棕櫚油在速食麥片中的應用研究

鐘業俊，趙金成，吳夏子，胡明明，2，胡居吾

(1.南昌大學食品科學與技術國家重點實驗室，江西 南昌 330047;2.馬來西亞棕櫚油總署大馬棕櫚油技術研發(上海)有限公司，上海 201108;3.江西省科學院應用化學研究所，江西 南昌 330096)

燕麥營養豐富，蛋白質、可溶性膳食纖維等營養成分含量高[1]，不僅具有抗氧化、調節血糖、以及預防結腸癌等功能[2-3]，在美容護膚方面也有應用[4]。速食麥片是以燕麥為主要原料，添加適當的食用輔料制作而成的谷物食品，速食麥片具有營養性、方便性和多樣性的特點。近年來，關于麥片的研究較多，如桑衛國等[5]采用酶水解淀粉技術，通過正交實驗確定了即食麥片的最佳生產工藝。孟晶巖等[6]以黑小麥為主要原料，通過試驗優化，探究了富硒營養黑麥片的加工條件和最佳配方。汪新潔等[7]采用固相微萃取-氣質聯用技術，探討了擠壓膨化溫度對燕麥片中揮發性風味物質成分及相對含量的影響。李肖汶等[8]探究了炒制、制片、超微化等方式對燕麥粉貨架期的影響。張越怡等[9]對果蔬燕麥的營養特性、產品優勢以及應用前景進行了綜述。

棕櫚油是對棕櫚果肉進行壓榨而得到的植物油脂[10]。棕櫚油通過分提和精煉可制得不同性能棕櫚油產品，如5 ℃棕櫚超級液油、24 ℃棕櫚液油、38 ℃中間分提物、52 ℃棕櫚硬脂等[11]。棕櫚油含有均衡的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸構成[12]，同時還含有類胡蘿卜素、維生素E等功能性成分[13]。此外，棕櫚油還具有抗氧化性強、煎炸穩定性好和價格相對低廉等優勢，因此可以用來加工人造奶油、起酥油、烹飪油以及糖果用油脂等[14]。然而，棕櫚油作為脂肪來源應用于速食麥片的研究幾乎沒有。

目前，燕麥片的生產工藝較為成熟，但產品配方的差異會對產品品質產生影響[15-18]。因此，為了探究棕櫚油在速食麥片中的應用前景，開發性質穩定、食味品質好的棕櫚油基速食燕麥產品，本文采用單因素試驗和Box-Behnken設計方法，對棕櫚油基速食麥片的產品配方進行優化，并對產品的理化性質進行分析，以期為棕櫚油在即食食品中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和儀器

1.1.1 試驗材料

燕麥粉(山西晉蕎米業有限公司)、小麥粉(河北金沙河面業有限責任公司)、大米粉(池州市溪谷園食品有限公司)、棕櫚油(益海嘉里食品科技有限公司)、西麥燕麥片(桂林西麥食品股份有限公司)、桂格速食燕麥片(百事食品(中國)有限公司)等。

1.1.2 試驗儀器

TU-1810型紫外分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)、HG700型滾筒干燥設備(常州市路遙干燥設備有限公司)、JM-80型膠體磨(廊坊通用機械制造有限公司)、MJB-3001型分散機(上海沐軒實業有限公司)、KJELTEC2100型凱式定氮儀(瑞典富斯特卡脫公司)、RE52-99型旋轉蒸發器(上海亞榮生化儀器廠)。

1.2 試驗方法

1.2.1 速食麥片的制備方法

參照黃建初等[16]的方法，將燕麥、小麥等粉碎，加入油、水和麥芽糖漿等攪拌混合后，采用膠體磨、滾筒干燥、破碎成片狀后過篩，得到均一片狀產品，包裝。技術路線如下：

攪拌時的加水量與原料總質量相同，滾筒干燥溫度為140 ℃，干燥壓力為0.4 MPa，麥片厚度為0.4 mm。

1.2.2 單因素試驗

以速食麥片的感官評分為響應值，研究棕櫚油熔點(42 ℃，24 ℃，18 ℃和5 ℃)、棕櫚油添加量(1%，3%，5%，7%，9%和11%)、燕麥粉添加量(40%，50%，60%，70%和80%)、大米粉添加量(0%，5%，10%，15%，20%，25%和30%)、小麥粉添加量(6%，8%，10%，12%，14%和16%)和麥芽糖漿添加量(8%，10%，12%，14%，16%和18%)對速食麥片品質的影響。

1.2.3 響應面優化

以感官評分作為響應值，采用響應曲面設計方法，優化棕櫚油速食麥片的組成成分及含量，得到最優組分含量。

1.3 性質分析

1.3.1 感官品質的分析

品評小組由40位專業人員(年齡段為22～55歲，男性為20名，女性為20名)組成，在食品感官評價室進行感官品評。麥片的感官評價包括沖泡前感官品質分析和沖泡后感官品質分析。樣品沖泡步驟如下：180 g沸水沖泡30 g燕麥片，靜置10 min后開展感官評價。感官評價的總分為100分(沖泡前感官評分的滿分為35分，沖泡后感官評分的滿分為65分)。沖泡前、沖泡后感官評分的具體方法參見路長喜等的[19]文獻。

1.3.2 棕櫚油速食麥片的性質分析

根據GB 5009.7—2016，GB 5009.8—2019，GB 5413.3—2016，GB 5009.5—2016和GB 5009.3—2016的方法分別對麥片中的碳水化合物(糖)、脂肪、蛋白質(換算系數為6.25)和水分含量進行測定。參照閆金婷[20]的方法，對麥片的湯汁可溶性固形物、高溫吸水率和吸水膨脹率進行測定。

1.4 數據分析

每試驗至少重復3次，結果以平均值±正負偏差表示；實驗數據的統計分析軟件為SPSS 13.0，采用Duncan’s Multiple Range Test方法進行顯著性分析，α=0.05。

2 結果與討論

2.1 不同熔點的棕櫚油對速食麥片感官品質的影響

以花生油為參照，分析不同熔點的棕櫚油(42 ℃，24 ℃，18 ℃和5 ℃)對速食麥片感官品質的影響。實驗時，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿(葡萄糖當量值即DE值為50%)的添加量分別為5%，60%和10%，大米粉和小麥粉的量均為12.5%。

如圖1示，5 ℃，18 ℃和24 ℃棕櫚油生產的速食麥片與花生油生產產品的感官評分差異不顯著(P>0.05)，42 ℃棕櫚油生產的速食麥片的感官評分要優于其他組(p<0.05)；據品評員反映，42 ℃棕櫚油生產的速食麥片更為酥脆，是產品評分更高的主要原因。由于高熔點棕櫚油具有優勢，因此本研究組認為沒有必要開展棕櫚油與其它植物油進行復配的實驗，綜合考慮，后續采用100%的42 ℃棕櫚油進行添加。

2.2 棕櫚油的添加量對速食麥片感官品質的影響

采用感官品質作為響應值，分析棕櫚油的添加量(0%，3%，6%，9%，12%和15%)對速食麥片品質的影響。實驗時，采用熔點42 ℃的棕櫚油，燕麥粉和麥芽糖漿(DE值50)的添加量分別為60%和10%，其余部分大米粉和小麥粉各占一半。如圖2示，棕櫚油添加量逐漸增加，麥片的感官評分先升高后降低，當棕櫚油的添加量為3%～9%時，棕櫚油速食麥片的感官評分達到較高值。因此，棕櫚油的添加比例初步定為3%～9%。

2.3 燕麥粉添加量對速食麥片品質的影響

預實驗結果表明，質量分數為40%～80%燕麥粉添加量對速食麥片品質的影響較好，因此研究燕麥粉添加量(40%，50%，60%，70%和80%)對速食麥片品質的影響。實驗時，棕櫚油和麥芽糖漿的添加量分別為6%和10%，其余大米粉和小麥粉各占一半。如圖3示，燕麥粉添加量在40%～80%時，速食麥片的感官評分先升高后降低，當燕麥粉添加量為50%～70%時，產品的感官評分達到高值且無顯著差異(P>0.05)。因此，燕麥粉添加比例初步定為50%～70%。

2.4 大米粉添加量對速食麥片品質的影響

預實驗結果表明，大米粉添加量在0～30%左右時對速食麥片品質的影響較好，因此研究大米粉添加量(0%，5%，10%，15%，20%，25%和30%)對速食麥片品質的影響。實驗時，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿的添加量分別為6%，60%和10%，其余為小麥粉。如圖4示，大米粉添加量在0～30%時，速食麥片的感官評分先升高后降低，當大米粉添加量為10%～20%時，產品的感官評分達到高值且無顯著差異(P>0.05)。因此，大米粉添加比例初步定在10%～20%。

2.5 小麥粉添加量對速食麥片品質的影響

預實驗結果表明，小麥粉質量分數在6%～16%左右時對速食麥片品質的影響較好，因此研究小麥粉添加量(6%，8%，10%，12%、14%和16%)對速食麥片品質的影響。實驗時，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿添加量分別為6%，60%和10%，其余均為大米粉。如圖5示，小麥粉添加量在6%～16%時，速食麥片的感官評分先升高后降低，小麥粉添加量為8%～12%時，麥片產品的感官評分達到較高值且差異不顯著(P>0.05)。因此，小麥粉的添加量選擇10%為宜。

2.6 麥芽糖漿添加量對速食麥片品質的影響

預實驗結果表明，麥芽糖漿(DE值為50%)質量分數在8%～18%之間時對速食麥片品質影響較好，因此研究麥芽糖漿添加量(8%，10%，12%，14%，16%和18%)對速食麥片品質的影響。實驗時，棕櫚油、燕麥粉和小麥粉的添加量分別為6%，60%和10%，其余均為大米粉。如圖6示，麥芽糖漿添加量在8%～18%時，速食麥片的感官評分先升高后降低，當麥芽糖漿添加量為12%～16%時產品的感官評分達到高值且差異不顯著(P>0.05)。因此，麥芽糖漿(DE值為50%)的添加量選擇14%為宜。

2.7 響應面優化法優化結果

單因素實驗結果表明，小麥粉和麥芽糖漿添加量的較優值分別為8%～12%和12%～16%，兩者的添加量范圍已經較窄(4%)且產品的感官評分差異不顯著(P>0.05)，進一步優化的意義不大；而棕櫚油、燕麥粉和大米粉添加量的較優值分別為3%～9%、50%～70%和10%～20%，可進一步優化；由此，采用Box-Behnken的設計方法進行響應面分析，因素水平如表1所示。響應面設計和實驗結果見表2。試驗時，小麥粉的添加量為10 kg，麥芽糖漿(DE值為50)添加量為14 kg。

表1 Box-Behnken響應面設計實驗因素水平和編碼

表2 響應面法設計及其實驗結果

以感官評分為響應值(Y)的響應面設計與實驗結果，得到棕櫚油(X1)、燕麥粉(X2)、大米粉(X3)添加量的二次多項回歸方程為：

回歸分析得到回歸系數及各因素對綜合得分影響的回歸模型，如表3示。

表3 回歸方程的方差分析

燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量三個因素兩兩交互作用對于感官評分的響應曲面結果見圖7～9。由圖可知，燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量三個因素兩兩交互作用都比較強。

從響應面分析結果可知，燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量均對速食麥片的感官評分呈顯著相關。根據該模型推測出的最優方案為：棕櫚油添加量為5.88 kg，燕麥粉添加量為59.70 kg，大米粉添加量為

14.80 kg，預測綜合得分為88.8。由于小麥粉的添加量為10 kg，麥芽糖漿(DE值為50)添加量為14 kg。因此經過修正和核算，最優條件為：棕櫚油、大米粉、燕麥粉、小麥粉和麥芽糖漿(DE值為50)添加比例分別是5.7%，14.2%，57.1%，9.6%和13.4%。

采用上述最優條件開展驗證試驗(三次平行)，結果如表4所示，實際感官評分的平均值為88.9，與預測值的相對誤差不超過0.23%，說明各因素對感官評價的影響能通過回歸方程得到較好的反映。

表4 驗證實驗結果

2.8 棕櫚油基速食麥片的性質分析

采用市售的速食麥片(西麥麥片和桂格麥片)與棕櫚油基速食麥片的性質進行對比分析。結果如表5示，3種麥片的碳水化合物含量較為接近；西麥麥片的水分含量稍高于桂格麥片和棕櫚油基速食麥片；棕櫚油速食麥片的脂肪含量高于西麥和桂格麥片，而其蛋白質含量則低于西麥和桂格麥片。棕櫚油基速食麥片的吸水膨脹率低于西麥和桂格麥片，這是由于3種產品的油脂含量不同，造成麥片膨化率有差異；較高含量的油脂可以在擠壓膨化設備中起到潤滑作用，縮短物料在膨化設備中停留時間，降低產品的膨化度[18]。而棕櫚油基速食麥片的高溫吸水率則高于西麥和桂格麥片，這可能與棕櫚油基麥片的碳水化合物含量更高有關；燕麥片的高溫吸水率主要受淀粉等大分子影響，碳水化合物作為主要組分對吸水率的貢獻最大[21]。此外，西麥麥片和桂格麥片的湯汁可溶性固形物明顯低于棕櫚油基麥片，這可能是由于麥片中的主要成分淀粉，在特定條件下和棕櫚油形成了棕櫚油淀粉酯，促進了麥片淀粉在湯汁中的溶入[22]。

表5 棕櫚油基速食麥片的性質分析

3 結論

為了探討棕櫚油在速食麥片中的應用前景，開發性質穩定、食味品質好的棕櫚油基速食燕麥產品，本文通過單因素試驗和響應面分析對產品配方進行了優化，結果顯示棕櫚油速食燕麥產品的最優配方為：棕櫚油的熔點為42℃、質量分數為5.7%，燕麥粉、大米粉、小麥粉和麥芽糖漿(DE值為50)的質量分數分別為57.1%，14.2%，9.6%和13.4%。將棕櫚油速食麥片與市售麥片(西麥和桂格)進行對比分析可知，3種產品的碳水化合物含量較為接近；與西麥和桂格麥片相比，棕櫚油麥片的吸水膨脹率更低，高溫吸水率和湯汁可溶性固形物更高。本研究填補了棕櫚油應用于速食麥片的研究空白，可為棕櫚油在即食食品中的應用提供借鑒。