棕櫚油在速食麥片中的應(yīng)用研究

鐘業(yè)俊，趙金成，吳夏子，胡明明，2，胡居吾

(1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西 南昌 330047;2.馬來(lái)西亞棕櫚油總署大馬棕櫚油技術(shù)研發(fā)(上海)有限公司，上海 201108;3.江西省科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所，江西 南昌 330096)

燕麥營(yíng)養(yǎng)豐富，蛋白質(zhì)、可溶性膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)成分含量高[1]，不僅具有抗氧化、調(diào)節(jié)血糖、以及預(yù)防結(jié)腸癌等功能[2-3]，在美容護(hù)膚方面也有應(yīng)用[4]。速食麥片是以燕麥為主要原料，添加適當(dāng)?shù)氖秤幂o料制作而成的谷物食品，速食麥片具有營(yíng)養(yǎng)性、方便性和多樣性的特點(diǎn)。近年來(lái)，關(guān)于麥片的研究較多，如桑衛(wèi)國(guó)等[5]采用酶水解淀粉技術(shù)，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了即食麥片的最佳生產(chǎn)工藝。孟晶巖等[6]以黑小麥為主要原料，通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化，探究了富硒營(yíng)養(yǎng)黑麥片的加工條件和最佳配方。汪新潔等[7]采用固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)，探討了擠壓膨化溫度對(duì)燕麥片中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)成分及相對(duì)含量的影響。李肖汶等[8]探究了炒制、制片、超微化等方式對(duì)燕麥粉貨架期的影響。張?jiān)解萚9]對(duì)果蔬燕麥的營(yíng)養(yǎng)特性、產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用前景進(jìn)行了綜述。

棕櫚油是對(duì)棕櫚果肉進(jìn)行壓榨而得到的植物油脂[10]。棕櫚油通過(guò)分提和精煉可制得不同性能棕櫚油產(chǎn)品，如5 ℃棕櫚超級(jí)液油、24 ℃棕櫚液油、38 ℃中間分提物、52 ℃棕櫚硬脂等[11]。棕櫚油含有均衡的飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸構(gòu)成[12]，同時(shí)還含有類胡蘿卜素、維生素E等功能性成分[13]。此外，棕櫚油還具有抗氧化性強(qiáng)、煎炸穩(wěn)定性好和價(jià)格相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)，因此可以用來(lái)加工人造奶油、起酥油、烹飪油以及糖果用油脂等[14]。然而，棕櫚油作為脂肪來(lái)源應(yīng)用于速食麥片的研究幾乎沒(méi)有。

目前，燕麥片的生產(chǎn)工藝較為成熟，但產(chǎn)品配方的差異會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響[15-18]。因此，為了探究棕櫚油在速食麥片中的應(yīng)用前景，開(kāi)發(fā)性質(zhì)穩(wěn)定、食味品質(zhì)好的棕櫚油基速食燕麥產(chǎn)品，本文采用單因素試驗(yàn)和Box-Behnken設(shè)計(jì)方法，對(duì)棕櫚油基速食麥片的產(chǎn)品配方進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)產(chǎn)品的理化性質(zhì)進(jìn)行分析，以期為棕櫚油在即食食品中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料和儀器

1.1.1 試驗(yàn)材料

燕麥粉(山西晉蕎米業(yè)有限公司)、小麥粉(河北金沙河面業(yè)有限責(zé)任公司)、大米粉(池州市溪谷園食品有限公司)、棕櫚油(益海嘉里食品科技有限公司)、西麥燕麥片(桂林西麥?zhǔn)称饭煞萦邢薰?、桂格速食燕麥片(百事食品(中國(guó))有限公司)等。

1.1.2 試驗(yàn)儀器

TU-1810型紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)、HG700型滾筒干燥設(shè)備(常州市路遙干燥設(shè)備有限公司)、JM-80型膠體磨(廊坊通用機(jī)械制造有限公司)、MJB-3001型分散機(jī)(上海沐軒實(shí)業(yè)有限公司)、KJELTEC2100型凱式定氮儀(瑞典富斯特卡脫公司)、RE52-99型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 速食麥片的制備方法

參照黃建初等[16]的方法，將燕麥、小麥等粉碎，加入油、水和麥芽糖漿等攪拌混合后，采用膠體磨、滾筒干燥、破碎成片狀后過(guò)篩，得到均一片狀產(chǎn)品，包裝。技術(shù)路線如下：

攪拌時(shí)的加水量與原料總質(zhì)量相同，滾筒干燥溫度為140 ℃，干燥壓力為0.4 MPa，麥片厚度為0.4 mm。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

以速食麥片的感官評(píng)分為響應(yīng)值，研究棕櫚油熔點(diǎn)(42 ℃，24 ℃，18 ℃和5 ℃)、棕櫚油添加量(1%，3%，5%，7%，9%和11%)、燕麥粉添加量(40%，50%，60%，70%和80%)、大米粉添加量(0%，5%，10%，15%，20%，25%和30%)、小麥粉添加量(6%，8%，10%，12%，14%和16%)和麥芽糖漿添加量(8%，10%，12%，14%，16%和18%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化

以感官評(píng)分作為響應(yīng)值，采用響應(yīng)曲面設(shè)計(jì)方法，優(yōu)化棕櫚油速食麥片的組成成分及含量，得到最優(yōu)組分含量。

1.3 性質(zhì)分析

1.3.1 感官品質(zhì)的分析

品評(píng)小組由40位專業(yè)人員(年齡段為22～55歲，男性為20名，女性為20名)組成，在食品感官評(píng)價(jià)室進(jìn)行感官品評(píng)。麥片的感官評(píng)價(jià)包括沖泡前感官品質(zhì)分析和沖泡后感官品質(zhì)分析。樣品沖泡步驟如下：180 g沸水沖泡30 g燕麥片，靜置10 min后開(kāi)展感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)的總分為100分(沖泡前感官評(píng)分的滿分為35分，沖泡后感官評(píng)分的滿分為65分)。沖泡前、沖泡后感官評(píng)分的具體方法參見(jiàn)路長(zhǎng)喜等的[19]文獻(xiàn)。

1.3.2 棕櫚油速食麥片的性質(zhì)分析

根據(jù)GB 5009.7—2016，GB 5009.8—2019，GB 5413.3—2016，GB 5009.5—2016和GB 5009.3—2016的方法分別對(duì)麥片中的碳水化合物(糖)、脂肪、蛋白質(zhì)(換算系數(shù)為6.25)和水分含量進(jìn)行測(cè)定。參照閆金婷[20]的方法，對(duì)麥片的湯汁可溶性固形物、高溫吸水率和吸水膨脹率進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

每試驗(yàn)至少重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±正負(fù)偏差表示；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析軟件為SPSS 13.0，采用Duncan’s Multiple Range Test方法進(jìn)行顯著性分析，α=0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同熔點(diǎn)的棕櫚油對(duì)速食麥片感官品質(zhì)的影響

以花生油為參照，分析不同熔點(diǎn)的棕櫚油(42 ℃，24 ℃，18 ℃和5 ℃)對(duì)速食麥片感官品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿(葡萄糖當(dāng)量值即DE值為50%)的添加量分別為5%，60%和10%，大米粉和小麥粉的量均為12.5%。

如圖1示，5 ℃，18 ℃和24 ℃棕櫚油生產(chǎn)的速食麥片與花生油生產(chǎn)產(chǎn)品的感官評(píng)分差異不顯著(P>0.05)，42 ℃棕櫚油生產(chǎn)的速食麥片的感官評(píng)分要優(yōu)于其他組(p<0.05)；據(jù)品評(píng)員反映，42 ℃棕櫚油生產(chǎn)的速食麥片更為酥脆，是產(chǎn)品評(píng)分更高的主要原因。由于高熔點(diǎn)棕櫚油具有優(yōu)勢(shì)，因此本研究組認(rèn)為沒(méi)有必要開(kāi)展棕櫚油與其它植物油進(jìn)行復(fù)配的實(shí)驗(yàn)，綜合考慮，后續(xù)采用100%的42 ℃棕櫚油進(jìn)行添加。

2.2 棕櫚油的添加量對(duì)速食麥片感官品質(zhì)的影響

采用感官品質(zhì)作為響應(yīng)值，分析棕櫚油的添加量(0%，3%，6%，9%，12%和15%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用熔點(diǎn)42 ℃的棕櫚油，燕麥粉和麥芽糖漿(DE值50)的添加量分別為60%和10%，其余部分大米粉和小麥粉各占一半。如圖2示，棕櫚油添加量逐漸增加，麥片的感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)棕櫚油的添加量為3%～9%時(shí)，棕櫚油速食麥片的感官評(píng)分達(dá)到較高值。因此，棕櫚油的添加比例初步定為3%～9%。

2.3 燕麥粉添加量對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響

預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%～80%燕麥粉添加量對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響較好，因此研究燕麥粉添加量(40%，50%，60%，70%和80%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，棕櫚油和麥芽糖漿的添加量分別為6%和10%，其余大米粉和小麥粉各占一半。如圖3示，燕麥粉添加量在40%～80%時(shí)，速食麥片的感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)燕麥粉添加量為50%～70%時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到高值且無(wú)顯著差異(P>0.05)。因此，燕麥粉添加比例初步定為50%～70%。

2.4 大米粉添加量對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響

預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，大米粉添加量在0～30%左右時(shí)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響較好，因此研究大米粉添加量(0%，5%，10%，15%，20%，25%和30%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿的添加量分別為6%，60%和10%，其余為小麥粉。如圖4示，大米粉添加量在0～30%時(shí)，速食麥片的感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)大米粉添加量為10%～20%時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到高值且無(wú)顯著差異(P>0.05)。因此，大米粉添加比例初步定在10%～20%。

2.5 小麥粉添加量對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響

預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小麥粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6%～16%左右時(shí)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響較好，因此研究小麥粉添加量(6%，8%，10%，12%、14%和16%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，棕櫚油、燕麥粉和麥芽糖漿添加量分別為6%，60%和10%，其余均為大米粉。如圖5示，小麥粉添加量在6%～16%時(shí)，速食麥片的感官評(píng)分先升高后降低，小麥粉添加量為8%～12%時(shí)，麥片產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到較高值且差異不顯著(P>0.05)。因此，小麥粉的添加量選擇10%為宜。

2.6 麥芽糖漿添加量對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響

預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，麥芽糖漿(DE值為50%)質(zhì)量分?jǐn)?shù)在8%～18%之間時(shí)對(duì)速食麥片品質(zhì)影響較好，因此研究麥芽糖漿添加量(8%，10%，12%，14%，16%和18%)對(duì)速食麥片品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)時(shí)，棕櫚油、燕麥粉和小麥粉的添加量分別為6%，60%和10%，其余均為大米粉。如圖6示，麥芽糖漿添加量在8%～18%時(shí)，速食麥片的感官評(píng)分先升高后降低，當(dāng)麥芽糖漿添加量為12%～16%時(shí)產(chǎn)品的感官評(píng)分達(dá)到高值且差異不顯著(P>0.05)。因此，麥芽糖漿(DE值為50%)的添加量選擇14%為宜。

2.7 響應(yīng)面優(yōu)化法優(yōu)化結(jié)果

單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，小麥粉和麥芽糖漿添加量的較優(yōu)值分別為8%～12%和12%～16%，兩者的添加量范圍已經(jīng)較窄(4%)且產(chǎn)品的感官評(píng)分差異不顯著(P>0.05)，進(jìn)一步優(yōu)化的意義不大；而棕櫚油、燕麥粉和大米粉添加量的較優(yōu)值分別為3%～9%、50%～70%和10%～20%，可進(jìn)一步優(yōu)化；由此，采用Box-Behnken的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行響應(yīng)面分析，因素水平如表1所示。響應(yīng)面設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。試驗(yàn)時(shí)，小麥粉的添加量為10 kg，麥芽糖漿(DE值為50)添加量為14 kg。

表1 Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)因素水平和編碼

表2 響應(yīng)面法設(shè)計(jì)及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果

以感官評(píng)分為響應(yīng)值(Y)的響應(yīng)面設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到棕櫚油(X1)、燕麥粉(X2)、大米粉(X3)添加量的二次多項(xiàng)回歸方程為：

回歸分析得到回歸系數(shù)及各因素對(duì)綜合得分影響的回歸模型，如表3示。

表3 回歸方程的方差分析

燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量三個(gè)因素兩兩交互作用對(duì)于感官評(píng)分的響應(yīng)曲面結(jié)果見(jiàn)圖7～9。由圖可知，燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量三個(gè)因素兩兩交互作用都比較強(qiáng)。

從響應(yīng)面分析結(jié)果可知，燕麥粉、棕櫚油和大米粉添加量均對(duì)速食麥片的感官評(píng)分呈顯著相關(guān)。根據(jù)該模型推測(cè)出的最優(yōu)方案為：棕櫚油添加量為5.88 kg，燕麥粉添加量為59.70 kg，大米粉添加量為

14.80 kg，預(yù)測(cè)綜合得分為88.8。由于小麥粉的添加量為10 kg，麥芽糖漿(DE值為50)添加量為14 kg。因此經(jīng)過(guò)修正和核算，最優(yōu)條件為：棕櫚油、大米粉、燕麥粉、小麥粉和麥芽糖漿(DE值為50)添加比例分別是5.7%，14.2%，57.1%，9.6%和13.4%。

采用上述最優(yōu)條件開(kāi)展驗(yàn)證試驗(yàn)(三次平行)，結(jié)果如表4所示，實(shí)際感官評(píng)分的平均值為88.9，與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差不超過(guò)0.23%，說(shuō)明各因素對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響能通過(guò)回歸方程得到較好的反映。

表4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.8 棕櫚油基速食麥片的性質(zhì)分析

采用市售的速食麥片(西麥麥片和桂格麥片)與棕櫚油基速食麥片的性質(zhì)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果如表5示，3種麥片的碳水化合物含量較為接近；西麥麥片的水分含量稍高于桂格麥片和棕櫚油基速食麥片；棕櫚油速食麥片的脂肪含量高于西麥和桂格麥片，而其蛋白質(zhì)含量則低于西麥和桂格麥片。棕櫚油基速食麥片的吸水膨脹率低于西麥和桂格麥片，這是由于3種產(chǎn)品的油脂含量不同，造成麥片膨化率有差異；較高含量的油脂可以在擠壓膨化設(shè)備中起到潤(rùn)滑作用，縮短物料在膨化設(shè)備中停留時(shí)間，降低產(chǎn)品的膨化度[18]。而棕櫚油基速食麥片的高溫吸水率則高于西麥和桂格麥片，這可能與棕櫚油基麥片的碳水化合物含量更高有關(guān)；燕麥片的高溫吸水率主要受淀粉等大分子影響，碳水化合物作為主要組分對(duì)吸水率的貢獻(xiàn)最大[21]。此外，西麥麥片和桂格麥片的湯汁可溶性固形物明顯低于棕櫚油基麥片，這可能是由于麥片中的主要成分淀粉，在特定條件下和棕櫚油形成了棕櫚油淀粉酯，促進(jìn)了麥片淀粉在湯汁中的溶入[22]。

表5 棕櫚油基速食麥片的性質(zhì)分析

3 結(jié)論

為了探討棕櫚油在速食麥片中的應(yīng)用前景，開(kāi)發(fā)性質(zhì)穩(wěn)定、食味品質(zhì)好的棕櫚油基速食燕麥產(chǎn)品，本文通過(guò)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析對(duì)產(chǎn)品配方進(jìn)行了優(yōu)化，結(jié)果顯示棕櫚油速食燕麥產(chǎn)品的最優(yōu)配方為：棕櫚油的熔點(diǎn)為42℃、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.7%，燕麥粉、大米粉、小麥粉和麥芽糖漿(DE值為50)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為57.1%，14.2%，9.6%和13.4%。將棕櫚油速食麥片與市售麥片(西麥和桂格)進(jìn)行對(duì)比分析可知，3種產(chǎn)品的碳水化合物含量較為接近；與西麥和桂格麥片相比，棕櫚油麥片的吸水膨脹率更低，高溫吸水率和湯汁可溶性固形物更高。本研究填補(bǔ)了棕櫚油應(yīng)用于速食麥片的研究空白，可為棕櫚油在即食食品中的應(yīng)用提供借鑒。