功能性葡萄籽太谷餅配方工藝的研究

張倩茹，尹蓉，王賢萍，韓彥龍

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹研究所，果樹種質(zhì)創(chuàng)制與利用山西省重點實驗室，山西太原030031；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，山西太原030031）

葡萄籽是葡萄的種子，是葡萄酒廠釀酒后的廢棄物，經(jīng)曬干后分離葡萄皮、葡萄梗后所得產(chǎn)物。葡萄籽含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，還含有多種具有保健、美容效果的功能性物質(zhì)，包括多種兒茶素類化合物、原花青素類化合物、白藜蘆醇、不飽和脂肪酸等[1-3]，具有抗氧化[4]、抑制癌細胞生長[5]、清除自由基[6]等作用。目前鮮食葡萄的葡萄籽基本作為廢物所丟棄，釀酒、制干等加工用葡萄的葡萄籽一部分被丟棄，另一部分用于燃料、飼料、肥料方面，附加值低，帶來的經(jīng)濟效益有限，還會造成環(huán)境污染，僅極少部分用以提取葡萄籽油[7]和制得葡萄籽多酚提取物[8]，用在醫(yī)藥、化妝品及保健品行業(yè)。近年來國內(nèi)外一些學(xué)者，將葡萄籽粉碎或脫脂后超微粉碎，研制出可直接食用的速溶葡萄籽粉小樣[9]，或利用冷凍干燥及超微粉碎技術(shù)研發(fā)葡萄籽超微粉[10]，作為天然食品添加劑，添加到餅干[11]、面包[12]、蛋糕[13]的制作中，受到消費者的認可。

太谷餅是我國傳統(tǒng)食品，其制作工藝和技術(shù)傳承極具民族特色和地域文化是國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，消費者對傳統(tǒng)食品營養(yǎng)、功能、口味、外觀的需求越來越高。如果將葡萄籽添加到太谷餅中，開發(fā)出葡萄籽功能性太谷餅，讓人們在享用美味的同時，又可以攝取更多的功能性營養(yǎng)成分，還能夠提高葡萄籽的附加值，豐富傳統(tǒng)食品種類，拓展太谷餅消費市場，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

本研究通過比較不同葡萄籽添加方式對太谷餅品質(zhì)的影響，確定葡萄籽最佳添加方式，采用正交試驗優(yōu)化生產(chǎn)配方工藝，以期開發(fā)出營養(yǎng)豐富的功能性葡萄籽太谷餅，為我國傳統(tǒng)食品和葡萄籽的進一步加工利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

葡萄籽分別購于太谷怡園、鄉(xiāng)寧戎子和清徐馬峪葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)，不同品種葡萄籽采樣于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所葡萄資源圃。碳酸鈉、鎢酸鈉、磷鉬酸、正丁醇、鹽酸、硫酸鐵（均為分析純）、面粉、白糖、玉米糖漿、亞麻油、小蘇打、芝麻（均為食品級）：市售。

6890N 型氣相色譜儀（配FID 檢測器）：美國安捷倫公司；HK-860 五谷雜糧磨粉機：廣州市旭朗機械設(shè)備有限公司；RE-5205 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：上海亞榮生化儀器廠；KS 康氏振蕩器：常州金壇恒豐儀器制造有限公司；JA1203 型電子天平：上海精密科學(xué)儀器有限公司；UV-752 型紫外分光光度計：上海元析儀器有限公司；T4-L326F 烤箱：美的集團股份有限公司；HMB-400 超微粉碎機：北京環(huán)亞天元機械技術(shù)有限公司；DZKW-4恒溫水浴鍋：北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同葡萄籽原料總酚及原花色素含量的測定

本試驗采用福林-酚試劑法（Folin-Cioeslteu method，F(xiàn)C）[14]測定葡萄籽中總酚含量，采用正丁醇－鹽酸法[15]測定葡萄籽中原花色素含量。

1.2.2 不同葡萄籽原料總脂肪及脂肪酸組成測定

總脂肪的提取及相對含量的測定參照國家標準GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》，脂肪酸的甲酯化處理，參照國家標準GB 5009.168—2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》，酯化時間30 min、酯化溫度40 ℃，脂肪酸組成的鑒定與分析，參照國家標準GB 5009.168—2016《食品安全國家標準食品中脂肪酸的測定》。

1.2.3 氣相色譜條件

程序升溫150℃保持3min，5℃/min 升溫至220℃，保持10 min；進樣口溫度260 ℃；檢測器溫度260 ℃；氣體流速：氮氣40 mL/min，氫氣40 mL/min，空氣450mL/min，分流比30∶1；柱前壓：25kPa；進樣量：0.3μL。

1.2.4 葡萄籽多酚提取物的制備

葡萄籽→粉碎→超聲波預(yù)提取→溶劑分組→單體酚、低聚體、高聚體→大孔樹脂分離（低聚體）→高純度葡萄籽植物多酚→密封→冷凍保存

1.2.5 普通粉碎葡萄籽粉及超微粉碎葡萄籽粉的制備

葡萄籽→挑選→清洗→60 ℃烘干→五谷雜糧中藥打碎機破碎→過篩60 目→密封→冷凍保存，即為普通破碎葡萄籽粉→脫除葡萄籽油→超微粉碎→超微粉碎葡萄籽粉→密封→冷凍保存

1.2.6 不同添加方式葡萄籽太谷餅的制備

本試驗制作4 種太谷餅，分別為空白對照組、普通粉碎葡萄籽粉添加比例為5%（代替面粉）、超微粉碎葡萄籽粉添加比例為5%（代替面粉）、葡萄籽多酚提取物1%（代替面粉）。配方如下：面粉500 g、水100 g、蔗糖100 g、玉米糖漿50 g、亞麻油150 g、小蘇打3 g、芝麻5 g。盆中倒入亞麻油、蔗糖、玉米糖漿混勻，加入水和小蘇打再次混勻，加入面粉及對照添加物揉勻，在案子上揉光揉勻，搓成長條，揪成小劑子，將劑子逐個按扁，表面撒芝麻，放入烤箱，220 ℃烤制15 min。

1.2.7 單因素試驗

對普通粉碎葡萄籽粉、蔗糖、亞麻油添加量及烘焙條件做單因素試驗，針對太谷餅在外觀、色澤、氣味、口感、組織等方面，進行太谷餅品質(zhì)的評分，找出單因素條件下的最佳配比。

1.2.8 葡萄籽面包配方工藝優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以葡萄籽粉添加量（A）、蔗糖添加量（B）、亞麻油添加量（C）、烘焙時間（D）為因素，以感官評分為考核指標，進行L9（34）正交試驗，確定最佳工藝。試驗因素水平見表1。

1.2.9 太谷餅感官評價

將太谷餅采用四分法切開，置于干凈白瓷盤內(nèi)，采用九分嗜好法對太谷餅的形態(tài)、色澤、組織、風(fēng)味及口感和整體可接受度進行喜好評分。1 分代表極其不喜歡，9 分代表極其喜歡，分數(shù)越高，喜歡程度越高。評定小組由20 名（10 名女性，10 名男性，不同年齡段）具備食品感官評價基礎(chǔ)知識的評價員組成。

表1 正交試驗因素水平Table 1 Orthogonal test factor and level

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄籽原料多酚含量的測定

不同葡萄籽原料總酚與原花色素含量的分析見表2。

表2 不同葡萄籽原料總酚與原花色素含量的分析Table 2 Analysis of the content of total phenols and proanthocyanidins in different grape seed materials

由分析測定結(jié)果表2 可以看出，不同釀酒葡萄品種及不同企業(yè)釀酒后葡萄籽總酚和原花色素的差異明顯，總酚含量范圍為4 664.56 mg/kg～11 549.24 mg/kg，原花色素含量范圍為298.43 mg/kg～936.20 mg/kg。趙權(quán)[16]研究發(fā)現(xiàn)6 個山葡萄品種葡萄籽總酚含量最高為11 562 mg/kg；與本研究測定結(jié)果相一致，葡萄籽中酚類物質(zhì)含量豐富。劉佩等[17]研究發(fā)現(xiàn)，黑果腺肋花楸、白穗醋栗、草原櫻桃、軟棗獼猴桃、蔓越莓果實提取物總酚含量分別為664.3、462.1、274.3、174.2、132.1 mg/kg；孫海龍等[18]研究發(fā)現(xiàn)21 個李種質(zhì)資源果皮中總酚的平均含量為2 242.3 mg/kg；陳青等[19]研究發(fā)現(xiàn)，真空冷凍干燥的樹莓總酚含量為2 470 mg/kg，由此可見葡萄籽中的多酚含量遠高于蔓越莓、李、櫻桃等水果，葡萄籽是多酚類物質(zhì)的重要來源。僅以總酚和原花色素含量的分析，梅露輒和太谷怡園的葡萄籽含量較高，不同企業(yè)酒渣中葡萄籽多酚含量不同，可能是因為不同企業(yè)生產(chǎn)過程中采用的原料品種不同、不同品種間的比例不同、釀造工藝過程的不同，因此對葡萄酒渣的特性影響不同。

2.2 熱處理過程對葡萄籽多酚含量的影響

熱處理對不同葡萄籽原料總酚與原花色素含量的影響見表3。

表3 熱處理對不同葡萄籽原料總酚與原花色素含量的影響Table 3 Effect of heat treatment on the content of total phenols and proanthocyanidins in different grape seed materials

由表3 可以看出，熱處理后葡萄籽總酚和原花色素的含量均有所增加。由此可見，熱處理過程可以殺滅葡萄籽表面的微生物，使產(chǎn)品符合食品衛(wèi)生的要求，同時不會降低葡萄籽總酚含量。王林楓等[20]研究發(fā)現(xiàn)加熱導(dǎo)致蘋果渣中多酚含量先減少后增加；閆旭等[21]研究發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥不會降低番石榴鮮果總酚含量；葉磊等[22]研究發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥的桑葚果粉總酚保留率為98.40%，研究結(jié)果與本研究一致，加熱不會導(dǎo)致總酚含量降低，有些還會升高，可能是由于加熱促進了高分子量不可提取的葡萄籽多酚的裂解，同時多酚氧化酶在高溫下失活，小分子多酚分解氧化減少。由此可見，將葡萄籽加入到太谷餅中，在烘焙過程中，總酚及原花色素含量不會因太谷餅的烘焙而損失。

2.3 不同葡萄籽原料脂肪酸組成

不同葡萄籽原料的總脂肪含量及脂肪酸組成見表4。

由表4 可以看出，葡萄酒生產(chǎn)常用的釀造品種及不同企業(yè)葡萄籽原料中的脂肪酸組成基本相同，含量大于1%的脂肪酸共檢測出5 種，分別為亞油酸＞油酸＞棕櫚酸＞硬脂酸＞亞麻酸，其中前三者總和約占總量的90 %以上，不飽和脂肪酸占脂肪酸總含量的88.61%～89.98%，由此可見，葡萄籽中不飽和脂肪酸含量豐富，是不飽和脂肪酸的重要來源。不飽和脂肪酸能夠保持細胞膜的相對流動性，降低血液中膽固醇和甘油三酯含量，還可降低血液黏稠度，從而起到降血壓、血脂，預(yù)防心血管疾病；提高腦細胞的活性，起到增強記憶力和思維能力；還能抗氧化、抗自由基、保護皮膚中的膠原蛋白、預(yù)防黑色素沉淀[23-24]。僅以不飽和脂肪酸相對含量分析，太谷怡園（干紅）酒渣中的葡萄籽為首選添加原料。

表4 不同葡萄籽原料的總脂肪含量及脂肪酸組成Table 4 The total fat content and fatty acid composition of different grape seed materials

綜合多酚及脂肪酸的測定結(jié)果，又考慮到葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)葡萄酒渣廢棄物不僅容易收集，成本低，還為企業(yè)解決葡萄酒副產(chǎn)物提供思路，提高廢棄物利用率，保護環(huán)境等特點，選擇太谷怡園葡萄酒莊生產(chǎn)干紅產(chǎn)生的葡萄籽作為添加到太谷餅的原料。

2.4 3 種形式葡萄籽添加物太谷餅感官評價

不同葡萄籽添加方式太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果見表5。

表5 不同葡萄籽添加方式太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果Table 5 Sensory quality evaluation results of Taigu cake with different grape seed addition methods

對于不同形式葡萄籽添加物的太谷餅整體接受度、總體感官評分與對照組之間都無顯著性差異（p＞0.05），都可被消費者所接受。葡萄籽多酚提取物太谷餅，香味稍差，質(zhì)地細膩，多酚物質(zhì)含量高，但提取過程中涉及到化學(xué)提取，如脫除不好，可能會導(dǎo)致殘留，且提取成本較高。超微粉碎葡萄籽粉太谷餅，葡萄籽中含有20%左右的油脂成分，在超微粉碎過前需要把葡萄籽中的油脂除去，因此超微粉碎葡萄籽粉太谷餅中不能將葡萄籽中原有的不飽和脂肪酸代入，制成的太谷餅葡萄籽烘焙味略淡，且超微粉碎相比普通粉碎成本較高。普通粉碎葡萄籽粉太谷餅，葡萄籽烘焙味道濃郁，但質(zhì)地略比其他3 種太谷餅粗糙，且成本最低。因此，綜合考慮各項因素，選擇普通葡萄籽粉作為添加物，添加到太谷餅中，既可以增加太谷餅中多酚類物質(zhì)及不飽和脂肪酸的含量，又可以豐富太谷餅的香氣。

2.5 單因素試驗結(jié)果

2.5.1 普通粉碎葡萄籽粉添加量對太谷餅品質(zhì)的影響

不同葡萄籽粉添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果見圖1。

圖1 不同葡萄籽粉添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果Fig.1 Evaluation results of the sensory quality of Taigu cakes with different amounts of grape seed powder

由圖1 可以看出，當葡萄籽粉添加量超過75 g時，感官評分下降明顯，添加25 g 以下葡萄籽粉，又達不到添加功能性成分的目的，因此在保證感官品質(zhì)的前提下，添加葡萄籽粉量為50 g 時最為適宜。

2.5.2 蔗糖添加量對太谷餅品質(zhì)的影響

蔗糖添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果見圖2。

圖2 蔗糖添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果Fig.2 Evaluation results of the sensory quality of Taigu cake with different amounts of sugar

糖在太谷餅等烘焙食品制作中是一種甜味劑，具有吸濕性及水化作用，可使太谷餅保持柔軟，并可以延長保鮮期；糖還是參與美拉德反應(yīng)的主要物質(zhì)，能夠賦予太谷餅焦糖色澤和香味；此外糖還可以改善太谷餅內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。由圖2 可以看出當蔗糖添加量為125 g 時，感官評分最高。

2.5.3 亞麻油添加量對太谷餅品質(zhì)的影響

亞麻油添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果見圖3。

圖3 亞麻油添加量對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果Fig.3 Evaluation results of the sensory quality of Taigu cake with different amounts of flaxseed oil

在太谷餅制作過程中，油能夠起到潤滑作用，使太谷餅的體積膨大、結(jié)構(gòu)松軟；另一方面，亞麻油中含有多種不飽和脂肪酸及抗氧化物質(zhì)，特別是亞麻酸含量高達50%以上，可以提高太谷餅營養(yǎng)價值及其保質(zhì)期。由圖3 可知，亞麻油添加150 g 時，感官評分最高，亞麻油添加少，會導(dǎo)致太谷餅水分揮發(fā)，口感干硬，亞麻油添加過度會導(dǎo)致太谷餅過油，產(chǎn)生厚重肥膩口感，導(dǎo)致感官評分降低。

2.5.4 烘焙時間對太谷餅品質(zhì)的影響

烘焙時間對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果見圖4。

圖4 烘焙時間對太谷餅感官品質(zhì)評價結(jié)果Fig.4 Evaluation results of baking time on the sensory quality of Taigu cakes

烘焙溫度（220 ℃）恒定，烘焙時間過短都會導(dǎo)致太谷餅烤制不熟，上色欠佳，感官評分下降，而時間過長，會導(dǎo)致太谷餅焦糊，顏色過深，或表面干殼，內(nèi)部夾生，評分降低。由圖4 可以看出，在220 ℃，烤制14 min時，感官評分最佳。

2.6 正交試驗結(jié)果

太谷餅制作過程中，選擇烘焙時間、亞麻油添加量、蔗糖添加量、普通粉碎葡萄籽粉添加量進行四因素三水平正交試驗，結(jié)果見表6。

表6 葡萄籽粉太谷餅制作正交試驗結(jié)果Table 6 Orthogonal test results of grape seed powder Taigu cake production process

由表6 可知，各因素對太谷餅品質(zhì)影響的主次順序為葡萄籽粉添加量＞亞麻油添加量＞蔗糖添加量＞烘焙時間，根據(jù)正交試驗結(jié)果最佳配方條件為：葡萄籽粉添加量25 g、亞麻油添加量150 g、蔗糖添加量100 g、烘焙時間15 min，在此條件下進行驗證試驗，葡萄籽粉太谷餅感官評分為8.15；適當提高葡萄籽粉添加量到50 g，制得的太谷餅感官評分為8.09。綜合單因素試驗結(jié)果、消費者喜愛和偏好以及營養(yǎng)健康功能性成分的需求，制作葡萄籽粉太谷餅最佳配方工藝為：面粉500 g、水100 g、蔗糖100 g、玉米糖漿50 g、亞麻油150 g、小蘇打3 g、芝麻5 g、普通粉碎葡萄籽粉50 g，220 ℃烘烤15 min。

3 結(jié)論

不同釀酒葡萄品種及不同企業(yè)釀酒后葡萄籽總酚、原花色素、不飽和脂肪酸含量豐富，總酚含量范圍為4 664.56 mg/kg～11 549.24 mg/kg、原花色素含量范圍為298.43 mg/kg～936.20 mg/kg、不飽和脂肪酸含量范圍為88.61%～89.98%，添加葡萄籽，既可以提高產(chǎn)品營養(yǎng)及功能性，還可以豐富太谷餅種類，解決葡萄酒生產(chǎn)企業(yè)酒渣的利用問題。通過正交試驗，功能性葡萄籽太谷餅最佳配方工藝條件為面粉500 g、水100 g、蔗糖100 g、玉米糖漿50 g、亞麻油150 g、小蘇打3 g、芝麻5 g、普通粉碎葡萄籽粉50 g，220 ℃烘烤15 min，此條件下，太谷餅中葡萄籽含量豐富，口感松軟，香味濃郁，且有葡萄籽烘焙香。