小米茶花曲奇餅干的研制及香氣成分分析

廖 婷，李 力，張 渤，吳諾盈，周婷媛，張文學(xué)

（1. 武夷學(xué)院茶與食品學(xué)院，福建武夷山 354300；2. 馬來西亞理科大學(xué)，馬來西亞檳城 100032；3. 四川大學(xué) 輕工科學(xué)與工程學(xué)院，四川 成都 610000）

小米，又稱粟，是谷子去皮后的產(chǎn)物，多種植于我國北方，小米營養(yǎng)價值和藥用價值很高，是深受人們喜愛的五谷雜糧。小米富含蛋白質(zhì)、脂肪、膳食纖維、碳水化合物及多種維生素，并含有鈣、磷、鐵、鋅、鎂、硒等各類礦物質(zhì)，小米中色氨酸、蛋氨酸的含量也很高，各營養(yǎng)素比例協(xié)調(diào)易于消化，是一種優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)源[1]。

小米具有良好的保健功效，范冬雪等人[2]通過研究證明小米可以幫助消化食物，具有助消化功能；趙陳勇等人[3]經(jīng)過試驗證明小米有降低血脂、降低血壓、提高免疫力的作用；林金劍等人[4]研究證明小米中的色氨酸具有一定的預(yù)防脂肪肝的作用；Amadoulssoufou[5]通過研究認為小米具有抗菌活性、解除口臭、減少口中的細菌滋生，還能治腳氣病、神經(jīng)炎、癩皮病、失眠、頭疼、精神倦怠、皮膚“出油”、頭皮屑增多等癥狀；小米還有清熱、消渴、健脾、和胃、美容、壯陽、安胎助產(chǎn)等功效[6]。日常生活中人們對小米的食用以煮粥的形式為主，用量較少，隨著生活水平的提高，人們越來越注重飲食的營養(yǎng)與健康，對小米的需求也不單純是簡單的熬煮食用，更加偏重于保健型的小米深加工產(chǎn)品，因此企業(yè)與學(xué)者們十分關(guān)注小米的深加工產(chǎn)品開發(fā)與研制，目前市場上小米類食品主要以小米餅干、酥卷為主。

茶花，外形典雅優(yōu)美，是完全花、兩性花，主要依靠昆蟲傳播花粉[7]，10～11 月中旬為茶花盛花期，據(jù)統(tǒng)計茶園干花產(chǎn)量為450～750 kg/hm2[8]。長期以來，人們只是采摘茶樹的鮮嫩芽葉制茶，而花朵絕大部分任其自生自滅，有的茶園則通過噴施植物生長調(diào)節(jié)劑除花落果，保持茶園肥力。其實，茶花與茶鮮葉同為茶樹的生物產(chǎn)出，單純利用茶鮮葉，丟棄茶花，對茶資源是極大浪費。研究表明，茶花富含蛋白質(zhì)、茶多酚、茶多糖、茶皂素、黃酮類、氨基酸、維生素、微量元素和超氧化物歧化酶（SOD）、可可堿等多種有益成分和活性物質(zhì)[8-9]。茶花具有抗氧化、解毒、抑菌、降糖、延緩衰老、防癌抗癌和增強免疫力等功效[10-11]。

曲奇是一種口感酥松、香氣濃郁的餅干品種，廣受消費者的喜愛，但存在著高油脂、高糖的缺點，使人望而卻步，不敢食用過多，因此開發(fā)營養(yǎng)保健型的曲奇餅干具有積極的意義。

目前，茶花的開發(fā)主要集中在制作花茶、花飲料、茶花酒、精油和茶樹花粉。凌彩金等人[12]對茶樹花制茶工藝進行了研究；喻云春等人[13]比較了茶樹花蕾、鮮花、干花、花粉制成的不同茶花酒的生化成分與感官效果；2007 年日本已經(jīng)開發(fā)出茶樹花飲料，并且被批準(zhǔn)為保健飲品進行銷售[14]；顧亞萍等人[15]用β - 環(huán)糊精將茶樹花精油制成粉末狀的茶樹花香精。

趙秀玲等人[16]對黑米貢菊曲奇餅干進行了研究，取得了較好的成果；張娜等人[17]進行了萵筍葉在曲奇餅干加工中的應(yīng)用研究，生產(chǎn)的曲奇餅干呈綠色，略帶金黃色，口感酥脆，但目前國內(nèi)未見將茶花應(yīng)用于曲奇餅制作的研究報道。

研究利用小米和茶花的助消化和抗氧化的特性，在普通曲奇工藝配方上輔以小米粉和茶花粉原料，以期改善曲奇餅干的風(fēng)味，提高其營養(yǎng)價值及功效，抑制曲奇餅干中脂肪的酸敗和過氧化反應(yīng)，同時也拓寬了小米商品的市場及茶葉副廢物的再利用方向。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料與試劑

低筋面粉、黃油、白砂糖、小米、脫脂奶粉、鹽、茶花、雞蛋、小蘇打（均為食品級），市售。

1.1.2 儀器設(shè)備

粉碎機，北京錕捷玉誠機械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；恒溫培養(yǎng)箱；GC-MS 聯(lián)用儀，美國Agilent 公司產(chǎn)品；專用樣品瓶，美國Supelco 公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方法

1.2.1 預(yù)試驗基本配方

低筋面粉180 g，小米20 g，黃油150 g，茶花3 g，白砂糖60 g，食鹽1 g，小蘇打2 g，脫脂奶粉20 g。

1.2.2 小米茶花曲奇餅干生產(chǎn)工藝流程和方法

黃油室溫軟化→攪打到細膩→加入糖粉攪打→加蛋液攪打→加奶粉、低筋面粉→攪打均勻→模具成型→烘烤→出爐→冷卻→包裝。 小米粉、茶花粉

操作要點：烘烤前，將烤箱打開預(yù)熱5 min，烤箱的底火為180 ℃，面火為165 ℃，烘烤時間為13～15 min，可根據(jù)實際情況靈活控制。烘烤過程中，為使制品呈色均勻，可以前后翻轉(zhuǎn)烤盤幾次，烘烤至產(chǎn)品表面呈黃色即可出爐。

1.2.3 單因素試驗探究

通過預(yù)試驗可知，在制作小米茶花曲奇餅干的工藝流程中，對成品感官影響較大的是茶花用量、小米用量、白砂糖用量與黃油用量。因此，設(shè)計茶花用量、小米用量、白砂糖用量和黃油用量4 個因素作為考查因素，進行小米茶花曲奇餅干單因素試驗，以感官評價得分作為指標(biāo)來確定各因素對小米茶花曲奇餅干的影響。

（1） 干茶花粉用量的確定。茶花的用量不僅會影響小米茶花曲奇餅干的清香，也影響產(chǎn)品的保健功能，因此，茶花的用量對產(chǎn)品有著重要影響。試驗干茶花粉用量分別設(shè)定為1，3，5，7，9 g。其他因素參照預(yù)試驗，然后對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優(yōu)用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優(yōu)化試驗。

（2） 小米用量的確定。小米的用量對曲奇餅干的口感和顏色沒有太大的影響，但是它能影響產(chǎn)品的保健功能，因此，小米粉用量對產(chǎn)品有著重要影響。試驗小米用量分別設(shè)定為5，10，15，20，25 g。其他因素參照預(yù)試驗，然后對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優(yōu)用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優(yōu)化試驗。

（3） 白砂糖用量的確定。小米茶花曲奇餅干的色澤、滋味和風(fēng)味與白砂糖用量有緊密的聯(lián)系。試驗中小米用量分別設(shè)為50，60，70，80，90 g。其他因素參照預(yù)試驗，并對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優(yōu)用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優(yōu)化試驗。

（4） 黃油用量的確定。制作小米茶花曲奇餅干最重要的成分之一是黃油，黃油不僅影響餅干的酥脆度，還影響餅干的味道及顏色。試驗設(shè)定黃油用量分別為120，130，140，150，160 g。其他因素參照預(yù)試驗，并對各組成品進行感官評分，確定乳糖的最優(yōu)用量；保留最佳因素，進行下一個因素的優(yōu)化試驗。

1.2.4 正交試驗設(shè)計

通過單因素試驗確定其各個因素的最佳水平，在此基礎(chǔ)上進行L9（34）的三水平四因素正交試驗，其中4 個因素分別為茶花用量（A）、小米用量（B） 和黃油用量（D），再進行感官評價，最終確定小米茶花曲奇餅干的最佳配方。

小米茶花曲奇餅干因素與水平設(shè)計見表1。

表1 小米茶花曲奇餅干因素與水平設(shè)計/ g

1.2.5 小米茶花曲奇餅干的感官評價

感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

邀請20 名食品專業(yè)學(xué)生對小米茶花曲奇餅干進行感官評定。根據(jù)表2 中小米茶花曲奇餅干感官評價標(biāo)準(zhǔn)分別對小米曲奇餅干成品的品質(zhì)進行鑒定，最后給出評分，所得分?jǐn)?shù)平均值作為總的感官評分。

1.2.6 小米茶花曲奇餅干質(zhì)構(gòu)特性測定

使用質(zhì)構(gòu)分析儀，采用TPA 模式測定[18-19]。取每塊餅干3 個點進行測試，并取平均值，每個樣品重復(fù)測試次數(shù)不得少于3 次[20-21]。取硬度、黏著性、咀嚼性對小米茶花曲奇餅干進行質(zhì)構(gòu)分析，其結(jié)果再與普通曲奇餅干進行對比。

1.2.7 小米茶花曲奇餅干酸價的測定

將餅干置于60 ℃，恒溫恒濕干燥箱中貯藏5 周，每周取樣1 次進行酸價的測定，采用冷溶劑指示劑滴定法，參考GB 5009.229—2016[22]。

1.2.8 理化指標(biāo)的測定

脂肪：索氏抽提法；蛋白質(zhì)：凱氏定氮法；膳食纖維：酶重量法。

1.2.9 香氣成分分析

采用固相微萃取技術(shù)（Solid-phase microextraction，SPME） 結(jié)合氣相色譜- 質(zhì)譜（Gaschromatography-massspectrometry，GC-MS） 對小米茶花曲奇餅干中的揮發(fā)性香氣成分分離并鑒定。將適量的樣品磨成粉末狀，放入密閉的容器中，通過萃取頭對香氣成分進行吸附并提取，萃取頭進行解析后，對進入到色譜儀里的香氣成分進行色譜分析。

將萃取頭放在氣相色譜的進樣口進行老化，老化溫度設(shè)為270 ℃，同時載氣體積流量設(shè)為0.8 mL/min，分流比設(shè)為50∶1，老化時間定為1 h。取適量烤好的餅干樣品，磨成粉末狀后，放進樣品瓶里，蓋上瓶蓋，然后將樣品瓶固定置于80 ℃水浴中，將萃取頭通過瓶蓋的橡皮墊插入到瓶中并且平衡5 min后，將纖維頭推出，需要注意不能讓萃取頭接觸到餅干，同時吸附30 min，接著抽回纖維頭，小心拔出萃取頭，然后再將萃取頭插入氣相色譜儀中，把纖維頭推出去，在250 ℃溫度下，解析達3 min，抽回纖維頭后并拔出萃取頭，最后采集數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 最佳干茶花粉用量的確定

茶花用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 茶花用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

由圖1 可知，成品的感官品質(zhì)與干茶花粉用量緊密相關(guān)。當(dāng)干茶花粉用量過少，成品沒有茶花的清香且油膩感較重；當(dāng)添加過多時，成品苦澀感強且色澤偏暗沉；當(dāng)用量為3 g 時，曲奇餅干品質(zhì)最佳，伴有茶花清香，輕微苦澀感可正好抵消餅干的油膩，色澤金黃色受感官評定者喜愛；由此確定，當(dāng)面粉量為180 g 時，小米茶花曲奇餅干干茶花粉用量為3 g。

2.1.2 最優(yōu)小米用量的確定

小米用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 小米用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

由圖2 可知，當(dāng)小米用量為10 g 時，感官評分最高，此時餅干的酥脆度最好。繼續(xù)添加小米，制得曲奇餅干外形出現(xiàn)干燥開裂，口感也較硬，影響曲奇餅干的口感。由此確定，當(dāng)面粉量為180 g 時，小米茶花曲奇餅干小米用量為10 g。

2.1.3 白砂糖用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

白砂糖用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響見圖3。由圖3 可知，茶花的苦味會隨著白砂糖用量的變化而變化，當(dāng)用量小于60 g，餅干的甜味會被茶花的苦澀味掩蓋，繼續(xù)增加白砂糖，能夠改善餅干的口感。餅干的感官評定最佳分?jǐn)?shù)出現(xiàn)在用量為60 g時，此時餅干甜味適中、口感酥脆。如果繼續(xù)添加白砂糖，則會影響餅干的口感，甚至?xí)霈F(xiàn)烤焦的現(xiàn)象。因此，白砂糖的最佳用量為60 g，并以此為基礎(chǔ)設(shè)計正交試驗。

圖3 白砂糖用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

2.1.4 黃油用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

黃油用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 黃油用量對曲奇餅干感官品質(zhì)的影響

制作曲奇餅干最重要的成分是黃油，它不僅在營養(yǎng)價值方面使曲奇餅干得到了提高，在口感上還使曲奇餅干更加酥脆。由圖4 可知，當(dāng)加入的黃油低于130 g 時，餅干表面暗淡、外觀干裂、口感不佳，但繼續(xù)增加黃油，感官評分最大值出現(xiàn)在黃油量增加到130 g，此時的餅干不論色澤還是口感都有所提升，能夠易于被評定人員所接受。黃油用量超過130 g，盡管會提升酥脆度，但因為面粉與面團在加工過程中難以黏合，導(dǎo)致面團的黏性降低，最終使餅干外形出現(xiàn)干裂，影響外觀。故確定最適黃油用量分別為130 g，并作為基礎(chǔ)設(shè)計正交試驗。

2.2 正交試驗結(jié)果分析

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用極差分析法和正交曲線效應(yīng)圖對L9（34）正交試驗進行分析。

正交試驗分析結(jié)果見表3，正交曲線效應(yīng)圖見圖5。

圖5 正交曲線效應(yīng)圖

表3 正交試驗分析結(jié)果

由表3 和圖5 可知，A 因素以A1水平最佳；B因素以B3水平最佳；C 因素以C2水平最佳；D 因素以D3水平最佳。故小米茶花曲奇餅干的最佳組合為A1B3C2D3，即茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。

由正交試驗結(jié)果中R 值可知，在試驗的4 個因素中，對小米茶花曲奇餅干感官品質(zhì)影響的主次順序為D＞B＞A＞C，其中黃油用量和小米用量對曲奇餅干的感官品質(zhì)影響最大。

由圖3 ～圖5 可知，最佳工藝組合為A1B3C2D3，但在試驗中感官評分最高的工藝組合為A1B3C3D3。因此，將2 組工藝參數(shù)進行驗證試驗。

2.3 驗證試驗

驗證試驗對比見表4。

表4 驗證試驗對比/分

由表4 可知，A1B3C3D3組合的感官評分低于組合A1B3C2D3。故試驗的最佳配方是A1B3C2D3，即茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。

2.4 小米茶花曲奇餅干儲存過程中酸價變化情況

隨著時間延長，溫度升高，餅干中的脂肪將會慢慢水解，游離的脂肪酸含量升高，油脂酸敗速度變快，酸價可以衡量餅干品質(zhì)變化狀況。

小米茶花曲奇餅干油脂的酸價變化情況見圖6。

圖6 小米茶花曲奇餅干油脂的酸價變化情況

由圖6 可知，在60 ℃條件下，隨著時間的延長，試驗成品和市售2 種餅干的酸價都逐漸升高，但試驗餅干油脂敗壞速度相對緩慢。當(dāng)貯存到第5 周，市售曲奇餅干酸價達到4.13 mg KOH/g，已經(jīng)快接近國家限定值（5.0 mg/g）；試驗成品酸價僅為2.65 mg KOH/g，由此可推斷小米、茶花有助于提高餅干的抗氧化能力。

2.5 茶花粉、小米曲奇餅干、小米茶花曲奇餅干GC-MS 揮發(fā)性成分分析

茶花粉中香氣成分分析見表5，小米曲奇餅干的香氣成分分析見表6，小米茶花曲奇餅干的香氣成分分析見表7。

表5 茶花粉中香氣成分分析

表6 小米曲奇餅干的香氣成分分析

表7 小米茶花曲奇餅干的香氣成分分析

由表5 ～表7 可知，茶花粉中有67 種揮發(fā)性化合物，小米曲奇餅干中有53 種揮發(fā)性化合物，小米茶花曲奇餅干中有63 種揮發(fā)性化合物。對比表中物質(zhì)可以得出小米茶花曲奇餅干中這些香氣化合物苯甲醇、苯乙醇、壬烯醛、棕櫚酸、咖啡因在茶花粉中也同時存在，因此可以判定茶花對小米茶花曲奇餅干的香氣成分結(jié)構(gòu)影響很大。

3 結(jié)論

（1） 研究優(yōu)化得到了一款小米茶花曲奇餅干工藝配方為面粉總量180 g，干茶花用量1 g，小米用量30 g，白砂糖用量60 g，黃油用量140 g。與市售餅干相比，該款餅干具有茶花清香、輕微澀感不油膩。

（2） 小米、干茶花粉的添加對曲奇餅干的抗氧化效果提升很顯著，小米茶花曲奇餅干酸價為2.65 mg KOH/g，而市售曲奇餅干酸價達到4.13 mg KOH/g，已經(jīng)接近國家限定值（5.0 mg/g）。

（3） 干茶花粉的添加豐富了曲奇餅干的風(fēng)味，經(jīng)GC-MS 檢測，成品中苯甲醇、苯乙醇、壬烯醛、棕櫚酸、咖啡因等成分顯著增加。