玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干配方優(yōu)化研究

孫靜陽 肖志剛 張一凡 楊佳臻 李圣賢 袁媛

摘要：將玉米皮膳食纖維改性制備成脂肪替代物添加到曲奇餅干中，替換其中部分黃油。通過單因素試驗(yàn)和Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干配方。結(jié)果表明：最佳配方為黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋添加量36.14%。按照此配方制作的曲奇餅干感官品質(zhì)良好且低脂肪低熱量。

關(guān)鍵詞：玉米皮膳食纖維;脂肪替代物;曲奇餅干

中圖分類號：TS213.22? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1674-1161（2021）05-0036-04

玉米皮是玉米加工業(yè)副產(chǎn)物，其中富含可利用的膳食纖維源。玉米皮膳食纖維具有較強(qiáng)的持油、持水能力，可以螯合消化道中的膽固醇、重金屬等有害物質(zhì)，具有預(yù)防動脈硬化、調(diào)節(jié)糖尿病水平及預(yù)防肥胖病和膽結(jié)石等保健作用。曲奇餅干因口感酥香松脆深受人們喜愛，但其熱量高，且內(nèi)含油脂易氧化變質(zhì)，不符合現(xiàn)代營養(yǎng)健康的消費(fèi)理念。將玉米皮膳食纖維改性制備成一種碳水化合物基脂肪替代物，可以模擬脂肪的物理和感官性質(zhì)，而熱量相對較低。本課題以玉米皮膳食纖維脂肪替代物最大化地替代曲奇餅干中的黃油，研制一種低熱量的曲奇餅干，既可以提供人體所需營養(yǎng)，又可以降低人體對高脂肪高熱量的攝入。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

玉米皮膳食纖維脂肪替代物：自制;低筋面粉、牛奶、白糖、黃油、雞蛋：市售。

1.2 儀器設(shè)備

HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋：金壇市朗博儀器制造有限公司;ESJ120-48型電子天平：沈陽龍騰電子有限公司;H1850型離心機(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司;GFL-125型電熱鼓風(fēng)干燥箱：天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 曲奇餅干制作工藝流程 黃油+白糖+雞蛋液+牛奶+低筋面粉+脂肪替代物→原輔料預(yù)處理→面團(tuán)調(diào)制→輥壓→成型→裱花→烘烤→冷卻→成品。

1.3.2 曲奇餅干品質(zhì)評價(jià) 由10位經(jīng)過培訓(xùn)的食品類專業(yè)人員組成感官評價(jià)小組，對曲奇餅干的色澤、外觀、組織結(jié)構(gòu)、滋味和口感進(jìn)行評價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)見表1。綜合每項(xiàng)評分的總和為最終得分。

1.3.3 單因素試驗(yàn) 固定添加低筋面粉40 g、牛奶10 g，分別改變黃油添加量（50%，55%，60%，65%，70%），脂肪替代物添加量（15%，20%，25%，30%，35%），白糖添加量（10%，15%，20%，25%，30%），雞蛋液添加量（20%，25%，30%，35%，40%）4個(gè)因素制作曲奇餅干，以感官評分為指標(biāo)，考察各因素對曲奇餅干品質(zhì)的影響。

1.3.4 響應(yīng)面試驗(yàn) 在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以感官評價(jià)總分（Y）為響應(yīng)值，選取 A（黃油添加量）、B（脂肪替代物添加量）、C（白糖添加量）、D（雞蛋液添加量）4個(gè)因素，進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)（見表2），確定玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干最佳配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 黃油添加量對曲奇餅干品質(zhì)的影響 不同黃油添加量下曲奇餅干的感官評分如圖1所示。

由圖1可以看出：黃油添加過多，曲奇餅干表面出油率高，有過焦過白現(xiàn)象，且表面有陰影;黃油添加過少，影響曲奇餅干的成型，且口感過干，香味不明顯。當(dāng)黃油添加量為55%時(shí)，曲奇餅干具有特有的香味，感官評分最高。

2.1.2 脂肪替代物添加量對曲奇餅干品質(zhì)的影響 不同脂肪替代物添加量下曲奇餅干的感官評分如圖2所示。

由圖2可以看出：脂肪替代物添加過多，面團(tuán)硬度較大，曲奇餅干口感過于粗糙，斷面層次不清晰，影響成型和風(fēng)味;脂肪替代物添加過少，曲奇餅干內(nèi)部容易形成較大孔洞，口感過于酥軟。當(dāng)脂肪替代物添加量為25%時(shí)，曲奇餅干口感酥松香脆，感官評分最高。

2.1.3 白糖添加量對曲奇餅干品質(zhì)的影響 不同白糖添加量下曲奇餅干的感官評分如圖3所示。

由圖3可以看出：白糖添加過多，曲奇餅干口感過于甜膩，表面易焦化;白糖添加過少，美拉德反應(yīng)不足，曲奇餅干色澤差，口感硬，無特有的香味。當(dāng)白糖添加量為25%時(shí)，曲奇餅干甜度適中，色澤較好，感官評分最高。

2.1.4 雞蛋液添加量對曲奇餅干品質(zhì)的影響 不同雞蛋液添加量下曲奇餅干的感官評分如圖4所示。

由圖4可以看出：雞蛋液添加過多，曲奇餅干的酥性、口感變差，影響成型，且有蛋腥味;雞蛋液添加過少，曲奇餅干缺少特有的香味和色澤。當(dāng)雞蛋液添加量為35%時(shí)，曲奇餅干口感酥松香脆，色澤金黃，感官評分最高。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

玉米皮膳食纖維曲奇餅干配方優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表3。

試驗(yàn)結(jié)果經(jīng)Design-Expert 8.0.6進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得二次多項(xiàng)式回歸擬合方程：

Y=-435.833 300+12.193 330 A+3.476 670 B+3.103 330 C+5.823 330 D+0.009 000 AB+0.012 000 AC-0.020 000 AD+0.011 000 BC+0.007 000 BD+0.006 000 CD-0.107 670 A2-0.092 667 B2-0.081 667 C2-0.069 667 D2

利用Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

由表4可知：模型差異性高度顯著（p<0.000 1），方程與實(shí)際情況擬合性較好，能夠反映感官評價(jià)總分與各因素之間的關(guān)系。失擬項(xiàng)不顯著，實(shí)測值與預(yù)測值之間無失擬存在，試驗(yàn)誤差小且無其他顯著性因素的影響。比較F值可以判斷各因素對玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干感官評分的影響大小順序?yàn)锳>D>C>B，即黃油添加量>雞蛋液添加量>白糖添加量>脂肪替代物添加量。

通過Design-Expert 8.0.6軟件分析確定玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的最佳配方為：黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋液添加量36.14%;此時(shí)模型預(yù)測玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的感官評價(jià)總分為91.99分?？紤]到生產(chǎn)實(shí)際所需，調(diào)整配方為：黃油添加量56%，脂肪替代物添加量24%，白糖添加量26%，雞蛋液添加量36%。按照此工藝進(jìn)行5次驗(yàn)證性試驗(yàn)，制成的曲奇餅干的感官評價(jià)總分與理論預(yù)測值較為接近，偏差為0.8%，說明模型的擬合程度較好，具有實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)論

利用玉米皮膳食纖維脂肪替代物替代傳統(tǒng)曲奇中的部分黃油原料制作曲奇餅干，以感官評分為指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面法優(yōu)化得出玉米皮膳食纖維脂肪替代物曲奇餅干的最佳配方為：黃油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，雞蛋添加量36.14%。添加脂肪替代物的曲奇餅干保留了傳統(tǒng)曲奇原有的風(fēng)味品質(zhì)，并在脆性、熱量及油脂含量方面均有所改善。

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Study on Application of Corn Bran Dietary Fiber Fat Substitute in Cookies

SUN Jingyang， XIAO Zhigang， ZHANG Yifan， YANG Jiazhen， LI Shengxian， YUAN Yuan*

（College of Grain Science and Technology， Shenyang Normal University， Shenyang 110034， China）

Abstract： The dietary fiber of corn bran was modified to make fat substitute and added to cookies to replace part of the butter. Single factor experiment and box-Behnken response surface method were used to optimize the formulation of corn bran dietary fiber fat substitute cookie. The results showed that： The best formula was 55.74% butter， 24.37% fat substitute， 26.06% sugar and 36.14% egg. Cookies made with this formula have good sensory quality and are low in fat and calories.

Key words： corn bran dietary fiber; fat substitutes; cookies