青稞饼干工艺优化及其品质特性分析

摘要：以青稞粉为原料，通过单因素试验和响应面优化青稞饼干的工艺配方，结合感官评价方法，考察其青稞粉和全麦粉质量比、白砂糖、橄榄油、全脂奶粉添加量对青稞饼干品质的影响，并测定其微生物、理化指标、营养指标。结果表明，当青稞粉和全麦粉质量比为3∶1、橄榄油添加量为20%、白砂糖添加量为5%、奶粉添加量为10%时，青稞饼干感官评分达95.8分，电子舌味觉特征表现为甜味、酸味突出，且各项检测指标均符合饼干相应的国家标准。在此工艺条件下所制成的青稞饼干表面呈金黄色、色泽均匀、口感酥脆，具有浓郁的青稞香气。

关键词：青稞；饼干；响应面；感官评价；品质特性

中图分类号：TS213.22 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）09-0173-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.09.029 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Process optimization and quality characteristics analysis of highland barley biscuits

CAO Wen-xiu， BAI Jia-rui ，LI Guang-ying， ZHANG Yan-zhen

（Qinghai Light Industry Institute Co.， Ltd.， Xining 810699， China）

Abstract： Using highland barley flour as raw material， the process formula of highland barley biscuits was optimized by single factor experiment and response surface. Combined with sensory evaluation methods， the effects of the quality ratio of highland barley flour and whole wheat flour， white sugar， olive oil and whole milk powder on the quality of highland barley biscuits were investigated， and the microbial， physicochemical and nutritional indexes were determined. The results showed that when the quality ratio of highland barley flour and whole wheat flour was 3∶1， the amount of olive oil was 20%， the amount of white sugar was 5%， and the amount of milk powder was 10%， the sensory score of highland barley biscuits reached 95.8 points. The taste characteristics of electronic tongue showed that sweet and sour taste were prominent， and all the detection indexes were in line with the corresponding national standards for biscuits. In this process， the surface of the highland barley biscuits was golden yellow， the color was uniform， and the taste was crisp， with a strong aroma of the highland barley.

Key words： highland barley； biscuits； response surface； sensory evaluation； quality characteristics

青稞属禾本科大麦属，又称为裸大麦，在青海、甘肃、西藏、四川等地区分布较广［1］。相比其他谷物，青稞富含蛋白质、膳食纤维、不饱和脂肪酸，同时，青稞中还含有β-葡聚糖、多酚等抗氧化活性成分。作为粮食作物，青稞的食用和营养价值都较高，其营养符合“三高两低（高维生素、高纤维、高蛋白和低糖、低脂肪）”的饮食结构，是谷类作物中的良品［2-4］。

饼干是市场上常见的休闲食品，具有营养丰富、携带方便等优点，适合各种人群食用，倍受消费者喜爱，但目前市场上的饼干主原料以小麦粉居多，近年来，随着人们对健康食品意识的增强，消费需求也从原来的口感好提升到好吃又健康的消费理念［5，6］。用青稞粉替代常用的小麦粉作为主料，富含单不饱和脂肪酸的橄榄油替代传统高热量的黄油，再添加奶粉和白砂糖丰富饼干口感，优化后的饼干通过各项食品安全指标检测保证品质，并通过专业感官评价小组对改良后的成品进行感官评价，在多组单因素试验的基础上运用响应面进一步优化配方，辅以质构仪、电子舌等相关仪器对其理化性质、口感质地进行定量化数据分析，全面综合评估青稞饼干在口感、风味及营养方面的效果［7-11］。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青稞粉，青海新绿康食品有限责任公司；全麦粉，新疆天山面粉（集团）有限责任公司；全脂奶粉，光明乳业股份有限公司；特级初榨橄榄油、白砂糖、鸡蛋、小苏打，青海省西宁市大百超市采购。

石油醚、氢氧化钠、硫酸，四川西陇科学有限公司；硼酸，天津市光复精细化工研究所；硫酸铜、硫酸钾、氯化钾，天津市百世化工有限公司；乙酸镁，天津市大茂化学试剂厂。

1.2 仪器与设备

JMC-40D1烤箱、DX-55五谷杂粮磨粉机，广州市中麦机械设备有限公司；BT125D分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司；LDZF-50L-II高压立式灭菌锅，兰州新创基因分析仪器有限公司；TMS-Pro物性分析仪，美国FTC公司；SA402B电子舌味觉分析系统，日本INSENT公司；SZC-D 脂肪测定仪，上海纤维仪器有限公司；RY-TQ-5L多功能索式提取罐，上海锐元机械设备有限公司；SKD-800 自动定氮仪，上海沛欧分析仪器有限公司；DGG-9123A 电热恒温鼓风干燥箱，上海森信实验仪器厂；LRH-250 生化培养箱，上海一恒科技有限公司；SW-CJ-2D 双人净化工作台，上海苏净实业有限公司；WP-UPT-20 标准型超纯水机，四川沃特尔水处理设备有限公司。

1.3 青稞饼干制作工艺

1.3.1 工艺流程 准确称取各种原辅料？充分混合均匀？加入一定比例的水和油？混合均匀和成面团？放置15 min醒面？置于压面机辊压成型？放入烤盘烘烤30 min？放置冷却，包装定型。

1.3.2 基本配方 以总质量为100%计，其配方为：青稞粉35%、全麦粉12%，橄榄油15%，水20%，白砂糖6%，奶粉6%，鸡蛋液5%，小苏打1l+9ipRmOxs3V5bz53Z+vdg==%。

1.3.3 操作要点

1）混料调粉。将称好的青稞粉、全麦粉、白砂糖、全脂奶粉、鸡蛋液、小苏打混合均匀，倒入橄榄油、水，和成表面均匀光滑的面团，在室温下密闭放置15 min。

2）辊压成型。将混料置于压面机中，经辊压成型，制得厚度为 6 mm的饼干，用饼干模具30 mm×50 mm压印成型。

3）烘烤、冷却。在烤盘上放入烤纸，将厚度、大小一致的饼干整齐摆放在烤盘上，放入烤箱进行烘烤，温度控制在上火130 ℃，下火130 ℃ ，时间为30 min［12］，取出冷却至室温，此步骤可以挥发掉多余的水分。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验 根据预试验结果，保持青稞饼干原基础配方不变，分别研究青稞粉和全麦粉添加质量比、橄榄油添加量、奶粉添加量、白砂糖添加量对青稞饼干感官品质的影响。以总质量为100%计，设置混合面粉（青稞粉与全麦粉）添加量为47%，混合面粉中青稞粉与全麦粉添加质量比1∶1、2∶1、 3∶1、4∶1、5∶1五个水平，研究青稞粉和全麦粉添加质量比对青稞饼干品质的影响；设置橄榄油添加量10%、15%、20%、25%、30%五个水平，研究橄榄油添加量对青稞饼干品质的影响；设置白砂糖添加量1%、3%、5%、7%、9%五个水平，研究白砂糖添加量对青稞饼干品质的影响；设置奶粉添加量6%、8%、10%、12%、14%五个水平，研究奶粉添加量对青稞饼干品质的影响。

1.4.2 响应面优化试验 在单因素试验结果的基础上，选择青稞粉和全麦粉添加质量比、橄榄油添加量、白砂糖添加量、奶粉添加量为研究对象，以感官评价得分为响应值，利用 Box-Behnkon 试验设计，优化最佳条件，响应面试验因素及水平如表1所示。

1.5 评价方法

1.5.1 青稞饼干的感官评价 随机抽取10名经过专业感官培训的人员，成立感qmKM2OqqFMPVpoKpHxGArQ==官评价小组，对青稞饼干色泽、香气、组织状态、滋味4个方面进行感官评分并统计，感官评分标准如表2所示。

1.5.2 青稞饼干理化指标和微生物测定 参考国家食品安全标准，对所制成的青稞饼干进行过氧化值、酸价以及菌落总数等指标检测［11］。另外，对优化配方后的青稞饼干和市售饼干的营养成分（粗纤维、脂肪、蛋白质、淀粉）进行测定，比较两者间的营养成分差异。

1.5.3 青稞饼干电子舌味觉特征分析 试验采用 SA-402B味觉分析系统，配备CAO、GL1、COO、CTO、AAE、AE1传感器，通过模拟人类及其他生物活体的味觉感受机制［12］，检测青稞饼干酸、甜、苦、咸、鲜、涩等味道。

1.6 数据处理

所有检测组都进行3次平行检测，结果以平均值±标准差表示，采用Excel 2021、Design Expert 8和Origin Pro 2021软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 青稞粉和全麦粉质量比对青稞饼干品质的影响 由图1可知，随着青稞粉占比的增加，青稞饼干感官评分先增加后下降，剪切力先降低后增加，青稞粉和全麦粉比例在3∶1时，青稞饼干的感官评分最高，剪切力最低，此时的面团成型均匀光滑，饼干气味具有协调的青稞谷物香气，口感较好。青稞粉和全麦粉比例低于3∶1时，随着青稞粉的减少，面团成型较好，但青稞谷物香气不协调、青稞谷物滋味不明显。青稞粉和全麦粉比例高于3∶1时，随着青稞粉添加量的增加，面团更不容易成型，且饼干口感细腻度降低，粗糙感（渣感）越明显，因此，在不影响突出饼干口感细腻及青稞谷物香气协调的产品特性条件下，选择青稞粉和全麦粉最佳添加比例为3∶1。

2.1.2 橄榄油添加量对青稞饼干品质的影响 由图2可知，随着橄榄油量的增加，青稞饼干感官评分先增加后下降，剪切力呈平稳下降趋势，橄榄油添加量在20%时，青稞饼干的感官评分最高，剪切力在低值，因为油的乳化和起酥作用，使得面粉和油脂得到充分搓擦，油脂的表面积扩大了，使面粉粒外面均匀地包裹着油脂，面粉因为油脂的表面张力粘连成团，制成的面团比较松散，饼干口感酥脆。橄榄油的添加量小于20%时，随着添加量的减少面团疏松度降低，伴随烘烤时水分的蒸发，饼干酥脆度明显下降，硬度增加。橄榄油添加量大于20%时，随着橄榄油添加量的增加面团的疏松度逐渐增加，但饼干口感油腻程度也逐渐增强，感官评分较低，因此，选择最佳橄榄油添加量为20%。

2.1.3 白砂糖添加量对青稞饼干品质的影响 由图3可知，随着白砂糖量的增加，青稞饼干感官评分先增加后下降，剪切力先降低后增加，白砂糖添加量在5%时，饼干甜度适中，甜而不腻，青稞饼干的感官评分最高，剪切力最低。当白砂糖添加量低于5%时，饼干甜味寡淡，口感欠佳。当白砂糖添加量高于5%时，饼干面团发硬，不易成型，且烘烤后的饼干表面容易出现裂痕［13］，剪切力增加，饼干甜度高，口感甜腻不佳，因此选择最佳白砂糖添加量为5%。

2.1.4 奶粉添加量对青稞饼干品质的影响 由图4可知，随着奶粉量的增加，青稞饼干感官评分先增加后下降，剪切力先降低后增加。奶粉添加量在10%时，青稞饼干感官评分最高，剪切力最低，此时饼干口感酥脆，香而不腻。当奶粉添加量低于10%时，饼干香气寡淡，口感酥脆度下降。当奶粉添加量高于10%后，面团不易成型，逐渐发软，烘烤后的饼干表面干裂且口感发硬，因此，选择最佳奶粉添加量为10%。

2.2 响应面试验结果与分析

2.2.1 响应面优化试验结果 运用 Design-Expert 8软件对青稞饼干感官评分试验结果进行方差分析，如表3所示，得到二次多项式回归方程：Y=96.92-1.76A - 2.32B + 1.56C + 0.25D - 2.53AB - 0.45AC - 1.30AD - 0.25BC + 0.32BD - 0.18CD - 3.00A2 - 7.09B2 - 6.13C2 - 2.36D2。

2.2.2 显著性检验及方差分析 由表4回归模型方差分析可以看出，模型的 P<0.000 1，表明模型极其显著。失拟项不显著（P=0.562 8>0.05），表明方程拟合程度好。决定系数R2=0.939 5，则说明实际值和预测值相关性较高。一次项A、B、C以及所有二次项表现为极显著（P<0.01），交互项AB表现为差异显著（P<0.05），其余均不显著（P>0.05）［14，15］。由F值可知，4个因素对青稞饼干感官评分的影响顺序为B>A>C>D，即橄榄油添加量>青稞粉与全麦粉质量比>白砂糖添加量>奶粉添加量。

2.2.3 交互作用和等高线分析 以感官评分（Y）为指标，对青稞粉与全麦粉质量比（A）、橄榄油添加量（B）、白砂糖添加量（C）、奶粉添加量（D）4个因素进行交互作用和等高线分析，结果如图5至图10所示。其中图7和图9表明奶粉添加量对青稞饼干感官评分的影响无明显变化。

2.2.4 响应面优化结果 通过 Design-Expert 8 软件对试验数据进行优化预测［16］，得到青稞饼干的最佳工艺配方为青稞粉与全麦粉质量比2.72∶1、橄榄油添加量19.44%、白砂糖添加量5.28%、奶粉添加量10.23%。该工艺条件下青稞饼干的感官评分预测值为 97.42分。结合实际，选取青稞粉与全麦粉质量比3∶1、橄榄油添加量20%、白砂糖添加量5%、奶粉添加量10%，测得饼干感官评分为 95.8分，与模型预测值较为接近，说明该模型可用于青稞饼干工艺优化。

2.3 GtSvsvl6zfXBGF1w265VWAXxqedwINJQbr52lg6qplk=青稞饼干电子舌滋味特征分析

采用 SA-402B 味觉分析系统对青稞饼干和市售饼干进行电子舌味觉特征分析［17，18］，其电子舌味觉值指标如表5所示。本试验参比溶液是KCl和酒石酸，酸味无味点为-13，咸味无味点为-6。由表5可知，青稞饼干和市售饼干酸味和咸味均在无味点以下，因此两款饼干都无酸味和咸味的味觉特征。

图11中坐标轴代表味道强度值，该值是电子舌基于韦伯-费希钠定律将呈味物质20%的强度变化定义为一个味道单位［19，20］。由图11可知，青稞饼干中的甜味值和鲜味值略大于市售饼干，而苦味则小于市售饼干，原因推测甜味值大是因为青稞饼干中添加的白砂糖和奶粉对甜味贡献比较大，并且青稞饼干中的甜味掩盖了相应的苦味，导致市售饼干苦味略高。

2.4 青稞饼干成品的检测结果与分析

青稞饼干的微生物和理化检测结果见表6，通过最优工艺配方制作的青稞饼干微生物和理化各项指标结果均符合国家食品安全标准。

2.5 青稞饼干的营养特性分析

对制成的青稞饼干进行营养指标检测，结果如表7所示。青稞饼干较市售饼干淀粉含量和脂肪含量有明显降低，且蛋白质和粗纤维含量有明显提高，因此青稞饼干更能满足追求低糖低脂健康零食的消费者需求。

3 小结

通过单因素和响应面优化试验，最终得出以青稞粉为主要原料，添加20%橄榄油、5%白砂糖、10%奶粉为青稞饼干最佳比例配方，该配方制作的饼干具有高蛋白、低脂肪、富含膳食纤维、营养丰富的优点。饼干中青稞谷物香气浓郁、口感酥脆，且微生物指标以及各项理化指标均符合国家标准，电子舌味觉特征中甜味突出，适合当下低脂健康营养的饼干消费需求。

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收稿日期：2023-05-16

基金项目：青海省科技成果转化专项项目（2022-SF-148）

作者简介：曹文秀（1992-），女，青海西宁人，助理工程师，主要从事食品开发与质量控制研究，（电话）18194559202（电子信箱）2411345625@qq.com；通信作者，张艳珍（1992-），女，青海西宁人，助理研究员，主要从事食品研发与检测工作，（电话）15509716282（电子信箱）799308062@qq.com。

曹文秀，白家瑞，李光英，等. 青稞饼干工艺优化及其品质特性分析［J］. 湖北农业科学，2024，63（9）：173-179，184．