趙國(guó)良 ，張東杰 ，毛健，阮長(zhǎng)青，王長(zhǎng)遠(yuǎn)，李志江 *

1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院（大慶 163319）；2.黑龍江省雜糧加工及質(zhì)量安全工程技術(shù)研究中心（大慶 163319）；3.國(guó)家雜糧工程技術(shù)研究中心（大慶 163319）；4.江南大學(xué)食品學(xué)院（無(wú)錫 214122）

高粱（Sorghum bicolorL.Moench）屬禾本科，在我國(guó)東北地區(qū)廣泛種植，是一種常見的谷類作物[1]。高粱通常作為主要雜糧食物，可以調(diào)整人們膳食結(jié)構(gòu)，有益于機(jī)體健康[2]。高粱籽粒富含B族維生素、單寧、多酚、淀粉和礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，其中多酚類物質(zhì)可以幫助人體控制血糖，抑制乳腺癌細(xì)胞和胃腸癌細(xì)胞的增殖[3]。富含的抗性淀粉可以降低甘油三酯和膽固醇水平，對(duì)治療糖尿病、肥胖等現(xiàn)代人群易發(fā)疾病有一定幫助[4]。此外，高粱中的單寧類化合物可以降低餐后血糖反應(yīng)[5]，減少食物中熱量，對(duì)體重控制有一定輔助作用[6]。

在日常休閑食品中，餅干的城市家庭消費(fèi)綜合指數(shù)排名僅次于膨化食品，位居第二[7]。餅干是以小麥粉為主料，添加糖、蛋、乳等輔料經(jīng)面團(tuán)調(diào)制和焙烤制成[8]。但餅干在加工過(guò)程中加入大量糖和油脂，使得人體患肥胖和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加，因此替代部分可食性糖，研制代糖餅干具有良好的應(yīng)用前景[9]。添加3%高粱烏米粉、41%高粱全粉等生產(chǎn)餅干和蛋糕食品得到研究和應(yīng)用[10-13]。此次試驗(yàn)主要利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)方法，以市場(chǎng)餅干為參照進(jìn)行高粱餅干改良，通過(guò)改變高粱粉添加量、木糖醇添加量、植物油添加量和焙烤時(shí)間等因素，探討健康低糖的高粱餅干配方，并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定和質(zhì)構(gòu)分析。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高粱粉（龍米糧1號(hào)）；小麥粉（沈陽(yáng)香雪面粉股份有限公司）；食鹽、雞蛋、植物油（棕櫚油）、純凈水（均為市售）；木糖醇（浙江華康藥業(yè)股份有限公司）；小蘇打（南京甘汁園糖業(yè)有限公司）；其他試劑無(wú)特殊說(shuō)明，均為分析純。

KD-192電子秤[百利達(dá)（上海）商貿(mào)有限公司]；XYF-K烤爐（鄭州昊博機(jī)械設(shè)備有限公司）；燒杯；錐形瓶；滴定管；榮華HH-1水浴鍋（常州榮華儀器制造有限公司）；TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀（美國(guó)FTC公司）；K9840自動(dòng)凱氏定氮儀（上海浦予工業(yè)科技有限公司）；SZC-C脂肪測(cè)定儀（杭州菲躍儀器有限公司）；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)（青島明博環(huán)保科技有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

參考司波等[14]方法并稍作改動(dòng)。

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1）原料選擇：準(zhǔn)備高粱粉、小麥粉、雞蛋、植物油、小蘇打、木糖醇等材料，選擇0.180 mm（80目）篩將兩種面粉過(guò)篩。（2）面團(tuán)調(diào)制：先將高粱粉、小麥粉、木糖醇、小蘇打混合均勻，再將雞蛋和植物油混合液加入到混合面粉中，最終攪打至混合均勻即可。（3）烘焙：餅坯送入烤箱烘烤后，溫度控制在180～220 ℃。焙烤時(shí)間為30 min，烤至餅干表面呈均勻金黃色。（4）冷卻：將烘烤成熟的產(chǎn)品置于自然條件下降溫至35～40 ℃。挑選出質(zhì)量較好、外形完整的進(jìn)行品嘗。

1.2.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

參考徐微等[15]方法，以高粱粉、木糖醇和植物油的添加量及焙烤時(shí)間為試驗(yàn)因素，確定高粱餅干最優(yōu)配方。

1.2.3.1 高粱粉添加量

固定植物油15%、蛋5%、木糖醇15%、小蘇打0.5%～0.7%和食鹽0.8%，高粱粉添加量依次為20%，30%，40%，50%和60%。

1.2.3.2 木糖醇添加量

固定高粱粉50%、植物油15%、蛋5%、小蘇打0.5%～0.7%和食鹽0.8%，木糖醇添加量依次為10%，15%，20%，25%和30%。

1.2.3.3 植物油添加量

固定高粱粉50%、木糖醇20%、蛋5%、小蘇打0.5%～0.7%和食鹽0.8%，植物油添加量分別為9%，12%，15%，18%和21%。

1.2.3.4 焙烤時(shí)間

固定高粱粉50%、木糖醇20%、植物油18%、蛋5%、小蘇打0.5%～0.7%和食鹽0.8%，焙烤時(shí)間依次為15，20，25，30和35 min。

1.2.4 營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)測(cè)定

1.2.4.1 蛋白質(zhì)測(cè)定

利用K9840自動(dòng)凱氏定氮儀測(cè)定餅干中粗蛋白質(zhì)含量。

1.2.4.2 脂肪測(cè)定

采用SZC-C脂肪測(cè)定儀直接測(cè)定餅干中脂肪含量。

1.2.4.3 總膳食纖維測(cè)定

采用半自動(dòng)纖維測(cè)定儀和馬弗爐測(cè)量高粱餅干中總膳食纖維含量。

1.2.4.4 水分測(cè)定

采用直接干燥法測(cè)定餅干中水分。

1.2.4.5 灰分檢測(cè)

采用GB 5009.4—2016中的方法測(cè)定餅干中灰分。

1.2.4.6 碳水化合物測(cè)定

采用GB/Z 21922—2008中的方法測(cè)定餅干中碳水化合物。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)品質(zhì)測(cè)定

參考曹麗萍等[16]質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法和指標(biāo)。A組選取3個(gè)市場(chǎng)上同品牌的餅干，B組選取3個(gè)采用試驗(yàn)的配比制作的高粱餅干。利用TMS-PRO質(zhì)構(gòu)儀，在檢測(cè)前后速度均為60 mm/min，起始力為1.5 N，形變量為25%，圓柱形探頭的情況下，進(jìn)行硬度、黏附性、彈性和咀嚼性的測(cè)定。

1.2.6 感官評(píng)定

參考Kahlon等[17]評(píng)定方法并結(jié)合高粱自身特點(diǎn)，設(shè)定感官評(píng)價(jià)滿分100分，外觀和色澤各占15分，結(jié)構(gòu)和香味各占20分，口感為30分。評(píng)定分析方法：評(píng)價(jià)小組共10人，男女各5名，10人均沒(méi)有味覺和嗅覺上的明顯差異，品嘗后立即評(píng)分。具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與分值

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均進(jìn)行3次平行測(cè)定，數(shù)據(jù)使用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。使用SPSS25.0、Origin 2019進(jìn)行繪圖分析，通過(guò)單因素方差分析顯示各數(shù)據(jù)間差異，p＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 高粱粉添加量對(duì)餅干感官的影響

從圖1可知，高粱粉添加量40%和50%的感官評(píng)分與高粱粉添加量20%和60%的感官評(píng)分之間有顯著性差異（p＜0.05），高粱粉添加量30%與50%之間、高粱粉添加量40%與50%之間均不存在顯著性差異（p＞0.05）。

圖1 高粱粉添加量對(duì)餅干感官的影響

結(jié)果表明，隨著高粱粉添加比例上升，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)先上升后下降。高粱粉添加量20%時(shí)，高粱的香味較淡，不能體會(huì)到高粱獨(dú)有的風(fēng)味，口感也一般；高粱粉添加量30%時(shí)，餅干略有高粱的香味；高粱粉添加量40%時(shí)，多數(shù)依舊是小麥粉香氣，且顏色不具有高粱紅色；高粱粉添加量50%時(shí)，餅干有高粱特有香氣且色澤均勻，此時(shí)感官評(píng)分最高；高粱粉添加量60%時(shí)，餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)有大孔，組織粗糙且高粱的香味過(guò)重。所以最適高粱粉添加量為50%。

2.1.2 木糖醇添加量對(duì)餅干感官的影響

從圖2可知，木糖醇添加量20%時(shí)所得感官評(píng)分與添加量10%，25%和30%所得感官評(píng)分兩兩之間差異顯著（p＜0.05），木糖醇添加量15%和20%之間差異不顯著（p＞0.05）。

圖2 木糖醇添加量對(duì)餅干感官的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨木糖醇添加比例上升，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。木糖醇添加量10%時(shí)，餅干甜味不足；木糖醇添加量15%時(shí)，餅干甜味增加，但欠缺口感；木糖醇添加量20%時(shí)，內(nèi)質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻，無(wú)大的空洞，口感松脆，香咸協(xié)調(diào)；木糖醇添加量25%時(shí)，餅干甜味較突出；木糖醇添加量30%時(shí)，餅干甜膩，風(fēng)味不佳。所以最適木糖醇添加量為20%。

2.1.3 植物油添加量對(duì)餅干感官的影響

從圖3可知，植物油添加量18%與9%，12%和21%之間差異顯著（p＜0.05），植物油添加量12%與15%，15%和18%之間差異不顯著（p＞0.05），添加量9%與12%之間無(wú)明顯差異，添加量18%與21%之間有明顯差異。所以植物油添加量應(yīng)選18%。

圖3 植物油添加量對(duì)餅干感官的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著植物油添加比例上升，感官評(píng)定分?jǐn)?shù)先上升后下降。添加量9%時(shí)，面餅發(fā)干，不容易揉成團(tuán)，入口時(shí)口感發(fā)硬；添加量12%時(shí)，香味較淡且口感發(fā)干；添加量15%時(shí)，干澀情況有所改善，但口感依舊發(fā)硬；添加量18%時(shí)，有淡淡香氣，口感酥脆且不油膩，此時(shí)感官評(píng)分最高；添加量21%時(shí)，面團(tuán)變得粘手油膩，口感不佳。所以最適植物油添加量為18%。

2.1.4 焙烤時(shí)間對(duì)餅干感官的影響

從圖4可以看出，焙烤時(shí)間15和20 min、20和25 min之間均不存在顯著性差異，焙烤時(shí)間25與30 min、30與35 min之間均存在顯著性差異（p＜0.05）。

圖4 焙烤時(shí)間對(duì)餅干感官的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，伴隨焙烤時(shí)間延長(zhǎng)，感官評(píng)分先上升后下降。焙烤時(shí)間15 min時(shí)，餅干內(nèi)部的水分沒(méi)有徹底蒸發(fā)，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部發(fā)白現(xiàn)象；焙烤時(shí)間20 min時(shí)，餅干里面發(fā)黏，斷面不清晰且口感發(fā)硬；焙烤時(shí)間25 min時(shí)，餅干表面有輕微黃色，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均勻；焙烤時(shí)間30 min時(shí)，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，口感松脆且色澤均勻，帶有光澤，此時(shí)感官評(píng)分最高；焙烤時(shí)間35 min時(shí)，略有異色，顏色過(guò)深，口感松脆但較苦。所以最適焙烤時(shí)間為30 min。

2.2 正交試驗(yàn)

通過(guò)單因素試驗(yàn)確定高粱粉添加量、木糖醇添加量、植物油添加量和焙烤時(shí)間的最適值。在每個(gè)因素中選出3個(gè)最適水平，做L9(34)的正交試驗(yàn)，判斷每個(gè)單因素的影響程度以得到最佳配方，如表2所示。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表

由表3可知，每個(gè)因素對(duì)高粱餅干品質(zhì)的影響程度為A＞C＞B＞D，得出的最佳組合為A3B2C3D3，在相同條件下以A3B2C3D3組合進(jìn)行餅干制作，感官評(píng)分為89分。結(jié)果表明A3B2C3D3為最佳配方。

表3 正交試驗(yàn)的直觀分析表

如圖5所示，高粱粉添加量對(duì)高粱餅干影響程度最大。最優(yōu)配方為50%高粱粉添加量、20%木糖醇添加量、18%植物油添加量和焙烤時(shí)間30 min。

圖5 各因素各水平感官評(píng)分均值

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)定

2.3.1 感官測(cè)定

根據(jù)正交試驗(yàn)所得出的最優(yōu)高粱餅干配方制作餅干，如圖6所示。所得餅干外觀完整，薄厚均勻無(wú)氣泡；內(nèi)質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻，斷面細(xì)密多孔，無(wú)大的空洞；高粱香味濃郁，無(wú)其他異味；色澤均勻無(wú)過(guò)焦、發(fā)白等現(xiàn)象；口感松脆香甜協(xié)調(diào)。

圖6 高粱餅干外觀圖

2.3.2 營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定

由表4可知，100 g的高粱餅干所含脂肪、蛋白質(zhì)和碳水化合物的營(yíng)養(yǎng)素參考值分別為26.75%，13.40%和17.90%。試驗(yàn)表明，高粱餅干能夠提供人體所需的營(yíng)養(yǎng)，與市面上的餅干相比較，高粱餅干的蛋白質(zhì)含量較高，脂肪含量相對(duì)較低，糖含量相對(duì)較低，適于食用[18]。

表4 高粱餅干的營(yíng)養(yǎng)成分指標(biāo)

2.4 高粱餅干與市場(chǎng)餅干質(zhì)構(gòu)特性對(duì)比

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)方差分析可得，其中硬度、彈性和咀嚼性的p＞0.05，而黏附性的p＜0.05。由此可得，高粱餅干和市場(chǎng)餅干的硬度、彈性、咀嚼性之間無(wú)顯著差異，而兩者的黏附性之間有顯著差異，原因可能是高粱餅干中添加高粱粉，對(duì)面團(tuán)形成面筋有抑制作用，而市場(chǎng)餅干主要材料為小麥粉，小麥粉為低筋粉，低筋粉形成的面團(tuán)黏附性要高一些[19]。因此導(dǎo)致兩者的黏附性存在差異。

表5 高粱餅干與市場(chǎng)餅干的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)對(duì)比

3 結(jié)論

以高粱粉代替部分小麥粉，木糖醇代替?zhèn)鹘y(tǒng)蔗糖制作高粱餅干，采用單因素試驗(yàn)分析方法，以感官評(píng)價(jià)和營(yíng)養(yǎng)成分比較確定高粱粉、木糖醇、植物油的最佳添加量：高粱粉50%、木糖醇20%和植物油18%。此時(shí)，高粱餅干感官評(píng)分為89分。在不影響口感的前提下，減少了熱量攝入，同時(shí)還能給予餅干特殊的高粱風(fēng)味。與市售的其他餅干相比，質(zhì)構(gòu)分析并無(wú)差異，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有明顯提升。此次試驗(yàn)為科學(xué)配餐、豐富輔食、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化提供一定理論依據(jù)。