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西蘭花蘇打餅干的制作工藝及品質分析

2024-10-30 00:00:00張思瑤王冰清陳妍蕾沈哲勇陳培云
安徽農學通報 2024年20期

摘要為研制一款營養豐富的餅干制品,提高西蘭花的綜合利用率,本研究利用熱風干燥技術和超微粉碎技術制備西蘭花粉,以感官評分為評價指標,對西蘭花粉添加量、小蘇打添加量、酵母添加量、植物油添加量和烘烤時間進行單因素試驗,以確定影響西蘭花蘇打餅干品質的4個主要因素(西蘭花粉、小蘇打、酵母及植物油添加量),以感官評分為響應值,基于響應面Box-Behnken試驗設計原理,建立回歸方程預測模型,確定最佳制作工藝。并對優化配方下所制產品的理化、微生物和質構指標與普通蘇打餅干進行比較。結果表明,優化后西蘭花蘇打餅干的最佳配方為西蘭花粉、小蘇打、干酵母及植物油添加量分別為8.82、0.78、1.41和15.17g/100g,其產品感官評分85.00分。西蘭花蘇打餅干的水分(2.11±0.01)%、油脂(23.70±0.20)%、葉綠素含量(6.85±0.15)mg/kg、蛋白質含量(10.70±0.30)%、酸價(0.28±0.02)mg/g、DPPH清除率(5.15±0.50)%、硬度968.572±338.491、脆度6.000±2.646和酥度13.556±4.851;與普通蘇打餅干相比,其水分、葉綠素含量、蛋白質含量、DPPH清除率和脆度明顯增加(<0.05),各項理化和衛生指標均符合相關標準。研究結果為西蘭花的高值化利用提供參考。

關鍵詞西蘭花粉;響應面設計;蘇打餅干;工藝配方

中圖分類號TS213.2;S635.3 文獻標識碼A 文章編號1007-7731(2024)20-0095-08

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.020

Production technology and quality analysis of broccoli soda biscuits

ZHANG Siyao WANG Bingqing CHEN Yanlei SHEN Zheyong CHEN Peiyun

(College of Biological and Environmental Science, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315000, China)

Abstract In order to develop a nutrient-rich biscuit product and improve the comprehensive utilization rate of broccoli, the pouder of broccoli was prepared by hot air drying technology and ultrafine grinding technology. The sensory score was used as the evaluation index to conduct a single factor test on the addition amount of broccoli powder, the addition amount of baking soda, the addition amount of dry yeast, the addition amount of vegetable oil and the baking time. In order to determine the four main factors affecting the quality of broccoli soda biscuits (the addition amount of broccoli powder, baking soda, dry yeast and vegetable oil), the sensory score was taken as the response value, and the regression equation prediction model was established based on the response surface Box-Behnken experimental design principle to determine the best production process. The physicochemical, microbiological and nutritional indexes of the product prepared under the optimized formula were compared with those of ordinary soda biscuitss. The results showed that the optimal formula of the optimized broccoli soda biscuits was 8.82, 0.78, 1.41and 15.17g/100g of broccoli powder, baking soda, dry yeast and vegetable oil, respectively, and the sensory score of the product was 85.00. The contents of water (2.11±0.01)%, oil (23.70±0.20)%, chlorophyll content (6.85±0.15)mg/kg, protein content (10.70±0.30)%, acid value (0.28±0.02)mg/g, DPPH clearance rate (5.15±0.50)%, The hardness was 968.572±338.491, the crispness was 6.000±2.646, and the crispness was 13.556±4.851. Compared with common soda biscuits, its water content, chlorophyll content, protein content, DPPH clearance and brittleness were significantly increased (<0.05), and the physicochemical and health indexes were in line with the corresponding national standards. The results provided references for the high-value utilization of broccoli.

Keywords broccoli powder; response surface design; soda biscuits; process formula

西蘭花,又稱青花菜、花椰菜,屬于十字花科蕓苔屬甘藍的變種[1]。其富含蛋白質、維生素以及膳食纖維等多種營養成分和硫代葡萄糖苷、多酚以及酮類等多種生物活性成分[2-3],受到越來越多人的青睞,種植面積逐年上升[4]

近年來,關于西蘭花的研究多集中在黃酮[5]、多酚[6]和蘿卜硫苷[7]等物質的提取和貯存保藏[8]等技術方面,以及其在飲品[9]、腌制等產品開發方面,而對其在焙烤食品中的應用研究相對較少。餅干是日常生活中較為常見的焙烤休閑食品之一,梁慧光等[10]以西蘭花摘除花球部分后的尾菜烘干粉為主要膳食纖維來源,研制出風味獨特且富含膳食纖維的餅干。梅莉娟等[11]以低筋面粉、西蘭花、糖粉和黃油為主要的原料,研究加工西蘭花曲奇餅干的制作工藝。隨著人們對于休閑食品的營養和健康的重視程度不斷提高,開發各類營養與健康、安全與質量兼優的產品,是未來餅干產品的主要發展方向之一[12-14]

蘇打餅干是將酵母、小蘇打和其他膨松劑加入面粉和油脂中,加工制成的具有獨特發酵風味的餅干,屬于功能餅干的一種,具有增進食欲、緩解便秘和調節人體酸堿平衡的作用[15-17]。本研究利用熱風干燥技術和超微粉碎技術制備西蘭花粉,采用二次發酵工藝,對西蘭花粉添加量、酵母添加量、小蘇打添加量、植物油添加量和烘烤時間進行單因素試驗。并在此基礎上,采用感官評分作為評價標準,設計響應面試驗,以確定最佳的工藝配方參數,進行驗證試驗,并在理化指標以及質構方面與市面上的普通蘇打餅干進行對比分析測試。結果表明,以西蘭花粉替代部分面粉,利用西蘭花的營養活性成分,提升了蘇打餅干的營養功效,豐富了西蘭花在食品產業中的應用,增加了產品的多樣性,為其高值化利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花(購于浙江寧波amat2JM0wCT7iuYXpaNqKJPWZp5rhT/Gzh2v/g8nYgU=鄞州區某連鎖超市),低筋面粉、高活性干酵母、食用小蘇打、玉米油、奶粉、白砂糖、鹽和食用豬油(均為市售)。

硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、甲醇、無水乙醇、95%乙醇、2,2-聯苯基-1-苦基肼基、無水石油醚(沸程90~100℃)、酚酞指示劑、氫氧化鈉、乙醚、異丙醇、氯化鈉、濃硫酸和鹽酸,國藥集團化學試劑有限公司,均為分析純;平板計數瓊脂,杭州微生物試劑有限公司;孟加拉紅瓊脂,青島高科技工業園海博生物技術有限公司;3 M大腸菌群測試片,明尼蘇達礦業制造(上海)國際貿易有限公司。

1.2 儀器與設備

ESH31電子水分儀,上海舜宇恒平科學儀器有限公司;TA.Xt plus質構儀,英國SMS公司;RS-FS1406超微打粉機,合肥榮事達小家電有限公司;KSM150臺式攪拌機,Whirlpool Corp。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程與技術要點 西蘭花蘇打餅干的制作工藝流程見圖1,技術要點如下。

(1)西蘭花粉制備。取新鮮西蘭花花蕾部分,清洗瀝干水分后,100℃燙漂1min,燙漂后立即放入冰水冷卻,冷卻后撈出瀝干水分,熱風干燥箱60℃干燥到用手搓即可以搓碎的程度,然后利用超微打粉機粉碎3~5min,再干燥至恒重,過100目篩,備用。

(2)一階面團調制、發酵。稱取低筋面粉35g、西蘭花粉5g和干酵母1.5g,加入30mL溫水進行活化,用廚師機攪成面團。將攪好的面團包好保鮮膜放入提前預熱的發酵箱中(溫度35℃、濕度80%)發酵0.5~1.0h,等待面團用手指按壓可以恢復原狀,一階面團發酵結束。

(3)二階面團調制、發酵。稱取低筋面粉60g、白砂糖3g、鹽2g、小蘇打1g、奶粉5g、水20g和植物油15g(在面團成型之后慢慢加入),利用廚師機攪成表面光滑、細膩的面團,包好保鮮膜后,放入發酵箱中(溫度35℃、濕度80%)發酵0.5~1.0h,待面團體積變為原來的2倍,面團內部呈現針孔松軟狀,并伴隨有發酵的獨特味道,二階段面團發酵結束。

(4)油酥處理。用低筋面粉18g,食用豬油8g合成油酥面團,并搟成長方形備用。

(5)搟壓與夾酥。將經過二次發酵的面團取出,利用搟面杖搟成長方形,并加入提前制備好的油酥,從兩端向中間折疊之后再折疊,用保鮮膜包好之后放置10~15min,搟成長方形。重復上述步驟2次,使面團內部具有多層次的結構。

(6)成型。將包好油酥的面團搟成厚度約2mm的面胚,利用扎孔器扎出均勻的孔洞,利用模具壓制成大小均勻的面胚,備用。

(7)烘烤。烤箱提前15min預熱,溫度150℃左右。將餅干胚放在烤網上烤制7min左右,并觀察餅干的顏色,烤至淺綠色即可。

(8)冷卻。將烤制好的餅干冷卻至室溫,裝入密封袋,即得成品。

1.3.2 單因素試驗設計 蘇打餅干的基礎配方為低筋面粉95g、西蘭花粉5g、小蘇打1.0g、糖3g、鹽2g、奶粉5g和植物油15g[16]。選取西蘭花粉添加量、酵母添加量、小蘇打添加量和植物油添加量作為單因素試驗變量。在基礎配方和工藝流程不變的情況下,每100g面粉中西蘭花粉的添加量分別取3、5、7、9和11g;酵母的添加量分別取1.0、1.2、1.4、1.6和1.8g;小蘇打的添加量分別取0.3、0.8、1.3、1.8和2.3g;植物油的添加量分別取10、15、20、25和30g;烘烤時間分別取5、6、7、8和9min。在進行下一個單因素試驗前變量需選用上一個單因素變量的最佳值。

1.3.3 響應面試驗設計 根據單因素試驗結果,選取對西蘭花蘇打餅干的品質影響最大的4個因素,通過感官評定的方式,進行Box-Behnken試驗設計。4個試驗因素,3個水平,共進行29組的試驗設定因素見表1。

1.3.4 模型驗證試驗 根據響應面試驗結果,選取對西蘭花蘇打餅干的品質影響最大的4個因素的最適添加量,其他基礎配方和工藝流程不變的情況下,進行3次平行試驗,計算其感官評分。

1.4 測定指標和方法

1.4.1 感官評分 根據標準GB 7100—2015《餅干》從外觀形態、色澤、香氣滋味和組織狀態4個方面進行感官評價,其中外觀形態30分,色澤20分,香氣滋味40分,組織結構10分[18]。由10位食品科學與工程專業學生進行感官評價,最后計算平均值。感官評分標準見表2。

1.4.2 理化指標檢測 對西蘭花蘇打餅干和未添加西蘭花粉蘇打餅干的水分、脂肪、蛋白質、葉綠素、酸價和DPPH清除率進行測定和分析,測定方法如表3所示。

1.4.3 微生物指標檢測 對包裝完成后的西蘭花蘇打餅干的微生物指標進行測定,測定方法和參考標準如表4所示。

1.4.4 質構測定 質構測定指標包括樣品的酥脆度、硬度,參數設定為探頭型號P/2,測試速度1.0mm/sec,下壓距離5mm,測定時把餅干樣品放在測試臺的中心位置,并將探頭對準樣品的中心,連續壓縮2次,間隔3s,每組樣品平行測定10次。

1.5 數據處理

數據以平均值±標準差表示,采用Desir2zqP0zsESeM5CoeP7yh4kSYVeHlzY+OEOrjfI//KHg=gn-Expert 8.06 軟件分析響應面試驗數據;采用GraphPad prism 7.0軟件繪制折線圖。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 西蘭花粉添加量 由圖2A可知,曲線呈先逐漸上升后下降的趨勢,說明適量增加西蘭花粉,提升了餅干的西蘭花風味,當添加量在7g/100g以下時,產品組織結構完整,但是西蘭花的獨特風味并不明顯,且顏色較淺,總體偏向黃綠色;當添加量為9g/100g時,餅干的外形完整,組織結構完整,西蘭花的獨特風味適宜,顏色呈淡綠色,整體品質較好;當添加量為11g/100g時,餅干的外形相對完整,層次不均勻,顏色呈現暗綠色,口感不適宜,西蘭花的草腥味較濃郁,影響餅干的品質。綜合分析得出,西蘭花花粉的適宜添加量為9g/100g。

2.1.2 小蘇打添加量 由圖2B可知,小蘇打的添加量從0.3g/100g增加到0.8g/100g時,感官評分的分數逐漸上升,添加量到0.8g/100g時,餅干的品質較佳,口感疏松,結構均勻,層次分明;隨著添加量的增加,餅干外形不完整,過于疏松,堿度增加,影響餅干品質,感官評分q5ZsqLVqMstWrpCmUJpIdgSyb7DT5RMse9jvOSmqhiA=逐漸下降。綜合分析得出,小蘇打的適宜添加量為0.8g/100g。

2.1.3 酵母添加量 由圖2C可知,當酵母添加量從1.0g/100g增加到1.4g/100g時,感官分數逐漸提升。當添加量達1.4g/100g時,感官評分最高,餅干品質最佳,結構完整、層次分明;但是隨著添加量的增加,餅干的品質有所下降。綜合分析得出,酵母的適宜添加量為1.4g/100g。

2.1.4 植物油添加量 由圖2D可知,隨著植物油添加量的增加,感官評分呈先增加后降低的趨勢,植物油添加量在10g/100g時,由于添加量不足,導致餅干的酥脆性不佳,大大降低了其品質,當其添加量達15g/100g時,感官評分最高,餅干組織結構完整,具有良好的酥脆性;當植物油添加量過多,餅干的品質有所下降。綜合分析得出,植物油的適宜添加量為15g/100g。

2.1.5 烘烤時間 餅干的顏色變化在一定的程度上受烘烤時間的影響,由圖2E可知,烘烤7min的餅干,感官評分最高,餅干外形完整,氣泡均勻,顏色為淺綠色,7min之前餅干的口感不疏松,質地偏軟,7min后感官評分逐漸下降,餅干的外形不完整,顏色為焦黃色,出現異味,影響口感和品質。綜合分析得出,適宜烘烤時間7min。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面設計 根據單因素試驗結果,因烘烤時間一般是固定的,故選擇對西蘭花蘇打餅干感官品質影響最大的4個因素(A西蘭花粉添加量9g/100g、B小蘇打添加量0.8g/100g、C酵母添加量1.4g/100g和D植物油添加量15g/100g),根據Box-Behnken試驗設計對西蘭花蘇打餅干工藝參數進行優化,利用Design-Expert 8.06軟件對試驗結果進行回歸分析,得到以感官評分為考察指標的回歸方程如下:

=84.80-3.42A+0.92B-1.17C+0.67D-1.25AB-0.75AC-1.75AD-0.75BC+3.75BD-10.07A2-6.57B2-5.19C2-8.19D2 (1)

該模型<0.001,表明模型具有統計學意義,失擬項>0.05,相關系數2=0.965 9,2Adj=0.931 8,表明模型擬合程度良好且相關性較好,可以用于西蘭花蘇打餅干工藝參數的預測及分析。由表5可知,西蘭花粉的添加量、小蘇打添加量、交互項BD以及所有二次項對西蘭花餅干感官評分的影響均有統計學意義(<0.05),說明各個因素對該餅干的感官評分具有交互的作用。值的大小可以判斷出各因素對西蘭花蘇打餅干品質影響的強弱,其順序為西蘭花粉添加量>小蘇打添加量>酵母添加量>植物油添加量。

2.2.2 各因素交互作用對西蘭花蘇打餅干感官評分的影響 利用Design-Expert 8.06軟件對數據進行分析得到等高線圖和響應面圖,等高線軸的變化密集并呈橢圓形,說明因素間的交互作用較強,反之較弱;曲面越陡說明添加量的影響較大,反之較小[20]。由圖3可知,西蘭花粉添加量和植物油添加量、酵母添加量和植物油添加量,因素之間的交互作用較強,說明其對餅干品質影響較大。經過二次線性回歸方程進行響應面分析得出,西蘭花粉最佳添加量為8.82g/100g,酵母最佳添加量為1.41g/100g,小蘇打最佳添加量為0.78g/100g,植物油最佳添加量為15.17g/100g時的感官評分最高,預測感官評分可達85.25分。

2.3 模型驗證

根據響應面試驗結果,在西蘭花粉添加量8.82g/100g,酵母添加量1.41g/100g,小蘇打添加量0.78g/100g,植物油添加量15.17g/100g,其他基礎配方和工藝流程不變的情況下,進行3次平行試驗得到的感官評分為85.00分,與預測感官評分(85.25分)相差不大。表明該模型與實際擬合性較好,對西蘭花蘇打餅干感官品質評分的預測性較好。

2.4 理化指標測定

由表6可知,西蘭花蘇打餅干和未添加西蘭花蘇打餅干在油脂含量上差異無統計學意義(0.05),西蘭花蘇打餅干的水分、葉綠素含量、蛋白質含量、酸價和DPPH清除率明顯高于未添加西蘭花蘇打餅干(<0.01)。說明添加西蘭花粉在一定的程度上可以增加餅干的保健功效和營養,同時也可延長餅干的保存時間,從而可以減少人工抗氧化劑的添加,更加天然健康。

2.5 微生物指標測定

對包裝完成后的西蘭花蘇打餅干微生物指標進行測定,測定結果見表7。由表7可知,西蘭花蘇打餅干樣品中的菌落總數、大腸菌群和霉菌計數均未檢測出,符合國標的要求,說明所制備的西蘭花蘇打餅干產品可以進行商品化的生產。

2.6 質構測定

硬度、脆度和酥度可以直觀地表現出餅干的口感和品質。由表8可知,西蘭花蘇打餅干和未添加西蘭花蘇打餅干在硬度和酥度上差異無統計學意義(>0.05),西蘭花蘇打餅干的脆度明顯高于未添加西蘭花蘇打餅干(<0.05);說明添加西蘭花花粉可以增加餅干的脆度,其具有良好的咀嚼性,以提升餅干的品質。

3 結論與討論

小蘇打是蘇打餅干重要的原料之一,起到蓬松作用。岳樂樂等[21]研究馬鈴薯蘇打餅干的制作工藝,結果表明,小蘇打添加量過多,餅干堿味過重;添加量過少,餅干組織結構粗糙,香味較淡,口感較差,其最適添加量為0.5g,與本研究結果接近。酵母作為發酵食品中的重要原料之一,其主要原理是酵母菌通過面團內的營養物質和氧氣進行大量的繁殖,增加面團的蓬松度[22]。左映平等[23]研究表明,酵母的添加量過大,會導致面團中的氧氣不足或無氧,在一定程度上抑制了酵母菌的生長,進而影響了餅干的質量。植物油在餅干中的主要作用是提供營養價值,有利于面團的加工成型,增加餅干的酥脆性??紫檩x等[24]研究發現,植物油添加量過多,會導致餅干面團內吸入大量油脂,破壞了面團的筋性和可塑性,造成餅干的蓬松度不足,從而影響其品質。餅干的顏色變化在一定的程度上受烘烤時間影響,烘烤溫度過低或過高,均在一定程度上影響了餅干的質量[21]。本研究以感官評分為評價指標,對西蘭花蘇打餅干進行單因素試驗和響應面試驗發現餅干的感官評分隨著添加量的改變有較大區別,進一步驗證了西蘭花、小蘇打、酵母和植物油添加量對西蘭花蘇打餅干的品質有較大影響,烘烤時間也在一定程度上影響其品質。

質構測試已在許多食品中被廣泛應用,并且測得的結果具有一定的客觀性,其中硬度和脆度是兩個較為重要的指標,對餅干的品質具有一定的影響[25]。硬度反映了食物軟硬、咀嚼力度大小,餅干越硬,越難被嚼碎,口感越差。脆度反映餅干的質地疏松程度,數值越大,質地越緊密,口感越好[26-27]。本研究發現添加西蘭花粉明顯提升了餅干的脆度,提高了其品質。

綜上,本研究通過單因素和響應面試驗分析,得到較適宜的西蘭花蘇打餅干的配方為西蘭花粉9.22g/100g,小蘇打0.92g/100g,酵母1.48g/100g,植物油16.32g/100g。按照此工藝配方制成的西蘭花蘇打餅干,顏色呈淺綠色,口感酥脆、不粘牙、組織結構完整,具有西蘭花的清香味和發酵餅干產生的獨特風味,品質較佳,且各項指標均符合相關標準。西蘭花粉的添加使蘇打餅干具有獨特的風味,提升了其蛋白質的含量,降低了酸價含量,增加了葉綠素含量,而且西蘭花的抗氧化性可延長餅干的保質期。西蘭花蘇打餅干具有一定的保健作用和營養價值,進一步豐富了蘇打餅干的種類,是一款新穎的休閑產品,具有較大的開發前景。

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(責任編輯:胡立萍)

基金項目寧波市公益基金項目“西蘭花及莖葉深加工綜合利用與開發”(2021S069);浙江省大學生創新創業訓練項目。

作者簡介張思瑤(2004—),女,河北唐山人,從事食品加工與食品分析研究。

通信作者陳培云(1973—),女,河南獲嘉人,博士,高級實驗師,從事食品加工與食品分析研究。

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