牡蠣酶解產物添加量對蘇打餅干品質的影響

楊 昭,姚玉靜,梁瑞進,黃佳佳,梁志理,張 瓊,陳麗珊

(廣東食品藥品職業學院食品學院,廣東廣州 510520)

牡蠣俗稱生蠔,別名蠣黃、蠔白、海蠣子,是世界上第一大養殖貝類,也是我國四大養殖貝類之一[1]。牡蠣肉味道鮮美,營養價值較高。干牡蠣肉中含高達45%～57%的蛋白質,還含有多種維生素及牛磺酸、硒、鐵、鋅等生物活性成分[2]。目前我國牡蠣主要還是以生鮮銷售為主,市場上的牡蠣加工產品僅占生鮮總產量的10%左右,且牡蠣加工產品以非即食蠔干、蠔油為主[3]。近年來眾多研究者利用生物酶法處理牡蠣制備呈味肽和生物活性肽,來提高牡蠣的經濟價值[4]。牡蠣酶解產物含有豐富的小肽和氨基酸,并具有抗氧化、降血糖等生物活性[5]。但將牡蠣酶解產物應用于產品中的研究較少。僅有牡蠣酶解產物應用于飲料開發的報道[6]。

餅干是深受消費者喜愛的方便食品之一,具有廣闊的消費市場。已有研究者將動物或植物蛋白酶解產物應用于餅干制作之中。安燦[7]以龍頭魚為原料,通過酶解篩選咸味最佳的酶解液,將其應用于低鈉咸味肽曲奇餅干研發,獲得顏色棕黃、口感酥脆的餅干。單凱祥等[8]發現白果蛋白酶解物能有效提高餅干感官品質,且添加20%白果蛋白酶解物可以減少餅干的氧化程度。目前為止,鮮有牡蠣酶解產物應用于餅干中的研究報道。因此,本研究擬探討牡蠣酶解產物添加量對蘇打餅干品質的影響,以期為牡蠣酶解產物在餅干工業中的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

近江牡蠣肉 購于廣東陽江,-18 ℃凍存;胰蛋白酶(酶活4000 U/g) 重慶市全新祥盛生物制藥有限公司;風味蛋白酶(酶活 500 LAPU/g) 諾維信中國公司;酵母 、低筋面粉、食鹽、小蘇打、烘焙用油 市售。

PB-10 pH計 梅賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;K9840凱氏定氮儀 濟南海能儀器股份有限公司;RE-52AA旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;KVC30和面機 英國凱伍德(中國)有限公司;SM-503電烤爐 新麥機械有限公司(中國);NS810分光測色儀 深圳市三恩馳科技有限公司;CT3質構儀 美國Brookfield公司;家用電動小型壓面機 永康市康美佳食品機械廠;手動SPME進樣手柄、50 μm二乙苯基/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷(DVB/CAR/PDMS)萃取頭 美國supelco公司;GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜質譜聯用儀 日本島津制作所。

1.2 實驗方法

1.2.1 牡蠣酶解產物制備 參照姚玉靜等[9]的方法進行略有調整。準確稱取8000 g解凍的牡蠣肉,加入4 ℃預冷的蒸餾水8000 g,打漿后調整pH至7.5,加入總重量0.15%的復合酶(胰蛋白酶與風味蛋白酶質量比為2∶1),攪拌均勻后分裝至2 L的燒杯中,每個燒杯中盛裝1000 g漿液,在55 ℃水浴搖床中(轉速:100 r/min)酶解至水解度達到穩定。煮沸20 min滅酶,冷卻后過60目篩網。濾液在50 ℃旋轉蒸發器中濃縮至粘稠狀,濃縮物合并后-18 ℃凍存。濃縮物即為牡蠣酶解產物。

1.2.2 牡蠣酶解產物指標測定 蛋白質含量測定采用凱氏定氮法[10]。水解度測定采用甲醛滴定法[11]。水分含量測定采用直接干燥法[12]。

1.2.3 餅干的制備 餅干制作基礎配方參照趙正梅等[13]的方法略有調整。以低筋面粉質量為烘焙百分比100%,分別添加0、2%、4%、6%、8%和10%的牡蠣酶解產物,在每個配方中水的添加量扣除牡蠣酶解產物中所含的水分,配方見表1。酵母和牡蠣酶解產物混合后,加入40 ℃的水攪拌溶解,置于醒發箱中25 ℃發酵1 h,然后加入食鹽、小蘇打、低筋面粉和植物油。在和面機中將混合物攪拌至面團狀,室溫下靜置20 min。利用壓面機將面團壓出厚度為1 cm的面片,再用長方形模具壓出5 cm×3 cm的餅干面胚。焙烤溫度上火為170 ℃,下火為160 ℃,烤制15 min。最后將焙烤好的餅干自然冷卻并密封,置于干燥器中保存[14]。

表1 餅干配方

1.2.4 餅干感官評價 參照李興江等[15]的方法進行餅干感官評價,感官評價標準如表2所示。感官評價小組由12 名經過感官檢驗課程學習的學生組成(6名男性和6名女性,年齡16～20歲),在感官評價前利用普通餅干對評價小組成員進行培訓。

表2 餅干感官評定標準

1.2.5 餅干色度值測定 參照李明娟等[16]的方法進行餅干色度值的測定。采用NS810分光測色儀測定餅干L*值、a*值和b*值。每個樣品隨機取6塊餅干,每塊餅干隨機選擇3個點測定,取平均值。

1.2.6 餅干質構分析 采用CT3 質構儀對餅干質構特性進行測定分析,測定條件為:TPA 模式,選用TA5 圓柱形探頭,距離0.5 mm,觸發力5 g,測試速度0.5 mm/s,每個樣品隨機取6塊餅干,在每塊餅干中心點測量取平均值。

1.2.7 餅干風味物質檢測 利用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用法檢測餅干揮發性風味成分[14]。2 g磨碎的餅干樣品置于20 mL頂空瓶中,加入3 mL質量濃度為20%的 NaCl溶液。用GC-MS聯用儀進行風味物質分析。頂空固相微萃取條件:萃取頭插入頂空瓶中,60 ℃平衡10 min后,吸附30 min。色譜條件:Rts-5MS色譜柱(30 m×0.25 mm,0.25 μm)。升溫程序:起始溫度為60 ℃,保留5 min,以5 ℃/min升至180℃,再以10 ℃/min升至250 ℃,保留5 min。不分流進樣。進樣口溫度為250 ℃,解吸溫度為250 ℃,解吸時間為5 min。載氣為高純氦氣(99.999%),流速為0.8 mL/min。質譜條件:EI離子源,電子能量為70 eV,離子源溫度為230 ℃,質量掃描范圍為 35～450 u。風味物質的化合物及數量通過NIST 11標準譜庫進行檢索,取相似度大于80%的化合物。風味物質的相對含量采用峰面積歸一化法積分獲得。

1.3 數據處理

所有測定進行3次,取其平均值。采用Excel 2010和SPSS 20.0軟件進行數據統計處理,使用單因素試驗統計分析,當P<0.05時判定組間存在顯著差異。

2 結果與分析

2.1 牡蠣酶解產物成分分析

牡蠣分離蛋白是一種優質食品蛋白質資源,包含肌球蛋白、肌動蛋白及副肌球蛋白等組分[17]。但大分子的牡蠣分離蛋白,只有被降解成小分子肽,才會顯現出抗氧化、抗疲勞或者免疫力增強等功能[5,18]。同時蛋白被充分水解后,酶解產物中富含游離氨基酸。游離氨基酸是美拉德反應的直接底物。餅干的色澤和風味主要來源于美拉德反應。為充分利用牡蠣資源,并獲得高水解度的牡蠣酶解產物,將牡蠣蛋白充分酶解。由表3可知,牡蠣酶解液的水解度為62.24%。牡蠣肉中不僅含有豐富的蛋白質,還含有功能性較強的糖胺聚糖和牛磺酸等成分[19-20]。因此,牡蠣肉充分酶解后,過60目篩網,收集所有的濾液。鑒于牡蠣酶解液中含有較多水分,隨著添加量的增大,會對面團成型造成影響。因此,通過蒸發濃縮,獲得水分含量為31.38%和蛋白質含量為22.02 g/100 g的牡蠣酶解產物。

表3 牡蠣酶解產物成分

2.2 牡蠣酶解產物添加量對餅干感官評價的影響

由表4可知,隨著牡蠣酶解產物添加量的增加,餅干的外觀形態、色澤、風味、組織、口感和綜合評分呈現較大的分數差異。牡蠣酶解產物添加量為6%的餅干,呈現最好的外觀形態、色澤、組織、口感和綜合評分。牡蠣酶解產物添加量為0的餅干,呈現最好的風味(P<0.05)。可能由于牡蠣作為海產品,其酶解產物含有一定的腥味成分,消費者對腥味的感受存在較強的敏感性。因此,牡蠣酶解產物的添加,存在一定的腥味或異味,致使不添加牡蠣酶解產物的餅干風味較好。但腥味是海產品的特征風味,只要腥味較為柔和,可以作為產品的特點。如螺旋藻餅干中也有輕微的腥味成分[21]。牡蠣酶解產物有一定的腥味,強烈的鮮味,色澤為綠色。隨著添加量的增多,餅干的風味明顯變差,綠色加深,影響外觀,口感不協調,不松脆。牡蠣酶解產物含有較多的營養成分,并不是添加越多越好,6%的牡蠣酶解產物添加量最適合餅干制作,其餅干的感官評價綜合評分最高,評分為80.40分(P<0.05)。

表4 牡蠣酶解產物添加量對餅干感官評分的影響

2.3 牡蠣酶解產物添加量對餅干色度值的影響

L*值表示色澤的亮度,值越小表示樣品越接近黑色,值越大表示樣品越接近白色。由圖1可知,牡蠣酶解產物添加量對餅干L*值有較大的影響。隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,L*值呈現先增大后減小的趨勢。牡蠣酶解產物添加量為8%時,餅干L*值最大,數值為69.40。牡蠣酶解產物添加量為0時,餅干L*值最小,數值為61.70。添加牡蠣酶解產物的餅干,L*值均高于未添加的餅干(P<0.05)。這與郭星辛等[22]在鰱魚酶解產物面包L*值的研究結果一致，原因可能是焙烤過程中發生的美拉德反應對色澤的改善。

圖1 牡蠣酶解產物添加量對餅干L*值的影響

a*值表示色澤的紅綠色度,值越小表示樣品越接近綠色,值越大表示樣品越接近紅色。由圖2可知,牡蠣酶解產物添加量對餅干a*值有較大的影響。隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,a*值逐漸減小。表明隨著牡蠣酶解產物添加量的增加,餅干顏色逐漸變綠。原因可能為牡蠣的腮和唇瓣中所含有的馬雷訥素在酶解過程中游離至溶液中,使得牡蠣酶解產物呈現綠色[23]。不添加牡蠣酶解產物的餅干,a*值最大,數值為4.72。牡蠣酶解產物添加量為8%時,餅干的a*值最小,數值為1.06。牡蠣酶解產物添加量為10%時,餅干的a*值與8%牡蠣酶解產物添加量的餅干差異較小。添加牡蠣酶解產物的餅干,a*值均低于未添加的餅干,表明牡蠣酶解產物中的馬雷訥素是餅干a*值降低的主要原因。

圖2 牡蠣酶解產物添加量對餅干a*值的影響

b*值表示色澤的黃藍色度,值越小表示樣品越接近藍色,值越大表示樣品越接近黃色。由圖3可知,隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,餅干的b*值呈現先增大后減小的趨勢。牡蠣酶解產物添加量在0～6%之間,b*值逐漸增大。隨著牡蠣酶解產物添加量的繼續增大,b*值緩慢減小。不添加牡蠣酶解產物的餅干,b*值最小,數值為17.59。牡蠣酶解產物添加量為8%時,餅干的b*值最大,數值為21.36。牡蠣酶解產物添加量為6%時,餅干的b*值與8%牡蠣酶解產物添加量的餅干基本相同。添加牡蠣酶解產物的餅干,b*值均高于未添加的餅干(P<0.05)。表明牡蠣酶解產物的添加對餅干黃色色澤形成有促進作用。原因可能在于,牡蠣酶解產物中富含游離氨基酸,餅干在焙烤過程中,游離氨基酸參與了美拉德反應,生成黃色或棕黃色物質[24]。

圖3 牡蠣酶解產物添加量對餅干b*值的影響

2.4 牡蠣酶解產物添加量對餅干質構的影響

硬度是評價餅干質地的重要指標,餅干的硬度太小或者太大都會影響餅干的口感,適宜硬度的餅干口感更佳[15]。由圖4可知,隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,餅干的硬度先增大后減小。牡蠣酶解產物添加量在0～6%之間,硬度逐漸增大。隨著牡蠣酶解產物添加量的繼續增大,硬度逐漸減小。不添加牡蠣酶解產物的餅干,硬度最小(P<0.05)。牡蠣酶解產物添加量為6%時,餅干的硬度最大(P<0.05)。添加牡蠣酶解產物的餅干,硬度均高于未添加的餅干。原因可能是牡蠣酶解產物中的蛋白質阻礙面筋網絡的形成,稀釋了面粉中的面筋蛋白,從而弱化了面筋蛋白的網絡結構,導致餅干的硬度增大[25]。

圖4 牡蠣酶解產物添加量對餅干硬度的影響

內聚性反映食品內部結合力的大小[16]。由圖5可知,隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,餅干的內聚性呈現先增大后減小的趨勢。牡蠣酶解產物添加量在0～4%之間,內聚性逐漸增大。隨著牡蠣酶解產物添加量的繼續增大,內聚性逐漸減小并趨于穩定。不添加牡蠣酶解產物的餅干,內聚性最小。牡蠣酶解產物添加量為4%時,餅干的內聚性最大(P<0.05)。牡蠣蛋白及其酶解產物具有一定的持水能力,適量添加可能對餅干的凝聚性有促進作用[26]。添加牡蠣酶解產物的餅干,內聚性均高于未添加的餅干。

圖5 牡蠣酶解產物添加量對餅干內聚性的影響

咀嚼性是描述將食品咀嚼到可吞咽時所需要做的功,可以綜合反映食品對咀嚼的持續抵抗性[15]。由圖6可知,隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,餅干的咀嚼性先增大后減小。牡蠣酶解產物添加量在0～6%之間,咀嚼性逐漸增大。隨著牡蠣酶解產物添加量的繼續增大,咀嚼性減小。不添加牡蠣酶解產物的餅干,咀嚼性最小。牡蠣酶解產物添加量為6%時,餅干的咀嚼性最大(P<0.05)。添加牡蠣酶解產物的餅干,咀嚼性均高于未添加的餅干(P<0.05)。原因可能是牡蠣酶解產物中的蛋白質降低了面團的蓬松度,使面團的氣室減小,導致餅干的咀嚼性增加[25]。

圖6 牡蠣酶解產物添加量對餅干咀嚼性的影響

2.5 牡蠣酶解產物餅干風味分析

綜合考慮牡蠣酶解產物對餅干感官評分、色度值和質構的影響,認為6%的牡蠣酶解產物添加量對餅干的品質影響最好。利用頂空固相微萃取氣相色譜質譜聯用法分別檢測6%牡蠣酶解產物餅干和未添加牡蠣酶解產物餅干的風味物質,風味成分分析結果如表5所示。

由表5可知,未添加牡蠣酶解產物餅干中鑒定出24個風味成分,包括14種烴類、1種酯類、3種醛類、2種酚類和4種醇類。而6%牡蠣酶解產物餅干中鑒定出30個風味成分,包括16種烴類、3種酯類、4種醛類、2種酚類、4種醇類和1種雜環類。兩種餅干相同的風味成分有16個,其中含量較高的是十二烷、苯乙醇、長葉烯、三醋酸甘油酯和2,2,4,4-四甲基辛烷,相對含量在兩種餅干中均大于3%。添加6%牡蠣酶解產物的餅干比未添加牡蠣酶解產物的餅干多14個風味成分,但與之相比卻少8個風味成分。表明牡蠣酶解產物的添加對風味的生成有較大的影響。

表5 餅干風味分析結果

風味成分的差異,對餅干品質的影響較大。6%牡蠣酶解產物餅干增多的14個風味成分,包含7種烴類、2種酯類、1種醛類、3種醇類和1種雜環類。烴類化合物主要來源于脂肪酸烷氧基的均裂,閾值較高,對風味影響不大[27]。酯類化合物是酸和醇通過酯化作用生成,對風味有重要影響[28]。含6%牡蠣酶解產物餅干中獨有的酯類化合物是鄰苯二甲酸二異丁酯(0.97%)和鄰苯二甲酸二丁酯(0.42%)。醛類化合物主要來源于脂肪氧化降解,閾值較低,對餅干的風味具有較大貢獻[29]。含6%牡蠣酶解產物餅干中獨有的醛類化合物是2,4-十二碳二烯醛(0.94%)。醇類化合物通常具有植物的芳香味,有一定的較佳風味感受[15]。含6%牡蠣酶解產物餅干中獨有的醇類化合物是2-甲基-1-癸醇(0.3%)、1-癸醇(0.47%)和2-乙基-2-甲基-十三醇(0.39%)。含N 的雜環化合物通常具有較低的感官閾值,主要來源于還原糖與氨基酸之間的美拉德反應,包含呋喃、吡啶、吡嗪、吡咯、呋喃、吡唑及其衍生物,這些復雜的成分具有焦香與烤香風味[30]。含6%牡蠣酶解產物餅干中獨有的雜環類化合物是3-(2-丙烯基)-2-甲基吡嗪(1.65%)。綜上所述,添加牡蠣酶解產物會引起餅干的風味物質發生變化,添加6%牡蠣酶解產物餅干比未添加牡蠣酶解產物餅干的風味物質更加豐富。

3 結論

隨著牡蠣酶解產物添加量的增加,餅干的外觀形態、色澤、風味、組織、口感和綜合評分呈現較大的分數差異。牡蠣酶解產物添加量為6%的餅干,呈現最佳的外觀形態、色澤、組織、口感和綜合評分。添加牡蠣酶解產物的餅干,L*值和b*值均高于未添加的餅干。而添加牡蠣酶解產物的餅干,a*值均低于未添加的餅干。隨著牡蠣酶解產物添加量的增多,餅干的硬度、內聚性和咀嚼性均呈現先增大后減小的趨勢。添加牡蠣酶解產物的餅干,硬度、內聚性和咀嚼性均高于未添加的餅干。未添加牡蠣酶解產物餅干中鑒定出24個風味成分,包括14種烴類、1種酯類、3種醛類、2種酚類和4種醇類。而含6%牡蠣酶解產物餅干中鑒定出30個風味成分,包括16種烴類、3種酯類、4種醛類、2種酚類、4種醇類和1種雜環類。兩種餅干相同的風味成分有16個。添加6%牡蠣酶解產物的餅干比未添加牡蠣酶解產物的餅干多14個風味成分。添加6%牡蠣酶解產物餅干比未添加牡蠣酶解產物餅干的風味物質更加豐富。