高維生素C刺梨餅干配方工藝優化及其體外抗氧化作用

摘 要：以刺梨為基本原料，制作一款高維生素C（VC）含量的刺梨餅干，并對其配方工藝進行優化，對其體外抗氧化活性進行評價.采用4因素4水平正交試驗設計，對影響刺梨餅干制作中VC含量和穩定性的4個關鍵因素烘焙溫度、烘焙時間、蘋果酸用量和紅花籽油用量進行優化；采用不同種類的普通食用油等量替代優化配方中的紅花籽油，觀察并對比普通食用油和紅花籽油對產品中VC含量的影響；通過測定產品對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除率及對脂質過氧化的抑制率來評價產品的體外抗氧化活性.結果得到最優的產品配方工藝條件為：烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為20 min，蘋果酸用量為0.75%，紅花籽油用量為8%.產品中的紅花籽油采用普通食用油替代后，起酥油的VC損失率最大，比紅花籽油高4.8倍以上，普通植物食用油的VC損失率也比紅花籽油高89%以上.按優化后的配方工藝制得的刺梨餅干產品中VC含量達210 mg/100 g，質量穩定.優化后的產品和等劑量VC對照組對羥基自由基和超氧陰離子自由基都有良好的清除作用，對脂質過氧化有良好的抑制作用，并且優化后的產品效果都顯著優于等劑量的VC對照組.

關鍵詞：刺梨;餅干;維生素C;清除自由基;抗脂質過氧化

中圖分類號：TS213.22;R285

文獻標志碼：A

0 引 言

刺梨為薔薇科多年生落葉小灌木，其果實可食用或藥用，在我國南方山區廣泛野生分布，在貴州、四川、重慶和云南等地有廣泛種植［1-2］.刺梨果實作為食藥兩用資源，在我國具有悠久的應用歷史［3-4］.現代醫學研究表明，刺梨中維生素C（VC）含量高達2%以上，是所有水果蔬菜中VC含量最高的.此外，刺梨還富含多種其他生物活性成分，如超氧化物歧化酶（SOD）、黃酮、皂甙、多酚和多糖等.藥理研究表明，刺梨果汁具有抗氧化、清除自由基、抗疲勞、抗衰老、促進消化和解痙、抗動脈粥樣硬化、降血脂、降血糖、抗腫瘤、增強免疫和解酒保肝等多方面的藥理作用［5-10］.但是，刺梨鮮果口感極差，難以直接食用，因此刺梨產業的發展必須依賴于高效益的產品加工.目前，市場上批量加工銷售的刺梨產品主要為果汁飲料類，產品種類單一，同質化競爭嚴重.由于考慮到刺梨中的VC在高溫烘焙下會被氧化破壞，因此，目前市場上還未有采用刺梨果汁制作的餅干類烘焙產品，高VC含量的刺梨餅干在市場上尚屬空白.餅干是大眾較為廣泛接受的旅游休閑產品形式之一，如果能將刺梨開發成餅干類產品投放市場，無疑將對促進刺梨產業的發展起到極大推動作用.本研究通過采取特定的VC保護劑，并控制烘焙工藝條件等措施，制作出高VC含量且質量穩定的刺梨風味餅干，以填補高VC刺梨風味餅干的市場空白.

1 材料與方法

1.1 儀 器

S200型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海瑯玕實驗設備有限公司），Volution300型紫外可見分光光度計（上海澤權儀器設備有限公司），PHSJ-6L型pH計（上海儀電科學儀器股份有限公司），T-25 型勻漿機（德國IKA公司）;SYU-3-100D型超聲波提取器（鄭州生元儀器有限公司），800D型高速離心機（江蘇金怡儀器科技有限公司），S500型數顯式電熱恒溫水溫箱（南京曉曉儀器設備有限公司），XS205DU型電子天平（梅特勒—托利多集團）.

1.2 材 料

刺梨濃縮汁（鮮果壓榨過濾后的3倍濃縮果汁，VC含量測定為 4 600 mg/100 g），購自貴州初好農業科技開發有限公司；VC標準品（純度≥99.2%），購自國藥集團化學試劑有限公司；紅花籽油（亞油酸含量61%～64%），購自中糧天海糧油工業有限公司.配方產品制作用的原料為食品級，測定分析用的常規試劑都為分析純，測定用水為雙蒸餾純凈水.

1.3 方 法

1.3.1 基本配方與制作工藝

產品基本配方由高筋面粉26.75%～38%、大豆分離蛋白30%、蔗糖25%、刺梨濃縮汁5%、紅花籽油2%～12%和蘋果酸0%～1.25%共6種組分及適量水構成.產品制作工藝為：配料→拌勻→成型→烘焙→冷卻→包裝.先將各種原料加入適量水混勻，揉成面團，醒發1～2 h，然后用模具壓制成厚2 mm、直徑2.5 cm左右的圓片，放置在110～190 ℃的電熱恒溫鼓風干燥箱中烘烤10～40 min，取出冷卻到室溫，密封包裝得到產品［11］.

1.3.2 VC含量及損失量測定

按照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》［12］測定VC含量，本研究采用其中的第2法.VC損失率的計算公式為，

S=c×m－m0m0×100%（1）

式中，S為VC損失率，c為制成的產品中VC的含量，m為制成的產品的質量，m0為配料時加入VC的質量（按照濃縮刺梨汁的用量和VC含量計算）.

1.3.3 單因素試驗

考慮到VC在酸性環境中較為穩定，而蘋果酸不僅酸性較強，且具有抗氧化作用，故產品中添加一定量的蘋果酸用于保護VC.紅花籽油中亞油酸含量達60%以上，不僅具有較強的抗氧化性能，并且具有一定的耐高溫性能，故本研究用紅花籽油代替傳統餅干生產中廣泛使用的起酥油或黃油，以保護VC.此外，產品在制作過程中的烘焙溫度與烘焙時間無疑也會嚴重影響產品中VC含量.總之，本產品制作過程中，烘焙溫度、烘焙時間、蘋果酸用量和紅花籽油用量為影響產品中VC含量和穩定性的關鍵因素.因此，本研究先采用單因素試驗方法，以產品中VC損失率為指標，考察烘焙溫度、烘焙時間、蘋果酸用量和紅花籽油用量對產品中VC含量和穩定性的影響.

1）烘焙溫度.固定烘焙時間為20 min，蘋果酸用量為0.5%，紅花籽油用量為8%，以烘焙溫度分別為100、120、140、160、180和200 ℃進行烘烤，研究烘焙溫度對產品中VC損失率的影響.

2）烘焙時間.固定烘焙溫度為140 ℃，蘋果酸用量為0.5%，紅花籽油用量為8%，以烘焙時間分別為10、15、20、25、30和35 min進行烘烤，研究烘焙時間對產品中VC損失率的影響.

3）紅花籽油用量.固定烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為25 min，蘋果酸用量為0.75%，以紅花籽油用量分別為0%、2%、4%、6%、8%和10%進行烘烤，研究紅花籽油用量對產品中VC損失率的影響.

4）蘋果酸用量.固定烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為25 min，紅花籽油用量為8%，以蘋果酸用量分別為0.00%、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%和1.25%進行烘烤，研究蘋果酸用量對產品中VC損失率的影響.

1.3.4 不同食用油對VC保護作用比較

為降低生產成本，在前面單因素試驗基礎上，固定烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為25 min，蘋果酸用量為0.75%，紅花籽油用量為8%，分別用等量起酥油、油菜籽油、大豆油、花生油和玉米胚芽油5種普通食用油代替配方中的紅花籽油，制作餅干產品，測定VC損失率，比較普通食用油和紅花籽油在VC保護作用上的差異.

1.3.5 正交試驗設計

結合單因素試驗結果，以產品中VC損失率為考察指標，以烘焙溫度（A）、烘焙時間（B）、蘋果酸用量（C）和紅花籽油用量（D）為試驗考察因素，采用L16（45）正交表進行試驗設計［11］（見表1），得到餅干制作的最佳工藝.

1.3.6 體外抗氧化活性分析

1）羥基自由基清除率測定.參照文獻［13-14］中的方法，并作適當修改.將制作好的餅干稱取10 g，研細， 加入100 mL純凈水，超聲波震蕩提取2 min（40 kHz），靜置30 min，取上清液過濾，定容到100 mL，得到供試溶液（下同）.取1支試管，加入 9 mmol/L 硫酸亞鐵 2.0 mL， 9 mmol/L 水楊酸醇溶液2.0 mL，再加入供試溶液2.0 mL，震蕩搖勻后，加入 20 mmol/L 雙氧水2.0 mL，混勻，在水浴鍋中恒溫加熱（37 ℃）30 min，最后在510 nm處測定吸光度值（用210 mg/L VC 標準品作陽性對照，純水作空白對照），重復測定3次取平均值，羥基自由基清除率的計算公式為，

X=（1－x1－x2x0）×100%（2）

式中，X為羥基自由基清除率，x1為樣品吸光度值，x2 為純水代替雙氧水后的吸光度值，x0 為純水代替樣品后的吸光度值.

2） 超氧陰離子自由基清除率測定.參考文獻［13-14］中的方法，并作適當修改.在試管中裝入0.1 mmol/L的三羥甲基氨基甲烷鹽酸（Tris-HCl）溶液（pH值約為8.2） 2.0 mL，再加入供試溶液0.1 mL，3 mol/L的鄰苯三酚鹽酸溶液 0.1 mL，水浴（25 ℃）加熱 5 min后，自然冷卻至20～25 ℃，最后在 420 nm 處測定吸光度值（以水作空白對照，210 mg/L VC標準品作陽性對照），仍按公式（2）測定計算超氧陰離子自由基清除率，只是式中X為超氧陰離子自由基清除率，x1 為待測管吸光度值，x2 為水代替鄰苯三酚鹽酸溶液后的吸光度值，x0 為水代替樣品后的吸光度值.

3） 脂質過氧化（LPO）抑制率測定.按照文獻［14］中的方法用卵磷脂過氧化法測定樣品的抗LPO作用.取200 mg卵磷脂，冰浴震蕩下溶解于30 mL 10 mmol/L pH值為7.4的磷酸緩沖鹽（PBS）溶液中，得到卵磷脂溶液.取0.5 mL 卵磷脂溶液，加入樣品溶液0.5 mL，pH值為7.4的PBS 緩沖液1.0 mL，2.5 mmol/L乙二胺四乙酸鐵鈉（NaFeEDTA）溶液1.0 mL，混勻，放在37 ℃水浴中反應45 min，再加入1%的2-硫代巴比妥1.0 mL，28 %的三氯乙酸溶液2.0 mL，混勻，放在100 ℃沸水浴中加熱10 min，冷卻后在532 nm處測定吸光度Sa，空白管用PBS溶液代替樣品測吸光度S0（用PBS緩沖液調零）.LPO抑制率（S）計算公式為，

S=S0－SaS0×100%（3）

1.3.7 數據處理

試驗結果的統計分析采用SPSS 25.0軟件，用最小顯著極差（LSD）法進行差異顯著性分析［11］.

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 烘焙溫度對VC損失率的影響

烘培溫度對VC損失率的影響如圖1所示.100、120和140 ℃烘焙溫度下，VC損失率差異不顯著（Pgt;0.05），但140 ℃之后，隨著溫度升高，VC損失率急劇增加.試驗中發現，在100 ℃條件下，制作出的餅干產品濕度較高，達不到要求；200 ℃下，制作出的餅干產品有明顯焦糊味，也達不到要求.因此，初步確定烘焙溫度的參考合適范圍為120～180 ℃.

2.1.2 烘焙時間對VC損失率的影響

烘焙時間對VC損失率的影響如圖2所示.在10、15和20 min烘焙時間下，VC損失率差異不顯著（Pgt;0.05），但20 min之后，隨著烘焙時間延長，VC損失率急劇增加.試驗中發現，在10 min條件下，制作出的餅干產品濕度較高，達不到要求；35 min條件下，制作出的餅干產品有焦糊味，不能達到產品要求.因此，初步確定烘焙時間的參考合適范圍為15～30 min.

2.1.3 紅花籽油用量對VC損失率的影響

紅花籽油用量對VC損失率的影響如圖3所示.隨著紅花籽油用量的增加，VC損失率逐步減少.當紅花籽油用量為0%和2%時，VC損失率極大，并且烘焙制作出的產品不夠酥脆；當紅花籽油用量達到4%時，產品酥脆度明顯增加，VC損失率逐步趨于穩定；但當紅花籽油用量在8%和10%之間時，VC損失率和酥脆度沒有顯著差異.因此，初步確定紅花籽油用量的參考合適范圍為4%～10%.

2.1.4 蘋果酸用量對VC損失率的影響

蘋果酸用量對VC損失率的影響如圖4所示.隨著蘋果酸用量的增加，VC損失率總體呈降低的趨勢.當蘋果酸用量為0%時，VC損失率極大，并且烘焙制作出的產品明顯太甜膩；當蘋果酸用量為0.25%時，產品口感明顯變得更好，VC損失率逐步趨于穩定；當蘋果酸用量為0.75%、1.00%和1.25%時，VC損失率沒有顯著差異，但1.25%用量得到的產品口感酸度明顯過高.因此，初步確定蘋果酸用量的參考合適范圍為0.25%～1.00%.

2.2 不同食用油對VC保護作用比較

用等量普通食用油代替紅花籽油后制得產品的VC損失率比較如圖5所示.由圖可知，不同種類食用油對VC損失率的影響極大.起酥油的VC損失率最大，高達45.8%，比紅花籽油高4.8倍以上；油菜籽油、大豆油、花生油和玉米胚芽油等普通植物油的VC損失率在14.88%以上，比紅花籽油高89%以上.由此看出，紅花籽油對VC的保護作用是不能用其他常用食用油來替代的.

2.3 正交試驗結果分析

正交試驗結果見表2，對表2數據進行方差分析的結果見表3.從表3可看出，總體試驗模型達極顯著水平（P＜0.01），A、B、C、D 4個因素的試驗結果差異均達極顯著水平（P＜0.01），說明4個因素都會極顯著地影響VC損失率.根據表2 中的R值和表3中的F值可以看出，各因素對試驗結果影響的主次順序為Agt;Bgt;Dgt;C，即影響VC損失率最主要的因素是烘焙溫度，其次是烘焙時間，再次是紅花籽油用量，最后是蘋果酸用量.

從烘焙溫度和烘焙時間的K值來看，其1水平和2水平的VC損失率沒有顯著差異，但都顯著低于3水平和4水平，由于試驗中發現，2水平產品的酥脆度比1水平更好，故這2個試驗因素最佳水平都取2水平.從紅花籽油和蘋果酸用量的K值來看，3水平和4水平的VC損失率沒有顯著差異，但都顯著低于1水平和2水平，從節約成本角度考慮，這2個試驗因素最佳水平都取3水平.綜上所述，通過正交試驗得到的最優水平組合為A2B2C3D3，即最佳的工藝條件為：烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為20 min，蘋果酸用量為0.75%，紅花籽油用量為8%.由于正交試驗設計中并沒有A2B2C3D3的最佳組合，于是本研究按照得出的最佳組合條件進行了試驗驗證，重復3次，測得的平均VC損失率為7.82%，顯著低于正交試驗中各組合，證明本試驗結果可靠.

2.4 產品質量檢驗結果

按照優化后的最佳配方工藝制作得到的刺梨餅干產品色澤呈淡黃色，色澤均勻穩定，口感酥脆香甜，酸甜適中，刺梨香味濃郁，VC含量達到210 mg/100 g以上，微生物菌落總數＜10 CFU/mL，大腸桿菌和其他致病菌指標均未被檢出.將產分別放在5、25和37" ℃（空氣相對濕度均為65%）下進行為期4個月的加速試驗，結果發現3組產品的外觀、口感、VC含量和微生物指標均未發生顯著改變.由此推斷出產品保質期應在1年以上，符合我國餅干類產品質量標準［15-16］要求.

2.5 體外抗氧化活性結果

體外抗氧化活性試驗結果見表4.含等劑量 VC 對照組和優化產品試驗組對羥基自由基和超氧陰離子自由基都有較強清除作用，并且優化產品試驗組對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除率都極顯著高于等劑量 VC 對照組.含等劑量 VC 對照組和優化產品試驗組對LPO都有較強抑制作用，并且優化產品試驗組對LPO的抑制率極顯著高于等劑量 VC 對照組.

3 討 論

由正交試驗確定得到的高VC刺梨餅干產品最佳配方工藝條件為：烘焙溫度為140 ℃，烘焙時間為20 min，蘋果酸用量為0.75%，紅花籽油用量為8%.根據本配方工藝加工制作得到的刺梨餅干VC損失率僅為7.82%，產品中VC含量為210 mg/100 g，并且產品質量穩定，保質期可達1年以上.按照優化工藝制作得到的產品對羥基自由基和超氧陰離子自由基的清除作用及對LPO的抑制作用都超過等劑量VC對照組.產品配方中添加的刺梨濃縮汁除含較高的VC以外，還含有維生素P（VP）、SOD、黃酮和多酚等多種抗氧化活性成分［2-4，14］，這些成分本身就對VC有一定保護作用.此外，配方中加入的蘋果酸和紅花籽油具有較強的抗氧化性能，更加強了對產品中VC的保護［17］.本產品通過多種抗氧化活性成分的協同作用，不僅最大限度減少了產品中VC的損失，使產品質量穩定，而且加強了產品的抗氧化活性，表現出比等劑量VC對照組更高的自由基清除率和LPO抑制率.

近年來大量的研究證明，動脈粥樣硬化、癌癥、衰老和老年性白內障等諸多疾病的發生都和氧自由基及其誘導的LPO反應有密切的聯系［18-20］.本研究研制得到的高VC刺梨餅干產品對氧自由基展現出良好的清除率，對LPO展現出良好的抑制率，因而是一款值得大力推廣應用的功能型保健食品，對刺梨產品的深層次開發和提高刺梨產業發展水平具有重要意義.

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（責任編輯：伍利華）

Optimization of Manufactural Conditions of Rosa Roxburghii

Biscuits Rich in Vitamin C and Anti-Oxidant Activity in vitro

WEI Huiping，XIE Siyu，Wu Shiji

（School of Preclinical Medicine，Panzhihua University，Panzhihua 617000，China）

Abstract：

To make a biscuit rich in vitamin C （VC），rosa roxburghii was used as the basic raw materials，its formula and process were optimized，and its anti-oxidant activity in vitro was evaluated also.The four key factors that affected the VC content and stability in the production of biscuits，inculding the baking temperature，the baking time，the amount of malic acid added，and the amount of safflower seed oil added，were optimized by a four factor and four level orthogonal experimental design.Different types of ordinary edible oil was used to replace the safflower seed oil in the optimized formula，and the different effects of these two kinds of oil on VC content of the products were observed and compared.The anti-oxidant activity in vitro of the product were evaluated by measuring its clearance rate against hydroxyl radicals and superoxide anion radicals，as well as its inhibition rate against lipid peroxidation.The optimal product formula process conditions by orthogonal experiment were as follows： the baking temperature was at 140 ℃，the baking time lasted for 20 minutes，the addition of malic acid accounted for 0.75%" and the safflower seed oil made up 8%.After replacing safflower seed oil with regular edible oils in the product，the researchers found that the VC loss rate of shortening oil was 4.8 times higher than that of safflower seed oil，the VC loss rate of other regular vegetable oil was also 89% higher than that of safflower seed oil.The biscuit product by the optimal formula process had a stable quality of 210 mg/100g VC content.Although optimized products with suable quality and equal dose VC control group both had good clearance effects on hydroxyl radicals and speroxide anion free radicals，and also had good inbibition effects on lipid peroxidation，the optimized products had better effeccts than equal dose VC control goup did.

Key words：

rosa roxburghii; biscuit; vitamin C; free radical clearance; anti-lipid peroxidation

收稿日期：2023-09-25

基金項目：四川省級大學生創新創業訓練計劃項目（2020YFF0407）

作者簡介：韋會平（1968—），男，博士，研究員，從事藥物資源開發利用研究.E-mail：345172659@qq.com