黃曉燕，方婷*，蔡英瑜，方小玉，黃宗寶*

（1.福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建盼盼食品集團(tuán)，福建 泉州 362000）

近年來(lái)，粗糧類產(chǎn)品因營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、綠色、健康而受到消費(fèi)者的青睞，粗糧“細(xì)吃”已成為一種消費(fèi)主流。藜麥富含蛋白質(zhì)且氨基酸比例均衡，其賴氨酸含量達(dá)到 5.1%～6.4%[1]，是小麥、玉米的 2倍[2]，蛋白質(zhì)含量為14%～16%[3-4]，消化率可達(dá)91.6%[5]，具有與牛奶類似的蛋白質(zhì)生物價(jià)值。此外，藜麥還富含黃酮、多酚、不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)功能因子，具有降血脂、抗氧化等作用，長(zhǎng)期食用藜麥能有效預(yù)防一些慢性疾病的發(fā)生[1]。對(duì)于擠壓膨化食品而言，藜麥的脂肪含量較高（5%～7%）[1-2]，這有利于胚料在擠壓過(guò)程中的潤(rùn)滑作用，促進(jìn)擠壓成型。擠壓膨化是一種集粉料混合、攪拌、膨化及成型為一體的技術(shù)[6]，具有設(shè)備成本低、能源消耗低、可鈍化食品中不良因子和提高蛋白質(zhì)消化率等優(yōu)點(diǎn)[7]，該技術(shù)在谷物產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。大米淀粉經(jīng)擠壓處理后淀粉晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性下降[8]；全麥粉經(jīng)擠壓膨化處理后淀粉顆粒充分糊化，直鏈淀粉、還原糖和糊精的含量增加。此外，擠壓膨化時(shí)的高溫可鈍化淀粉中的脂肪酶和脂肪氧合酶，提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和貯藏性[9]。目前對(duì)于藜麥加工產(chǎn)品的研究主要有即食藜麥粉[10]、藜麥飲料[11]、藜麥面包[12]、藜麥餅干[13]等，但對(duì)藜麥擠壓膨化脆片的研究較少，本研究對(duì)藜麥擠壓膨化脆片加工工藝進(jìn)行優(yōu)化，以期為藜麥擠壓膨化脆片加工提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大米、馬鈴薯淀粉：河北古松農(nóng)副產(chǎn)品有限公司；玉米淀粉：產(chǎn)自河南省新鄉(xiāng)市，新鄉(xiāng)良潤(rùn)全谷物食品有限公司；藜麥粉（產(chǎn)自內(nèi)蒙古呼和浩特市）、中筋面粉：市售。

雙螺桿擠壓膨化機(jī)（SLG65-C型）、切斷機(jī)（QD-Ⅱ型）、烘干機(jī)（WHX-Ⅳ型）：山東濟(jì)南大億膨化食品機(jī)械有限公司；質(zhì)構(gòu)儀（TA-XT2i型）：英國(guó)Stable Micro Systems公司；全自動(dòng)色差儀（ADCI系列）：北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司。

1.2 基本原料配比及工藝流程

1.2.1 基本原料配比

固定膨化溫度I區(qū)170℃、II區(qū)150℃、III區(qū)70℃；螺桿轉(zhuǎn)速1 000 r/min、喂料速度1 kg/min；大米、馬鈴薯淀粉、玉米淀粉、玉米粉、面粉、小料占比分別為56%、12%、10.5%、6%、4%、1.5%。

1.2.2 工藝流程

粉料混合→擠壓膨化→切斷成型→烘烤（水分含量2%以下）→撒油、撒粉、撒漿→冷卻→半成品→包裝→成品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藜麥粉添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片咀嚼性和感官評(píng)分的影響

按基本配方，以藜麥粉（過(guò)40目篩）為變量，其他成分保持不變。分別添加藜麥粉6%、8%、10%、12%和14%，研究不同添加量的藜麥粉對(duì)藜麥擠壓膨化脆片咀嚼性和感官評(píng)分的影響。

1.3.2 胚料濕度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片硬度和感官評(píng)分的影響

按基本配方，以胚料濕度（水占總配料質(zhì)量的百分比）為變量，其他成分保持不變。胚料濕度分別調(diào)節(jié)到19%、20%、21%、22%和23%，研究不同胚料濕度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片硬度和感官評(píng)分的影響。

1.3.3 碳酸鈣添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片脆性和感官評(píng)分的影響

按基本配方，以碳酸鈣（膨松劑）添加量為變量，固定其他變量。分別添加0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%碳酸鈣，研究不同添加量的碳酸鈣對(duì)藜麥擠壓膨化脆片脆性和感官評(píng)分的影響。

1.3.4 烘烤溫度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片色澤和感官評(píng)分的影響

按基本配方，以烘烤溫度為變量，固定其他變量。設(shè)定烘烤溫度分別為 100、105、110、115℃和 120℃（烘烤時(shí)間10 min），研究不同烘烤溫度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片色澤及感官評(píng)分的影響。

1.3.5 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀分析藜麥擠壓膨化脆片質(zhì)構(gòu)特性，條件參數(shù)：全質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）模式、探頭型號(hào)P/2N、測(cè)試前速度1.55 mm/s、測(cè)試中速度1.0 mm/s、測(cè)試后速度1.0 mm/s、壓縮比40%。測(cè)定產(chǎn)品的咀嚼性、硬度和脆性。

1.3.6 色差測(cè)定

應(yīng)用全自動(dòng)色差儀測(cè)定藜麥擠壓膨化脆片色澤，測(cè)定時(shí)每個(gè)樣品重復(fù)6次，試驗(yàn)結(jié)果取其平均值；L*表示產(chǎn)品亮度（0～100表示從黑色到白色）、b*表示產(chǎn)品黃藍(lán)色（正值表示黃色，負(fù)值表示藍(lán)色）。

1.3.7 通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥擠壓膨化脆片加工工藝

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇藜麥粉添加量、胚料濕度、碳酸鈣添加量和烘烤溫度為因素，產(chǎn)品感官評(píng)分為指標(biāo)，設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)。因素水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面因素水平Table 1 Factors and levels of response surface

1.4 感官指標(biāo)

選擇10名專業(yè)的感官評(píng)價(jià)人員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard of extruded quinoa chips

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel和Design-Expert V8.0.6.1軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 藜麥粉添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片咀嚼性及感官評(píng)分的影響

藜麥粉添加量對(duì)產(chǎn)品咀嚼性及感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。

圖1 藜麥粉添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片咀嚼性和感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of quinoa flour addition on chewiness and sensory score of extruded quinoa chips

從圖1可知，藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分隨著藜麥粉添加量的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，咀嚼性與藜麥粉添加量呈正相關(guān)。這主要是因?yàn)檗见湻蹖儆诖旨Z，添加過(guò)多會(huì)增大產(chǎn)品粗糙感，降低感官評(píng)分，但當(dāng)藜麥粉添加量在10%以下時(shí)，藜麥香氣不明顯。產(chǎn)品咀嚼性這一結(jié)果與孫耀軍[3]研究的藜麥全粉對(duì)面條品質(zhì)的影響結(jié)果一致，這可能是因?yàn)檗见湻鄣闹ф湹矸酆扛撸嫉矸劭偭康?5%～96%[14-15]，支鏈淀粉含量越高，產(chǎn)品的咀嚼性越大。但咀嚼性過(guò)大會(huì)影響產(chǎn)品口感，導(dǎo)致感官評(píng)分降低。當(dāng)藜麥粉添加量為10%時(shí)，咀嚼性為605.076 N，感官評(píng)分最高，達(dá)到87。所以選擇藜麥粉添加量10%進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

2.1.2 胚料濕度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片硬度及感官評(píng)分的影響

胚料濕度對(duì)產(chǎn)品硬度及感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖2。

圖2 胚料濕度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片硬度及感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of embryo humidity on hardness and sensory score of extruded quinoa chips

從圖2可知，藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分隨胚料濕度的增加呈現(xiàn)先增后減的現(xiàn)象，硬度則隨著胚料濕度的增加而增加。因?yàn)閿D壓膨化時(shí)胚料濕度會(huì)直接影響機(jī)腔內(nèi)的溫度、壓力以及摩擦力[16]，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。當(dāng)胚料濕度不足時(shí)，產(chǎn)品易膨化過(guò)度產(chǎn)生粘牙現(xiàn)象，且有可能會(huì)產(chǎn)生焦糊味，這主要因?yàn)闈穸鹊偷呐吡显跀D壓時(shí)受到的剪切力較強(qiáng)、升溫快，使胚料在模口處于一種高黏度的熔融狀態(tài)，黏度增大。胚料濕度過(guò)高時(shí)，產(chǎn)品偏硬，口感不佳，這一結(jié)果與王若蘭等[17]研究的薏苡仁玉米果膨化制作工藝優(yōu)化一致。胚料濕度在21%時(shí)，硬度為715.6 g，產(chǎn)品感官評(píng)分最高，達(dá)到83。故選擇胚料濕度21%進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

2.1.3 碳酸鈣添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片脆性及感官評(píng)分的影響

碳酸鈣添加量對(duì)產(chǎn)品脆性及感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。

圖3 碳酸鈣添加量對(duì)藜麥擠壓膨化脆片脆性及感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of calcium carbonate addition on fracturability and sensory score of extruded quinoa chips

從圖3可知，隨著碳酸鈣添加量的增加藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分先增后減，產(chǎn)品脆性與碳酸鈣添加量呈正相關(guān)。當(dāng)碳酸鈣添加不足時(shí)，產(chǎn)品品質(zhì)偏硬，不酥脆，但當(dāng)添加量過(guò)高時(shí)，產(chǎn)品膨化過(guò)度導(dǎo)致組織疏松，影響產(chǎn)品形態(tài)。碳酸鈣添加量在0.2%時(shí)，產(chǎn)品脆性為734.45 g，感官評(píng)分最高，達(dá)到83。故選擇碳酸鈣添加量為0.2%進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

2.1.4 烘烤溫度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片色澤及感官評(píng)分的影響

烘烤溫度對(duì)產(chǎn)品色澤及感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖4。

圖4 烘烤溫度對(duì)藜麥擠壓膨化脆片色澤及感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of baking temperature on color and sensory score of extruded quinoa chips

從圖4可知，隨著烘烤溫度的增加藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分先增后減，產(chǎn)品色差L*和b*值也表現(xiàn)出同樣的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)楫?dāng)溫度低于110℃時(shí)，粗糧的香氣難以激發(fā)，產(chǎn)品風(fēng)味不足且色澤亮度不夠，烘烤溫度過(guò)高時(shí)，容易把胚料烤出糊味，且色澤會(huì)變暗。烘烤溫度為110℃時(shí)，產(chǎn)品亮度L*值為66.812，b*值為32.194，產(chǎn)品色澤最好，感官評(píng)分最高，達(dá)到84。所以選擇烘烤溫度110℃進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化工藝

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。應(yīng)用Design-Expert V8.0.6.1軟件對(duì)表3中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果如表4所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of response surface test

從表4中可看出，感官評(píng)分回歸模型P＜0.01，影響極顯著。一次項(xiàng)C，交互項(xiàng)AD、BC對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響顯著（P＜0.05），一次項(xiàng) A、B 和 D，交互項(xiàng) AB、二次項(xiàng)A2、B2、D2對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響均為極顯著（P＜0.01）。且失擬項(xiàng)的P=0.158 1＞0.05，不顯著，表示該組數(shù)據(jù)在響應(yīng)面的統(tǒng)計(jì)學(xué)上有意義，擬合程度較高。從表中的F值可以判斷，影響產(chǎn)品感官評(píng)分的主次因素為 A＞B＞D＞C。

表4 回歸方程顯著性及方差分析Table 4 Significance and variance analysis of regression equation

2.3 各交互作用對(duì)藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分的影響

各交互作用對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖和等高線圖見(jiàn)圖5。

圖5 各交互作用對(duì)藜麥擠壓膨化脆片感官評(píng)分的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.5 Response surface diagrams and contours of each interaction on sensory scores of extruded quinoa chips

從曲面圖以及等高圖可以看出，AB、AD、BC交互作用的曲面坡度陡峭，等高線圖呈橢圓狀，表明AB、AD、BC的交互作用對(duì)響應(yīng)值影響較大，這與方差分析結(jié)果一致。從AB、AC、AD交互作用的響應(yīng)面圖可以看出，隨著藜麥粉添加量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，且前期增大趨勢(shì)大但后期下降趨勢(shì)不明顯，這表明藜麥粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分影響大。從AB、BC、BD交互作用的響應(yīng)面圖可以看出，產(chǎn)品感官評(píng)分隨著胚料濕度的增加呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，隨著胚料濕度增大，下降趨勢(shì)明顯，且曲線陡峭，這表明胚料濕度對(duì)響應(yīng)值有較大的影響，而碳酸鈣添加量對(duì)響應(yīng)值影響較小。

利用Design-Expert V8.0.6.1軟件對(duì)表4中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析得到回歸方程：Y=85.20+4.75A+2.75B-1.42C-2.08D+4.75AB+1.50AC-3.00AD-3.25BC+0.75BD-8.35A2-14.35B2-1.10C2-5.85D2。

通過(guò)擬合得到的回歸方程對(duì)加工工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到藜麥擠壓膨化脆片的最優(yōu)工藝條件：藜麥粉添加量10.65%、胚料濕度21.23%、碳酸鈣添加量0.12%、烘烤溫度108.76℃，此時(shí)感官評(píng)分達(dá)到87.085。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，調(diào)整烘烤溫度109℃，其余參數(shù)保持不變進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，得到產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到86，與模型預(yù)測(cè)值基本一致，說(shuō)明擬合效果較好。

3 結(jié)論

藜麥粉添加量、胚料濕度和烘烤溫度是影響藜麥擠壓膨化脆片品質(zhì)的關(guān)鍵因素。藜麥擠壓膨化脆片的最優(yōu)工藝參數(shù)為藜麥粉添加量10.65%，胚料濕度21.23%，碳酸鈣添加量0.12%，烘烤溫度109℃。通過(guò)該工藝生產(chǎn)的藜麥擠壓膨化脆片色澤乳白，組織形態(tài)好，酥脆度適中，不粘牙且產(chǎn)品具有藜麥香氣，感官評(píng)分86。