石榴籽在酥性餅干中的工藝

范堯珠，王鑫*，顧思遠(yuǎn)，馬鈴

1.四川旅游學(xué)院食品學(xué)院（成都 610100）；2.四川旅游學(xué)院烹飪與食品實驗管理中心（成都 610100）

石榴為桃金娘目石榴科植物，是藥食同源的典型，具有豐富的營養(yǎng)成分和一定藥理作用[1-3]。石榴籽的蛋白質(zhì)和脂肪等常規(guī)營養(yǎng)成分含量較高，分別約14%和20%[4]。石榴鮮果分為果皮、籽粒和隔膜3部分，籽粒中被食用的部分即外種皮（果肉）[5]。石榴籽粒除被加工成石榴汁外，籽粒種殼、種仁等加工副產(chǎn)品開發(fā)利用的程度較低。相關(guān)研究證實石榴籽在抗氧化、抗癌等方面具有一定效果[6-8]，多酚和石榴籽脂肪中不飽和脂肪酸為其抗氧化性提供主要作用[9-10]。李白存等[11]、孫靜濤等[12]探究石榴籽的多酚提取工藝和體外抗氧化活性，李薇等[13]、伍亞華等[14]分別研究石榴籽油的體內(nèi)抗氧化活性和油脂穩(wěn)定技術(shù)，為石榴籽中良好資源的綜合利用做出前瞻性貢獻。從食品加工的角度探究初加工工藝對石榴籽中多酚類物質(zhì)的具體影響，試驗在整合現(xiàn)有關(guān)于石榴籽的研究基礎(chǔ)上，向其深加工產(chǎn)品的工業(yè)化推進。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品（化學(xué)對照品，江蘇永健醫(yī)藥科技有限公司）；福林酚（生化試劑，南京奧多福尼生物科技有限公司）；乙醇（95%，河北瑞康醫(yī)藥科技有限公司）；六偏磷酸鈉（分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）。

低筋面粉（新香良潤全谷物食品有限公司）；糖粉（江西巧嫂食品有限公司）；云南蒙自石榴、黃油、奶粉等（均為市售）。

1.2 試驗設(shè)備

DF-101S型集熱式恒溫磁力攪拌器水浴鍋（上海予申儀器有限公司）；101-3A型電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；DFY-400型搖擺式高速中藥粉碎機（溫嶺市林大機械有限公司）；BSA1245-CW型電子分析天平（北京賽多利思儀器系統(tǒng)有限公司）；KQ-250B型多功能超聲波清洗機（昆山美美超聲儀器有限公司）；H2050R型臺式高速冷凍離心機（長沙湘儀離心機儀器有限公司）；UV-9100型紫外可見分光光度計（北京萊伯泰科儀器有限公司）；CKTF-42GS型電烤箱（佛山市偉仕達電器實業(yè)有限公司）；TMS-PRO型高精度專業(yè)食品物性分析儀（美國FTC公司）。

1.3 初加工試驗研究方法

1.3.1 石榴籽初加工工藝流程

鮮石榴→剝皮取籽→壓汁→水浴→瀝干→烘干→粉碎→過篩→貼標(biāo)簽裝袋→測定多酚含量（FC酚比色法）→設(shè)計正交試驗→最佳工藝

1.3.2 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作

稱取0.011 0 mg沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，用蒸餾水定容至100 mL，得到質(zhì)量濃度0.110 0 mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)溶液。準(zhǔn)確吸取0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2，1.4和1.6 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液置于25 mL棕色容量瓶中，加蒸餾水至6.0 mL。向容量瓶中分別加入0.5 mL福林酚混勻，在30 s～8 min內(nèi)加入1.5 mL 20%的碳酸鈉溶液，充分混勻后定容。在室溫下放置30 min，以不加標(biāo)準(zhǔn)溶液的6.0 mL蒸餾水為空白對照，在765 nm下測定吸光度，每個樣品平行測定3次。

1.3.3 超聲波輔助提取多酚

有機溶劑法提取石榴籽多酚物質(zhì)的試驗操作參考李白存[15]的研究，超聲波輔助提取操作參考石珂心等[16]的多酚提取方法的優(yōu)化研究。具體步驟為稱取1.25 g石榴籽粉、0.004 0 g六偏磷酸鈉，向其中加入25 mL 50%乙醇溶液，使乙醇與粉劑混合均勻。將錐形瓶置于60 ℃的水浴鍋中預(yù)提取3 min，置于超聲波中進行輔助提取操作。40 min后取出錐形瓶，將渾濁液態(tài)物均勻地分裝到離心管中，移動過程盡量避光，使其在離心機中，以8 000 r/min轉(zhuǎn)速下離心10 min，離心管中的上清液即為石榴籽的多酚提取液。

1.3.4 FC酚比色法測定多酚含量

取0.5 mL多酚提取液于50 mL褐色容量瓶中，加入9.5 mL蒸餾水搖勻，加入0.5 mL福林酚試劑，在30 s～8 min內(nèi)加入1.5 mL 20%的碳酸鈣溶液，充分混合后定容。30 ℃避光放置30 min。反應(yīng)完成后測定待測液在765 nm波長下的吸光度，對照沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線計算多酚含量，按式（1）計算。

式中：y為設(shè)定條件下測得的吸光度；m為石榴籽粉取樣量，g；n為石榴籽提取液稀釋倍數(shù)。

1.3.5 預(yù)試驗

將壓汁后的石榴籽置于錫箔紙上，分別在40，60和80 ℃的鼓風(fēng)烘干箱中脫去水分，記下時間t1。在烘干期間多次測定籽粒質(zhì)量，籽粒達到恒質(zhì)量（相鄰2次稱質(zhì)量差小于0.2 mg）時，再次記下時間t2，|t1-t2|即為該溫度下石榴籽完全干燥所用時間。

干燥后的石榴籽籽粒經(jīng)粉碎機打碎，過60目篩收集，經(jīng)超聲波輔助提取多酚，F(xiàn)C酚比色法測定石榴籽多酚含量，將具體數(shù)值記錄入表。

1.3.6 單因素試驗設(shè)計

水浴溫度對石榴籽多酚含量影響的單因素試驗中，將經(jīng)壓汁后的石榴籽分別置于80，85，90，95和100 ℃的水浴鍋中熱燙7 min，瀝水后于40 ℃條件下烘干，F(xiàn)C酚比色法測定吸光度3次，取平均值，計算多酚含量。

水浴時間對其影響的試驗中，將石榴籽置于90 ℃水浴溫度下分別熱燙1，3，5，7和9 min，瀝水后于40℃條件下烘干，測定吸光度，計算多酚含量。

烘干溫度對其影響的試驗中，將石榴籽經(jīng)95 ℃水浴3 min后，在40，50，60，70和80 ℃條件下烘干后粉碎，過篩測定吸光度，計算多酚含量。

1.4 石榴籽酥性餅干配方研究試驗方法

1.4.1 石榴籽酥性餅干制作工藝

黃油融化→糖粉稱量→碳酸氫銨、小蘇打溶解→與蛋液混合打發(fā)→面粉（加入石榴籽粉、奶粉）→面團揉制→搟制成型→烤制（上火180 ℃、底火160℃，烤制15 min）→成品冷卻裝袋→感官分析→正交試驗→質(zhì)構(gòu)分析→最優(yōu)配方

1.4.2 基礎(chǔ)配方

面粉100%、糖粉32%、黃油25%、飴糖4.6%、奶粉14%、臭粉0.3%、小蘇打0.07%、水適量（以面粉質(zhì)量100%計算配料）

1.4.3 感官評定方法（模糊數(shù)學(xué)法）

由10名感官評價人員，按照表1設(shè)定的石榴籽酥性餅干感官評分標(biāo)準(zhǔn)，對成品餅干的形狀、組織結(jié)構(gòu)、口感、色澤和風(fēng)味5個方面綜合進行感官鑒評操作，分值平均算數(shù)后即為餅干的感官得分。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.4 質(zhì)構(gòu)分析法

使用TMS-PRO食品物性分析儀對酥性餅干的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)進行測定。

技術(shù)參數(shù)：采用探頭P/10R，測試前速度1.0 mm/s，測試速度0.5 mm/s，測試后速度1.0 mm/s，壓縮程度50%，2次壓縮之間停頓時間2 s。每組樣品重復(fù)測定3次，取平均值。取硬度和破裂力指標(biāo)組成質(zhì)構(gòu)得分，綜合評分為正交試驗的感官品質(zhì)指標(biāo)。

式中：A為該指標(biāo)對應(yīng)的評分；B為該指標(biāo)的實際測定值；C為該指標(biāo)測定值的平均值；D為該指標(biāo)測定值的最大值與最小值之差。

2 結(jié)果與分析

2.1 石榴籽初加工

2.1.1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

以吸光度為縱坐標(biāo)，溶液濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1所示。經(jīng)線性回歸得到方程y=0.371 6x+0.032 2，R2=0.997 4。

圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.1.2 預(yù)試驗結(jié)果與分析

石榴籽烘干至恒質(zhì)量，所用時間和相應(yīng)溫度下多酚含量如表2所示。

烘干時間數(shù)據(jù)確定后期試驗中不同溫度下石榴籽烘干所需時間，40，50，60，70和80 ℃對應(yīng)的烘干時間為18，15，12，10和8 h。

從表2可以看出，未經(jīng)水浴操作的石榴籽，烘干溫度越高越有利于多酚的保留。在烘干溫度80 ℃下測得多酚含量為4.357 mg/g。

表2 預(yù)試驗結(jié)果

2.1.3 單因素試驗與結(jié)果分析

2.1.3.1 水浴溫度對石榴籽多酚含量的影響

從圖2可以看出，在固定條件（水浴7 min，40 ℃烘干）下，隨著水浴溫度的升高，石榴籽多酚含量先略微增長，后顯著降低。多酚氧化酶在30～60 ℃有較大活力，酶所處環(huán)境溫度越高，活性越低甚至失活。另外，溫度對多酚本身具有分解作用，溫度達到一定高度，多酚被分解，含量下降。石榴籽在85 ℃水浴溫度下多酚含量最高，達4.411 mg/g。對比2.1.2預(yù)試驗中2.581 mg/g的數(shù)值可知，同在40 ℃烘干溫度下，經(jīng)不同水浴溫度處理的石榴籽，其多酚測得量均明顯高于預(yù)試驗組。根據(jù)該單因素試驗結(jié)果可知，水浴溫度控制在85 ℃以下對于石榴籽多酚的保留情況較有優(yōu)勢。

2.1.3.2 水浴時間對石榴籽多酚含量的影響

從圖3可以看出，在水浴3 min之后多酚含量變化才趨于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。5 min之前，多酚含量隨著時間的延長而增加，在5 min時為最大值（2.721 mg/g）。5 min后多酚測得量又具有降低的趨勢。趙伶俐等[18]研究推論中表示在衰老和受傷的環(huán)境中，植物多酚氧化酶會導(dǎo)致醌類物質(zhì)的快速產(chǎn)生，多酚物質(zhì)代謝加快。換句話說，石榴經(jīng)剝皮榨汁等操作環(huán)境（如榨汁加工的時間、壓榨程度等）對多酚含量的影響較大。由此看來，水浴前期（1～3 min）多酚的損失原因有二：一是石榴籽中大量水溶性多酚物質(zhì)會在水介質(zhì)中流失；二是石榴籽因組織結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致的多酚氧化酶對多酚的代謝加快。單因素試驗結(jié)果也與雷東鋒等[17]進行的研究相吻合，同為植物多酚氧化酶，利用高溫抑制酶活性，溫度維持時間在5 min左右比較合適。

圖2 水浴溫度對多酚含量的影響

圖3 水浴時間對多酚含量的影響

2.1.3.3 烘干溫度對石榴籽多酚含量的影響

由圖4可知，石榴籽在50 ℃下烘干多酚測出量最大，達2.105 mg/g，經(jīng)過水浴處理的石榴籽，低溫烘干較高溫烘干對多酚造成的損失更少。從1.3.5預(yù)試驗的多酚含量數(shù)值變化趨勢來看，低溫烘干比高溫烘干對其造成的損失更大。直接烘干和經(jīng)水浴操作再烘干后的石榴籽，其多酚含量有著截然不同的變化趨勢。根據(jù)單因素試驗結(jié)果，經(jīng)水浴處理的石榴籽，在50 ℃溫度下烘干對多酚的保留效果較好。

2.1.4 正交試驗水平設(shè)計

依據(jù)2.1.3中各單因素試驗結(jié)果，正交試驗因素與水平如表3所示。

2.1.5 正交試驗結(jié)果

由表4的極差分析結(jié)果可知，水浴時間B對石榴籽多酚含量的影響最大，其次是烘干溫度C，水浴溫度A影響最小。正交試驗分析得出的工藝組合為A1B3C2。進行驗證試驗：將石榴籽在75 ℃水浴溫度下保持7 min，在50 ℃條件下烘干后測得多酚含量為1.732 mg/g，大于正交第3個試驗結(jié)果（1.505 mg/g）。因此石榴籽初加工工藝的最優(yōu)組合為A1B3C2，即水浴溫度75 ℃、水浴時間7 min、烘干溫度50 ℃，該工藝條件下石榴籽多酚的保留較好。

圖4 烘干溫度對多酚含量的影響

表3 正交試驗因素與水平

表4 正交試驗結(jié)果

2.2 酥性餅干配方研究

2.2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.2.1.1 糖粉添加量對酥性餅干感官品質(zhì)的影響

從圖5可以看出，隨著糖粉添加量的加大，感官評分先增高后降低，添加量32%時分值最高，為78.8分。從試驗中不同糖粉含量制作的成品外觀上看，糖粉對于餅干在烘焙過程中的上色作用較大。從感官分值上看，黃油、白糖、奶粉等具有香甜滋味的物質(zhì)存在，可適當(dāng)掩蓋石榴籽本身的澀味，增加甜度，故感官分值會有所增高。同時，糖粉含量過多可能會引起評價員的不悅，隨著甜度繼續(xù)增加，評分降低。所以糖粉加入量在32%左右時，制作出的餅干感官評價較好。

圖5 糖粉添加量對感官分值的影響

2.2.1.2 黃油添加量對酥性餅干感官品質(zhì)的影響

由圖6可知，黃油添加量25%時感官評價值最高，為76.2分。黃油在酥性餅干中發(fā)揮著增加酥性，賦予成品良好的氣味和風(fēng)味的作用，在制作中適當(dāng)增加黃油含量，會使餅干的感官評分升高。但黃油含量過多，酥性餅干會表現(xiàn)得易碎、油膩，感官品質(zhì)降低，評分下降。黃油加入量在25%左右時，制作出的餅干感官評價較好。

圖6 黃油添加量對感官分值的影響

2.2.1.3 石榴籽粉添加量對酥性餅干感官品質(zhì)的影響

由圖7可以看出，石榴籽粉添加量16%時，酥性餅干的感官評分最高，為77.5分。石榴籽粉含量超過16%時，餅干的感官評價分值下降。分析其原因可能為：少量的石榴籽粉對面粉吸水性、彈性和延展性等無較大影響，經(jīng)高溫烘焙后釋放適宜濃度的香味物質(zhì)使得餅干擁有良好的特殊風(fēng)味。高含量石榴籽粉與低筋面粉混合后，面團的吸水性、延展性等發(fā)生較大的改變，餅干質(zhì)地受到影響，并且石榴籽本身具有較大的苦澀呈味物質(zhì)，其大劑量加入使得成品的風(fēng)味和餅干本身的烘焙香味不協(xié)調(diào)，故不能得到感官評價人員的青睞。石榴籽粉加入量在16%左右時，制作出的餅干感官評價較好。

圖7 石榴籽粉添加量對感官分值的影響

2.2.2 正交試驗水平與因素設(shè)計

依據(jù)2.2.1各單因素試驗結(jié)果，正交試驗因素與水平如表5所示。

表5 正交試驗因素與水平

2.2.3 正交試驗質(zhì)構(gòu)結(jié)果

按照1.4.4中質(zhì)構(gòu)測定的步驟，得到破碎力與硬度參數(shù)，分別計算破碎力與硬度得分，結(jié)果如表6所示。

表6 正交試驗質(zhì)構(gòu)分?jǐn)?shù)

2.2.4 正交試驗結(jié)果與分析

由表7的極差分析結(jié)果可知，石榴籽粉添加量（c）對石榴籽酥性餅干感官品質(zhì)的影響最大，其次是糖粉（a）、黃油添加量（b）。正交試驗分析得出的工藝組合為a2b3c1。進行驗證試驗：按照糖粉添加量26%、黃油添加量30%、石榴籽粉添加量16%制作酥性餅干，進行感官和質(zhì)構(gòu)評分，其綜合得分為84.62分，分值大于正交第5個試驗結(jié)果82.56分，因此石榴籽酥性餅干最優(yōu)配方組合為a2b3c1，即糖粉添加量26%、黃油添加量30%、石榴籽粉添加量16%。制作出的成品有較高的感官和質(zhì)構(gòu)評分，形狀完整不易破碎，口感酥脆，色澤均勻，有較為濃郁的石榴籽油脂特有風(fēng)味。

表7 正交試驗結(jié)果

3 結(jié)論

從石榴籽初加工研究試驗中得出，直接烘干與經(jīng)水浴處理后再烘干，各自的多酚含量隨烘干溫度的升高有著相反的變化趨勢。由預(yù)試驗結(jié)果可知，未經(jīng)水浴操作的石榴籽，烘干溫度越高越有利于多酚的保留。從初加工的單因素試驗可知，經(jīng)水浴處理的石榴籽，在50 ℃溫度下烘干對多酚的保留效果較好。因此若以盡量降低烘干過程中多酚的含量損失為目的，宜采取直接高溫烘干（80 ℃左右）或經(jīng)過水浴后低溫烘干（50 ℃左右）的方式。在水浴操作中，水浴溫度75℃、時間7 min條件下對多酚造成的損失程度低。

石榴籽酥性餅干配方研究試驗中發(fā)現(xiàn)，石榴籽粉的添加量對于餅干整體感官品質(zhì)的影響大于糖粉和黃油。石榴籽油脂含量豐富，帶有特殊的油脂香味，在制作酥性餅干時與黃油一起影響著餅干的感官品質(zhì)。由單因素試驗與正交試驗結(jié)果相比可以看出，黃油含量25%時，石榴籽粉的增加會使得感官評分降低，但綜合評分升高，主要是質(zhì)構(gòu)得分高，說明在此水平下石榴籽粉的增加并沒有獲得評價員良好的風(fēng)味，但其油脂配合黃油一起賦予餅干良好的酥性，質(zhì)構(gòu)得分較高。由此可知，采用2種及以上的感官評價方法對食品感官品質(zhì)進行評價與分析更具有說服力和依據(jù)。