菱角海藻糖饼干的研制

裴萌萌， 吴玉琦， 王艳艳， 董甜甜， 王立业

(1.洛阳师范学院 食品与药品学院， 河南 洛阳 471934； 2.河南师范大学 化学化工学院， 河南 新乡 453007)

菱角是菱科、 菱属一年生草本水生植物菱的果实， 被誉为养生益寿之果. 菱角含有丰富的蛋白质、 多糖、 黄酮、 生物碱、 β-谷留醇、 不饱和脂肪酸及多种维生素和微量元素， 具有较高的食用价值[1-3]. 近年来研究发现， 从菱角中提取的3, 4, 5-三羟基苯甲酸二聚体能够诱导肿瘤细胞凋亡， 发挥抗肿瘤作用. 而且， 菱角提取物对离体胃癌细胞、 肝癌细胞具有很好的抑制活性[4]. 因此， 菱角被认为是一种极具研究和开发价值的食品原料.

海藻糖是一种非还原性双糖， 性质稳定， 与蛋白质、 氨基酸共存时， 即使加热也不发生美拉德褐变反应. 同时， 海藻糖且有一定的防老化作用， 能刺激细胞自噬， 抑制某种特定类型肿瘤的生长[5-7]. 因此， 海藻糖被广泛地应用于食品与药品等行业. 海藻糖是一种天然的功能性多糖， 甜度低， 仅为蔗糖的45%， 在各种饼干的加工中， 海藻糖添加量可占总糖量的30%[8]. 海藻糖能够增加食品的稳定性， 可减少食品添加剂的使用， 对提升食品的安全性具有十分重要的作用[9].

为了充分发挥菱角和海藻糖的食药两用作用， 本研究把两者充分地结合起来， 通过配方优化， 制成一款美味且具有保健功能的饼干.

1 材料

1.1 材料与试剂

纯生菱角粉(山东多麦食品有限公司)， 海藻糖(日本株式会社林原)， 木糖醇(山东福田药业有限公司)， 低筋面粉(滨州中裕食品有限公司)， 动物黄油(内蒙古蒙牛有限公司)， 纯牛奶(蒙牛有限公司)， 鸡蛋(市售).

1.2 仪器与设备

SM2-523型电烤炉(新麦机械有限公司)， MB25型水分测定仪(奥豪斯仪器有限公司)， 波通TVT6700型物性分析仪(波通瑞华科学仪器有限公司).

2 方法

2.1 基础配方

菱角海藻糖饼干基础配方：菱角粉100 g， 低筋面粉60 g， 黄油52 g， 海藻糖14.4 g， 木糖醇33.6 g， 牛奶52 g.

2.2 工艺流程

糖油混合→加菱角粉、 低筋面粉→搅拌→加牛奶→面团调制→冷却成型→切片烘烤→冷却→成品.

2.3 操作要点

取所需黄油于40 ℃加热软化， 加入一定比例的海藻糖和木糖醇， 不断搅拌使其充分溶解. 再加入一定量的菱角粉、 低筋面粉和牛奶， 使面团混匀， 调制面团. 将调制的面团揉搓至不粘手且不掉渣， 用保鲜膜包裹， 于4 ℃放置20 min， 取出揉搓、 造型. 设置烤箱面火和底火温度155 ℃， 预热10 min， 将饼干胚放入烤箱焙烤20 min， 烘焙期间不断翻转烤盘使饼干受热均匀. 将烤好的饼干取出， 置于通风处放凉至室温， 待用.

2.4 单因素试验

在菱角海藻糖饼干基础配方中， 保持其他原料添加量和条件一致的情况下， 分别研究菱角粉添加量(85 g、 90 g、 95 g、 100 g、 105 g)、 黄油添加量(42 g、 47 g、 52 g、 57 g、 62 g)、 海藻糖添加量(12.4 g、 14.4 g、 16.4 g、 18.4 g、 20.4 g)、 烘焙温度(150 ℃、 155 ℃、 160 ℃、 165 ℃、 170 ℃)对成品饼干感官品质的影响.

2.5 正交试验

根据单因素试验结果， 选取不同的菱角粉添加量(A)、 黄油添加量(B)、 海藻糖添加量(C)和烘烤温度(D)为考察因素， 进行L9(34)正交试验(见表1)， 以表2的感官评价标准优化饼干的最佳制备工艺.

2.6 感官评价

选取10位食品专业人员组成测评小组， 对菱角海藻糖饼干进行感官评分. 评价标准参考GB 7100—2015《食品安全国家标准 饼干》， 并结合菱角海藻糖饼干特点， 分别从外观、 口感、 组织形态、 气味和色泽5个方面制定了饼干的感官评分标准(见表2)， 以10人感官评分的均值作为评价结果.

表1 正交试验设计表

表2 感官评价标准

2.7 质量评价

2.7.1 水分含量的测定

采用MB25水分测定仪进行测定. 设置加热温度为105 ℃， 加热时间为自动模式. 饼干粉碎后过40目筛， 准确称取4.0 g置于样品盘中， 均匀平铺， 关闭加热罩， 点击启动按钮， 设备开始加热并测定. 当在1 min内样品减失质量小于1.0 mg时， 仪器自动停止加热， 从仪器上直接读取样品水分含量结果.

2.7.2 灰分含量的测定

按照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》方法进行测定.

2.7.3 还原糖含量的测定

参照文献[10]中还原糖含量的测定方法进行测定.

2.7.4 质构测定

采用波通TVT6700型物性分析仪(质构仪)对饼干的质构进行测定. 设置初始测试距离为5 mm， 测试前速度为2.5 mm/s， 测试中速度为1 mm/s， 测试后速度为5 mm/s， 触发力设置为5 g. 根据测定结果， 获得饼干的硬度、 柔韧性等相关参数.

3 结果与分析

3.1 单因素试验结果

3.1.1 菱角粉添加量对饼干品质的影响

随着菱角粉的添加量的增加， 饼干的感官评分先升高后降低(如图1所示). 当菱角粉添加量为85 g时， 饼干菱角味较淡， 菱角香气特性不突出， 感官评分较低； 当菱角粉添加量为100 g时， 饼干色泽淡黄， 呈现淡淡菱角香气， 口感酥脆细腻， 感官评分最高； 菱角粉添加量达到105 g时， 菱角香气较浓郁， 但组织结构粗糙， 颜色呈现深褐色， 口感较硬， 感官评分降低.

图1 菱角粉添加水平对饼干品质的影响

3.1.2 黄油添加量对饼干品质的影响

淀粉和蛋白质与适量的黄油发生作用， 可提高面团的加工性能， 赋予制品良好的口感， 延缓制品老化， 提高品质[11]. 黄油添加量对饼干品质影响结果如图2所示. 当黄油添加量为42 g时， 饼干组织结构粗糙， 口感干硬， 感官评分最高； 当黄油添加到52 g时， 制备出的饼干酥脆可口， 感官评分最高； 黄油添加量增至62 g时， 此时油脂过多， 面团发黏， 饼干回油， 感官评分较低.

图2 黄油添加量对饼干品质的影响

3.1.3 海藻糖添加量对饼干品质的影响

如图3所示， 当海藻糖的添加量为12.4 g时， 饼干颜色较浅且香味较淡， 感官评分较低； 当海藻糖添加量为20.4 g时， 饼干的味道过于甜腻， 且烘烤后颜色较深， 评分较低； 当添加量为14.4 g时， 口感酥脆， 甜味适中， 饼干感官评分最高.

图3 海藻糖添加量对饼干品质的影响

3.1.4 烘焙温度水平对饼干品质的影响

烘焙温度对饼干的品质具有重要的影响， 饼干品质随着烘焙温度而提高， 当烘焙温度超出一定范围时， 饼干的口感、 色泽等方面会受到很大影响[12]. 研究结果表明， 烘焙温度为150 ℃时， 成品颜色较浅， 成熟较慢， 感官评分稍高(如图4所示)； 当烘焙温度达到170 ℃时， 由于温度过高， 饼干颜色过重， 有焦煳味， 感官评价较低； 而烘焙温度为155 ℃时， 感官评分最高.

图4 烘焙温度对饼干品质的影响

3.2 正交试验结果分析

在进行单因素试验的基础上， 进行正交试验， 结果见表3.

由表3可知， 影响菱角海藻糖饼干感官品质的因素顺序为A>B>D>C. 菱角粉添加量对饼干品质影响最大， 其次为黄油添加量和烘焙温度， 最后是海藻糖添加量， 最优组合为A2B2C3D2. 由于正交优化的最佳工艺条件与单因素试验的最优条件不一致， 因此对正交优化的最优条件进行验证. 结果表明， 所制备的菱角海藻糖饼干质地酥脆， 香味和甜度适中， 品质最佳， 感官评分最高. 因此确定菱角海藻糖饼干的最佳配方为菱角粉添加量100 g， 低筋面粉添加量60 g， 黄油添加量为52 g， 海藻糖添加量为16.4 g， 木糖醇添加量为38.3 g， 牛奶添加量为52 g， 烘烤温度为155 ℃， 烘烤时间为20 min.

表3 菱角海藻糖饼干正交表

3.3 质量评价

3.3.1 水分含量测定结果

饼干水分含量测定结果见表4. 一定量的水分保持可以改善饼干的口感， 但水分过多， 不利于饼干的存储和货架期. 由测定结果可知， 所制备的饼干平均水分含量为2.23%， 满足国家标准对酥性饼干含水量≤4.0%的指标要求[13]， 同时也使所制备饼干酥脆可口.

表4 饼干的水分含量

3.3.2 灰分含量测定结果

饼干灰分含量测定结果见表5. 所制备饼干平均灰分含量0.97%， 高于普通饼干的灰分含量0.78%[14]. 这可能归因于在配方中菱角粉的添加， 其富含多种矿物元素， 从而使灰分含量偏高.

表5 饼干中灰分含量

3.3.3 还原性糖含量测定结果

饼干还原性糖含量测定结果见表6. 所制备的饼干中还原性糖的含量为11.41%， 低于市售饼干的含糖量(15%～20%). 这可能与饼干中除了海藻糖外， 无其他还原性糖添加有关.

表6 饼干中还原性糖含量

3.3.4 质构测定结果

用质构仪对饼干进行质构测定， 结果见图5. 结果表明， 饼干的硬度值为1 070.3 g， 柔韧性值为0.2.

图5 饼干质构测定结果

4 结论

通过单因素试验和正交试验， 优化得到菱角海藻糖饼干的最佳工艺配方：菱角粉添加量为100 g， 低筋面粉添加量为60 g， 黄油添加量为52 g， 海藻糖添加量为16.4 g， 木糖醇添加量为38.3 g， 牛奶添加量为52 g， 面火和底火的烘烤温度为155 ℃， 烘烤时间为20 min. 所制备饼干的水分含量为2.23%， 灰分含量为0.97%， 还原性糖含量为11.41%， 硬度值为1 070.3 g， 柔韧性为0.2. 所研制的菱角海藻糖饼干有浓郁的菱角清香， 色泽适中， 口感酥脆， 清甜不腻， 丰富了饼干的内容和形式.