牡蠣多肽餅干制作及貨架期預(yù)測(cè)

戴梓茹，鄭健蓉，陳虹雨，孔艷，吳遠(yuǎn)清

（1.廣西高校北部灣特色海產(chǎn)品資源開發(fā)與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣西欽州535011；2.北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院，廣西欽州535011；3.廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004）

牡蠣，別名海蠣子，是國(guó)家衛(wèi)生部公布的第一批藥食同源的食品之一，在具有食用價(jià)值的同時(shí)也具有豐富的藥用價(jià)值[1-3]。研究發(fā)現(xiàn)牡蠣多肽具有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抑菌、抗氧化、抗血管生成等多重生理活性，可將其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥業(yè)以及食品行業(yè)[4-7]。因此，將其制作成功能性食品有利于提升牡蠣的利用價(jià)值[8]。

廣西于我國(guó)牡蠣出產(chǎn)量中位居第四，但加工方式單一、條件落后，冷鏈發(fā)展緩慢，使得產(chǎn)品附加值低[9]，因此研究將牡蠣多肽與曲奇餅干相結(jié)合，以期獲得深受消費(fèi)者喜愛的產(chǎn)品，這為消費(fèi)者提供新型的健康食品，為提高牡蠣的高值化利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋面粉、黃油、糖粉、雞蛋、牛奶：市售；牡蠣粉：北部灣大學(xué)食品工程學(xué)院海洋資源開發(fā)與利用課題組留存；β-環(huán)糊精：孟州市華興生物化工有限責(zé)任公司。

1.2 主要試劑與儀器

硼酸、三氯化鐵、三氯乙酸、硫酸亞鐵：天津市大茂化學(xué)試劑廠；鄰二氮菲：廣東光華科技股份有限公司；鐵氰化鉀：成都金山化學(xué)試劑有限公司。以上試劑均為分析純。

MG38CB-AA美的電烤箱：廣東美的廚房電器制造有限公司；HH-S2電熱恒溫水浴鍋：北京市光明醫(yī)療儀器有限公司；BUCHI R-100旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：瑞士布琦有限公司；Evolution 300紫外分光光度計(jì)：賽默飛世爾科科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牡蠣曲奇餅干的工藝流程

1.3.2 感官評(píng)定方法

由8名受過專業(yè)感官分析培訓(xùn)的評(píng)定員對(duì)牡蠣多肽餅干進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)定分?jǐn)?shù)為百分制，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 牡蠣多肽餅干感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of oyster polypeptide biscuit

1.3.3 單因素試驗(yàn)

以黃油添加量、白砂糖添加量、牡蠣多肽粉添加量、雞蛋液添加量為單因素，以感官評(píng)分為考核指標(biāo)，確定最優(yōu)單因素。

1.3.4 響應(yīng)曲面法優(yōu)化牡蠣多肽餅干制作工藝

由單因素試驗(yàn)得出對(duì)牡蠣肽感官評(píng)分影響較重要的因素為黃油、白砂糖粉、牡蠣多肽粉，根據(jù)Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以確定最優(yōu)配方，試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)如表2。

表2 響應(yīng)曲面試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)表Table 2 Factor and level table of response surface test

1.3.5 理化指標(biāo)檢測(cè)

多肽含量的測(cè)定：GB/T 22492-2008《大豆肽粉》[10]，依據(jù)式（1）計(jì)算多肽存留率；GB 5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[11]測(cè)定蛋白質(zhì)含量；依據(jù)GB 5009.6-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》[12]測(cè)定總脂肪含量；依據(jù)GB 5009.4-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》[13]測(cè)定灰分；依據(jù)GB 5009.227-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測(cè)定》[14]測(cè)定過氧化值。

1.3.6 微生物指標(biāo)檢測(cè)

依據(jù)GB4789.2-2016《食品微生物菌落總數(shù)的測(cè)定》[15]菌落總數(shù)；依據(jù)GB4789.3-2016《食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》[16]大腸桿菌；依據(jù)GB4789.15-2016《食品微生物檢驗(yàn)霉菌和酵母菌計(jì)數(shù)》[17]測(cè)定真菌（霉菌、酵母菌）。

1.3.7 貨架期預(yù)測(cè)

圖1 配料添加量對(duì)牡蠣多肽餅干感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of oyster polypeptide addition on sensory score of oyster polypeptide biscuit

將研制出的牡蠣多肽餅干分別采用聚乙烯塑料包裝、真空包裝兩種方式，每袋裝入25 g，貯存于47℃、57℃恒溫恒濕（相對(duì)濕度60%）培養(yǎng)箱中，每隔6 d進(jìn)行一次取樣，檢測(cè)其過氧化值，并根據(jù)劉晶晶等的方法研究對(duì)牡蠣多肽餅干的貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)[18]。

2 結(jié)果與分析

2.1 配料添加量對(duì)牡蠣多肽餅干感官評(píng)分的影響

配料添加量對(duì)牡蠣多肽餅干感官評(píng)分的影響見圖1。

由圖1A可知，隨著牡蠣多肽粉添加量增加，餅干的感官評(píng)分先升高后降低。牡蠣多肽粉添加過少，風(fēng)味不夠突出；添加過多，香味過于濃郁，產(chǎn)生不適，并且口感略不佳。當(dāng)牡蠣多肽粉添加量為3.0 g時(shí)，牡蠣多肽餅干感官評(píng)分最高為76.06分，故選取3 g為最適牡蠣多肽粉添加量。

由圖1B可知，黃油添加量增加，餅干的感官評(píng)分先升高后降低。當(dāng)黃油添加量為50 g時(shí)，牡蠣多肽餅干的酥性更加明顯，感官評(píng)分最高為76.06分，此時(shí)餅干的外形美觀，口感最佳，故選取50 g為最適黃油添加量。

由圖1C可知，白砂糖添加量增加，餅干的感官評(píng)分先升高后降低。當(dāng)添加量為45 g時(shí)，感官評(píng)分最高為76.06分，牡蠣多肽餅干甜而不膩，口感最佳，且外觀良好，故選取45 g為最適白砂糖添加量。

由圖1D可知，雞蛋液添加量低時(shí)，餅干不夠膨松，香味不突出，雞蛋液添加量過多，造成和面時(shí)太稀，致使餅干難以成型，而添加量為20 g時(shí)，感官評(píng)分最高為76.81分，故選取20 g為最適雞蛋液添加量。

2.2 響應(yīng)曲面法優(yōu)化牡蠣多肽餅干配方

2.2.1 響應(yīng)曲面模型分析

響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果如表3所示，方差分析見表4。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Response surface test results

續(xù)表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Continue table 3 Response surface test results

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 4 Variance analysis of response surface test results

對(duì)響應(yīng)面進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表4所示，模型的F值為17.58，P值為0.000 5，失擬項(xiàng)P值為0.445 5，失擬項(xiàng)不顯著，均表明所選用的二次多元模型是高度顯著并且適用的；A、B、AB、A2、B2、C2的 P 值均小于 0.05，表明 A、B、AB、A2、B2、C2對(duì)感官評(píng)分有顯著影響，同時(shí)可得出二次項(xiàng)多元回歸方程為：Y=84.55-2.66A+1.94B+1.09C-2.25AB-0.063AC-1.25BC-5.74A2-2.56B2-3.37C2

該回歸方程能很好的說明因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系，該回歸模型的調(diào)整系數(shù)為Radj=90.31%，表明該模型能解釋90.31%響應(yīng)值的變化，模型擬合程度很高。該模型的相關(guān)系數(shù)R=95.76%，表明模型與實(shí)際試驗(yàn)值擬合度較高，具有可靠性。通過3個(gè)因素的P值相比較，可得3個(gè)因素的影響順序?yàn)椋篈＞B＞C。

2.2.2 響應(yīng)面交互作用影響分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)出等高線圖以及響應(yīng)曲面圖，同一個(gè)區(qū)域表示響應(yīng)值一致，由等高線所形成的橢圓越密集、響應(yīng)曲面圖彎曲度越高，可表明因素間交互作用越顯著。對(duì)交互作用顯著項(xiàng)進(jìn)行分析，黃油添加量與牡蠣多肽粉添加量間交互影響的等高圖和曲面圖見圖2。

圖2 添加量間交互影響的等高圖和曲面圖Fig.2 Contour map and response surface map of the effect of the interaction of multiple factors

牡蠣多肽粉添加量與黃油添加量之間有顯著的交互作用影響；從等高線可知，當(dāng)白砂糖為最佳添加量時(shí)，牡蠣多肽餅干的感官評(píng)分隨著牡蠣多肽粉和黃油添加量的增長(zhǎng)而上升，當(dāng)牡蠣多肽粉添加量達(dá)到3.00 g左右，黃油添加量為50.0 g左右時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高值，之后感官評(píng)分隨著牡蠣多肽粉和黃油的添加量而逐漸降低。

2.2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)響應(yīng)曲面試驗(yàn)得出牡蠣多肽餅干的最優(yōu)配方，以牡蠣多肽粉添加量為3.43 g、黃油添加量為60.00 g、白砂糖添加量為48.70 g、面粉添加量為110.00 g、牛奶添加量為10.00 g、雞蛋液添加量為20.00 g，進(jìn)行3組重復(fù)試驗(yàn)，感官評(píng)分為81.00±0.50，與理論預(yù)測(cè)值80.70分非常相近，故而說明該響應(yīng)面優(yōu)化的結(jié)果具有可靠性。

2.3 理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)分析

對(duì)牡蠣多肽餅干的多肽含量、總脂肪含量、灰分測(cè)定、過氧化值、菌落總數(shù)、大腸桿菌、真菌（霉菌、酵母菌）等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果見表5。

所測(cè)指標(biāo)含量均在GB7100-2015《餅干衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[19]規(guī)定的范圍內(nèi)。餅干中多肽含量為2.14 g/100 g，多肽存留率為62.39%，能較好的體現(xiàn)出餅干的特殊性。

表5 理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果Table 5 Test results of physical and chemical indexes

2.4 貨架期預(yù)算

2.4.1 不同條件下牡蠣多肽餅干貨架期的預(yù)算

為了對(duì)牡蠣度肽餅干的最佳貯藏時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用食品品質(zhì)加速試驗(yàn)（ASLT）和Arrhenius方程相結(jié)合的模式，以過氧化值為檢測(cè)指標(biāo)，考察過氧化值隨著貯藏時(shí)間的變化趨勢(shì)，47℃和57℃貯藏條件下餅干過氧化值見圖3。

圖3 47℃和57℃貯藏條件下餅干過氧化值Fig.3 Analysis of peroxide value in biscuit storage at47℃and57℃

牡蠣多肽餅干的過氧化值隨著溫度的升高而增大，這是油脂酸敗所導(dǎo)致的。而油脂氧化酸敗的反應(yīng)在動(dòng)力學(xué)上屬于一級(jí)反應(yīng)[18]。因此，根據(jù)公式3可得到牡蠣多肽餅干隨時(shí)間變化的過氧化值。將牡蠣多肽餅干的過氧化值取平均數(shù)，再取其對(duì)數(shù)，將過氧化值對(duì)數(shù)lnA與時(shí)間t進(jìn)行回歸線性擬合，所得方程如表6所示。

表6 47℃和57℃貯藏條件下產(chǎn)品的氧化速率擬合方程及貨架壽命Table 6 Fitting equation of oxidation rate and shelf life at 47℃and 57℃

從回歸方程的顯著性看，過氧化值對(duì)數(shù)lnA與時(shí)間t之間有良好的線性關(guān)系，參照GB7100-2015《餅干衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》[19]，可將餅干允許的最大過氧化值為A=0.25 g/100 g（19.7 meq/kg）分別代入線性方程中，可得到在47℃下貨架期壽命分別是99、120、149 d。57℃下貨架期壽命分別是89、101、79 d。（其中餅干對(duì)照為不加牡蠣多肽的餅干）。

2.4.2 牡蠣多肽餅干基于溫度變化的氧化貨架壽命預(yù)測(cè)

將Arrhenius公式形式轉(zhuǎn)化為：

在牡蠣肽餅干聚乙烯包裝條件下，將K47=0.029 1、K57=0.033 6、T47=320K 和 T57=330K分別代入式（2），求得a=－1 520.64，b=1.215。同理，求得真空包裝條件下的a=2 112，b=2.9。根據(jù)參考文獻(xiàn)[18]可得牡蠣多肽餅干基于油脂氧化的貨架壽命公式：

式中：tT為牡蠣多肽餅干在溫度T條件下的貨架壽命，d；T為牡蠣多肽餅干貯藏環(huán)境溫度，K。

將A=19.7 meq/kg，聚乙烯包裝和真空包裝的牡蠣多肽餅干初始過氧化值A(chǔ)0均為1.103 2 meq/kg，以及常溫25℃（即T=298 K）代入式（3），求出聚乙烯包裝和真空包裝的牡蠣多肽餅干在常溫條件下的貨架壽命分別為157 d和189 d。由于溫度偏高會(huì)加速油脂的反應(yīng)速度，導(dǎo)致預(yù)測(cè)常溫下的貨架期縮短[20]。根據(jù)貨架期可以看出真空包裝的牡蠣多肽餅干保質(zhì)期更長(zhǎng)，在沒有添加抗氧化劑的條件下，25℃可存放約半年。而聚乙烯包裝的牡蠣多肽餅干在25℃也能保存約5個(gè)月。該結(jié)果可以為牡蠣產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的參考。

3 結(jié)論

以牡蠣多肽粉、黃油、白砂糖、雞蛋液等的添加量為考察因素，感官評(píng)分為考核指標(biāo)，通過單因素與響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)牡蠣多肽餅干配方進(jìn)行優(yōu)化，分析餅干的營(yíng)養(yǎng)成分，并對(duì)餅干貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，牡蠣多肽餅干的最優(yōu)配方為：牡蠣多肽粉添加量為3.43 g、黃油添加量為60.0 g、白砂糖添加量為48.70 g，在此條件下制得的餅干感官評(píng)分最高，為81.0±0.5，具有牡蠣多肽風(fēng)味，口感酥松，牡蠣多肽留存量達(dá)62.39%，突顯了餅干的牡蠣多肽風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)性。通過ASLT和Arrhenius方程相結(jié)合的模式對(duì)產(chǎn)品的貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)，在25℃恒溫恒濕保存條件下可貯藏5～6個(gè)月。在此配方下研制出的餅干相較于傳統(tǒng)餅干更具有營(yíng)養(yǎng)和功能特性，更符合現(xiàn)代消費(fèi)者的消費(fèi)觀念和需求，同時(shí)也為牡蠣精深加工方面提供了有力的支撐依據(jù)。