不同油脂及抗氧化劑對韌性餅干氧化變質的影響

劉榮，王慧

（東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱 150040）

食品保質期由食品變質的快慢來確定。食品輕微變質一般指食品的顏色、風味、質構發(fā)生劣變，消費者不可接受；嚴重變質時會引起食品安全問題[1]。食品變質一般分為物理變質、化學變質和微生物變質。這三種變質相互之間重疊，且可能存在促進作用[2]。餅干在貯藏過程中影響其氧化變質的不僅有理化指標，感官可接受性也是關鍵性指標。其酸敗變質過程與其油脂的氧化相關。除選擇適合的油脂外，添加適當?shù)目寡趸瘎┦茄娱L餅干保質期簡單、經(jīng)濟的方法[3]。一般韌性餅干中常用的油脂包括豆油、橄欖油、棕櫚油和黃油等。常用的合成抗氧化劑有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、叔丁基對苯二酚(TBHQ)等，天然抗氧化劑有茶多酚、磷脂、維生素C和維生素E等。TBHQ對油脂的抗氧化作用較強，優(yōu)于BHT和BHA。天然抗氧化劑的安全性高，茶多酚的抗氧化能力優(yōu)于維生素C和維生素E，并且能適用于較高的溫度中，因此可用于餅干防腐中。此外，茶多酚具有抗癌、抗輻射、預防治療心腦血管疾病以及減肥等功效。國內外有關抗氧化劑對食用油脂的研究表明，抗氧化劑單獨作用時能在一定程度上抑制食品油脂的酸敗，但延遲時間不夠長[4]。另有研究表明，抗氧化劑復配使用時其抗氧化效果較佳，氧化速度相對較慢[5]。所謂的復配抗氧化劑就是將2種或者2種以上的抗氧化劑混合在一起，表現(xiàn)為具有更強抗氧化性的復合物。

在餅干保質期模型建立的過程中，由于受實驗時間的影響，一般選擇在較高溫條件下，通過加速實驗的方法來測定[2]。程曉鳳等[6]人的研究中得出：在65 ℃、75 ℃和85 ℃下，檢測時間間隔分別為6 d、3 d和1.5 d，對預測結果更為精確。因此，本實驗中選用65 ℃下每6 d進行測量，方便檢測并且可保證實驗結果的正確。

1 材料與方法

1.1 原料與設備

1.1.1 原料

小麥粉、黑木耳粉、大豆蛋白粉、燕麥粉、胡蘿卜粉、白砂糖、黃油、棕櫚油、橄欖油、豆油、小蘇打、食鹽、飲用水（以上均為食用級，市售），BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、磷脂（以上均為食品添加劑，市售）。酚酞（指示劑）、乙醚、乙醇、氫氧化鉀、異丙醇、碘化鉀、無水硫酸鈉、異辛烷、冰乙酸、石油醚、硫代硫酸鈉、重鉻酸鉀、可溶性淀粉（以上均為分析純）、蒸餾水。

1.1.2 主要儀器設備

遠紅外線食品烘爐DFL-24型，廣州市白云區(qū)寶源廚房設備廠；電熱恒溫鼓風干燥箱DHG-9030A，鞏義市予華儀器有限責任公司；旋轉蒸發(fā)器RE-2000A，鞏義市予華儀器有限責任公司。

1.2 方法

1.2.1 餅干的制備

將小麥粉100份，黑木耳粉30份、大豆蛋白粉25份、燕麥粉20份、胡蘿卜粉15份、白砂糖35份、油脂30份、小蘇打2份、食鹽1份、按順序混勻（其中，油脂需預先溶入抗氧化劑，乳化后再與其它原料混合），再加水70份攪拌混勻，調制成面團后用相同規(guī)格模具對面團進行輥壓成型，然后設置焙烤溫度150～170 ℃，焙烤時間12～15 min，得到餅干成品后按每袋100 g裝入鋁箔袋，封口備用。

1.2.2 不同油脂對餅干氧化變質的影響

以小麥粉100份為基準，分別準備30份的棕櫚油、橄欖油、大豆油、黃油，油脂中不添加抗氧化劑，與其他原料混合后制作餅干，通過餅干在65 ℃儲存下四項指標的變化，比較不同油脂的抗氧化效果。

1.2.3 不同抗氧化劑對餅干氧化變質的影響

據(jù)GB 2760-2014規(guī)定，BHA在餅干中的最大使用量為0.2 g/kg（以油脂中的含量計），BHT在餅干中的最大使用量為0.2 g/kg（以油脂中的含量計），TBHQ在餅干中的最大使用量為 0.2 g/kg（以油脂中的含量計），茶多酚在焙烤食品中的最大使用量為0.4 g/kg（以油脂中的含量計），磷脂在油脂中無最大使用量，可按生產(chǎn)需要適量使用。以黃油的添加量計，分別準備質量分數(shù)為0.020%的BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、磷脂，與黃油混合后制作餅干，通過餅干在65 ℃儲存下四項指標的變化，比較不同抗氧化劑的抗氧化效果。

1.2.4 抗氧化劑不同復配方式對餅干氧化變質的影響

據(jù)GB 2760-2014規(guī)定，TBHQ在餅干中的最大使用量為0.2 g/kg（以油脂中的含量計），茶多酚在焙烤食品中的最大使用量為0.4 g/kg（以油脂中的含量計），并且同一功能的食品添加劑（相同色澤著色劑、防腐劑、抗氧化劑）在混合使用時，各自用量占其最大使用量的比例之和不應超過 1。因此在試驗設計時，TBHQ與茶多酚各自的用量占其最大使用量的比例之和都為1，使抗氧化劑的抗氧化效果達到最大。

以黃油的添加量計，分別準備不同復配方式的抗氧化劑（抗氧化劑復配方式見表1），與黃油混合后制作餅干，通過餅干在65 ℃儲存下四項指標的變化，比較抗氧化劑不同復配方式的抗氧化效果。

表1 抗氧化劑復配方式Table 1 Compounding methods of Antioxidants

1.2.5 餅干氧化變質的評價指標

餅干的氧化變質主要是由其中的油脂與空氣中的氧氣、水蒸氣接觸而引起的。因此選用判定油脂合格與否的酸價和過氧化值為指標；選用水分含量和感官評分對口感進行判定。因此，若四項指標中一項指標不合格時，判定餅干氧化變質，不能食用。具體要求如下：

1.2.5.1 酸價

酸價的測定按照 GB 5009.229-2016進行，參照GB 7100-2015得：酸價不低于5 mg/g時判定為合格。

1.2.5.2 過氧化值

過氧化值的測定按照GB 5009.227-2016進行，參照GB 7100-2015得：過氧化值不低于0.025 g/100 g時判定為合格。

1.2.5.3 水分含量

水分含量的測定依據(jù)GB 5009.3-2016進行，參照GB 1433.4-2005得：水分含量不高于6.0%時判定為合格。

1.2.5.4 感官評分

感官評價標準見表2，感官評分不低于60時判定為合格。

1.2.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

本文所有研究均采用SPSS 18.0進行分析，試驗平行三次，數(shù)據(jù)表示為：結果±標準差。不同油脂在相同添加量時，對餅干保質期的影響見表3～6，其中酸價以及過氧化值隨儲藏時間的變化比較顯著，感官評分稍差，水分含量基本上沒有太大的差異。

表2 感官評價標準Table 2 Sensory evaluation criteria

2 結果與討論

2.1 不同油脂對餅干保質期的影響

表3 不同油脂對餅干酸價的影響Table 3 Effect of different oils on acid value of biscuits

從表3～6中可以看出四項指標中酸價和過氧化值對餅干保質期影響比較顯著，水分含量影響比較小。并且四種油脂自身的抗氧化效果具有一定差異，其中豆油的抗氧化效果最差，在60 d的儲藏時間內酸價由0.64 mg/g變化為7.32 mg/g，餅干在48 d時酸價不合格（表3）。黃油的抗氧化效果最好，在60 d的儲藏時間內酸價由0.64 mg/g變化為5.06 mg/g，60 d時酸價不合格（表3）；過氧化值由0.066 g/100 g變化為0.297 g/100 g，54 d時過氧化值接近不合格（表4）。不同油脂的添加對于餅干抗氧化效果的差異，主要與這些油脂本身不飽和脂肪酸的含量有關。其中，豆油中不飽和脂肪酸總量為 84.57%，飽和脂肪酸總量為14.94%[7]。橄欖油中不飽和脂肪酸總量在80%左右[8]。棕櫚油中不飽和脂肪酸總量為49.53%，飽和脂肪酸總量為48.77%[9]。黃油的不飽和脂肪酸總量為44.33%，飽和脂肪酸總量為55.67%[10]。因此，可以得出：不飽和脂肪酸含量越多，油脂的氧化速度越快，餅干的保質期相對也就越短。

表4 不同油脂對餅干過氧化值的影響Table 4 Effect of different oils on peroxide value of biscuits

表5 不同油脂對餅干水分含量的影響Table 5 Effect of different oils on water content of biscuits

2.2 不同抗氧化劑對餅干保質期的影響

不同抗氧化劑在相同添加量時，對餅干保質期的影響見表7～10，其中酸價以及過氧化值隨儲藏時間的變化比較顯著，感官評分稍差，水分含量基本沒有差異。從表 7～10中可以看出五種抗氧化劑都有一定的抗氧化效果，其中以TBHQ效果最為明顯，餅干保質期相較其他延長了6～18 d（表7），天然抗氧化劑在餅干保存前期抗氧化效果較好，保存后期抗氧化效果變弱（表 7、8），相對而言，茶多酚的抗氧化效果要優(yōu)于磷脂（表8）。

不同抗氧化劑對于餅干抗氧化效果的差異，主要是因為這些抗氧化劑本身的結構，溶解性以及它和餅干原料自身的抗氧化性交互作用的結果[11]。從本試驗來看，添加磷脂后的餅干在儲藏初期和同為天然抗氧化劑的茶多酚比較四項指標變化不大，但后期（42 d之后）添加磷脂的餅干過氧化值變化尤其快，這是因為磷脂自身的脂類結構導致的。不同抗氧化劑在油脂中的溶解性是不同的，這也間接導致抗氧化劑對保質期的影響，如BHA、BHT與TBHQ比較，因TBHQ溶解性較好，抗氧化能力較好，酸價等的變化相對緩慢。

表6 不同油脂對餅干感官評分的影響Table 6 Effect of different oils on sensory evaluation of biscuits

表7 不同抗氧化劑對餅干酸價的影響Table 7 Effect of different antioxidants on acid value of biscuits

表8 不同抗氧化劑對餅干過氧化值的影響Table 8 Effect of different antioxidants on peroxide value of biscuits

注：顯著性p<0.05，a,b,c…表示縱向顯著性分析，A,B,C…表示橫向顯著性分析。

表9 不同抗氧化劑對餅干水分含量的影響Table 9 Effect of different antioxidants on water content of biscuits

表10 不同抗氧化劑對餅干感官評分的影響Table 10 Effect of different antioxidants on sensory evaluation of biscuits

2.3 抗氧化劑不同復配方式對餅干保質期的影響

抗氧化劑不同復配方式對餅干保質期的影響見表11～14，其中酸價以及過氧化值隨儲藏時間的變化比較顯著，感官評分稍差，水分含量基本沒有差異。從表11中可以看出當0.010%TBHQ與0.020%茶多酚復配使用時，對餅干的抗氧化效果是最強的。理論上，抗氧化能力較強的抗氧化自身被氧化的速率要高于抗氧化性能弱的抗氧化劑，也就是說餅干中的油脂氧化時，強抗氧化劑先被氧化。由于存在弱抗氧化劑，它可以還原強抗氧化劑使其重新參與抗氧化反應。弱抗氧化劑的存在可以維持強抗氧化劑在體系中相對穩(wěn)定的濃度，從而起到增效作用[12]。注：顯著性p<0.05，a,b,c…表示縱向顯著性分析，A,B,C…表示橫向顯著性分析。

表11 抗氧化劑不同復配方式對餅干酸價的影響Table 11 Effect of different compounding methods of antioxidants on acid value of biscuits

表12 抗氧化劑不同復配方式對餅干過氧化值的影響Table 12 Effect of different compounding methods of antioxidants on peroxide value of biscuits

表13 抗氧化劑不同復配方式對餅干水分含量的影響Table 13 Effect of different compounding methods of antioxidants on water content of biscuits

注：顯著性p<0.05，a,b,c…表示縱向顯著性分析，A,B,C…表示橫向顯著性分析。

表14 抗氧化劑不同復配方式對餅干感官評分的影響Table 14 Effect of different compounding methods of antioxidants on sensory evaluation of biscuits

3 結論

試驗通過餅干在 65 ℃儲藏過程中酸價、過氧化值、水分含量以及感官評分四項指標的測定，可以推斷出：酸價以及過氧化值對餅干保質期有直接影響，并且影響較大，相對地，感官評分對餅干保質期的影響較小，水分含量則幾乎沒有影響，因此可用酸價以及過氧化值作為預測餅干保質期的直接指標。餅干中油脂選用黃油，抗氧化劑選擇0.010%TBHQ（以黃油中的含量計）與0.020%茶多酚（以黃油中的含量計）復配使用時，餅干的抗氧化效果最好，氧化速度最慢，因此可以利用黃油及抗氧化劑的復配方式來延長餅干的保質期。