劉素慧，汪學(xué)德，馬宇翔，林靜遠(yuǎn)，曾國(guó)展

(1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001； 2.駐馬店頂志食品有限公司，河南 駐馬店 463000)

芝麻醬是黏稠糊狀或凝固狀調(diào)味食品，濃香醇厚，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，其中脂肪含量54%～65%、蛋白質(zhì)含量17%～27%，是脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的良好來(lái)源[1-3]?；ㄉu是花生深加工產(chǎn)品之一，營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特，素有“綠色牛乳”的美譽(yù)[4]。

隨著生活水平的提高，人們?cè)卺u類食品的選用上越來(lái)越不滿足以往口感單一、缺乏層次感的特點(diǎn)，注重追求風(fēng)味的多樣化和天然化[5]。但是，目前市場(chǎng)上銷售的醬類新產(chǎn)品還是以單一原料產(chǎn)品居多，因此本文以芝麻、花生為主要原料，并輔以大豆蛋白、糖漿制備芝麻花生醬，以豐富調(diào)味醬的種類，以產(chǎn)品黏度和感觀評(píng)分為指標(biāo)，對(duì)制備工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)產(chǎn)品的流變學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，為生產(chǎn)出一種綠色健康、全新口感的芝麻花生醬提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

贛芝10號(hào)芝麻，市售花生，市售糖漿(上海威銘食品有限公司，糖濃度約62%)，市售大豆蛋白(上海嬌源實(shí)業(yè)有限公司，蛋白質(zhì)含量≥90%)。硫酸銅，氫氧化鈉，95%乙醇，苯酚，硫酸等。

JM-L80膠體磨；Kjeltec2300炒籽機(jī)；T7-L3840電烤箱；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)SMS公司；Rheostress60哈克流變儀，德國(guó)Haake公司；ME204E分析天平；DHG-9140A電熱恒溫干燥箱。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料基本成分測(cè)定

水分及揮發(fā)物：參考GB 5009.3—2016《食品中水分的測(cè)定》；灰分：參考GB 5009.4—2016《食品中灰分的測(cè)定》；粗脂肪：參考GB 5009.6—2016《食品中脂肪的測(cè)定》；粗蛋白質(zhì)：參考GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》；粗纖維：參考GB/T 5009.10—2003《植物類食品中粗纖維的測(cè)定》；總糖：采用苯酚-硫酸法[6]。

1.2.2 芝麻花生醬制備工藝流程(見圖1)

圖1 芝麻花生醬制備工藝流程

芝麻醬的制備工藝：芝麻→篩選→清洗→干燥→烘炒→揚(yáng)煙、冷卻→膠體磨研磨→裝罐→密封→貯藏。

花生醬的制備工藝：花生→篩選→烘烤→冷卻→破碎、除紅衣→膠體磨研磨→裝罐→密封→貯藏。

其中，芝麻的烘烤條件選擇150℃，40 min[7]；芝麻、花生研磨方式是膠體磨二次研磨，研磨后樣品粒徑在8～10 μm。

1.2.3 芝麻花生醬的黏度測(cè)定

用TA-XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定樣品的黏度。40 g待測(cè)樣品攪拌均勻后放于50 mL燒杯中，室溫下靜置2 h，將P25探頭用10 g的觸發(fā)力下壓到芝麻花生醬中。測(cè)前、測(cè)中、測(cè)后速度均為1.00 mm/s，下壓距離10.00 mm。

1.2.4 芝麻花生醬流變學(xué)性質(zhì)研究

靜態(tài)流變學(xué)測(cè)定：待測(cè)樣品在測(cè)量前攪拌均勻，儀器校準(zhǔn)后取適量樣品于平板上，平衡靜置3 min后，下壓轉(zhuǎn)子至板間距離為1 mm，去除邊緣多余樣品。流變儀的溫度固定為25℃，剪切速率為0.01～100 s-1，以剪切速率為自變量，剪切應(yīng)力為因變量作圖分析。

觸變性測(cè)定：恒定應(yīng)變0.5%和頻率10 r/s，120 s 內(nèi)剪切速率從0.1 s-1升至100 s-1，并在100 s-1處保持30 s，然后在120 s內(nèi)從100 s-1降到0.1 s-1，得到整個(gè)過(guò)程中剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化情況。

1.2.5 芝麻花生醬感官評(píng)價(jià)

采用總分九分制評(píng)分，選擇接受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的人員10人對(duì)芝麻花生醬色澤、組織狀態(tài)、香味等做出評(píng)價(jià)并打分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1[8]。

表1 芝麻花生醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.6 數(shù)據(jù)處理與分析

用WPS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，SPSS 20對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，Origin 9.0作圖，Design-Expert 8.0.6處理響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料基本成分(見表2)

表2 原料基本成分 %

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別研究花生烘烤溫度、花生烘烤時(shí)間、花生醬添加量、大豆蛋白添加量和糖漿添加量對(duì)芝麻花生醬感官評(píng)分(這里指的是感觀評(píng)價(jià)中的總體可接受性)和黏度的影響。

2.2.1 花生烘烤溫度對(duì)芝麻花生醬品質(zhì)的影響(見圖2)

注：花生烘烤時(shí)間25 min；花生醬30%，大豆蛋白1%，糖漿1%。

有研究表明食品物性的儀器測(cè)定與感官評(píng)價(jià)具有一定的關(guān)系，即口感細(xì)膩爽滑的樣品用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)得的黏度值較低[9]。所以將感官評(píng)價(jià)與質(zhì)構(gòu)分析相結(jié)合，全面評(píng)價(jià)芝麻花生醬的品質(zhì)。由圖2可以看出，當(dāng)花生烘烤溫度從110℃升高至150℃時(shí)，芝麻花生醬的黏度呈現(xiàn)先減小后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)，推測(cè)原因是花生烘烤溫度過(guò)低時(shí)，花生沒(méi)有充分成熟，細(xì)胞破壞不充分，油脂流出較少，所以黏度較大[10]。同時(shí)，烘烤溫度過(guò)低時(shí)，黏度較大，口感澀而夾生，香味寡淡；烘烤溫度過(guò)高時(shí)，花生香味濃郁，掩蓋了芝麻的香味，焦糊現(xiàn)象嚴(yán)重。綜合考慮，花生烘烤溫度選擇140℃。

2.2.2 花生烘烤時(shí)間對(duì)芝麻花生醬品質(zhì)的影響(見圖3)

注：花生烘烤溫度140℃；花生醬30%，大豆蛋白1%，糖漿1%。

由圖3可以看出，隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng)，芝麻花生醬的黏度不斷降低，30 min后趨于穩(wěn)定。烘烤時(shí)間越長(zhǎng)，細(xì)胞的破壞越嚴(yán)重，油脂越易流出。芝麻花生醬中油脂的增多使得醬體的黏度降低。當(dāng)烘烤時(shí)間足夠，油脂完全流出，醬體的黏度也不再增加。結(jié)合感官評(píng)分，花生烘烤時(shí)間選擇30 min。

2.2.3 花生醬添加量對(duì)芝麻花生醬品質(zhì)的影響(見圖4)

注：花生烘烤時(shí)間25 min，烘烤溫度140℃；大豆蛋白1%，糖漿1%。

由圖4可以看出，隨著花生醬添加量的增大，樣品的黏度先明顯降低，后趨于穩(wěn)定?；ㄉu黏度較芝麻醬黏度小，故花生醬添加量越大，樣品的黏度越小；感官評(píng)價(jià)方面，花生醬添加量較少時(shí)，體現(xiàn)不出花生的香味和口感，添加量過(guò)多時(shí)，則掩蓋了芝麻醬本身的香氣和味道。因此，花生醬添加量以30%為最佳。

模態(tài)參數(shù)提取時(shí),首先要對(duì)頻響函數(shù)進(jìn)行曲線擬合。曲線擬合常用正交多項(xiàng)式法和LCSE最小二乘復(fù)指數(shù)法。頻響函數(shù)[9]中包含了模態(tài)參數(shù)，其表達(dá)式為:

2.2.4 大豆蛋白添加量對(duì)芝麻花生醬品質(zhì)的影響(見圖5)

注：花生烘烤時(shí)間25 min，烘烤溫度140℃；花生醬30%，糖漿1%。

大豆蛋白中蛋白質(zhì)含量在90%以上，人體必需的8種氨基酸較為平衡,其中賴氨酸含量較高[11]，可以和芝麻蛋白起到氨基酸互補(bǔ)的作用，提高芝麻花生醬的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由圖5可以看出，隨著大豆蛋白添加量的增加，黏度逐漸增大，大豆蛋白的加入使樣品中固形物含量增大，再加上蛋白對(duì)油脂的吸附作用，使得醬體黏度增大，當(dāng)大豆蛋白添加量大于1%時(shí)，感官評(píng)分顯著降低，故而大豆蛋白添加量選擇1%。

2.2.5 糖漿添加量對(duì)芝麻花生醬品質(zhì)的影響(見圖6)

注：花生烘烤時(shí)間25 min，烘烤溫度140℃；花生醬30%，大豆蛋白1%。

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，純芝麻醬苦味較大，少量糖漿的加入可使苦味減弱，并且增加產(chǎn)品的層次感。由圖6可以看出，隨著糖漿添加量的增加，醬體的黏度增加，甜味增大。綜合考慮，糖漿添加量選擇1%。

2.3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定花生烘烤溫度140℃、花生烘烤時(shí)間30 min，選擇花生醬添加量(A)、大豆蛋白添加量(B)和糖漿添加量(C)為考察因素，以芝麻花生醬感官評(píng)分為主要響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素與水平見表3，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4，響應(yīng)面回歸模型方差分析見表5。

對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到的相應(yīng)預(yù)測(cè)值與A、B、C3個(gè)因素之間的二次回歸方程如下：

X=-15.150+1.027A+2.105B+13.980C-0.005AB-0.100AC+0.800BC-0.015A2-1.690B2-5.390C2

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素與水平

表4 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表5 響應(yīng)面回歸模型方差分析

由表5可知，該模型有極顯著影響，失擬項(xiàng)P為0.220 0，說(shuō)明該模型失擬不顯著，擬合良好。對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行典型性分析，可得出各組分的最適添加量為花生醬30.05%、大豆蛋白0.83%、糖漿1.08%，在此條件下，感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值是8.71，黏度為61.09 g·s。參考實(shí)際情況取最適添加量為花生醬30.00%、大豆蛋白0.8%、糖漿1%，在此條件下做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到的產(chǎn)品感官評(píng)分為8.80，黏度為62.23 g·s，結(jié)果與預(yù)測(cè)值基本一致，證明模型與實(shí)際情況擬合情況良好，具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用價(jià)值。由此得到芝麻花生醬各物質(zhì)最優(yōu)添加量為花生醬30%、大豆蛋白0.80%、糖漿1%。

2.4 芝麻花生醬流變學(xué)性質(zhì)的測(cè)定

芝麻花生醬品質(zhì)、風(fēng)味、口感與其流變學(xué)性質(zhì)密切相關(guān)[12]。本實(shí)驗(yàn)將優(yōu)化所得的芝麻花生醬、自制純芝麻醬、自制純花生醬進(jìn)行流變學(xué)性質(zhì)的對(duì)比分析。

2.4.1 靜態(tài)流變學(xué)性質(zhì)

3個(gè)樣品的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化見圖7。

圖7 剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化

由圖7可以看出，隨著剪切速率的增大，芝麻花生醬、芝麻醬、花生醬剪切應(yīng)力均呈現(xiàn)增大趨勢(shì)，3個(gè)樣品的剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化趨勢(shì)與Herschel-Bulkley方程一致。該方程為τ=τ0+K(γ)n，式中：τ為剪切應(yīng)力，Pa；τ0為屈服應(yīng)力，Pa；K為稠度系數(shù)，Pa·s；γ為剪切速率，s-1；n為流動(dòng)指數(shù)。

3個(gè)樣品的Herschel-Bulkley參數(shù)見表6。

表6 3個(gè)樣品Herschel-Bulkley參數(shù)

由表6可以看出，芝麻花生醬、芝麻醬、花生醬的Herschel-Bulkley方程相關(guān)系數(shù)均在0.98以上，相關(guān)性很好，屈服應(yīng)力大小為花生醬>芝麻花生醬>芝麻醬。屈服應(yīng)力值可用以表明開始流動(dòng)的難易程度，即花生醬開始流動(dòng)最難，而芝麻醬最容易；稠度系數(shù)與樣品黏稠度成正比例關(guān)系，因此3個(gè)樣品的黏稠度大小順序?yàn)橹ヂ榛ㄉu>芝麻醬>花生醬；而流動(dòng)指數(shù)是衡量流體假塑性程度的指標(biāo)，3個(gè)樣品流動(dòng)指數(shù)均小于1，則3個(gè)樣品均為假塑性流體[13]。

2.4.2 觸變性(見圖8、表7)

觸變性是指樣品隨著剪切速率的增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，停止作用力后，需一段時(shí)間后，樣品才能恢復(fù)到原來(lái)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)。所以在剪切速率減小時(shí)形成的曲線在剪切速率升高時(shí)形成的曲線下方，這樣形成的上下閉合的環(huán)是觸變環(huán)。觸變環(huán)的面積越大，說(shuō)明該食品體系分子結(jié)構(gòu)破壞程度較大，也即經(jīng)外力作用后黏度變化較明顯，體系恢復(fù)到初始狀態(tài)所需時(shí)間越長(zhǎng)，在一定程度上也可說(shuō)明該食品體系的涂抹性較好而口感較差；觸變環(huán)面積越小，說(shuō)明樣品觸變性越小，停止外力作用后，體系恢復(fù)到初始狀態(tài)所需時(shí)間越短，流變學(xué)穩(wěn)定性越高，口感越柔和，更有利于食品的加工生產(chǎn)[14-15]。由圖8可以看出，3個(gè)樣品剪切速率在0.1～100 s-1內(nèi)，均有不同程度的觸變性。

圖8 芝麻花生醬、芝麻醬、花生醬樣品的觸變環(huán)

表7 3個(gè)樣品觸變環(huán)面積

由表7可以看出，3個(gè)樣品觸變環(huán)面積大小為芝麻醬>芝麻花生醬>花生醬。相比之下花生醬受到外力作用后，體系破壞程度最小，恢復(fù)到初始狀態(tài)所用時(shí)間最短，流變學(xué)穩(wěn)定性最佳；芝麻花生醬觸變環(huán)面積略小于芝麻醬，說(shuō)明花生、大豆蛋白、糖漿的加入沒(méi)有增大體系的觸變性，同時(shí)也可看出，與芝麻醬相比，芝麻花生醬較易恢復(fù)原來(lái)的結(jié)構(gòu)，且口感更加細(xì)膩柔和。

2.5 芝麻花生醬感官評(píng)價(jià)

從色澤、香味、組織狀態(tài)、口感、總體可接受性5個(gè)方面對(duì)制備的芝麻花生醬進(jìn)行評(píng)價(jià)，并與純芝麻醬、純花生醬進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖9所示。

由圖9可以看出，芝麻花生醬除在組織狀態(tài)方面低于純芝麻醬外，其余方面均優(yōu)于純芝麻醬，并且在香味、口感、總體可接受性3方面最佳。芝麻花生醬顏色較為暗紅，在組織狀態(tài)方面，可能是由于大豆蛋白的加入，醬體相對(duì)黏稠，組織狀態(tài)變差；同時(shí)因純芝麻醬草酸含量較高[16]，單糖和低聚糖[17]含量較少，苦味重、甜味低、口感差，糖漿和花生醬的加入可以明顯改善芝麻醬在這些方面的不足，使醬體甜香醇厚，口感最佳。

圖9 感官評(píng)價(jià)

3 結(jié) 論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，可以得到芝麻花生醬的最優(yōu)配方為花生在烘烤溫度140℃、烘烤時(shí)間30 min下經(jīng)2次研磨得到的花生醬添加量30%、大豆蛋白添加量0.80%、糖漿添加量1%，在此條件下芝麻花生醬的感官評(píng)分為8.80，黏度62.23 g·s，與模型預(yù)測(cè)值的感官評(píng)分8.71和黏度61.09 g·s接近。

對(duì)芝麻花生醬進(jìn)行流變學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，芝麻花生醬是假塑性流體，符合Herschel-Bulkley方程；芝麻花生醬的觸變環(huán)面積小于芝麻醬，說(shuō)明芝麻花生醬的流變學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于芝麻醬，口感更細(xì)膩柔和。

感官評(píng)價(jià)方面，芝麻花生醬樣品在香味、口感、總體可接受性方面優(yōu)于純芝麻醬、純花生醬，樣品甜香醇厚，口感更佳，接受度更高。