牡蛎多肽饼干制作及货架期预测

戴梓茹，郑健蓉，陈虹雨，孔艳，吴远清

（1.广西高校北部湾特色海产品资源开发与高值化利用重点实验室，广西钦州535011；2.北部湾大学食品工程学院，广西钦州535011；3.广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁530004）

牡蛎，别名海蛎子，是国家卫生部公布的第一批药食同源的食品之一，在具有食用价值的同时也具有丰富的药用价值[1-3]。研究发现牡蛎多肽具有抗肿瘤、免疫调节、抑菌、抗氧化、抗血管生成等多重生理活性，可将其广泛应用于医药业以及食品行业[4-7]。因此，将其制作成功能性食品有利于提升牡蛎的利用价值[8]。

广西于我国牡蛎出产量中位居第四，但加工方式单一、条件落后，冷链发展缓慢，使得产品附加值低[9]，因此研究将牡蛎多肽与曲奇饼干相结合，以期获得深受消费者喜爱的产品，这为消费者提供新型的健康食品，为提高牡蛎的高值化利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

低筋面粉、黄油、糖粉、鸡蛋、牛奶：市售；牡蛎粉：北部湾大学食品工程学院海洋资源开发与利用课题组留存；β-环糊精：孟州市华兴生物化工有限责任公司。

1.2 主要试剂与仪器

硼酸、三氯化铁、三氯乙酸、硫酸亚铁：天津市大茂化学试剂厂；邻二氮菲：广东光华科技股份有限公司；铁氰化钾：成都金山化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。

MG38CB-AA美的电烤箱：广东美的厨房电器制造有限公司；HH-S2电热恒温水浴锅：北京市光明医疗仪器有限公司；BUCHI R-100旋转蒸发仪：瑞士布琦有限公司；Evolution 300紫外分光光度计：赛默飞世尔科科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牡蛎曲奇饼干的工艺流程

1.3.2 感官评定方法

由8名受过专业感官分析培训的评定员对牡蛎多肽饼干进行感官评定，评定分数为百分制，具体评分标准如表1。

表1 牡蛎多肽饼干感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard of oyster polypeptide biscuit

1.3.3 单因素试验

以黄油添加量、白砂糖添加量、牡蛎多肽粉添加量、鸡蛋液添加量为单因素，以感官评分为考核指标，确定最优单因素。

1.3.4 响应曲面法优化牡蛎多肽饼干制作工艺

由单因素试验得出对牡蛎肽感官评分影响较重要的因素为黄油、白砂糖粉、牡蛎多肽粉，根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理设计试验，以确定最优配方，试验因素水平设计如表2。

表2 响应曲面试验因素水平设计表Table 2 Factor and level table of response surface test

1.3.5 理化指标检测

多肽含量的测定：GB/T 22492-2008《大豆肽粉》[10]，依据式（1）计算多肽存留率；GB 5009.5-2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》[11]测定蛋白质含量；依据GB 5009.6-2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》[12]测定总脂肪含量；依据GB 5009.4-2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》[13]测定灰分；依据GB 5009.227-2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》[14]测定过氧化值。

1.3.6 微生物指标检测

依据GB4789.2-2016《食品微生物菌落总数的测定》[15]菌落总数；依据GB4789.3-2016《食品微生物学检验大肠菌群计数》[16]大肠杆菌；依据GB4789.15-2016《食品微生物检验霉菌和酵母菌计数》[17]测定真菌（霉菌、酵母菌）。

1.3.7 货架期预测

图1 配料添加量对牡蛎多肽饼干感官评分的影响Fig.1 Effect of oyster polypeptide addition on sensory score of oyster polypeptide biscuit

将研制出的牡蛎多肽饼干分别采用聚乙烯塑料包装、真空包装两种方式，每袋装入25 g，贮存于47℃、57℃恒温恒湿（相对湿度60%）培养箱中，每隔6 d进行一次取样，检测其过氧化值，并根据刘晶晶等的方法研究对牡蛎多肽饼干的货架期进行预测[18]。

2 结果与分析

2.1 配料添加量对牡蛎多肽饼干感官评分的影响

配料添加量对牡蛎多肽饼干感官评分的影响见图1。

由图1A可知，随着牡蛎多肽粉添加量增加，饼干的感官评分先升高后降低。牡蛎多肽粉添加过少，风味不够突出；添加过多，香味过于浓郁，产生不适，并且口感略不佳。当牡蛎多肽粉添加量为3.0 g时，牡蛎多肽饼干感官评分最高为76.06分，故选取3 g为最适牡蛎多肽粉添加量。

由图1B可知，黄油添加量增加，饼干的感官评分先升高后降低。当黄油添加量为50 g时，牡蛎多肽饼干的酥性更加明显，感官评分最高为76.06分，此时饼干的外形美观，口感最佳，故选取50 g为最适黄油添加量。

由图1C可知，白砂糖添加量增加，饼干的感官评分先升高后降低。当添加量为45 g时，感官评分最高为76.06分，牡蛎多肽饼干甜而不腻，口感最佳，且外观良好，故选取45 g为最适白砂糖添加量。

由图1D可知，鸡蛋液添加量低时，饼干不够膨松，香味不突出，鸡蛋液添加量过多，造成和面时太稀，致使饼干难以成型，而添加量为20 g时，感官评分最高为76.81分，故选取20 g为最适鸡蛋液添加量。

2.2 响应曲面法优化牡蛎多肽饼干配方

2.2.1 响应曲面模型分析

响应面优化结果如表3所示，方差分析见表4。

表3 响应面试验结果Table 3 Response surface test results

续表3 响应面试验结果Continue table 3 Response surface test results

表4 响应面试验结果方差分析Table 4 Variance analysis of response surface test results

对响应面进行方差分析，结果如表4所示，模型的F值为17.58，P值为0.000 5，失拟项P值为0.445 5，失拟项不显著，均表明所选用的二次多元模型是高度显著并且适用的；A、B、AB、A2、B2、C2的 P 值均小于 0.05，表明 A、B、AB、A2、B2、C2对感官评分有显著影响，同时可得出二次项多元回归方程为：Y=84.55-2.66A+1.94B+1.09C-2.25AB-0.063AC-1.25BC-5.74A2-2.56B2-3.37C2

该回归方程能很好的说明因素与响应值之间的关系，该回归模型的调整系数为Radj=90.31%，表明该模型能解释90.31%响应值的变化，模型拟合程度很高。该模型的相关系数R=95.76%，表明模型与实际试验值拟合度较高，具有可靠性。通过3个因素的P值相比较，可得3个因素的影响顺序为：A＞B＞C。

2.2.2 响应面交互作用影响分析

利用Design-Expert 8.0.6软件设计出等高线图以及响应曲面图，同一个区域表示响应值一致，由等高线所形成的椭圆越密集、响应曲面图弯曲度越高，可表明因素间交互作用越显著。对交互作用显著项进行分析，黄油添加量与牡蛎多肽粉添加量间交互影响的等高图和曲面图见图2。

图2 添加量间交互影响的等高图和曲面图Fig.2 Contour map and response surface map of the effect of the interaction of multiple factors

牡蛎多肽粉添加量与黄油添加量之间有显著的交互作用影响；从等高线可知，当白砂糖为最佳添加量时，牡蛎多肽饼干的感官评分随着牡蛎多肽粉和黄油添加量的增长而上升，当牡蛎多肽粉添加量达到3.00 g左右，黄油添加量为50.0 g左右时感官评分达到最高值，之后感官评分随着牡蛎多肽粉和黄油的添加量而逐渐降低。

2.2.3 验证试验

根据响应曲面试验得出牡蛎多肽饼干的最优配方，以牡蛎多肽粉添加量为3.43 g、黄油添加量为60.00 g、白砂糖添加量为48.70 g、面粉添加量为110.00 g、牛奶添加量为10.00 g、鸡蛋液添加量为20.00 g，进行3组重复试验，感官评分为81.00±0.50，与理论预测值80.70分非常相近，故而说明该响应面优化的结果具有可靠性。

2.3 理化指标、微生物指标分析

对牡蛎多肽饼干的多肽含量、总脂肪含量、灰分测定、过氧化值、菌落总数、大肠杆菌、真菌（霉菌、酵母菌）等指标进行检测，理化指标检测结果见表5。

所测指标含量均在GB7100-2015《饼干卫生标准》[19]规定的范围内。饼干中多肽含量为2.14 g/100 g，多肽存留率为62.39%，能较好的体现出饼干的特殊性。

表5 理化指标检测结果Table 5 Test results of physical and chemical indexes

2.4 货架期预算

2.4.1 不同条件下牡蛎多肽饼干货架期的预算

为了对牡蛎度肽饼干的最佳贮藏时间进行预测，采用食品品质加速试验（ASLT）和Arrhenius方程相结合的模式，以过氧化值为检测指标，考察过氧化值随着贮藏时间的变化趋势，47℃和57℃贮藏条件下饼干过氧化值见图3。

图3 47℃和57℃贮藏条件下饼干过氧化值Fig.3 Analysis of peroxide value in biscuit storage at47℃and57℃

牡蛎多肽饼干的过氧化值随着温度的升高而增大，这是油脂酸败所导致的。而油脂氧化酸败的反应在动力学上属于一级反应[18]。因此，根据公式3可得到牡蛎多肽饼干随时间变化的过氧化值。将牡蛎多肽饼干的过氧化值取平均数，再取其对数，将过氧化值对数lnA与时间t进行回归线性拟合，所得方程如表6所示。

表6 47℃和57℃贮藏条件下产品的氧化速率拟合方程及货架寿命Table 6 Fitting equation of oxidation rate and shelf life at 47℃and 57℃

从回归方程的显著性看，过氧化值对数lnA与时间t之间有良好的线性关系，参照GB7100-2015《饼干卫生标准》[19]，可将饼干允许的最大过氧化值为A=0.25 g/100 g（19.7 meq/kg）分别代入线性方程中，可得到在47℃下货架期寿命分别是99、120、149 d。57℃下货架期寿命分别是89、101、79 d。（其中饼干对照为不加牡蛎多肽的饼干）。

2.4.2 牡蛎多肽饼干基于温度变化的氧化货架寿命预测

将Arrhenius公式形式转化为：

在牡蛎肽饼干聚乙烯包装条件下，将K47=0.029 1、K57=0.033 6、T47=320K 和 T57=330K分别代入式（2），求得a=－1 520.64，b=1.215。同理，求得真空包装条件下的a=2 112，b=2.9。根据参考文献[18]可得牡蛎多肽饼干基于油脂氧化的货架寿命公式：

式中：tT为牡蛎多肽饼干在温度T条件下的货架寿命，d；T为牡蛎多肽饼干贮藏环境温度，K。

将A=19.7 meq/kg，聚乙烯包装和真空包装的牡蛎多肽饼干初始过氧化值A0均为1.103 2 meq/kg，以及常温25℃（即T=298 K）代入式（3），求出聚乙烯包装和真空包装的牡蛎多肽饼干在常温条件下的货架寿命分别为157 d和189 d。由于温度偏高会加速油脂的反应速度，导致预测常温下的货架期缩短[20]。根据货架期可以看出真空包装的牡蛎多肽饼干保质期更长，在没有添加抗氧化剂的条件下，25℃可存放约半年。而聚乙烯包装的牡蛎多肽饼干在25℃也能保存约5个月。该结果可以为牡蛎产品的开发提供一定的参考。

3 结论

以牡蛎多肽粉、黄油、白砂糖、鸡蛋液等的添加量为考察因素，感官评分为考核指标，通过单因素与响应面试验设计对牡蛎多肽饼干配方进行优化，分析饼干的营养成分，并对饼干货架期进行预测。结果表明，牡蛎多肽饼干的最优配方为：牡蛎多肽粉添加量为3.43 g、黄油添加量为60.0 g、白砂糖添加量为48.70 g，在此条件下制得的饼干感官评分最高，为81.0±0.5，具有牡蛎多肽风味，口感酥松，牡蛎多肽留存量达62.39%，突显了饼干的牡蛎多肽风味及营养性。通过ASLT和Arrhenius方程相结合的模式对产品的货架期进行预测，在25℃恒温恒湿保存条件下可贮藏5～6个月。在此配方下研制出的饼干相较于传统饼干更具有营养和功能特性，更符合现代消费者的消费观念和需求，同时也为牡蛎精深加工方面提供了有力的支撑依据。