席 棟，羅登林，李 璇，徐寶成，李佩艷

（河南科技大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，河南洛陽 471003）

菊粉作為一種不同于淀粉結(jié)構(gòu)的可溶性膳食纖維，具有降血糖、降血脂、減肥和改善腸道健康等功能[1-3]。菊粉由于優(yōu)良的凝膠質(zhì)構(gòu)性質(zhì)，通常作為一種優(yōu)良的脂類替代品和食品改良劑而被廣泛應(yīng)用在乳制品、飲料、面制品和肉制品中[4-6]。Julia Rodríguez-García等人[7]研究了菊粉取代油脂的比例對(duì)餅干品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng)脂肪取代比為20%時(shí)，餅干的感官評(píng)價(jià)與對(duì)照組相似，并且可以使餅干的營養(yǎng)更豐富。Krystyjan M等人[8]研究發(fā)現(xiàn)菊粉替代20%的脂肪時(shí)，既改善了餅干面團(tuán)的黏彈性和硬度，又使餅干中脂肪含量減少18%，可溶性膳食纖維含量增加2.5倍。李雨露等人[9]在餅干中添加6%的菊粉制作了口感酥脆且適合糖尿病人食用的韌性餅干。三氯蔗糖是一種非營養(yǎng)合成甜味劑，由于甜度高、甜味純正、化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒副作用，在人體內(nèi)幾乎不被吸收，熱量值為零，是糖尿病與肥胖病人極佳的甜味替代品[10]。三氯蔗糖通常被應(yīng)用于飲料、焙烤食品、蜜餞類食品中[11]。前期的研究表明，長鏈菊粉既能作為酥性餅干的油脂替代品，又能改善酥性餅干的品質(zhì)[12]。因此，試驗(yàn)用長鏈菊粉和三氯蔗糖作為油糖取代物來研究對(duì)酥性餅干品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

藍(lán)匙60低筋面粉，益海嘉里食品工業(yè)有限公司提供；長鏈菊粉（FXL，平均聚合度≥23，菊粉和低聚果糖含量=99%，單糖含量=0.5），比利時(shí)Cosucra公司提供，在60℃條件下干燥至恒質(zhì)量[13]；三氯蔗糖、碳酸氫銨，廣東味多美配料有限公司提供；起酥油，東莞市祥之味食品工業(yè)有限公司提供；黃油，紐西蘭安佳黃油公司提供；小蘇打，安琪酵母股份有限公司提供；食鹽，河南省衛(wèi)群有限公司提供；飴糖，拉鉤鉤食品有限公司提供；雞蛋、糖粉，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.XT Express型質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司產(chǎn)品；YP-350型壓面機(jī)，章丘市天鵬炊具機(jī)械有限公司產(chǎn)品；WDL-3-3型烤箱，北京粵廚匯餐飲設(shè)備公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 酥性餅干的制作

餅干制作參考SB/T 10141—93的方法，略做改進(jìn)。先將6 g黃油、40 g起酥油、8 g飴糖置于燒杯中加熱融化，并攪拌，然后將稱量好的60 g糖粉（將一定量的三氯蔗糖與糖粉混合。根據(jù)甜度換算，三氯蔗糖加入量為取代糖粉質(zhì)量的1/600）加進(jìn)去，再加10 mL水?dāng)嚢杈鶆?，待溫度降?0℃左右時(shí)，加入34 g全蛋液；用5 mL水溶解0.6 g碳酸氫銨，5 mL水溶解0.6 g食鹽和0.14 g小蘇打，然后把所有液體原料加入燒杯，充分?jǐn)嚢杈鶆?；?00 g面粉放入攪面機(jī)（將一定比例的菊粉加入面粉中，放入保鮮袋，使保鮮袋充滿空氣，充分搖勻2 min。菊粉加入量等于取代起酥油的量），所有原輔料加入攪面機(jī)，低速攪拌一定時(shí)間，使用壓面機(jī)將面團(tuán)輥壓成型，面餅厚度為3 mm；放入烤箱中，面火溫度200℃，底火溫度200℃，烘烤時(shí)間4～6 min。

1.3.2 餅干的長、寬、厚增量的測(cè)定

長、寬增量的測(cè)量：用游標(biāo)卡尺分別測(cè)量餅干對(duì)邊中點(diǎn)之間的距離，選取6塊餅干，進(jìn)行平行試驗(yàn)，求平均值。測(cè)量結(jié)果與面團(tuán)餅干的初始尺寸相比，計(jì)算尺寸的變化（mm）[7]。

厚度增量的測(cè)量：將10塊餅干順向堆疊，用游標(biāo)卡尺測(cè)量總高度，取4次重復(fù)測(cè)量結(jié)果的平均值。采用國標(biāo)QB 1254—91中餅干厚度的測(cè)定方法。測(cè)量結(jié)果與面團(tuán)餅干的初始厚度3 mm相比，計(jì)算厚度變化（mm）見公式（1）。

式中：H——餅干厚度，mm；

H1——測(cè)量時(shí)10塊餅干的總厚度，mm.

1.3.3 餅干硬度的測(cè)定

質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定餅干硬度，測(cè)定參數(shù)設(shè)定如下：P/2探頭，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度0.5 mm/s，測(cè)試后速度0.5 mm/s，壓縮程度60%，感力應(yīng)5 g。重復(fù)測(cè)定10次，去掉最高值和最低值后，取其平均值。

1.3.4 餅干失水性的測(cè)定

烘烤過程中餅干的質(zhì)量損失（WL）通過公式（2）進(jìn)行計(jì)算：

式中：W面餅——餅干烘烤前質(zhì)量，g；

W餅干——餅干質(zhì)量，g.

對(duì)每個(gè)配方中的12個(gè)樣品分別進(jìn)行稱質(zhì)量計(jì)算，最后求平均值。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SB/10141—93的感官評(píng)定方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)[14]。操作過程中考慮操作成型的難易程度（15分），此項(xiàng)由筆者來評(píng)判。餅干制作完成及冷卻后，隨機(jī)從中抽取10塊，選擇有經(jīng)驗(yàn)的人員10名，按酥性餅干感官指標(biāo)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，最后取平均值，總分為100分。

感官評(píng)分見表1，操作難易程度評(píng)分見表2。

表1 感官評(píng)分

表2 操作難易程度評(píng)分

1.3.6 餅干品質(zhì)指標(biāo)加權(quán)綜合評(píng)分測(cè)定

加權(quán)評(píng)分計(jì)算方法參考文獻(xiàn)[15]，對(duì)于不同指標(biāo)采用不同計(jì)算公式。酥松是酥性餅干的重要品質(zhì)屬性，餅干的硬度、厚度變化值越小，長度變化值越大的餅干吃起來越酥脆。所以長度和感官評(píng)分均為欲達(dá)到最大的指標(biāo)，即正向指標(biāo)；硬度、厚度數(shù)值欲達(dá)到最小的指標(biāo)，即逆向指標(biāo)，其計(jì)算見公式（3）與（4）。

正向指標(biāo)：

逆向指標(biāo)：

綜合評(píng)分：

式中：Y——加權(quán)評(píng)分；

A——測(cè)定值；

A0——測(cè)定最小值；

A1——測(cè)定最大值。

1.3.7 單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇攪面時(shí)間、菊粉取代比、三氯蔗糖取代比3個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，再綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果采用響應(yīng)面進(jìn)行優(yōu)化，用Design Expert 8.05軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多項(xiàng)回歸擬合，以加權(quán)綜合評(píng)分為響應(yīng)值，獲得低脂低糖酥性餅干的最優(yōu)工藝和配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 菊粉取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響

菊粉取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響見表3。

表3 菊粉取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響

由表3可知，在一定菊粉添加量范圍內(nèi)，餅干的硬度隨長鏈菊粉的增加而變大；長度和寬度變化規(guī)律一致，隨菊粉取代比增大，都是先變大后變小，30%取代比的長度增加量分別比10%，50%時(shí)增大43.02%，21.51%；餅干的失水性隨菊粉取代量的增大而降低，這是由于長鏈菊粉的持水性較好，這樣可以延長餅干的貨架期[16]。這與劉崇萬等人[17]研究的在餅干中加入菊粉可將餅干的貨架期延長60 d的結(jié)論相似；油脂具有產(chǎn)氣的功能，由表4可以看出隨著菊粉取代比的增大，餅干厚度增加量減小，這對(duì)餅干的品質(zhì)有積極作用，餅干厚度小表明酥性餅干結(jié)構(gòu)致密，酥脆，不易出現(xiàn)夾生、掉渣等現(xiàn)象[17]。酥性餅干感官評(píng)分在30%時(shí)為最大，而且與40%取代比差別不大，這可能是由于菊粉優(yōu)越的質(zhì)構(gòu)特性[18]，有助于改善酥性餅干的口感，但當(dāng)菊粉取代比達(dá)到50%時(shí)，餅干品質(zhì)較差，出現(xiàn)易碎，掉渣的現(xiàn)象，這可能由于餅干中油脂含量過少，使餅干內(nèi)部的連接性不好。

2.1.2 三氯蔗糖取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響

三氯蔗糖取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響見表4。

由表4可看出，三氯蔗糖取代比越高，餅干的綜合評(píng)分越低。三氯蔗糖作為甜味劑，添加量極少，當(dāng)三氯蔗糖的取代比升高時(shí)，白砂糖的量減少。隨著取代比增大，餅干的硬度增大，這是由于糖可以降低面筋的形成度，調(diào)節(jié)面筋筋力，糖含量少則會(huì)使餅干變硬，與Gaines C S等人[19]在研究中提到的糖對(duì)餅干的硬度的影響結(jié)論一致。還有研究發(fā)現(xiàn)酥性餅干配方中糖的使用量越大，餅干的擴(kuò)展度越大，餅干的口感越酥脆，反之則品質(zhì)較差[20]。因此，取代比高的餅干易起泡、裂縫、且沒有酥脆感。由于白砂糖量較少，使面團(tuán)較硬、不松軟，操作起來難度較大，不易成型。因此，在低糖和可接受的感官評(píng)價(jià)范圍內(nèi)，三氯蔗糖20%的取代比接受度高。

表4 三氯蔗糖取代比對(duì)餅干品質(zhì)的影響

2.1.3 攪面時(shí)間對(duì)餅干品質(zhì)的影響

攪面時(shí)間對(duì)餅干品質(zhì)的影響見表5。

表5 攪面時(shí)間對(duì)餅干品質(zhì)的影響

由表5可知，攪面時(shí)間為6 min時(shí)餅干品質(zhì)最好。長、寬增量和感官評(píng)分為6 min時(shí)顯著增大，同時(shí)，厚度增加量顯著減小。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，攪面時(shí)間為2 min時(shí)，面團(tuán)黏性較大，過于松軟，輥壓出來的面片易斷裂，且不好成型；攪面時(shí)間為10 min時(shí)，面團(tuán)容易形成面筋，面團(tuán)發(fā)硬，不易輥壓，操作困難，且做出的餅干硬度大，無酥脆感。Manohar R S等人[21]的研究表明適當(dāng)?shù)臄嚢杩色@得口感松脆的餅干，過度攪拌會(huì)使制作的餅干硬度大，這與研究結(jié)論一致。由表5可以看出，在此配方下適當(dāng)?shù)牡臄嚸鏁r(shí)間為6 min時(shí)，綜合評(píng)分最高。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面設(shè)置與結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化，選取攪面時(shí)間（X1）、三氯蔗糖取代比（X2）、菊粉取代比（X3）3個(gè)因素作為自變量，分別設(shè)置3個(gè)水平。以綜合加權(quán)平分為響應(yīng)值，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

Box-Behnken試驗(yàn)因素水平見表6，響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表7。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)因素水平

表7 響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

2.2.2 回歸方程與方差分析

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，結(jié)果見表7，并用Design Expert 8.0.6對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。

根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，通過響應(yīng)面分析法對(duì)低糖菊粉酥性餅干的配方和制作工藝進(jìn)行研究。試驗(yàn)設(shè)計(jì)17組試驗(yàn)，其中包括了12個(gè)析因點(diǎn)，重復(fù)5次零點(diǎn)試驗(yàn)，用來估計(jì)誤差。用Design Expert分析軟件進(jìn)行回歸擬合分析，得到餅干品質(zhì)綜合加權(quán)得分對(duì)攪面時(shí)間（X1）、三氯蔗糖取代比（X2）、菊粉取代比（X3）的多元二次回歸模型方程：

對(duì)該方程進(jìn)行方差分析。

回歸方程與方差分析見表8。

表8 回歸方程與方差分析

從表8中可以看出，回歸模型p值為＜0.000 1（p＜0.01），失擬項(xiàng)p=0.216 8（p＞0.05）不顯著，說明該模型誤差小，對(duì)試驗(yàn)有較好的擬合性。相關(guān)系數(shù)R2=0.995 1和調(diào)整系數(shù)R2Adj=0.988 9也表明模型模擬程度較好。方差分析顯示，對(duì)餅干綜合加權(quán)評(píng)分影響較大的幾個(gè)因素為攪面時(shí)間（X1）、菊粉取代比（X2）、三氯蔗糖取代比（X3）、菊粉取代比和三氯蔗糖取代比的相互作用（X2X3），而且p值都小于0.01，表明影響極顯著，影響大小順序?yàn)閄3＞X2X3＞X1＞X2。用Design Expert軟件對(duì)回歸方程進(jìn)行優(yōu)化分析，得到制作低脂低糖餅干的工藝和配方為攪面時(shí)間4 min，菊粉取代起酥油比例39.33%，三氯蔗糖取代白砂糖比例10.67%。

攪面時(shí)間與三氯蔗糖取代比對(duì)加權(quán)綜合得分影響的響應(yīng)面見圖1，菊粉取代比與三氯蔗糖取代比對(duì)加權(quán)綜合得分影響的響應(yīng)面見圖2。

圖1 攪面時(shí)間與三氯蔗糖取代比對(duì)加權(quán)綜合得分影響的響應(yīng)面

圖2 菊粉取代比與三氯蔗糖取代比對(duì)加權(quán)綜合得分影響的響應(yīng)面

圖1顯示，餅干的綜合得分隨著三氯蔗糖的取代比的增大而降低，隨著攪面時(shí)間的減少而增大，但可以看出，三氯蔗糖取代比變化對(duì)餅干綜合評(píng)分影響明顯，攪面時(shí)間的影響較小。從圖2可以看出，隨著三氯蔗糖取代比的減少，綜合評(píng)分呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，且隨著菊粉取代量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，但整體的變化幅度不大。

2.2.3 模型的試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)模型試驗(yàn)的優(yōu)化結(jié)果，結(jié)合實(shí)際情況調(diào)整為攪面時(shí)間4 min，菊粉取代比40%，三氯蔗糖取代比10%，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，最終的加權(quán)綜合得分為90.58分，與預(yù)測(cè)得分92.61分間誤差為2.21%，表明回歸方程可用。試驗(yàn)值與理論值相接近，差異不顯著。

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用菊粉和三氯蔗糖作為糖油取代物制作低糖菊粉酥性餅干是可行的，既達(dá)到了低脂低糖的功效，又改善了餅干的口感。通過響應(yīng)面試驗(yàn)得到低糖菊粉酥性餅干的最佳工藝和配方為攪面時(shí)間4 min，菊粉取代比40%，三氯蔗糖取代比10%。經(jīng)計(jì)算每100 g餅干的膳食纖維含量（菊粉含量）為4.8 g，能量1 481 kJ，比市售餅干低29.48%。說明該配方既改善了餅干的口感，又達(dá)到了低脂低糖、改善腸道健康的作用。