小米茶花曲奇餅干的研制及香氣成分分析

廖 婷，李 力，張 渤，吳諾盈，周婷媛，張文學

（1. 武夷學院茶與食品學院，福建武夷山 354300；2. 馬來西亞理科大學，馬來西亞檳城 100032；3. 四川大學 輕工科學與工程學院，四川 成都 610000）

小米，又稱粟，是谷子去皮后的產物，多種植于我國北方，小米營養價值和藥用價值很高，是深受人們喜愛的五谷雜糧。小米富含蛋白質、脂肪、膳食纖維、碳水化合物及多種維生素，并含有鈣、磷、鐵、鋅、鎂、硒等各類礦物質，小米中色氨酸、蛋氨酸的含量也很高，各營養素比例協調易于消化，是一種優質的營養源[1]。

小米具有良好的保健功效，范冬雪等人[2]通過研究證明小米可以幫助消化食物，具有助消化功能；趙陳勇等人[3]經過試驗證明小米有降低血脂、降低血壓、提高免疫力的作用；林金劍等人[4]研究證明小米中的色氨酸具有一定的預防脂肪肝的作用；Amadoulssoufou[5]通過研究認為小米具有抗菌活性、解除口臭、減少口中的細菌滋生，還能治腳氣病、神經炎、癩皮病、失眠、頭疼、精神倦怠、皮膚“出油”、頭皮屑增多等癥狀；小米還有清熱、消渴、健脾、和胃、美容、壯陽、安胎助產等功效[6]。日常生活中人們對小米的食用以煮粥的形式為主，用量較少，隨著生活水平的提高，人們越來越注重飲食的營養與健康，對小米的需求也不單純是簡單的熬煮食用，更加偏重于保健型的小米深加工產品，因此企業與學者們十分關注小米的深加工產品開發與研制，目前市場上小米類食品主要以小米餅干、酥卷為主。

茶花，外形典雅優美，是完全花、兩性花，主要依靠昆蟲傳播花粉[7]，10～11 月中旬為茶花盛花期，據統計茶園干花產量為450～750 kg/hm2[8]。長期以來，人們只是采摘茶樹的鮮嫩芽葉制茶，而花朵絕大部分任其自生自滅，有的茶園則通過噴施植物生長調節劑除花落果，保持茶園肥力。其實，茶花與茶鮮葉同為茶樹的生物產出，單純利用茶鮮葉，丟棄茶花，對茶資源是極大浪費。研究表明，茶花富含蛋白質、茶多酚、茶多糖、茶皂素、黃酮類、氨基酸、維生素、微量元素和超氧化物歧化酶（SOD）、可可堿等多種有益成分和活性物質[8-9]。茶花具有抗氧化、解毒、抑菌、降糖、延緩衰老、防癌抗癌和增強免疫力等功效[10-11]。

曲奇是一種口感酥松、香氣濃郁的餅干品種，廣受消費者的喜愛，但存在著高油脂、高糖的缺點，使人望而卻步，不敢食用過多，因此開發營養保健型的曲奇餅干具有積極的意義。

目前，茶花的開發主要集中在制作花茶、花飲料、茶花酒、精油和茶樹花粉。凌彩金等人[12]對茶樹花制茶工藝進行了研究；喻云春等人[13]比較了茶樹花蕾、鮮花、干花、花粉制成的不同茶花酒的生化成分與感官效果；2007 年日本已經開發出茶樹花飲料，并且被批準為保健飲品進行銷售[14]；顧亞萍等人[15]用β - 環糊精將茶樹花精油制成粉末狀的茶樹花香精。

趙秀玲等人[16]對黑米貢菊曲奇餅干進行了研究，取得了較好的成果；張娜等人[17]進行了萵筍葉在曲奇餅干加工中的應用研究，生產的曲奇餅干呈綠色，略帶金黃色，口感酥脆，但目前國內未見將茶花應用于曲奇餅制作的研究報道。

研究利用小米和茶花的助消化和抗氧化的特性，在普通曲奇工藝配方上輔以小米粉和茶花粉原料，以期改善曲奇餅干的風味，提高其營養價值及功效，抑制曲奇餅干中脂肪的酸敗和過氧化反應，同時也拓寬了小米商品的市場及茶葉副廢物的再利用方向。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料與試劑

低筋面粉、黃油、白砂糖、小米、脫脂奶粉、鹽、茶花、雞蛋、小蘇打（均為食品級），市售。

1.1.2 儀器設備

粉碎機，北京錕捷玉誠機械設備有限公司產品；恒溫培養箱；GC-MS 聯用儀，美國Agilent 公司產品；專用樣品瓶，美國Supelco 公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 預試驗基本配方

低筋面粉180 g，小米20 g，黃油150 g，茶花3 g，白砂糖60 g，食鹽1 g，小蘇打2 g，脫脂奶粉20 g。

1.2.2 小米茶花曲奇餅干生產工藝流程和方法

黃油室溫軟化→攪打到細膩→加入糖粉攪打→加蛋液攪打→加奶粉、低筋面粉→攪打均勻→模具成型→烘烤→出爐→冷卻→包裝。 小米粉、茶花粉

操作要點：烘烤前，將烤箱打開預熱5 min，烤箱的底火為180 ℃，面火為165 ℃，烘烤時間為13～15 min，可根據實際情況靈活控制。烘烤過程中，為使制品呈色均勻，可以前后翻轉烤盤幾次，烘烤至產品表面呈黃色即可出爐。

1.2.3 單因素試驗探究

通過預試驗可知，在制作小米茶花曲奇餅干的工藝流程中，對成品感官影響較大的是茶花用量、小米用量、白砂糖用量與黃油用量。因此，設計茶花用量、小米用量、白砂糖用量和黃油用量4 個因素作為考查因素，進行小米茶花曲奇餅干單因素試驗，以感官評價得分作為指標來確定各因素對小米茶花曲奇餅干的影響。

（1） 干茶花粉用量的確定。茶花的用量不僅會影響小米茶花曲奇餅干的清香，也影響產品的保健功能，因此，茶花的用量對產品有著重要影響。試驗干茶花粉用量分別設定為1，3，5，7，9 g。其他因素參照預試驗，然后對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優化試驗。

（2） 小米用量的確定。小米的用量對曲奇餅干的口感和顏色沒有太大的影響，但是它能影響產品的保健功能，因此，小米粉用量對產品有著重要影響。試驗小米用量分別設定為5，10，15，20，25 g。其他因素參照預試驗，然后對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優化試驗。

（3） 白砂糖用量的確定。小米茶花曲奇餅干的色澤、滋味和風味與白砂糖用量有緊密的聯系。試驗中小米用量分別設為50，60，70，80，90 g。其他因素參照預試驗，并對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優化試驗。

（4） 黃油用量的確定。制作小米茶花曲奇餅干最重要的成分之一是黃油，黃油不僅影響餅干的酥脆度，還影響餅干的味道及顏色。試驗設定黃油用量分別為120，130，140，150，160 g。其他因素參照預試驗，并對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優化試驗。

1.2.4 正交試驗設計

通過單因素試驗確定其各個因素的最佳水平，在此基礎上進行L9（34）的三水平四因素正交試驗，其中4 個因素分別為茶花用量（A）、小米用量（B） 和黃油用量（D），再進行感官評價，最終確定小米茶花曲奇餅干的最佳配方。

小米茶花曲奇餅干因素與水平設計見表1。

表1 小米茶花曲奇餅干因素與水平設計/ g

1.2.5 小米茶花曲奇餅干的感官評價

感官評價標準見表2。

表2 感官評價標準

邀請20 名食品專業學生對小米茶花曲奇餅干進行感官評定。根據表2 中小米茶花曲奇餅干感官評價標準分別對小米曲奇餅干成品的品質進行鑒定，最后給出評分，所得分數平均值作為總的感官評分。

1.2.6 小米茶花曲奇餅干質構特性測定

使用質構分析儀，采用TPA 模式測定[18-19]。取每塊餅干3 個點進行測試，并取平均值，每個樣品重復測試次數不得少于3 次[20-21]。取硬度、黏著性、咀嚼性對小米茶花曲奇餅干進行質構分析，其結果再與普通曲奇餅干進行對比。

1.2.7 小米茶花曲奇餅干酸價的測定

將餅干置于60 ℃，恒溫恒濕干燥箱中貯藏5 周，每周取樣1 次進行酸價的測定，采用冷溶劑指示劑滴定法，參考GB 5009.229—2016[22]。

1.2.8 理化指標的測定

脂肪：索氏抽提法；蛋白質：凱氏定氮法；膳食纖維：酶重量法。

1.2.9 香氣成分分析

采用固相微萃取技術（Solid-phase microextraction，SPME） 結合氣相色譜- 質譜（Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS） 對小米茶花曲奇餅干中的揮發性香氣成分分離并鑒定。將適量的樣品磨成粉末狀，放入密閉的容器中，通過萃取頭對香氣成分進行吸附并提取，萃取頭進行解析后，對進入到色譜儀里的香氣成分進行色譜分析。

將萃取頭放在氣相色譜的進樣口進行老化，老化溫度設為270 ℃，同時載氣體積流量設為0.8 mL/min，分流比設為50∶1，老化時間定為1 h。取適量烤好的餅干樣品，磨成粉末狀后，放進樣品瓶里，蓋上瓶蓋，然后將樣品瓶固定置于80 ℃水浴中，將萃取頭通過瓶蓋的橡皮墊插入到瓶中并且平衡5 min后，將纖維頭推出，需要注意不能讓萃取頭接觸到餅干，同時吸附30 min，接著抽回纖維頭，小心拔出萃取頭，然后再將萃取頭插入氣相色譜儀中，把纖維頭推出去，在250 ℃溫度下，解析達3 min，抽回纖維頭后并拔出萃取頭，最后采集數據。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 最佳干茶花粉用量的確定

茶花用量對曲奇餅干感官品質的影響見圖1。

圖1 茶花用量對曲奇餅干感官品質的影響

由圖1 可知，成品的感官品質與干茶花粉用量緊密相關。當干茶花粉用量過少，成品沒有茶花的清香且油膩感較重；當添加過多時，成品苦澀感強且色澤偏暗沉；當用量為3 g 時，曲奇餅干品質最佳，伴有茶花清香，輕微苦澀感可正好抵消餅干的油膩，色澤金黃色受感官評定者喜愛；由此確定，當面粉量為180 g 時，小米茶花曲奇餅干干茶花粉用量為3 g。

2.1.2 最優小米用量的確定

小米用量對曲奇餅干感官品質的影響見圖2。

圖2 小米用量對曲奇餅干感官品質的影響

由圖2 可知，當小米用量為10 g 時，感官評分最高，此時餅干的酥脆度最好。繼續添加小米，制得曲奇餅干外形出現干燥開裂，口感也較硬，影響曲奇餅干的口感。由此確定，當面粉量為180 g 時，小米茶花曲奇餅干小米用量為10 g。

2.1.3 白砂糖用量對曲奇餅干感官品質的影響

白砂糖用量對曲奇餅干感官品質的影響見圖3。由圖3 可知，茶花的苦味會隨著白砂糖用量的變化而變化，當用量小于60 g，餅干的甜味會被茶花的苦澀味掩蓋，繼續增加白砂糖，能夠改善餅干的口感。餅干的感官評定最佳分數出現在用量為60 g時，此時餅干甜味適中、口感酥脆。如果繼續添加白砂糖，則會影響餅干的口感，甚至會出現烤焦的現象。因此，白砂糖的最佳用量為60 g，并以此為基礎設計正交試驗。

圖3 白砂糖用量對曲奇餅干感官品質的影響

2.1.4 黃油用量對曲奇餅干感官品質的影響

黃油用量對曲奇餅干感官品質的影響見圖4。

圖4 黃油用量對曲奇餅干感官品質的影響

制作曲奇餅干最重要的成分是黃油，它不僅在營養價值方面使曲奇餅干得到了提高，在口感上還使曲奇餅干更加酥脆。由圖4 可知，當加入的黃油低于130 g 時，餅干表面暗淡、外觀干裂、口感不佳，但繼續增加黃油，感官評分最大值出現在黃油量增加到130 g，此時的餅干不論色澤還是口感都有所提升，能夠易于被評定人員所接受。黃油用量超過130 g，盡管會提升酥脆度，但因為面粉與面團在加工過程中難以黏合，導致面團的黏性降低，最終使餅干外形出現干裂，影響外觀。故確定最適黃油用量分別為130 g，并作為基礎設計正交試驗。

2.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，采用極差分析法和正交曲線效應圖對L9（34）正交試驗進行分析。

正交試驗分析結果見表3，正交曲線效應圖見圖5。

圖5 正交曲線效應圖

表3 正交試驗分析結果

由表3 和圖5 可知，A 因素以A1水平最佳；B因素以B3水平最佳；C 因素以C2水平最佳；D 因素以D3水平最佳。故小米茶花曲奇餅干的最佳組合為A1B3C2D3，即茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。

由正交試驗結果中R 值可知，在試驗的4 個因素中，對小米茶花曲奇餅干感官品質影響的主次順序為D＞B＞A＞C，其中黃油用量和小米用量對曲奇餅干的感官品質影響最大。

由圖3 ～圖5 可知，最佳工藝組合為A1B3C2D3，但在試驗中感官評分最高的工藝組合為A1B3C3D3。因此，將2 組工藝參數進行驗證試驗。

2.3 驗證試驗

驗證試驗對比見表4。

表4 驗證試驗對比/分

由表4 可知，A1B3C3D3組合的感官評分低于組合A1B3C2D3。故試驗的最佳配方是A1B3C2D3，即茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。

2.4 小米茶花曲奇餅干儲存過程中酸價變化情況

隨著時間延長，溫度升高，餅干中的脂肪將會慢慢水解，游離的脂肪酸含量升高，油脂酸敗速度變快，酸價可以衡量餅干品質變化狀況。

小米茶花曲奇餅干油脂的酸價變化情況見圖6。

圖6 小米茶花曲奇餅干油脂的酸價變化情況

由圖6 可知，在60 ℃條件下，隨著時間的延長，試驗成品和市售2 種餅干的酸價都逐漸升高，但試驗餅干油脂敗壞速度相對緩慢。當貯存到第5 周，市售曲奇餅干酸價達到4.13 mg KOH/g，已經快接近國家限定值（5.0 mg/g）；試驗成品酸價僅為2.65 mg KOH/g，由此可推斷小米、茶花有助于提高餅干的抗氧化能力。

2.5 茶花粉、小米曲奇餅干、小米茶花曲奇餅干GC-MS 揮發性成分分析

茶花粉中香氣成分分析見表5，小米曲奇餅干的香氣成分分析見表6，小米茶花曲奇餅干的香氣成分分析見表7。

表5 茶花粉中香氣成分分析

表6 小米曲奇餅干的香氣成分分析

表7 小米茶花曲奇餅干的香氣成分分析

由表5 ～表7 可知，茶花粉中有67 種揮發性化合物，小米曲奇餅干中有53 種揮發性化合物，小米茶花曲奇餅干中有63 種揮發性化合物。對比表中物質可以得出小米茶花曲奇餅干中這些香氣化合物苯甲醇、苯乙醇、壬烯醛、棕櫚酸、咖啡因在茶花粉中也同時存在，因此可以判定茶花對小米茶花曲奇餅干的香氣成分結構影響很大。

3 結論

（1） 研究優化得到了一款小米茶花曲奇餅干工藝配方為面粉總量180 g，干茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。與市售餅干相比，該款餅干具有茶花清香、輕微澀感不油膩。

（2） 小米、干茶花粉的添加對曲奇餅干的抗氧化效果提升很顯著，小米茶花曲奇餅干酸價為2.65 mg KOH/g，而市售曲奇餅干酸價達到4.13 mg KOH/g，已經接近國家限定值（5.0 mg/g）。

（3） 干茶花粉的添加豐富了曲奇餅干的風味，經GC-MS 檢測，成品中苯甲醇、苯乙醇、壬烯醛、棕櫚酸、咖啡因等成分顯著增加。