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黑米韧性饼干无硫品质改良剂的应用研究

2021-03-15李红涛寿俊涛邓明杰

食品研究与开发 2021年5期
关键词:黑米聚糖半胱氨酸

李红涛,寿俊涛,邓明杰

(江苏食品药品职业技术学院,江苏淮安223003)

黑米又名紫米、贡米、寿米等,营养丰富,药食兼用。黑米蛋白质含量和质量显著高于普通大米,其氨基酸模式比较接近人体模式;此外,黑米还含有类胡萝卜素、维生素E、维生素D、B 族维生素、硒、铁、锌、膳食纤维等多种营养元素;黑米种皮内富含天然花色苷类化合物,具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗过敏、抗疲劳、降血脂、预防心脑血管疾病等多种功能[1-2]。

黑米粉经烘烤后香味浓郁,将适量的黑米细粉加入焙烤食品可提高其营养价值和风味,添加黑米粉研制面包、糕点等焙烤食品的文章屡见报道[3-5],目前市场也有少数相关产品。但是,根据文献检索,关于黑米饼干的研究不多,还没有黑米韧性饼干方面的研究。主要原因是相对于高脂肪含量的酥性和曲奇饼干而言,韧性饼干的脂肪含量明显偏低,加入粗粮易影响口感[6-7]。

据调查,在焙烤食品复配型品质改良剂方面,目前市场上常见的是复配型面包改良剂,还没有复配型饼干改良剂。目前市场上的韧性饼干基本上都是使用焦亚硫酸钠作为面团改良剂,成本低、效果好,其主要作用是弱化面筋,缩短面团调制时间,有利于饼干口感酥脆且不易破碎,同时还有增白、防腐功能;但是,亚硫酸盐类食品添加剂存在可能诱发哮喘、头疼、过敏等健康隐患,且会破坏饼干中的B 族维生素等营养元素[8-9]。因此,本研究在已研制的黑米韧性饼干配方的基础上,添加L-半胱氨酸盐酸盐、木瓜蛋白酶、纤维素酶、木聚糖酶进行改良剂复配试验,以期改善面团性能,提高产品口感,从而填补韧性饼干无硫品质改良剂的市场空白,具有一定的市场价值。

1 材料与方法

1.1 材料

低筋面粉(湿基蛋白质含量9.1%):新乡市新良粮油加工有限责任公司;黑米粉(细度为150 目):海宁旭日升粮食加工厂;白砂糖粉:广州福正东海食品有限公司;棕榈油(海皇牌24 度):益海(广州)粮油工业有限公司;碳酸氢铵:潍坊东浦实业有限公司;碳酸氢钠:山东海化集团有限公司;L-半胱氨酸盐酸盐:河北华阳生物科技有限公司;木聚糖酶(100 000U/g):河南德辰生物科技有限公司;木瓜蛋白酶(200 000U/g)、纤维素酶(200 000U/g):郑州康源化工产品有限公司;全脂奶粉、玉米淀粉、食盐、鸡蛋:市售。

1.2 设备

TB7L-B550 型搅拌机:南通欧恒机械有限公司;SM-40SP 型醒发箱:新麦机械(中国)有限公司;KQBC250 型韧性饼干生产线:酷奇(上海)食品机械有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 基本配方

黑米韧性饼干制作的基本配方(烘焙百分比)为:低筋面粉100%、黑米粉20%、玉米淀粉15%、白砂糖粉20%、全脂奶粉6%、食盐0.5%、碳酸氢铵0.8%、碳酸氢钠0.5%、L-半胱氨酸盐酸盐0.002%、纤维素酶0.06%、木瓜蛋白酶0.05%、木聚糖酶0.06%、棕榈油18%、全蛋液15%、水42%。

1.3.2 工艺流程

1.3.3 操作要点

1)油、糖、蛋搅打乳化:将棕榈油和白砂糖粉放入搅拌机中,先慢速搅拌均匀,再中速搅打至混合物轻微起发,然后慢慢加入全蛋液搅打均匀即可。

2)部分原辅料溶解:对于颗粒较粗不易过筛但易溶解的原辅料(食盐、碳酸氢钠、碳酸氢铵),将其称量后加水溶解,碳酸氢铵因易分解需最后添加。

3)其它粉类原辅料混匀:为了便于原辅料充分混合均匀,依次将低筋面粉、黑米粉过80 目筛并加入搅拌机中,开机慢速搅拌混合均匀;然后,将L-半胱氨酸盐酸盐、纤维素酶、木瓜蛋白酶、木聚糖酶加入玉米淀粉中,在盆中手工搅拌均匀后用60 目筛直接筛入搅拌机中,再次开机慢速混合均匀。

4)面团调制:将搅打乳化均匀的油、糖、蛋糊状混合物加入盛有粉状原辅料的搅拌机中,然后分次加入其它原辅料的水溶液,先慢速搅拌至无干粉(呈絮状),再中速搅拌至面团呈块状,此时注意用手揉捏面团判断软硬度、延展性和可塑性,以便于辊轧和成型[10-11]。

5)面团静置:将面团放在容器中,封上保鲜膜,置于45 ℃醒发箱中静置松弛60 min[12]。

6)辊轧、成型:将面团分次加入韧性饼干生产线的进料斗,经三道压面辊逐步压薄成面带,三道压面辊的压面厚度分别设置为8、4、2 mm[13];然后进行辊轧成型,形状为圆形,直径4 cm。

7)烘烤:韧性饼干生产线的隧道烤炉为三段等长式,第一段上下火均为200 ℃,第二段上火220 ℃、下火220 ℃,第三段上下火均为180 ℃,各段烘烤时间均为3 min。

8)冷却、包装:饼干出炉后自然冷却至室温(25 ℃),装入塑料袋中进行热缩封口,经24 h 水分平衡后再进行感官评价和各项指标检测。

1.3.4 试验设计

按照1.3.1 的基本配方,每次饼干制作试验以1 000 g 低筋面粉的用量进行配料和面团调制,每个配方平行试验3 次。以下配方试验设计中,各原辅料的添加量以烘焙百分比表示(低筋面粉为100%)。

单因素试验设计:L-半胱氨酸盐酸盐添加量0%、0.002%、0.004%、0.006%、0.008%,纤维素酶添加量0.03%、0.06%、0.09%、0.12%、0.15%,木瓜蛋白酶添加量0.03%、0.05%、0.07%、0.09%、0.11%,木聚糖酶添加量0%、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%。

在单因素试验的基础上,设计四因素三水平正交试验优化产品配方,因素水平编码见表1。

表1 正交试验因素水平Table 1 The level of orthogonal experiment factors of semi hard biscuits

1.4 产品感官评分方法

根据GB/T 20980—2007《饼干》,结合黑米韧性饼干自身特点制定感官评分标准,邀请10 名有经验的感官品评员(男女各半)对产品进行感官评分,具体评分细则见表2。

表2 黑米韧性饼干感官评分标准Table 2 Standard of comprehensive sensory score of semi hard biscuits

1.5 理化指标及微生物指标检验

对黑米韧性饼干的主要理化和微生物指标进行检测以确定其保质期,按照GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》和GB/T 20980—2007《饼干》中规定的方法对水分含量、碱度、酸价、过氧化值、菌落总数、大肠菌群、霉菌、致病菌等进行检测。

1.6 数据处理

所有数据均为3 次平行试验的平均值,单因素和正交试验数采用SPSS(17.0)软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 L-半胱氨酸盐酸盐添加量对产品品质的影响

按照基本配方,只改变L-半胱氨酸盐酸盐添加量进行饼干制作试验,产品感官评分如图1 所示。

图1 L-半胱氨酸盐酸盐添加量对产品感官评分的影响Fig.1 Effect of L-cysteine hydrochloride amount on sensory score of semi hard biscuits

L-半胱氨酸盐酸盐是人体必需氨基酸之一,同时具有面粉处理剂的功能,自身具有的自由巯基能减少面筋中的二硫键,还能促进小麦内源蛋白酶的活化,切断面筋中的二硫键与肽键,削弱面筋网络的结构,在减弱面筋弹性、提升面团延展性方面的作用比木瓜蛋白酶效果好[14-15]。由图1 可知,随L-半胱氨酸盐酸盐添加量的增加,产品感官评分先增加后降低。用量偏少时,面团弹性大,成型后易收缩变形;达到0.004%时评分最高,添加量过高时面带易断裂、产品表面不光滑且易碎。综上所述,考虑到L-半胱氨酸盐酸盐属于化学添加剂且成本较高,进一步优化试验时其添加量选择在0.002%~0.004%。

2.1.2 纤维素酶添加量对产品品质的影响

按照基本配方,只改变纤维素酶添加量进行饼干制作试验,产品感官评分如图2 所示。

在韧性饼干中添加黑米粉会使产品硬度增加,口感粗糙。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称,可以对黑米粉中的纤维素进行降解[16-17],改善黑米韧性饼干的口感,使产品黑米风味更加突出。由图2可知,感官评分随纤维素酶添加量的增加逐步增加,添加量达到0.12%后变化不明显。因此,进一步优化试验时纤维素酶添加量选择在0.06%~0.12%比较合适。

图2 纤维素酶添加量对产品感官评分的影响Fig.2 Effect of cellulase amount on sensory score of semi hard biscuits

2.1.3 木瓜蛋白酶添加量对产品品质的影响

按照基本配方,只改变木瓜蛋白酶添加量进行饼干制作试验,产品感官评分如图3 所示。

图3 木瓜蛋白酶添加量对产品感官评分的影响Fig.3 Effect of papain amount on sensory score of semi hard biscuits

蛋白酶可催化水解面粉中的蛋白质来降解面筋,改善面筋网络,有利于面团的成型并防止其收缩,尤其适于韧性饼干的生产;添加一定量蛋白酶后,饼干的组织结构、口感酥脆性明显改善[12,15]。由图3 可知,随蛋白酶添加量的增加产品感官评分先增加后降低,添加量超过0.07%时面团筋性过弱,不利于饼坯成型,饼干表面不光滑且易裂缝。因此,正交试验选择蛋白酶添加量为0.03%~0.07%。

2.1.4 木聚糖酶添加量对产品品质的影响

按照基本配方,只改变木聚糖酶添加量进行饼干制作试验,产品感官评分如图4 所示。

虽然木聚糖大约只占到面粉总量的1%~3%,但其吸水性很强,对于烘焙产品的品质影响很显著[18]。木聚糖酶能将面团中的木聚糖降解为短链的小分子,使面粉中水分分布发生变化,提升面筋的延展性,促进面团的软化和松弛,有利于成型,可以使饼干的体积增加、硬度降低、酥性增大[19-20]。由图4 可知,随木聚糖酶添加量的增加产品感官评分逐渐增加,添加量达到0.06%后变化不明显。因此,木聚糖酶添加量选择在0.04%~0.08%比较合适。

图4 木聚糖酶添加量对产品感官评分的影响Fig.4 Effect of xylanase hydrochloride amount on sensory score of semi hard biscuits

2.2 正交试验结果

黑米韧性饼干正交试验结果见表3。

表3 黑米韧性饼干正交试验结果Table 3 Orthogonal experimental results of the semi hard biscuits

由表3 可知,各因素对产品感官评分影响的主次顺序为A>C>B>D,最佳组合为A3B2C3D3,该组合不在正交试验设计表中,进行3 次验证试验显示,该组合感官评分均值为95 分。因此,黑米韧性饼干的最佳配方为:L-半胱氨酸盐酸盐、纤维素酶、木瓜蛋白酶、木聚糖酶的添加量分别为0.004%、0.09%、0.07%、0.08%,其它原辅料用量与基本配方相同。

2.3 黑米韧性饼干理化及微生物指标检测结果

黑米韧性饼干水分含量很低,不利于细菌和霉菌的生长,在常温(25 ℃左右)条件下保质期为12 个月,此时产品理化指标和微生物指标分别见表4、表5,均符合GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》和GB/T 20980—2007《饼干》的要求。

表4 黑米韧性饼干理指标检测结果Table 4 Physical-chemical indicators testing results of the semi hard biscuits

表5 黑米韧性饼干微生物指标检测结果Table 5 Microbial indicators testing results of the semi hard biscuits

3 结论

通过黑米韧性饼干制作配方的单因素试验和正交试验,确定了黑米韧性饼干的最佳配方:以低筋面粉为100%计,黑米粉20%、玉米淀粉15%、白砂糖粉20%、全脂奶粉6%、食盐0.5%、碳酸氢铵0.8%、碳酸氢钠0.5%、L-半胱氨酸盐酸盐0.004%、纤维素酶0.09%、木瓜蛋白酶0.07%、木聚糖酶0.08%、棕榈油18%、全蛋液15%、水42%。按照以上配方和既定操作要点生产黑米韧性饼干时,面团性能稳定,易于自动成型机压面和成型;饼干呈灰黑色,表面光滑无裂纹,内部组织气孔均匀,口感酥脆,甜度适中,有明显的黑米香味,脂肪含量低,营养丰富。

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