陳金鳳，馬娟娟，李倩蘭，韓娜，常延江，張盛貴

(甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，甘肅 蘭州 730070)

餅干是一種以小麥粉為原料，加入油脂、糖等其他輔料經(jīng)焙烤而形成的食品.由于具有耐貯藏、易攜帶等優(yōu)點，深受消費者喜愛[1].隨著社會發(fā)展及人民生活水平日益提高，純小麥粉餅干已不能滿足人們對營養(yǎng)的需求，將非小麥粉輔料引入或替代一部分小麥粉已然成為市場發(fā)展趨勢，應運而生出口味獨特，風味不一的餅干，如薯類餅干[2]、膳食纖維餅干[3]、水果類餅干[4]、雜糧餅干[5-7]、食用菌餅干[8]等.黑木耳也被稱之為“素中之葷”，具有益氣強身、補氣血、潤肺、止血等功能，它能減肥、防癌、治便秘、防冠心病和白糖尿病，抗血凝、抗血栓、降血脂，降低血液黏度，軟化血管，使血液流動順暢，減少心血管疾病發(fā)生[9-10].由于黑木耳自身不含淀粉，因此將黑木耳與低筋面粉混合制成休閑餅干，能夠使消費者在日常飲食中汲取豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，起到保健的作用，符合現(xiàn)代消費者需求.唐平等[11]對黑木耳新型產(chǎn)品進行調(diào)查，結(jié)果表明人們對黑木耳焙烤食品具有較高的接受度和期望值.但目前市場上的黑木耳焙烤產(chǎn)品遠遠不能滿足人們的需求.莜麥所含氨基酸種類齊全，脂肪、膳食纖維及維生素等豐富，蛋白質(zhì)含量高，具有降血脂、降血壓、預防糖尿病等多種保健功效[12].開發(fā)莜麥保健面制品，同樣可以起到豐富人類飲食結(jié)構和預防疾病的作用.近年來有學者對黑木耳餅干和莜麥餅干進行了一些相關研究：陳紅等[13]發(fā)現(xiàn)黑木耳的添加量為15%、油脂和綿白糖添加量均為35%時，黑木耳餅干口感酥松，香甜可口，黑木耳在餅干表面分布均勻，餅干感官評分最高.莎娜等[14]研究表明莜麥曲奇餅干的最佳配方為莜麥粉50 g，黃油105 g，白砂糖75 g，奶粉10 g.劉洪元等[15]發(fā)現(xiàn)利用蒸煮莜麥面為主要成分制作餅干，可以避免以生莜麥面或市售莜麥面為主要成份所制餅干所具有的色烏、味苦及有異味之缺點.通過前人的研究，對黑木耳、莜麥餅干工藝優(yōu)化有了一定的了解，但將黑木耳和莜麥同時添加制作餅干的報到目前相對較少，因此，本試驗將黑木耳與莜麥同時添加進低筋面粉，研究黑木耳、莜麥、植物油和白砂糖添加量對黑木耳莜麥餅干感官的影響，確定最佳配方，旨在開發(fā)一款口感、色澤和形態(tài)俱佳的黑木耳莜麥餅干，這對于優(yōu)化人們的飲食結(jié)構，增加黑木耳及莜麥的價值，為黑木耳和莜麥產(chǎn)品的深加工提供了新的思路與參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低筋面粉：青島百樂麥食品有限公司；黑木耳：甘肅省康縣興源土特產(chǎn)商貿(mào)有限責任公司；莜麥粉、植物油、白砂糖、黃油、食鹽、奶粉、泡打粉和雞蛋均為市售.

1.2 儀器與設備

分析天平：上海越平科學儀器有限公司；萬能高速粉碎機：浙江紅景天工貿(mào)有限公司；家寶德(UKOEO)電烤箱：珠海家寶德科技有限公司；MT-5家用壓面機：龍口市復興機械有限公司；金屬篩：新鄉(xiāng)市高服機械股份有限公司；電熱鼓風干燥箱：上海一恒科學儀器有限公司；LyoQuest-85凍干機：西班牙泰事達公司.

1.3 方法

1.3.1 基本配方 以100 g低筋面粉為基準，添加食鹽0.64%、泡打粉1.37%、黃油10%、奶粉為2.5%、雞蛋液40%，其余的黑木耳粉、莜麥、植物油和白砂糖添加量由單因素試驗確定[16].

1.3.2 工藝流程 原料預處理 → 輔料預混 → 面團調(diào)制 → 輥壓成型 → 焙烤、冷卻 → 成品餅干.

1.3.3 操作要點 按配方要求準確稱取低筋面粉、黑木耳粉、莜麥、植物油、白砂糖、黃油、食鹽、泡打粉、雞蛋液和奶粉等，將食鹽、白砂糖、泡打粉等攪拌溶于蛋液，再和剩余原料一并加入面粉中緩慢滾揉直至形成面團，該過程保持溫度在37～40 ℃[13]。滾揉結(jié)束后靜置約10 min，使面團表面光滑，再經(jīng)壓面機壓成2.0～3.0 mm厚的面片[17]，并用模具制作成型。分別給烤盤和面坯刷油后置入烤箱，設置上火和下火溫度分別為220 ℃和180 ℃，烘烤7～8 min，烤至餅干完全上色.

1.3.4 黑木耳干燥方式對餅干品質(zhì)的影響

1.3.4.1 黑木耳預處理 熱風干燥：將黑木耳用溫水浸泡、清洗干凈后切除根部，均勻置于烤篩放入烘箱.干制分4個階段：第1階段溫度控制在43 ℃，時間約2 h；第2階段溫度控制在48 ℃，時間約3 h；第3階段溫度控制在53 ℃，時間約5 h；第4階段溫度控制在58 ℃，時間約4 h，待黑木耳全干后置于干燥器中冷卻至室溫，用粉碎機粉碎并過80、100和120目的篩網(wǎng)，將粉末裝入自封袋于室溫下貯藏備用.

真空冷凍干燥：將黑木耳用溫水浸泡、清洗干凈后切除根部，置于-80 ℃冰箱預冷6 h，打開凍干機，選擇半自動模式，設置真空度0.070 mBar，調(diào)至冷凍模式，將預冷樣品放入冷肼冷凍30 h，隨后切換至抽真空模式續(xù)凍12 h.將凍干后的黑木耳用粉碎機粉碎并過80、100和120目的篩網(wǎng)，將粉末裝入自封袋于室溫下貯藏備用.

1.3.4.2 黑木耳干燥方式的篩選 將熱風干燥與真空冷凍干燥后的黑木耳粉碎后過120目篩，以100 g低筋面粉為基準，固定2種120目黑木耳粉末添加量為10%，莜麥、植物油和白砂糖添加量分別為8%、25%和25%，其余原輔料添加量保持不變，根據(jù)產(chǎn)品的感官評分確定黑木耳的干燥方式.

1.3.5 烘干后黑木耳粉末目數(shù)對餅干品質(zhì)的影響 以100 g低筋面粉為基準，固定黑木耳粉末、莜麥、植物油和白砂糖添加量分別為10%、8%、25%和25%，黑木耳粉末分別過80、100、120和140目篩，其余原輔料添加量保持不變，根據(jù)產(chǎn)品的感官品質(zhì)評分標準確定黑木耳粉末的最優(yōu)目數(shù).

1.3.6 單因素試驗 參考陳紅和李程程等[13,18]制作餅干的方法，以100 g低筋面粉為基準，在食鹽0.64%、泡打粉1.37%、黃油10%、奶粉2.5%、雞蛋液40%的條件下，固定其他條件不變，設置120目黑木耳粉末添加量 5%、7.5%、10%、12.5%、15%、莜麥粉添加量4%、6%、8%、10%、12%、植物油添加量15%、20%、25%、30%、35%和白砂糖添加量15%、20%、25%、30%、35%，以總感官評分為指標，進行單因素試驗，每個試驗重復3次.

1.3.7 響應面試驗設計 根據(jù)單因素試驗結(jié)果進行響應面設計，優(yōu)化黑木耳莜麥餅干配方.各試驗組的編碼與取值見表1.

表1 Box-Behnken 設計因素水平表

1.3.8 感官評定 參考表2感官評定標準[13]，由10名專業(yè)人員組成評價小組，對黑木耳莜麥餅干進行評定.

表2 感官評定標準

1.4 數(shù)據(jù)分析

運用Origin 8.6進行繪圖，運用SPSS 19.0和和Design Expert 8.0.5進行數(shù)據(jù)分析，采用Tukey’s HSD進行方差分析，P<0.05表示差異顯著.

2 結(jié)果與分析

2.1 黑木耳粉末干燥方式及粉末目數(shù)的確定

2.1.1 黑木耳干燥方式對餅干品質(zhì)的影響 本試驗選用熱風干燥、真空冷凍干燥兩種干燥方式干燥黑木耳，2種產(chǎn)品感官評價時發(fā)現(xiàn)熱風干燥黑木耳莜麥餅干片形整齊，顏色均勻，口感酥脆；真空冷凍干燥黑木耳莜麥餅干表面不光滑，有孔洞.由圖1可知，熱風干燥處理黑木耳莜麥餅干的感官評分顯著高于真空冷凍干燥黑木耳莜麥餅干，這是由于真空冷凍干燥得到的黑木耳內(nèi)部具有多孔的海綿狀，黑木耳在后期接觸水分后能夠迅速吸水而膨脹，因此在面團調(diào)制環(huán)節(jié)凍干黑木耳粉大量吸水膨脹，體積增大，使得最終加工得到的餅干表面不平整，影響其感官品質(zhì).此外，黑木耳粉碎后過篩時發(fā)現(xiàn)熱風干燥的黑木耳過篩容易，而真空冷凍干燥的黑木耳過篩困難；熱風干燥處理原料耗時短，一次可制備大量干制黑木耳，真空冷凍干燥耗時長，每次干燥的黑木耳量有限，因此本試驗選擇熱風干燥處理黑木耳原料.

圖1 干燥方式對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 1 Effect of drying methods on Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

2.1.2 黑木耳粉末目數(shù)對餅干品質(zhì)的影響 由圖2可知，添加80目黑木耳粉末時餅干表面粉末狀黑木耳明顯，由于木耳顆粒較大，使得餅干表面平整度受到影響，此外食用口感粗糙，導致餅干感官評分相對較低.隨著黑木耳粉末目數(shù)的增加，木耳顆粒粒徑逐漸變小，粉質(zhì)變得細膩，餅干的顏色和平整度得到改善，食用時木耳顆粒感逐漸趨于不明顯，口感變得圓潤，餅干感官評分顯著增大.在這與高婷婷等[19]在研究黑木耳粉粒度對天然木耳紙感官評分的影響得到的結(jié)果類似.當黑木耳粉末的目數(shù)達到120目時，餅干表面顏色均勻且黑木耳粉末分布均勻，片形整齊，入口口感細膩光滑，感官評分達到最大值.當粉末目數(shù)繼續(xù)增大到140目時，餅干口感無明顯改善，140目與120目黑木耳粉末加工出的餅干感官評分之間不存在顯著性差異，且由于黑木耳在粉碎時處理時間增長，因此后續(xù)單因素試驗選用120目黑木耳粉末進行試驗.

圖2 黑木耳粉末目數(shù)對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 2 Effect of Auricularia auricula powder mesh size on Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

2.2 單因素試驗結(jié)果與分析

2.2.1 黑木耳粉末添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響 由圖3可知，黑木耳粉末添加量由5%增

圖3 黑木耳粉末添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 3 Effect of Auricularia auricula powder addition on Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

加至7.5%時，，餅干的感官評分顯著性增大，當黑木耳粉末添加量為5%時，由于添加量太少導致餅干顏色偏白，無法體現(xiàn)黑木耳餅干的特點.黑木耳粉末添加量由7.5%增大至15%過程中，餅干感官評分之間沒有顯著性差異.試驗結(jié)果表明當黑木耳粉末添加量為10%時，黑木耳粉末均勻地分布于餅干表面，餅干顏色均勻，深淺適宜.這與李程程等[18]在利用正交試驗研究黑木耳燕麥餅干時發(fā)現(xiàn)黑木耳粉末(100目)的最佳添加量為10%一致.當黑木耳粉末添加量增大至15%時，餅干顏色過深、表面平整度變差且有較大孔洞產(chǎn)生，食用口感變差.這與陳紅等[13]在研究1～2 mm黑木耳顆粒對黑木耳餅干感官品質(zhì)的影響時得到的結(jié)果類似.此外，由于黑木耳粉末添加量過高會使得和面過程困難，因此，選擇 7.5%、10%、12.5%的黑木耳粉末的添加量作為響應面試驗的 3個水平.

2.2.2 莜麥添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響 由圖4可知，當莜麥添加量為10%時，餅干感官評分顯著高于其余4組莜麥添加量對應的餅干感官評分，且其余4組莜麥添加量對應的餅干感官評分之間不存在顯著性差異.莜麥粉添加量為12%的餅干感官評分顯著低于添加量為10%的餅干感官評分，這是由于莜麥自身有使人無法接受的苦味，且該苦味在餅干加工過程中很難去除[15]，因此當莜麥粉添加量過高時，餅干感官品質(zhì)反而下降，最終確定莜麥的最佳添加量為10%.

2.2.3 植物油添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響 在餅干面團制作中加入適量的植物油可以在面筋蛋白和淀粉顆粒表面形成油膜保護層，組織水分子向內(nèi)部滲透，使面團吸水性降低，面筋脹潤性得到控制，同時面筋粒不易粘合，面團可塑性好[20-21].由圖5可知，隨著植物油添加量的增加，黑木耳莜麥餅干的感官品質(zhì)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在植物油添加量為25%時感官評分達到最高，顯著高于其余4組植物油添加量對應的餅干感官評分，且其余4組植物油添加量對應的餅干感官評分之間無顯著性差異.植物油添加量過低時，面團略干，但餅干可以成型，烤制出來的餅干表面干燥，多裂痕；植物油過量時，面團過軟，得餅干不易成型，且口感油膩，酥化過度，容易破碎.因此，最終確定植物油的最佳添加量為25%.

圖4 莜麥添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 4 Effect of naked oats addition on Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

圖5 植物油添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 5 Effect of vegetable oil addition on Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

2.2.4 白砂糖添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響 白砂糖可以通過美拉德反應和焦糖化作用[22]，賦予餅干令人愉悅的金黃色及香味。白砂糖具有抗氧化功能可延緩油脂氧化酸敗，延長餅干的保質(zhì)期。此外，白砂糖對面團的流變學性質(zhì)有很大的影響，隨著白砂糖含量增大，餅干面團的稠度和粘結(jié)力降低，有助于面團酥性的形成。這是由于糖具有反水化作用，會與面筋蛋白競爭水分，使得面筋蛋白水合作用不充分[23-24]。此外，糖和水的相互作用有利于產(chǎn)品體積的形成[25]。從圖6可知，餅干的感官評分隨著白砂糖添加量的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，白砂糖添加量為25%時餅干感官評分顯著高于添加量為30%和35%，白砂糖添加量為30%和35%對應的餅干感官評分顯著高于添加量為20%和15%.

圖6 白砂糖添加量對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響Figure 6 Effect of sugar addition on Auricularia auriculaand naked oats biscuit quality

這是由于白砂糖添的添加量低于25%時，餅干甜味偏淡且酥松性較差；當白砂糖添加量高于25%時，餅干甜度和熱量值均過高.此外，大量攝入蔗糖會增加糖尿病、肥胖癥等的發(fā)病幾率.因此，綜合考慮選擇白砂糖的最終添加量為25%.

2.3 響應面優(yōu)化黑木耳莜麥餅干加工工藝

2.3.1 響應面設計及試驗結(jié)果 以單因素試驗結(jié)果為基礎，進行四因素三水平的響應面分析試驗，考察黑木耳粉末添加量(X1)、莜麥添加量(X2)、植物油添加量(X3)和白砂糖添加量(X4)對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)的影響，結(jié)果見表3.

表3 Box-Benhnken試驗設計及結(jié)果

對表3中數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合[26]，建立感官評分(Y)的二次響應回歸方程：

Y=95.36-1.67X1+1.07X2-1.73X3-1.90X4+2.20X1X2-2.75X1X3-2.35X1X4+0.40X2X3-4.30X2X4-4.85X3X4-5.47X12-6.27X22-5.17X32-7.02X42

對該模型和回歸模型系數(shù)進行顯著性檢驗，結(jié)果分別見表4和表5.

由表4可知，模型P<0.000 1說明模型達到顯著水平，失擬項在P=0.05水平上不顯著(P=0.286 7>0.05)，決定系數(shù)R2為0.959 3說明評價值變異中有95.93%是由變量引起，校正后決定系數(shù)R2adj為 0.918 5，表明模型方程很好地擬合感官評分與配方之間的關系，試驗誤差小，僅有約8%的感官評分不能由此模型進行解釋[19,27].當信噪比大于4代表試驗合意，本試驗信噪比為16.71，說明試驗比較合意.綜上所述，可以用該模型來預測黑木耳莜麥餅干的感官評分.

表4 回歸模型的方差分析結(jié)果

表5 黑木耳莜麥餅干感官總分回歸方程系數(shù)顯著檢驗

*表示顯著( 0.01

由表 5可知，回歸方程中一次項X1、X3、X4，二次項X12、X22、X32、X42，交互項X1X3、X2X4、X3X4對黑木耳莜麥餅干的感官評分影響極顯著(P<0.01)，交互項X1X2、X1X4對黑木耳莜麥餅干的感官評分影響顯著(P<0.05)，而X2、X2X3對黑木耳莜麥餅干的感官評分影響不顯著.對影響黑木耳莜麥餅干感官評分的各因素按主次順序排列為:白砂糖添加量>植物油添加量>黑木耳粉末添加量>莜麥添加量.

2.3.2 響應面分析 研究表明，響應面圖可直觀反映出各各自變量間的交互作用及自變量對響應值的影響。等高線圖越傾向于橢圓形表示兩因素交互作用顯著[28-29]。由圖7-A～F可知，所有的響應面圖都是曲面且開口朝下，說明響應值均存在極值，各因素最佳作用點都在試驗設計范圍內(nèi).對比圖7-A～F發(fā)現(xiàn)，圖7-D中響應面圖在底面的投影圖接近圓形，其余圖7-A～C和圖7-E～F中響應面圖在底面的投影圖均呈橢圓形，說明X2X3的交互作用不顯著，對餅干感官評分的影響較??；其余X1X3、X1X2、X1X4、X2X4、X3X4之間的交互作用顯著，對餅干感官評分的影響均較大；此外，圖7-B、7-E和7-F中響應面圖坡度陡峭，且響應面圖在底面的投影圖更加扁平，說明X1X3、X2X4和X3X4之間的交互作用極顯著，對餅干感官評分的影響均最大，這與方差分析結(jié)果相符.

圖7 黑木耳粉末、莜麥、植物油和白砂糖添加量及其交互作用對黑木耳莜麥餅干品質(zhì)影響的響應面圖Figure 7 Response surface showing the interative effects of Auricularia auricula powder,naked oats,vegetable oil and sugar additionon Auricularia auricula and naked oats biscuit quality

2.3.3 最佳工藝條件檢驗 通過回歸模型的預測，得到黑木耳莜麥餅干制作的最佳工藝條件：黑木耳粉末添加量 9.17%、莜麥添加量10.22%、植物油添加量24.59%、白砂糖添加量24.37%，預測響應值為 95.68.為檢驗響應面法的可靠性，采用上述最優(yōu)條件進行驗證試驗，通過3組平行驗證試驗，得到黑木耳莜麥餅干的3組感官評分分別為 96.1、94.26、95.38，平均感官評分為95.25，與預測值之間的誤差小于1%，說明模型具有實用性.

3 結(jié)論

1) 熱風干燥黑木耳莜麥餅干片形整齊，顏色均勻，口感酥脆，感官評分高；真空冷凍干燥黑木耳莜麥餅干表面不光滑，有孔洞.隨著黑木耳粉末目數(shù)的增大，餅干的顏色、平整度和口感均得到改善，120目與140目感官評分差異不大，綜合考慮，選取熱風干燥后粉碎過120目的黑木耳粉末制備餅干.

2) 本試驗利用Box-Behnken設計及響應面分析確定餅干感官評分的影響主次順序為白砂糖添加量>植物油添加量>黑木耳粉末添加量>莜麥添加量.黑木耳莜麥餅干的最優(yōu)配方為黑木耳粉末添加量 9.17%、莜麥添加量10.22%、植物油添加量24.59%、白砂糖添加量24.37%，此工藝下生產(chǎn)出的黑木耳莜麥餅干表面有光澤，薄厚均勻、片形整齊，餅干斷面層次分明且呈均勻多孔狀，口感酥脆，咀嚼時無黑木耳顆粒感，風味能被消費者所接受，但本試驗只是針對黑木耳莜麥餅干的基礎配方進行優(yōu)化，后期還可以對餅干的工藝參數(shù)進行進一步的研究.