靈武長棗餅干的制備及品質測定

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(1.天津科技大學食品工程與生物技術學院,天津 300457; 2.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司,天津 300300; 3.天津農科食品生物科技有限公司,天津 300000; 4.長融匯通(天津)食品科技研發有限公司,天津 300457)

紅棗是藥食兩用的水果,在《神農本草經》中記載紅棗可作為藥引[1-2]。紅棗營養成分多樣,包括糖類[3]、蛋白質、膳食纖維、維生素、各類氨基酸及多種活性物質[4-7]等。靈武長棗產自寧夏靈武市,棗果色澤鮮艷,體積較大,脆甜汁多,營養價值高。鮮棗含糖量30%左右,含酸量為0.3%左右,可食率達95.5%,制干率為30%左右[8]。目前國外對靈武長棗的研究甚少,而國內主要針對靈武長棗采后貯藏、功能成分提取等領域進行研究。如曹金霞[9]研究了靈武長棗中活性成分多糖的單糖組成。張利[10]探究了靈武長棗采后貯藏期間棗果的生物有效性的變化,以及貯藏期營養物質的氧化衰老和氧化能力研究。目前,對靈武長棗加工的研究更是鳳毛麟角,其中,張蘋蘋等[11]研究了靈武長棗桃酥的制作。楊小波等[12]采用靈武長棗制備出總酸含量為4.301 g/100 mL的具有靈武長棗獨特的香味和營養物質以及具有保健功能的靈武長棗醋。高軼楠等[13]以水分35%左右的過季靈武長棗干棗為原材料,最終得出小菜的制作配方。在靈武長棗飲料的生產加工中產生了大量副產物-棗渣,但由于其含水量高、不宜儲存、容易變質等特點,長期以來一直被人們當做廢棄物丟棄,其價值沒有得到充分利用[14]。棗渣中含有豐富的膳食纖維及其他營養物質,資源化回收再利用棗渣,不僅能節約資源,還能夠開辟靈武長棗精深加工的新領域[15]。

近年來,關于棗渣的研究主要集中在有效成分方面,如孫靜等[16]利用高溫蒸煮結合酶解改性棗渣膳食纖維,何新益等[17]采用微波加超聲輔助醇法提取棗渣黃酮,張好好等[18]利用響應面優化棗渣多糖提取工藝,但關于棗渣在焙烤食品方面的研究鮮有報道。靈武長棗渣作為棗渣的一種,同樣含有豐富的膳食纖維,如果靈武長棗渣能更廣泛地應用于食品開發中,不僅能解決棗渣的綜合利用率問題,還能為市場提供一種新型健康食品。

本研究將靈武長棗渣自制成棗渣粉添加到面粉中,再添加黃油、玉米油、泡打粉等輔料,研究靈武長棗餅干制作配方及工藝,并測定靈武長棗餅干的脂肪和膳食纖維含量,以期為靈武長棗加工副產物在焙烤產品中的開發提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

靈武長棗渣、靈武長棗粒 寧夏中璽棗業股份有限公司;低筋面粉、黃油、玉米油、泡打粉、白砂糖 均為市購。

WGL-30B電熱鼓風干燥箱 天津泰斯特儀器有限公司;CKTF-25G長帝烤箱 佛山市偉仕達電器實業有限公司;AUY 120型電子天平 安捷倫科技有限公司;GCMS-QP2010 Ultral氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司

1.2 實驗方法

1.2.1 靈武長棗渣粉的制備 采用熱風干燥將靈武長棗渣在65 ℃條件下烘26 h,然后粉碎,過100目篩,備用。

1.2.2 靈武長棗餅干的制作 由預實驗得靈武長棗餅干的初始配方:低筋面粉100%,黃油33.33%,玉米油25%,白砂糖16.67%,靈武長棗粒16.67%,靈武長棗渣粉10%,泡打粉1%。(以低筋面粉含量100%計)取適量黃油,隔水軟化后加入適量玉米油;再加白砂糖攪拌30 s,使其顏色變淺即可(提前用高速攪拌機把白砂糖攪打成粉狀,并過80目篩);然后加入已切好的靈武長棗粒(長×寬×高約為0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm),繼續拌勻;用篩篩入低筋面粉、靈武長棗渣粉和泡打粉,并揉成團狀,用保鮮膜裹住然后塑形;將面團在室溫下醒20～30 min;將醒好的面團放在-18 ℃冰箱中冷凍1.5 h后取出后切塊;最后,烤盤放錫箔紙,待烤箱預熱完成后,將餅干坯裝入烤盤進行焙烤,即得成品。

1.2.3 餅干制作配方單因素實驗 在初始配方的基礎上(見1.2.2中),進行了單因素實驗。改變靈武長棗渣粉添加量(0、10%、20%、30%、40%、50%、60%),按初始配方固定其余原料添加量,參照1.2.2的工藝步驟制作靈武長棗餅干,考察其對餅干感官評分的影響;改變白砂糖添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同時固定其余原料添加量,參照1.2.2的工藝步驟制作靈武長棗餅干,考察其對餅干感官評分的影響;改變黃油添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同時固定其余原料添加量,參照1.2.2的工藝步驟制作靈武長棗餅干,考察其對餅干感官評分的影響;改變靈武長棗粒添加量(0、12.5%、25%、37.5%、50%、62.5%),同時固定其余原料添加量,參照1.2.2的工藝步驟制作靈武長棗餅干,考察其對餅干感官評分的影響。

1.2.4 餅干制作工藝單因素實驗 固定焙烤時間為20 min,改變焙烤溫度(上下火相同)(130、140、150、160、170 ℃),考察焙烤溫度對餅干感官評分的影響;固定焙烤溫度為150 ℃,改變焙烤時間(10、15、20、25、30 min),考察焙烤時間對餅干感官評分的影響。

1.2.5 正交試驗設計 根據單因素實驗以及感官評分分析結果,選擇對餅干品質影響較大的3個因素,即靈武長棗渣粉(A)、黃油(B)、白砂糖(C)作為條件,采用三因素三水平的正交試驗進行配方優化,因素與水平如表1。

表1 配方正交試驗因素與水平表Table 1 Factors and levelsTable of the orthogonal experiment for formula

1.2.6 感官評價 由食品科學班級的10位學生作為評分者,總分為100分,評分結果取得分均值。感官評分標準參見表2[11]。

1.2.7 脂肪含量測定 參照國標GB 5009.6-2016進行脂肪的測定[19]。

1.2.8 膳食纖維含量測定 參照國標GB 5009.88-2014進行膳食纖維的測定[20]。

1.2.9 風味物質測定 分別制作靈武長棗餅干和對照組(未添加靈武長棗渣粉)餅干,參照楊宇迪等[21]的方法,利用GC-MS-QP2010 Ultral氣相色譜-質譜聯用儀對兩種餅干分別進行風味物質的檢測,具體操作如下:準確稱取 2 g 樣品,將樣品瓶轉移至磁力攪拌加熱臺上,60 ℃平衡40 min,收回固相萃取頭,取出萃取裝置,待氣相色譜儀處于準備就緒狀態后,將SPME針頭插入進樣口,伸出固相萃取頭,于250 ℃條件下解吸20 min。

表2 感官評價Table 2 Sensory evaluation

氣相條件:色譜柱為Rtx-5MS,載氣為He,進樣口溫度為250 ℃,柱流量為1 mL/min,分流比為10∶1,程序升溫:初始溫度40 ℃保持3 min,然后以每4 ℃/min升到150 ℃,保持1 min,再以8 ℃/min升至250 ℃保持6 min。

質譜條件:離子源溫度為200 ℃,接口溫度為220 ℃;溶劑延遲時間為1.5 min,離子化模式為EI,能量為70 eV,數據采集為全掃描,掃描范圍為35～500 m/z。

1.3 數據處理

運用Micrsoft Excel、IBM SPSS Statistics 19軟件等對數據進行分析處理。

2 結果與分析

2.1 餅干配方單因素實驗

2.1.1 靈武長棗渣粉添加量對餅干感官品質的影響 由圖1可知,隨著靈武長棗渣粉的添加,感官評分先升高后下降。添加量為0、10%時,餅干掉渣嚴重,口感過于酥脆;添加量為20%、30%時,餅干無掉渣現象,感官品質較好,添加量為20%時的餅干靈武長棗風味明顯且酥脆適中,感官評分達到最大值,為93分,顯著高于其余五組添加量(P<0.05);添加量增加到60%時,餅坯不易成型,有較大裂縫,餅干苦味明顯,不酥脆,口感較硬,品質下降嚴重,感官評分下降17分。由于靈武長棗渣粉不含面筋蛋白,加入面粉中會稀釋其面筋含量,面團性能增加,從而減少餅干掉渣量,但隨著添加量的增多,靈武長棗渣粉中的膳食纖維吸水性增強,從而降低面團持水性,導致面團變硬,可塑性降低,感官品質下降,這與Goldstein等[22]的研究結果相一致。因此,就感官品質方面而言，靈武長棗渣粉添加量為20%時,餅干的感官品質最佳。

圖1 靈武長棗渣粉添加量對餅干感官品質的影響Fig.1 Effect of amount of Lingwu long jujube powders on sensory quality of biscuits 注:圖中不同字母表示差異顯著, 顯著性水平為P<0.05;圖2～圖6同。

2.1.2 白砂糖添加量對餅干感官品質的影響 糖是餅干制作中極其重要的輔料。由圖2可知,隨著白砂糖添加感官評分先升高后下降。添加量為0、12.5%時,餅干甜味較淡,口感較差;隨白砂糖的不斷增加,甜味逐漸明顯,添加量為37.5%時,餅干甜味適中,感官品質較好,感官評分達到最大值,為90分,顯著高于其余五組添加量(P<0.05);添加量增加為62.5%時,餅干甜味較濃,品質下降嚴重。因此,就感官品質方面而言，白砂糖添加量為37.5%時,餅干的感官品質最佳。

圖2 白砂糖添加量對餅干感官品質的影響Fig.2 Effect of amount of white sugar on sensory quality of biscuits

2.1.3 黃油添加量對餅干感官品質的影響 油脂作為重要的餅干制作輔料,可降低面筋形成率,使餅干更加酥脆。但油脂含量過高會使餅干出現走油現象。由圖3可知,隨著黃油添加量的增加,感官評分先升高后下降。添加量為0、12.5%時,餅干掉渣嚴重;添加量為25%、37.5%、50%時,餅干無掉渣現象,感官品質較好,添加量為37.5%時的餅干奶味明顯且酥脆適中,感官評分達到最大值,為92分;添加量增加為62.5%時,餅干奶香味極其明顯,油膩感過重,品質下降嚴重。因此,就感官品質方面而言，黃油添加量為37.5%時,餅干的感官品質最佳。

圖3 黃油添加量對餅干感官品質的影響Fig.3 Effect of amount of butter on sensory quality of biscuits

2.1.4 靈武長棗粒添加量對餅干感官品質的影響 由圖4可知,隨著靈武長棗粒添加量的增加,感官評分先升高后下降。添加量為0、12.5%時,餅干棗味不明顯;隨著棗粒含量的增加,棗味逐漸明顯,添加量為25%時,餅干棗味明顯且酸甜味適中,感官品質較好,感官評分值最大,為88.33分,顯著高于其余五組添加量(P<0.05);添加量增加為62.5%時,餅干棗粒過多,餅干成型困難,易碎裂,品質下降嚴重。因此,就感官品質方面而言，靈武長棗粒添加量為25%時,餅干的感官品質最佳。

圖4 靈武長棗粒添加量對餅干感官品質的影響Fig.4 Effect of amount of Lingwu long jujube grain on sensory quality of biscuits

2.2 制作工藝單因素實驗

2.2.1 焙烤溫度對餅干感官品質的影響 由圖5可知,隨著焙烤溫度的變化,感官評分先增大后減小。焙烤條件顯著(P<0.05)影響餅干品質,不適合的焙烤條件會造成餅干無法完全烤熟或者烤糊。當焙烤溫度為130 ℃,餅干不易熟;焙烤條件為150 ℃,感官評分顯著增大(P<0.05),此時餅干色澤均勻,軟硬適中,口感較好,有靈武長棗風味,感官評分達到最大值,為89.33分;當焙烤溫度大于150 ℃,會出現餅干表面焦糊,內里不熟的現象。故選擇焙烤條件為150 ℃較合適。

圖5 焙烤溫度對餅干感官品質的影響Fig.5 Effect of baking temperature on sensory quality of biscuits

圖6 焙烤時間對餅干感官品質的影響Fig.6 Effect of baking time on sensory quality of biscuits

2.2.2 焙烤時間對餅干感官品質的影響 由圖6可知,隨著焙烤時間的增加,感官評分先增大后減小。當焙烤時間過短時,餅干不易熟,感官品質較差,但焙烤時間過長時,餅干產生焦糊現象,嚴重影響餅干口感。焙烤時間為20 min時,感官評分顯著增大(P<0.05),為89.33分;此時餅干色澤均勻感官品質較佳。故選擇焙烤時間為20 min較合適。

2.3 正交試驗

根據單因素實驗結果,選擇對餅干品質影響較大的3個因素,即靈武長棗渣粉添加量(A)、黃油添加量(B)、白砂糖添加量(C)作為影響因素,以感官評分為評價指標,采用L9(33)的正交試驗進行配方優化。配方正交試驗設計與結果如表3所示。

表3 正交試驗設計與結果Table 3 Design and results of orthogonal experiment

由表3的正交試驗分析結果看出,影響靈武長棗餅干感官評分的主次因素順序為:A>B>C,即靈武長棗渣粉添加量>黃油添加量>白砂糖添加量。A2B2C3為優化后的最佳水平組合,即靈武長棗渣粉添加量20%,黃油添加量37.5%,白砂糖添加量37.5%。對A2B2C3這一優化水平組合進行驗證試驗,進行三組平行試驗,感官得分為95分,其得分與正交試驗中A2B2C3組(96分)基本一致，均優于正交試驗的其余組數據,證明選擇的該優化水平組合合理。

表5 餅干的香氣成分Table 5 Aroma components of biscuits

續表

注:“-”表示沒有檢測出該物質。

2.4 靈武長棗餅干脂肪和膳食纖維含量

由表4可知,靈武長棗餅干的脂肪含量較市售餅干(思朗纖麩高纖紅棗消化餅干)的脂肪含量降低5.90%,膳食纖維含量升高3.21%。同時,靈武長棗餅干的膳食纖維含量高于6%。因此,靈武長棗餅干具有富纖的特點[23]。

表4 靈武長棗餅干脂肪和膳食纖維含量Table 4 Total fat and dietary fibe contents of Lingwu long jujube biscuits

2.5 餅干風味物質

基于GC-MS分析方法分析靈武長棗餅干風味物質,同時與對照組(未添加靈武長棗渣粉)餅干作對比,得到的香氣成分的總離子流色譜圖如圖7所示,香氣物質的相對定量結果見表5。

圖7 餅干香氣成分的GM-MS總離子流圖Fig.7 GM-MS total ion chromatography of aroma components of biscuits 注:a:對照組餅干,b:靈武長棗餅干。

由表5可知,2種餅干檢測出的風味物質主要為烴類、醛類、醇類、酯類、酮類、雜環類,其中雜環類物質相對較少,烴類物質含量較高,這可能是高溫使吡嗪類等雜環物質的環狀結構被破壞,使之產生短鏈烴類,故餅干中烴類物質含量較高。對照組餅干的烴類有19種,靈武長棗餅干的烴類有17種,種類減少,但總量為45.17%,比對照組高4.92%。醛類化合物可為餅干提供一定果香和清香味,對照組餅干的醛類有9種,靈武長棗餅干的醛類有11種,多了癸醛(0.68%)、反式-2-壬烯醛(0.41%)、反式-2-辛烯醛(0.22%)3種物質,少了(E,E)-2,4-壬二烯醛(0.50%)1種物質。醇類物質可給與餅干一定的芳香味,對照組餅干的醇類有8種,但總量僅為3.33%,靈武長棗餅干中的醇類有5種,總量高達9.00%,其中正丁醇含量最高,為5.77%,添加棗渣粉后醇類物質含量明顯增多。酯類對餅干味道影響較大,如乙酸乙酯具有水果味,只存在于靈武長棗餅干中;在對照組餅干檢出酯類有4種,總量為25.35%,靈武長棗餅干中的酯類有10種,總量比對照組高5.95%,說明添加棗渣粉后餅干的酯類種類和含量均增多。因此,靈武長棗渣粉的添加會引起餅干風味物質的變化,使餅干風味物質更加豐富,提高餅干的感官品質。

3 結論

在單因素實驗的基礎之上,通過正交試驗確定了靈武長棗餅干制作靈武長棗餅干的最佳配方和工藝參數為:低筋面粉添加量100%,黃油添加量37.5%,玉米油添加量25%,白砂糖添加量37.5%,靈武長棗渣粉添加量20%,靈武長棗粒添加量25%,泡打粉添加量1%,-18 ℃冷凍1.5 h后,在150 ℃上下火條件下,烘烤20 min。該工藝下制作出的靈武長棗餅干,口感細膩,香甜可口,靈武長棗特征風味明顯,顏色呈棕褐色,感官評分高達95分,其脂肪含量為18.90%,膳食纖維含量為9.21%。靈武長棗渣粉的添加引起餅干風味物質的變化,如乙酸乙酯的產生,從而使餅干風味物質更加豐富。