陳 丹，王月慧 ，朱 玥，陳 磊,3

（1.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北武漢 430040；2.武漢輕工大學硒科學與工程現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院，湖北武漢 430040；3.教育部大宗糧油精深加工重點實驗室，湖北武漢 430040）

殼寡糖（Chito-oligochitosan）是殼聚糖降解得到的一種由2～20 個氨基葡萄糖以β-1,4 糖苷鍵連接組成的寡糖，具有調(diào)節(jié)血糖和血脂、降膽固醇、調(diào)節(jié)免疫、抗菌、抗氧化、抗炎、抗腫瘤和抗癌等多種生物活性，且相較于殼聚糖，殼寡糖更易溶于水，易被人體吸收和利用[1-3]。

在食品加工行業(yè)中，殼寡糖的應用包括作為保鮮劑運用于果蔬保鮮[4]、作為食品添加劑用于食品防腐保質(zhì)[5]、或是用于保健功能食品用來提高免疫力、增殖某些人體有益菌、預防疾病[6-7]等，其中作為食品添加劑在面制品中的應用研究較少?？骆耓8]研究了三種不同的多糖對面團及辣條品質(zhì)的影響，研究表明添加殼寡糖會加深辣條色澤，膨脹度和吸油率，降低辣條硬度。楊航[9]研究了殼聚糖和殼寡糖對小麥面團及其成品品質(zhì)特性的影響，表明殼寡糖的添加會影響面包內(nèi)部組織結構，加速面包老化，影響口感；而添加殼寡糖的面條延伸度減小，溶脹指數(shù)降低，硬度增大。Rakkhumkaew 等[10]用殼寡糖替代面粉制作面包，發(fā)現(xiàn)殼寡糖對食源性致病菌、腐敗菌和真菌均有明顯的抑制作用，對延長面包保質(zhì)期有顯著作用。Kerch 等[11]研究了殼聚糖和殼寡糖對面包結構和性質(zhì)的影響及其在貯藏過程中的變化，殼寡糖的添加會使面包的美拉德反應加劇，導致面包皮偏暗。

餅干作為日常生活中重要的烘焙產(chǎn)品，深受消費者喜愛。由于餅干含油量高，放置一段時間后容易發(fā)生氧化酸敗產(chǎn)生哈喇味等不良現(xiàn)象，導致餅干食用品質(zhì)下降，目前商業(yè)產(chǎn)品加工中主要通過添加化學防腐劑來生產(chǎn)制作餅干，延長儲藏期，但食用過多防腐劑對人體健康有害，且過量使用反而會影響食品風味和品質(zhì)，因此現(xiàn)在研究傾向于添加天然抗氧化劑或富含蛋白質(zhì)、纖維素等營養(yǎng)物質(zhì)的谷物粉來制作餅干，以提高餅干的抗氧化性，豐富餅干營養(yǎng)，改善餅干食用品質(zhì)。殼寡糖作為一種天然抗氧化劑，來源于蝦蟹昆蟲等動物外骨骼，原料豐富易得，本研究將其添加到低筋粉中制作餅干，利用殼寡糖自身抗氧化性強且易溶于水等特性，以期能夠改善餅干品質(zhì)特性及其抗氧化性，延緩餅干變質(zhì)速度，為殼寡糖應用于更多烘焙產(chǎn)品的品質(zhì)改良提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

殼寡糖 上海笛柏生物科技公司；低筋小麥粉香港面粉廠有限公司；食鹽、泡打粉、奶粉、雞蛋等 市售；黃油 妙可藍多天津貿(mào)易公司。

Farinograph-E 型粉質(zhì)儀 德國布拉班德公司；NG 型吹泡-稠度測定儀 法國肖邦技術公司；Discovery HR-2 型流變儀 美國TA Instruments 公司；TA.XTC 質(zhì)構儀 上海保圣有限公司；SMZ1270/1270i 型體式顯微鏡 北京京百卓顯科技有限公司；CR-10 型色差儀 蘇州圣光儀器公司；JHF-500A型高速多功能粉碎機 昆明鐵申商貿(mào)有限公司；HM925S-A 型電動打蛋器 廣東東菱電器公司；TU-1900 型雙光束紫外可見分光光度計 北京普析儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 混合粉的制備 以殼寡糖和小麥粉干重為基礎計算，將殼寡糖按不同比例添加到小麥粉中，制得小麥粉混合粉。

1.2.2 混合粉粉質(zhì)特性的測定 根據(jù)楊航[9]的研究以及前期預實驗，確定殼寡糖添加比例為0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%，按照GB/T 14614-2019對添加不同比例的殼寡糖的面粉進行粉質(zhì)特性的測定。

1.2.3 混合粉面團吹泡特性的測定 按照GB/T 14614.4-2005 對添加了0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%殼寡糖的面粉進行吹泡特性的測定。

1.2.4 混合粉面團動態(tài)流變特性的測定 在面粉中添加不同比例（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%和2.0%）的殼寡糖，利用粉質(zhì)儀制成面團，所有面團均達到最佳吸水率，將制成的面團用保鮮膜包裹置于30 ℃的恒溫恒濕箱中30 min，備用。設備實驗條件參考楊航[9]，選用40 mm 的平板探頭，先通過應變掃描實驗確定線性黏彈區(qū)，固定頻率為1 Hz，應變?yōu)?.1%～20%，然后采用動態(tài)頻率掃描模式，設置夾縫距離4000 μm，溫度30 ℃，頻率為0～10 Hz，應變最終確定為0.02%。

1.2.5 酥性餅干的制作工藝 根據(jù)SB/T 10141-93《酥性餅干用小麥粉》標準稍作修改，制作酥性餅干。配方如下：按原料低筋小麥粉100%計，輔料加入占原料的4.6%的全脂奶粉，28.6%的白砂糖，17%黃油，0.3%的鹽，0.5%泡打粉，20%的雞蛋液。

根據(jù)前期實驗效果，為結合實際生產(chǎn)應用，方便后期實驗操作，將制作產(chǎn)品時的殼寡糖添加量調(diào)整為0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，用不同比例的殼寡糖替代低筋粉，制備殼寡糖酥性餅干。制作過程如下：稱取白砂糖、黃油、雞蛋，混合，并用打蛋器低擋攪拌均勻，再加入食鹽、泡打粉和水，繼續(xù)低擋攪勻。將過篩奶粉和低筋粉與不同添加量的殼寡糖，攪拌混勻，加入上述輔料，翻拌均勻，揉成面團后放置5～10 min，手工壓片，使面片厚約2.5～3 mm，烘烤，烤箱上火溫度180 ℃，下火溫度160 ℃。

1.2.6 酥性餅干質(zhì)構特性的測定 參照Duta 等[12]的方法，采用全質(zhì)構模式，選用P/4 平板探頭，測前速度6.0 cm/min，測中速度6.0 cm/min，測后速度60 cm/min，探頭下壓位移0.3 cm，出發(fā)點數(shù)值5 g。

1.2.7 酥性餅干色澤的測定 色澤是決定消費者對餅干接受度的重要指標。本實驗用便攜式色差儀測定餅干的L*值（亮度）、a*值（紅色/綠色）、b*值（黃色/藍色）。將儀器校準后，設置測定模式，對酥性餅干進行色度值測定。每個添加量取三塊餅干測定，最后取平均值。

1.2.8 酥性餅干內(nèi)部結構的觀察 用SMZ1270/1270i體視顯微鏡在2 倍倍數(shù)下對餅干的橫截面進行拍照，觀察餅干內(nèi)部組織結構。

1.2.9 酥性餅干感官評分 參考韓小存[13]對酥性餅干的感官評價方法對殼寡糖酥性餅干進行感官評價，評價指標主要包括色澤，口感，外觀，組織結構以及整體可接受度，感官評定小組由經(jīng)過培訓的8 人組成，男女比例1:1，感官評定采用9 分嗜好評分法，感官評分標準見表1。

表1 酥性餅干感官評分標準Table 1 Sensory rating criteria for crisp biscuits

1.2.10 殼寡糖對酥性餅干抗氧化活性的影響 參考李詩煒[14]、陸林[15]的方法將焙烤好的餅干冷卻30 min后分裝到自封袋中，放入恒溫（35 ℃）的鼓風干燥箱中，敞口放置加速儲藏，儲藏期設定為0、7、14、21和28 d，將餅干搗碎，分別測定餅干的酸價、過氧化值和丙二醛值（TBA）。

按照GB 5009.229-2016 中滴定法，通過計算最終消耗的氫氧化鉀來計算酸價；按照GB 5009.227-2016 方法一通過硫代硫酸鈉滴定的消耗量計算出過氧化值含量；按照GB 5009.181-2016 方法二測定丙二醛。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究的所有數(shù)據(jù)運用Excel 對數(shù)據(jù)進行整理分析，運用SPSS 的Duncan 多重比較對數(shù)據(jù)進行顯著性差異分析，運用Origin 9.0 進行繪圖，每個實驗進行3 個平行，實驗數(shù)據(jù)均用3 次平行數(shù)據(jù)的平均值表示。

2 結果與分析

2.1 殼寡糖添加量對面粉粉質(zhì)特性的影響

在低筋粉中添加不同添加量的殼寡糖的粉質(zhì)特性變化趨勢如表2 所示。在0～2.0%添加量范圍內(nèi)，隨著殼寡糖添加比例的增加，面粉的吸水率顯著降低（P＜0.05），形成時間呈不顯著性增加（P＞0.05），這可能是由于殼寡糖與小麥蛋白競爭水分，延緩了小麥面筋蛋白吸收水分，降低了面筋網(wǎng)絡形成速度，延長了面筋網(wǎng)絡形成時間。穩(wěn)定時間反映了面團的穩(wěn)定性以及筋力，弱化度則反映了面團對機械攪拌的耐受程度。從表2 中可以看出，面團的穩(wěn)定時間隨著殼寡糖添加比例的增加從2.50 min 增加至6.30 min，面團的弱化度從73.67 FU 逐漸降低，在殼寡糖添加量為1.2%時，弱化度最低為37.00 FU，說明隨著殼寡糖添加比例的增加，面團的耐攪拌性逐漸增強，但結合面團的吹泡特性與流變特性分析，殼寡糖的添加并未增加面粉筋力，而是由于殼寡糖吸附淀粉，增加了稠度，導致面團不易被機械攪拌破壞其結構，從而延長了面團穩(wěn)定時間，降低了弱化度[16]。

表2 殼寡糖添加量對面粉粉質(zhì)特性的影響Table 2 Effect of chito-oligosaccharide addition on flour properties

2.2 殼寡糖添加量對面團吹泡特性的影響

吹泡特性是面團流變學特性的重要指標。其中P 值表示吹泡過程中所需要的壓力，可以反映面粉的筋力和面團的韌性，L 值反映了面團的延展性，W 值表示氣泡膨脹到破裂所需要的能力，反映了面粉的筋力[17]。由表3 可以看出，面團的P 值、W 值均隨著殼寡糖添加量的增加呈先減小后增加的趨勢，在殼寡糖添加量為1.6%時，P 值、W 值最小分別為56 和66，L 值總體變化不大。P 值的降低表明面團在吹泡過程中所受阻力降低，面粉筋力變差；表明隨著殼寡糖添加比例的增加弱化了面團的筋力，使面團的能量W 值減小，面粉烘焙特性變差，筋力變差[18]，這與粉質(zhì)特性的結果一致。

表3 殼寡糖添加量對面團吹泡特性的影響Table 3 Effects of chito-oligosaccharide addition on blowing characteristics of dough

2.3 殼寡糖添加量對面團動態(tài)流變特性的影響

不同殼寡糖添加量對面團動態(tài)流變特性的影響如圖1 所示，儲能模量反映的是面團的彈性特征，損耗模量反映的是面團的黏性流動特性。在0～10 Hz頻率范圍內(nèi)，與空白對照組對比，殼寡糖的添加降低了面團的儲能模量（G'）和損耗模量（G''），這可能是由于殼寡糖的添加降低了面粉的吸水率，導致面筋蛋白無法充分吸水，形成面筋網(wǎng)絡，導致面團的黏彈性減小。tanδ是損耗模量（G''）和儲能模量（G'）的比值，從圖1c 可以看出tanδ始終小于1，面團的儲能模量始終大于損耗模量，說明面團的彈性占主導地位；另一方面，隨著殼寡糖添加量的增加，tanδ逐漸增大，說明面團儲能模量的減小程度大于損耗模量，彈性的減小說明殼寡糖的添加使面粉的筋力減弱。

圖1 添加殼寡糖對面團動態(tài)流變特性的影響Fig.1 Effects of chito-oligosaccharide on dynamic rheological properties of dough

2.4 殼寡糖添加量對餅干質(zhì)構特性的影響

質(zhì)構特性是對酥性餅干品質(zhì)評價的重要指標之一。其中硬度表示折斷餅干時所需的重力[19]，脆度是探頭從接觸餅干開始到達到最大壓縮力（餅干破碎）時候的距離，距離越短，脆度越小，表示餅干越酥脆[20-21]，由表4 可知隨著殼寡糖添加比例的增加，餅干的硬度顯著降低（P＜0.05），相應的，餅干的脆度下降，餅干變酥脆，在添加量為1.5%時硬度和脆度最低，分別為9422.80、8103.94 gf，說明殼寡糖添加量為1.5%左右時餅干最酥脆，這可能是由于殼寡糖吸水性較強，與面筋競爭水分，導致面筋吸水速度減慢，延緩了面筋網(wǎng)絡形成，造成餅干硬度和脆度下降，餅干內(nèi)部結構變得酥松[16]，這對于酥性餅干是有利的影響。

表4 殼寡糖添加量對餅干質(zhì)構特性的影響Table 4 Effects of chito-oligosaccharide addition on texture properties of biscuits

咀嚼性反映的是餅干對牙齒咀嚼的抵抗性，咀嚼性越小，餅干越容易被嚼碎，表明餅干的酥松性越好[22]。黏聚性在感官上是指黏牙的感覺，當黏附性絕對值過大時，酥性餅干會黏附在口腔壁上，對餅干口感產(chǎn)生非常不利的影響[23]。從表4 可知，添加了殼寡糖后，餅干的黏聚性差異不顯著，餅干的咀嚼性先降低后增加，在添加量為1.5%時最低為2816.95 gf，說明添加量在1.5%時的餅干最容易被嚼碎，餅干的酥松性最好。

2.5 殼寡糖添加量對餅干色澤的影響

色澤是決定消費者對餅干接受程度的重要因素。不同添加量的殼寡糖對餅干的L*值、a*值和b*值均有顯著性影響（見圖2），L*值代表樣品亮度，L*值越大樣品表面顏色越淺；a*值代表紅綠度值，其中正值表示紅色調(diào)，負值表示綠色調(diào)；b*值代表樣品黃藍度值，正值表示黃色調(diào)，負值表示藍色調(diào)[24]。從圖2 可以看出，空白組（殼寡糖添加量為0%）餅干L*值為76.60，隨著殼寡糖添加量的增加，餅干的L*值均顯著降低（P＜0.05），a*值逐漸增加，且實驗組與空白組差異性顯著（P＜0.05）；b*值的變化趨勢趨于平緩，當添加量達到1.5%和2.0%時殼寡糖的餅干b*值與空白組相比差異不顯著。以上結果表明了殼寡糖的加入會導致酥性餅干顏色變深，這可能是由于殼寡糖分子量小、聚合度低，且分子中含有的氨基，可與糖類物質(zhì)發(fā)生強烈的美拉德反應，從而加劇了酥性餅干色澤的變化[25-26]。

圖2 殼寡糖添加量對酥性餅干L*、a*、b*值的影響Fig.2 Influence of chito-oligosaccharide addition on L*, a* and b* values of crisp cookies

2.6 殼寡糖添加量對餅干內(nèi)部結構的影響

圖3 是添加不同量殼寡糖餅干在體視顯微鏡成像系統(tǒng)下的內(nèi)部成像圖。從圖中可以看出，在添加量為1.5%和2.0%時餅干的焦糖色加深，這與圖2 中色澤變化相符。另外，從圖3a 中可以看出添加量為0%的餅干組織結構有較大的孔洞，而添加0.5%和1.0%的殼寡糖后，餅干的內(nèi)部結構得到改善，孔洞變小而均勻，內(nèi)部結構變得疏松，進一步驗證了餅干的質(zhì)構特性變化趨勢，整體來看，殼寡糖添加量1.0%的餅干色澤好，內(nèi)部組織結構良好，可對餅干產(chǎn)生較好的影響。

圖3 酥性餅干橫截面體式顯微成像圖Fig.3 Cross section microscopic imaging of crisp cookies

2.7 殼寡糖添加量對餅干感官評分的影響

由8 位評分組小組成員對酥性餅干的色澤、外觀形態(tài)、酥松度、滋味與口感、組織結構分別進行品嘗打分，結果見圖4。從外觀形態(tài)上看，空白組和實驗組的餅干外形完整、厚薄均勻，裂紋少，整體差異不大；在色澤上，由于殼寡糖在高溫焙烤過程中，易發(fā)生美拉德反應及焦糖化反應，造成了酥性餅干顏色過深，導致添加了1.5%和2.0%殼寡糖的酥性餅干色澤評分偏低，可接受度較?。粡慕M織結構、滋味口感的評分可以得出，適當?shù)靥砑託す烟呛螅灨傻乃炙啥?、組織結構和滋味口感得到改善，尤其是在添加量為1.0%時，餅干酥脆性好，質(zhì)地均勻，不粘牙；但殼寡糖添加量為2.0%時又會導致餅干變得粘牙，酥脆性降低。綜合整體評價，殼寡糖添加量為1.0%的酥性餅干的整體評分最高。

圖4 殼寡糖添加量對酥性餅干感官評分的影響雷達圖Fig.4 Radar map of the effect of chito-oligosaccharide addition on the sensory score of crisp cookies

2.8 不同添加量殼寡糖對酥性餅干抗氧化性的影響

有研究表明，殼寡糖作為天然的抗氧化劑，主要通過清除自由基等方式來發(fā)揮抗氧化性，且分子量越低的殼寡糖抗氧化性越好，低分子量的殼寡糖結構相對比較松散，分子內(nèi)氫鍵較弱，分子鏈上的氨基和羥基活性高，容易與自由基反應，發(fā)揮更強的清除效果[27-28]。此外，有研究基于殼寡糖和還原糖或某類氨基酸發(fā)生美拉德反應，發(fā)現(xiàn)制備出的美拉德復合產(chǎn)物也具有提高抗氧化性能的優(yōu)點[29-30]。餅干儲藏期間品質(zhì)變化的好壞，以及樣品中油脂酸敗的程度可以通過酸價、過氧化值和丙二醛的變化來判斷。GB 7100-2015《餅干》中對酸價和過氧化值的限量標準分別為≤5 mg/g、≤0.25 g/100 g。從圖5～圖7 可以看出，在餅干28 d 的儲藏過程中，實驗組酥性餅干的酸價、過氧化值和TBA 均隨著儲存天數(shù)的增加而顯著（P＜0.05） 上升，但均在限量標準范圍內(nèi)；其中添加了1.0%、1.5%和2.0%的殼寡糖的酥性餅干過氧化值在儲藏過程中增長趨勢都較為平緩，說明殼寡糖可以有效延緩儲藏期餅干中脂質(zhì)的水解和氧化酸敗。另外，實驗組的酸價、過氧化值和TBA 顯著（P＜0.05）低于空白組，且隨著殼寡糖添加量的增加逐漸降低，表明殼寡糖的添加量越多，抗氧化效果越好，對餅干的存放越有利。由此證明了殼寡糖作為一種天然抗氧化劑對延長餅干的貨架期具有重要的意義。

圖5 殼寡糖添加量對餅干酸價的影響Fig.5 Influence of chito-oligosaccharide addition on acid value of biscuits

圖6 殼寡糖添加量對餅干過氧化值的影響Fig.6 Influence of chito-oligosaccharide addition on peroxide value of biscuits

圖7 殼寡糖添加量對餅干TBA 的影響Fig.7 Influence of chito-oligosaccharide addition on TBA of biscuits

3 結論

本文研究了不同添加量的殼寡糖對面團以及酥性餅干品質(zhì)特性的影響。結果表明，殼寡糖添加比例的增加，顯著（P＜0.05）延長了面團的穩(wěn)定時間，降低了面粉的吸水率和面團弱化度，弱化了面團筋力，提升了面粉的粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)，這對添加適量的殼寡糖改善酥性餅干品質(zhì)具有積極作用。通過質(zhì)構、色澤、體視顯微成像、感官評價和抗氧化性五個方面研究了殼寡糖的添加量對酥性餅干品質(zhì)的影響，結果表明適量添加殼寡糖能夠改善餅干的組織結構，使酥性餅干斷面結構氣孔細密均勻，同時降低餅干的硬度和咀嚼性，提高餅干的酥松度，改善口感滋味。整體來看，當殼寡糖添加量為1.0%時制作的酥性餅干，消費者整體可接受度更高；抗氧化性指標結果表明，與空白組對比，添加殼寡糖降低了餅干樣品的酸價、過氧化值和TBA 值，可以有效延緩儲藏期餅干的氧化酸敗，對延長酥性餅干的保質(zhì)期可以起到重要作用。綜合各實驗指標結果，殼寡糖添加量為1.0%時酥性餅干的品質(zhì)最佳，添加殼寡糖對小麥制品的品質(zhì)改良有積極作用?？紤]到其他因素對面制品的影響，未來在實際生產(chǎn)應用中可進一步研究殼寡糖結合不同的包裝方式對烘焙產(chǎn)品保質(zhì)期的影響；也可以探究殼寡糖結合不同添加劑對制作不同面制品品質(zhì)的改良。