木耳酥性餅干配方、質構和保質期研究

孔祥輝,張 宇,楊國力,韓 冰,馬銀鵬,劉佳寧,陳 鶴,張介馳,*

(1.黑龍江省科學院微生物研究所,黑龍江哈爾濱 150010;2.黑龍江省科學院高技術研究院,黑龍江哈爾濱 150001;3.哈爾濱商業大學,黑龍江哈爾濱 150076;4.黑龍江眾生生物工程有限公司,黑龍江哈爾濱150028)

木耳[Auriculariaauricula(L.)Underw.]營養豐富。明代李時珍《本草綱目》記載木耳入胃,大腸經[1],“益氣不饑,輕身強志”,“清肺潤肺”,“利五臟、排毒氣”(《食療本草》)。木耳富含鐵、鈣、多種有益氨基酸,是天然補血佳品[2];木耳富含被稱為第七營養素的食物纖維素(33.4%),能促進腸道有益菌生長和腸胃蠕動[3],清掃人體垃圾,清肺、止咳、化痰[4-6],預防心血管疾病,減肥、防癌、治便秘、防冠心病和糖尿病[7-12],有益于人體健康。

近幾年,隨著木耳栽培技術發展,我國木耳產量逐年上升,2016年總產量達到627萬噸,其中,黑龍江省木耳產量328萬噸,占比52%。由于獨特的氣候和原料優勢,我省的木耳品質佳,但大多仍為泡發后直接食用或烹飪菜肴,開發的深加工產品極少。精深加工能力弱已經成為制約木耳產業持續健康發展的瓶頸。當務之急是研究木耳深加工關鍵技術,拓展木耳的深加工領域,生產木耳營養餐、木耳超細粉沖劑、木耳掛面、木耳餅干[13]等功能性食品,提高產品附加值,提高產業經濟效益[14-15]。

中國餅干市場呈現出傳統餅干正被新型餅干所取代的格局,餅干企業急需借助新技術新工藝,從原料到產品品質全面創新,才能贏得市場[16-18]。國內已研究成功的食用菌餅干有姬菇餅干、靈芝餅干、杏鮑菇餅干[19-20]等,雖然也有黑木耳餅干方面的研究[13],但迄今市場未見木耳酥性餅干產品。本研究以木耳為主要原料之一開展木耳酥性餅干加工研究,通過正交實驗確定最佳配方,研究了產品生產工藝,研制出了易于被人們所接受的營養均衡、兼具功能特性、組織結構好、色澤飽滿、口感酥脆、口味獨特的木耳酥性餅干,為木耳的深加工探索了一條新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

木耳 除雜后清洗,烘干,粉碎過100目篩,微生物研究所;低筋粉、白糖、泡打粉、食鹽、鋁塑膜(餅干包裝膜,10 cm×12 cm) 江蘇申凱包裝高新技術股份有限公司;無水酥油(福臨門)、黃油(Q/DHLY0004S) 中糧東海糧油工業(張家港)有限公司;棕櫚油(24度)益海嘉里海皇棕櫚油;特丁基對苯二酚(TBHQ) 鄭州百思特食品添加劑有限公司;鹽酸、氫氧化鈉、無水乙醚、石油醚 分析純,北京奧博星生物技術有限責任公司;乙酸與異辛烷混合液 天津市永大化學試劑有限公司;碘化鉀 天津市致遠化學試劑有限公司;硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、酚酞 天津市天力化學試劑有限公司;氫氧化鉀 天津市博迪化工股份有限公司;無水乙醇 天津市巴斯夫化工有限公司。

C21-SK805C21-SK805型電磁爐 九陽集團;ALC-210.2型電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;DHG 9145A型電熱鼓風干燥箱 上海一恒科學儀器有限公司;GH5000型電熱恒溫培養箱 天津市泰斯特儀器有限公司;BCD-206T AD2型冰箱 青島海爾集團;HWS 24型電熱恒溫水浴鍋 上海一恒科學儀器有限公司;FW177型中草藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司;SX2-4-10型箱式電阻爐 天津市中環實驗電爐有限公司;XYF-3K型遠紅外線食品烤爐 廣州紅菱電熱設備有限公司;DK-98-2型電子調溫萬用電爐 天津市泰斯特儀器有限公司;TA.newplus型質構儀 上海isenso公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 木耳酥性餅干制作工藝流程

操作要點:原料預混及面團調制時投料順序是抑制面筋形成,讓產品更酥的關鍵環節[21-23]。先將水、糖、鹽、油、泡打粉等充分攪拌成均勻乳濁液,然后加入面粉、木耳粉和泡打粉均勻調制面團,至面團表面形成一層油脂的薄膜為止,此時盡量降低蛋白質之間的脹潤和水化能力,使面團韌性降低。

采用輥印成型方式制作酥性餅干,要求面團相對稍硬一些,但彈性適中。高溫短時烘烤,餅干入爐時爐內溫度150～210 ℃,隨后順序調整溫度:成形區(220 ℃ 1 min)、發酵區(210 ℃ 4 min)、烘干區和著色區(均為200 ℃,共6 min)。烘烤時間也很重要,一般以顏色來判斷終點,烘烤時間過長或過短會導致餅干過焦或過白。最后自然冷卻至20～25 ℃。

1.2.2 木耳酥性餅干的感官評價標準 對木耳酥性餅干的綜合品質進行感官品質鑒定。根據實驗方案,按工藝要點制作出相應的產品,隨機選定20名消費者(男女各半)進行品嘗,分別對產品的外形、結構、口感、色澤和香味5個方面進行評定,標準如表1所示。用綜合評分的平均值作為感官品嘗的指標,滿分為100分。

表1 感官評定標準Table 1 Biscuit sensory evaluation standard

1.2.3 木耳酥性餅干配方單因素實驗

1.2.3.1 油脂添加量對餅干品質的影響 取白糖25 g,泡打粉2.5 g,食鹽1.7 g,分別添加25、30、35、40、45 g的油脂(其中油脂中黃油所占的比例為1/5,其余為無水酥油),攪拌至黃油融化,再添加低筋粉100 g,木耳粉12.5 g。

1.2.3.2 油脂中黃油所占比例對餅干品質的影響 取白糖25 g,泡打粉2.5 g,食鹽1.7 g,添加油脂40 g,其中油脂中黃油所占的比例為1/2、1/3、1/4、1/5、1/6、1/7(其余為無水酥油),攪拌至黃油融化,再添加低筋粉100 g,木耳粉12.5 g。

1.2.3.3 木耳添加量對餅干品質的影響 取白糖25 g,泡打粉2.5 g,食鹽1.7 g,添加油脂40 g,其中油脂中黃油所占的比例為1/5,攪拌至黃油融化,再添加低筋粉100 g,分別添加木耳粉5、7.5、10、12.5、15 g。

1.2.3.4 白糖添加量對餅干品質的影響 取白糖15、20、25、30、35 g,加入泡打粉2.5 g,食鹽1.7 g,添加油脂40 g,其中油脂中黃油所占的比例為1/5,攪拌至黃油融化,再添加低筋粉100 g,分別添加木耳粉12.5 g。

1.2.4 木耳酥性餅干最優配方的確定 以油脂添加量,油脂中黃油所占的比例,木耳粉添加量,白糖添加量為實驗因素,以感官評價為主要衡量指標,采用L9(3)4四因素三水平正交實驗設計(因素水平見表2),篩選最佳配方。

表2 因素水平表Table 2 The factors and levels

1.2.5 木耳酥性餅干理化指標測定 木耳酥性餅干中酸價的測定參照GB/T 15687-1995;木耳酥性餅干中過氧化值的測定參照GB/T 5538/ISO 3960:2001;木耳酥性餅干中水分含量的測定參照GB/T 5009.3-2003;木耳酥性餅干中灰分含量的測定參照GB/T 5009.4-2003;木耳酥性餅干中脂肪含量的測定參照GB/T 5009.6-2003索氏抽提法。

1.2.6 木耳酥性餅干硬度的測定 采用質構儀進行測定木耳酥性餅干硬度[24-26]。切刀探頭型號為TA/LKB。測試類型為下壓。測定條件:測定前速度為2.00 mm/s;測定速度為1.00 mm/s;測定后速度為1.00 mm/s。目標模式為距離;目標值為30.00 mm。接觸點類型為力;接觸點為5.00 gf。分別測定含木耳的酥性餅干及不含木耳的酥性餅干(其配方和工藝與木耳酥性餅干相同,只是含木耳粉的部分用面粉代替)的硬度,每個樣品測定3次取平均值。

1.2.6 木耳酥性餅干保質期的預測方法 用一定量的棕櫚油來代替植物油,選用抗氧化劑 TBHQ作為食品添加劑(符合GB2760-2011《食品安全國家標準——食品添加劑使用標準》中的規定)。A組:無水酥油一半被棕櫚油代替,不加抗氧化劑TBHQ;B組:無水酥油一半被棕櫚油代替,加抗氧化劑TBHQ 180 mg/kg;C組:無水酥油全部被棕櫚油代替,不加抗氧化劑TBHQ;D組:無水酥油全部被棕櫚油代替,加抗氧化劑TBHQ 180 mg/kg;E組:對照組,不含棕櫚油、抗氧化劑TBHQ。

木耳酥性餅干的保質期加速實驗方法:參照時忠烈[28]的方法,將已用鋁塑膜密封的木耳酥性餅干置于恒溫70 ℃、恒濕(濕度45%)培養箱中,進行餅干的保質期加速實驗。每天分別從5組餅干中各拿出3袋餅干,以木耳酥性餅干在加速儲藏期內的酸價、過氧化值和感官評分為指標,確定木耳酥性餅干中抗氧化劑TBHQ添加量,測試持續至木耳酥性餅干香味淡,有較明顯異味為止,同時將一部分包裝好的餅干樣品在常溫干燥的環境下放置作為對照樣品[27]。測試溫度70 ℃,恒濕(濕度45%)下,用鋁塑膜包裝好的餅干放置1 d,則相當于在常溫、常濕狀態下能放置1.5個月。

1.2.7 木耳酥性餅干理化指標 制備好的木耳酥性餅干(1 d)理化指標按照“GB7100-2015”《餅干衛生標準》進行檢驗,判斷理化指標是否符合國家規范。

1.3 數據處理

每組實驗重復3次,數據采用Microsoft Excel 2003軟件進行統計分析和繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 木耳酥性餅干配方單因素實驗

2.1.1 油脂添加量對餅干品質的影響 油脂添加量對餅干感官評分的影響如圖1所示。隨著油脂添加量的增加,感官評分先逐漸上升至最大值后又下降。當油脂的添加量達到40 g時,感官評分達到最高分93分。研究發現,當油脂過低時,餅干硬度較大,口感酥脆程度不好;而油脂添加量過高時,會導致餅干口感過軟,易碎。

圖1 油脂添加量對餅干感官評分的影響Fig.1 Effect of sensory scores of biscuit sensory by different additive of oils

2.1.2 油脂中黃油所占比例對餅干品質的影響 油脂中黃油所占比例對餅干感官評分的影響如圖2所示,隨著油脂中黃油所占比例的增加,感官評分先逐漸上升至最大值后又下降。當油脂中黃油所占比例達到1/5時,感官評分達到最高分93分。研究發現,當油脂中黃油所占比例過低時,餅干的奶味不足;而油脂中黃油所占比例較高時,會導致餅干奶味過重。

圖2 黃油占油脂的比例對餅干感官評分的影響Fig.2 Effect of sensory scores of biscuit sensory by different proportion of butter in oil

2.1.3 黑木耳粉添加量對餅干品質的影響 黑木耳粉添加量對餅干感官評分的影響結果如圖3,隨木耳粉添加量增加,感官評分先逐漸上升至最大值后又下降。研究發現,當黑木耳粉添加量過低時,餅干木耳味淡,色澤不飽滿;而黑木耳粉添加量過高時,會導致餅干木耳香味濃,但顏色過深,硬度過高。當木耳粉的添加量達到12.5 g時,餅干木耳香味濃郁且口感酥松感官評分最高達92分。

圖3 木耳粉添加量對餅干感官評分的影響Fig.3 Effect of sensory scores of biscuit sensory by different additive of Auricularia auricula powders

2.1.4 白糖添加量對餅干品質的影響 由圖4可知,隨著白糖添加量的增加,感官評分先逐漸上升至最大值后又下降。當白糖的添加量達到25 g時,感官評分達到最高分89分。研究發現,白糖添加量過低時,餅干甜味不足從而影響口感,而白糖添加量過低時,餅干甜味過重。

圖4 白糖添加量對餅干感官評分的影響Fig.4 Effect of sensory scores of biscuit sensory by different additive of sugar

2.2 木耳酥性餅干配方正交實驗分析

最佳配方工藝優化的正交實驗結果如表3所示。

表3 L9(34)正交實驗結果Table 3 Orthogonal experimental design and results

由表3可知,4個因素的主次因素為A>C=D>B,最佳配方為A2C3D2B2,即油脂添加量為40 g,油脂中黃油所占的比例為1/5,木耳粉添加量為12.5 g,白糖添加量為25 g。

2.3.2 死亡率 納入5篇文獻，試驗組納入272例患者，死亡7例，死亡率為2.57%，對照組納入271例患者，死亡19例，死亡率為7.01%，各研究間無異質性（P=0.85，I2=0%），采用固定效應模型進行Meta‐分析，見圖2。結果顯示兩組死亡率比較存在顯著性差異［RR=0.37，95%CI（0.16～0.86），P=0.02］。

此最優方案未出現在正交實驗結果中中,在此條件下制作木耳酥性餅干,進行3次驗證實驗,制得的木耳粉餅干感官評分為(94±1)分,確定此配方為最佳方案。此時的木耳酥性餅干外形飽滿、花紋清晰,內質結構細密均勻、片型整齊、有明顯層次、無雜質,口感酥松、細膩、不粘牙,色澤均勻、沒有過焦、過白現象,香味濃、無異味。

2.3 木耳酥性餅干理化性指標的測定結果

2.3.1 木耳酥性餅干酸價、過氧化值、水分、灰分及脂肪的測定結果 木耳酥性餅干酸價和過氧化值越低越有利于延長保質期。木耳酥性餅干酸價、過氧化值、水分及灰分檢測結果如表4所示,各項理化指標符合GB7100-2015《餅干衛生標準》的要求。此外,灰分檢測值為2.56 g/100 g,脂肪檢測值為33.2 g/100 g。

表4 木耳酥性餅干理化指標檢測結果Table 4 The results of the measurement of the physical and chemical indexes

2.3.2 木耳酥性餅干硬度的測定結果 硬度是第一次壓縮時的最大峰值,即食物達到變形時的力,是評價酥性餅干口感的一個重要指標。結合感官評價得知,當餅干硬度大于30 N時,咬合時口感已經超出普通消費者能夠接受的程度。加入木耳粉后,餅干內部變硬,與普通酥性餅干相比硬度上升較明顯。取最優配方制備的木耳酥性餅干與對照組酥性餅干進行硬度測試。研究發現,對照酥性餅干硬度為12.75 N,木耳酥性餅干硬度為27.30 N。

由此推之,木耳粉對酥性餅干的硬度影響較大。此外,雖然木耳酥性餅干較普通酥性餅干硬度更大,但是咬合時口感并未超出普通消費者能夠接受的程度。即當木耳粉添加量為12.5 g時,餅干硬度能夠達到普通消費者可以接受的程度。

2.4 木耳酥性餅干保質期加速實驗各指標的測定結果及預測結果

為了預測木耳酥性餅干的保質期,進行木耳酥性餅干保質期加速實驗,以酸價和過氧化值為指標(二者值越低越有利于延長保質期),考察酸價及過氧化值隨加速儲藏時間的變化。

2.4.1 加速儲藏時間對木耳酥性餅干保質期和感官評價的影響 保質期加速實驗中不同油脂及不同TBHQ抗氧化劑添加量對木耳酥性餅干酸價和過氧化值的影響如圖5～圖6所示。

圖5 加速儲藏時間對酸價的影響Fig.5 Effects of accelerated storage time on acid prices

圖6 加速儲藏時間對過氧化值的影響Fig.6 Effects of accelerated storage time on peroxide values

B組木耳酥性餅干(TBHQ抗氧化劑添加量為180 mg/kg(以油脂計)且用棕櫚油代替配方中50%的無水酥油)如圖5所示,其酸價在第4 d開始有明顯上升趨勢,但未超標。其加速儲藏時間對過氧化值的影響如圖6所示過氧化值在第5 d開始有了明顯的上升趨勢,但是沒有超過《餅干衛生標準》中的限定值。對木耳酥性餅干進行感官評價發現,從第6 d開始,木耳酥性餅干出現輕微異味,隨后異味加重。

C組木耳酥性餅干(不加TBHQ抗氧化劑且用棕櫚油代替配方中100%的無水酥油)加速儲藏時間對酸價的影響如圖5所示,儲存5 d開始酸價明顯上升,最高值未超標。其加速儲藏時間對過氧化值的影響如圖6所示,當木耳酥性餅干的儲存5 d開始過氧化值價明顯上升,最高值同樣未超過《餅干衛生標準》中的限定值。對木耳酥性餅干進行感官評價發現,第7 d開始木耳酥性餅干出現輕微異味,隨后異味加重。

D組木耳酥性餅干(TBHQ抗氧化劑添加量為180 mg/kg(以油脂計)且用棕櫚油代替配方中100%的無水酥油)加速儲藏時間對酸價的影響如圖5所示,酸價在第5 d開始有了明顯的上升趨勢,但未超標。其加速儲藏時間對過氧化值的影響如圖6所示,過氧化值在第5 d開始有了明顯的上升趨勢,但是仍然未超過《餅干衛生標準》中的限定值。對木耳酥性餅干進行感官評價發現,直到第8 d餅干未有異味。

E組餅干(對照組)加速儲藏時間對酸價的影響如圖5所示,酸價在加速儲藏期的第3、4 d出現明顯的升高趨勢,但未超出標準(GB7100-2015《餅干衛生標準》中規定的酸價5 mgKOH/g(以油脂計))限定值。其加速儲藏時間對過氧化值的影響如圖6所示,木耳酥性餅干在加速儲藏期的第2、3 d出現明顯的升高趨勢,由于GB7100-2015《餅干衛生標準》中規定的過氧化值不得超過0.25 g/100 g(以油脂計),所以當木耳酥性餅干中不添加TBHQ抗氧化劑時,餅干在7 d加速儲藏實驗中,已嚴重不合格。對木耳酥性餅干進行感官評價發現,從第4 d開始,木耳酥性餅干出現輕微異味,隨后異味更加嚴重。

TBHQ抗氧化劑添加量為180 mg/kg(以油脂計)且用棕櫚油代替配方中100%的無水酥油的木耳酥性餅干,在溫度70 ℃和濕度45%條件下 8 d的儲藏過程中,木耳酥性餅干沒有發現酸價、過氧化值超標和異味現象。

2.4.2 木耳酥性餅干加速實驗后的理化指標 對按照最佳生產配方與烘烤方案生產的包裝好的木耳酥性餅干在溫度70 ℃和濕度45%條件下 儲藏8 d后,按照 GB7100-2015《餅干衛生標準》檢測木耳酥性餅干理化指標,結果如表5所示。經加速實驗后的木耳酥性餅干理化指標為合格。

表5 理化指標檢測結果Table 5 Results of physical and chemical indexes test

綜上,TBHQ添加量為180 mg/kg(以油脂計)且用棕櫚油代替配方中100%無水酥油的木耳酥性餅干的保質期最長,由保質期加速實驗可以預測該餅干產品保質期為1年,符合標準。

3 結論

以低筋面粉、木耳粉為原料,適量添加白糖、食鹽、油脂、泡打粉等研制木耳酥性餅干,以油脂含量、黃油占油脂含量的比例分數、木耳粉添加量、白糖添加量為影響口感的因素,采用單因素和正交實驗方法,通過感官評價得到木耳酥性餅干產品的最佳配方:低筋粉100 g,木耳粉12.5 g,白糖25 g,泡打粉2.5 g,食鹽1.7 g,油脂含量40 g(其中黃油8 g,棕櫚油32 g),TBHQ抗氧化劑180 mg/kg(以油脂計)。100 g木耳酥性餅干產品理化指標:水分2.8 g,灰分2.56 g,脂肪33.2 g,酸價0.45 mg/g,過氧化值(以油脂計)0.0012 g/100 g,硬度27.30 N。經保質期加速實驗預測產品保質期為1年,以上符合GB7100-2015《餅干衛生標準》的理化指標。