现饼干表面焦糊,内里不熟的现象。故选择焙烤条件为150 ℃较合适。

图5 焙烤温度对饼干感官品质的影响Fig.5 Effect of baking temperature on sensory quality of biscuits

图6 焙烤时间对饼干感官品质的影响Fig.6 Effect of baking time on sensory quality of biscuits

2.2.2 焙烤时间对饼干感官品质的影响 由图6可知,随着焙烤时间的增加,感官评分先增大后减小。当焙烤时间过短时,饼干不易熟,感官品质较差,但焙烤时间过长时,饼干产生焦糊现象,严重影响饼干口感。焙烤时间为20 min时,感官评分显著增大(P<0.05),为89.33分;此时饼干色泽均匀感官品质较佳。故选择焙烤时间为20 min较合适。

2.3 正交试验

根据单因素实验结果,选择对饼干品质影响较大的3个因素,即灵武长枣渣粉添加量(A)、黄油添加量(B)、白砂糖添加量(C)作为影响因素,以感官评分为评价指标,采用L9(33)的正交试验进行配方优化。配方正交试验设计与结果如表3所示。

表3 正交试验设计与结果Table 3 Design and results of orthogonal experiment

由表3的正交试验分析结果看出,影响灵武长枣饼干感官评分的主次因素顺序为:A>B>C,即灵武长枣渣粉添加量>黄油添加量>白砂糖添加量。A2B2C3为优化后的最佳水平组合,即灵武长枣渣粉添加量20%,黄油添加量37.5%,白砂糖添加量37.5%。对A2B2C3这一优化水平组合进行验证试验,进行三组平行试验,感官得分为95分,其得分与正交试验中A2B2C3组(96分)基本一致，均优于正交试验的其余组数据,证明选择的该优化水平组合合理。

表5 饼干的香气成分Table 5 Aroma components of biscuits

续表

注:“-”表示没有检测出该物质。

2.4 灵武长枣饼干脂肪和膳食纤维含量

由表4可知,灵武长枣饼干的脂肪含量较市售饼干(思朗纤麸高纤红枣消化饼干)的脂肪含量降低5.90%,膳食纤维含量升高3.21%。同时,灵武长枣饼干的膳食纤维含量高于6%。因此,灵武长枣饼干具有富纤的特点[23]。

表4 灵武长枣饼干脂肪和膳食纤维含量Table 4 Total fat and dietary fibe contents of Lingwu long jujube biscuits

2.5 饼干风味物质

基于GC-MS分析方法分析灵武长枣饼干风味物质,同时与对照组(未添加灵武长枣渣粉)饼干作对比,得到的香气成分的总离子流色谱图如图7所示,香气物质的相对定量结果见表5。

图7 饼干香气成分的GM-MS总离子流图Fig.7 GM-MS total ion chromatography of aroma components of biscuits 注:a:对照组饼干,b:灵武长枣饼干。

由表5可知,2种饼干检测出的风味物质主要为烃类、醛类、醇类、酯类、酮类、杂环类,其中杂环类物质相对较少,烃类物质含量较高,这可能是高温使吡嗪类等杂环物质的环状结构被破坏,使之产生短链烃类,故饼干中烃类物质含量较高。对照组饼干的烃类有19种,灵武长枣饼干的烃类有17种,种类减少,但总量为45.17%,比对照组高4.92%。醛类化合物可为饼干提供一定果香和清香味,对照组饼干的醛类有9种,灵武长枣饼干的醛类有11种,多了癸醛(0.68%)、反式-2-壬烯醛(0.41%)、反式-2-辛烯醛(0.22%)3种物质,少了(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.50%)1种物质。醇类物质可给与饼干一定的芳香味,对照组饼干的醇类有8种,但总量仅为3.33%,灵武长枣饼干中的醇类有5种,总量高达9.00%,其中正丁醇含量最高,为5.77%,添加枣渣粉后醇类物质含量明显增多。酯类对饼干味道影响较大,如乙酸乙酯具有水果味,只存在于灵武长枣饼干中;在对照组饼干检出酯类有4种,总量为25.35%,灵武长枣饼干中的酯类有10种,总量比对照组高5.95%,说明添加枣渣粉后饼干的酯类种类和含量均增多。因此,灵武长枣渣粉的添加会引起饼干风味物质的变化,使饼干风味物质更加丰富,提高饼干的感官品质。

3 结论

在单因素实验的基础之上,通过正交试验确定了灵武长枣饼干制作灵武长枣饼干的最佳配方和工艺参数为:低筋面粉添加量100%,黄油添加量37.5%,玉米油添加量25%,白砂糖添加量37.5%,灵武长枣渣粉添加量20%,灵武长枣粒添加量25%,泡打粉添加量1%,-18 ℃冷冻1.5 h后,在150 ℃上下火条件下,烘烤20 min。该工艺下制作出的灵武长枣饼干,口感细腻,香甜可口,灵武长枣特征风味明显,颜色呈棕褐色,感官评分高达95分,其脂肪含量为18.90%,膳食纤维含量为9.21%。灵武长枣渣粉的添加引起饼干风味物质的变化,如乙酸乙酯的产生,从而使饼干风味物质更加丰富。