青稞餅干工藝優(yōu)化及其品質(zhì)特性分析

摘要：以青稞粉為原料，通過單因素試驗和響應(yīng)面優(yōu)化青稞餅干的工藝配方，結(jié)合感官評價方法，考察其青稞粉和全麥粉質(zhì)量比、白砂糖、橄欖油、全脂奶粉添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響，并測定其微生物、理化指標(biāo)、營養(yǎng)指標(biāo)。結(jié)果表明，當(dāng)青稞粉和全麥粉質(zhì)量比為3∶1、橄欖油添加量為20%、白砂糖添加量為5%、奶粉添加量為10%時，青稞餅干感官評分達(dá)95.8分，電子舌味覺特征表現(xiàn)為甜味、酸味突出，且各項檢測指標(biāo)均符合餅干相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。在此工藝條件下所制成的青稞餅干表面呈金黃色、色澤均勻、口感酥脆，具有濃郁的青稞香氣。

關(guān)鍵詞：青稞；餅干；響應(yīng)面；感官評價；品質(zhì)特性

中圖分類號：TS213.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）09-0173-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.09.029 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Process optimization and quality characteristics analysis of highland barley biscuits

CAO Wen-xiu， BAI Jia-rui ，LI Guang-ying， ZHANG Yan-zhen

（Qinghai Light Industry Institute Co.， Ltd.， Xining 810699， China）

Abstract： Using highland barley flour as raw material， the process formula of highland barley biscuits was optimized by single factor experiment and response surface. Combined with sensory evaluation methods， the effects of the quality ratio of highland barley flour and whole wheat flour， white sugar， olive oil and whole milk powder on the quality of highland barley biscuits were investigated， and the microbial， physicochemical and nutritional indexes were determined. The results showed that when the quality ratio of highland barley flour and whole wheat flour was 3∶1， the amount of olive oil was 20%， the amount of white sugar was 5%， and the amount of milk powder was 10%， the sensory score of highland barley biscuits reached 95.8 points. The taste characteristics of electronic tongue showed that sweet and sour taste were prominent， and all the detection indexes were in line with the corresponding national standards for biscuits. In this process， the surface of the highland barley biscuits was golden yellow， the color was uniform， and the taste was crisp， with a strong aroma of the highland barley.

Key words： highland barley； biscuits； response surface； sensory evaluation； quality characteristics

青稞屬禾本科大麥屬，又稱為裸大麥，在青海、甘肅、西藏、四川等地區(qū)分布較廣［1］。相比其他谷物，青稞富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、不飽和脂肪酸，同時，青稞中還含有β-葡聚糖、多酚等抗氧化活性成分。作為糧食作物，青稞的食用和營養(yǎng)價值都較高，其營養(yǎng)符合“三高兩低（高維生素、高纖維、高蛋白和低糖、低脂肪）”的飲食結(jié)構(gòu)，是谷類作物中的良品［2-4］。

餅干是市場上常見的休閑食品，具有營養(yǎng)豐富、攜帶方便等優(yōu)點，適合各種人群食用，倍受消費者喜愛，但目前市場上的餅干主原料以小麥粉居多，近年來，隨著人們對健康食品意識的增強，消費需求也從原來的口感好提升到好吃又健康的消費理念［5，6］。用青稞粉替代常用的小麥粉作為主料，富含單不飽和脂肪酸的橄欖油替代傳統(tǒng)高熱量的黃油，再添加奶粉和白砂糖豐富餅干口感，優(yōu)化后的餅干通過各項食品安全指標(biāo)檢測保證品質(zhì)，并通過專業(yè)感官評價小組對改良后的成品進(jìn)行感官評價，在多組單因素試驗的基礎(chǔ)上運用響應(yīng)面進(jìn)一步優(yōu)化配方，輔以質(zhì)構(gòu)儀、電子舌等相關(guān)儀器對其理化性質(zhì)、口感質(zhì)地進(jìn)行定量化數(shù)據(jù)分析，全面綜合評估青稞餅干在口感、風(fēng)味及營養(yǎng)方面的效果［7-11］。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青稞粉，青海新綠康食品有限責(zé)任公司；全麥粉，新疆天山面粉（集團(tuán)）有限責(zé)任公司；全脂奶粉，光明乳業(yè)股份有限公司；特級初榨橄欖油、白砂糖、雞蛋、小蘇打，青海省西寧市大百超市采購。

石油醚、氫氧化鈉、硫酸，四川西隴科學(xué)有限公司；硼酸，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；硫酸銅、硫酸鉀、氯化鉀，天津市百世化工有限公司；乙酸鎂，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

JMC-40D1烤箱、DX-55五谷雜糧磨粉機(jī)，廣州市中麥機(jī)械設(shè)備有限公司；BT125D分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；LDZF-50L-II高壓立式滅菌鍋，蘭州新創(chuàng)基因分析儀器有限公司；TMS-Pro物性分析儀，美國FTC公司；SA402B電子舌味覺分析系統(tǒng)，日本INSENT公司；SZC-D 脂肪測定儀，上海纖維儀器有限公司；RY-TQ-5L多功能索式提取罐，上海銳元機(jī)械設(shè)備有限公司；SKD-800 自動定氮儀，上海沛歐分析儀器有限公司；DGG-9123A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海森信實驗儀器廠；LRH-250 生化培養(yǎng)箱，上海一恒科技有限公司；SW-CJ-2D 雙人凈化工作臺，上海蘇凈實業(yè)有限公司；WP-UPT-20 標(biāo)準(zhǔn)型超純水機(jī)，四川沃特爾水處理設(shè)備有限公司。

1.3 青稞餅干制作工藝

1.3.1 工藝流程 準(zhǔn)確稱取各種原輔料？充分混合均勻？加入一定比例的水和油？混合均勻和成面團(tuán)？放置15 min醒面？置于壓面機(jī)輥壓成型？放入烤盤烘烤30 min？放置冷卻，包裝定型。

1.3.2 基本配方 以總質(zhì)量為100%計，其配方為：青稞粉35%、全麥粉12%，橄欖油15%，水20%，白砂糖6%，奶粉6%，雞蛋液5%，小蘇打1l+9ipRmOxs3V5bz53Z+vdg==%。

1.3.3 操作要點

1）混料調(diào)粉。將稱好的青稞粉、全麥粉、白砂糖、全脂奶粉、雞蛋液、小蘇打混合均勻，倒入橄欖油、水，和成表面均勻光滑的面團(tuán)，在室溫下密閉放置15 min。

2）輥壓成型。將混料置于壓面機(jī)中，經(jīng)輥壓成型，制得厚度為 6 mm的餅干，用餅干模具30 mm×50 mm壓印成型。

3）烘烤、冷卻。在烤盤上放入烤紙，將厚度、大小一致的餅干整齊擺放在烤盤上，放入烤箱進(jìn)行烘烤，溫度控制在上火130 ℃，下火130 ℃ ，時間為30 min［12］，取出冷卻至室溫，此步驟可以揮發(fā)掉多余的水分。

1.4 試驗設(shè)計

1.4.1 單因素試驗 根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，保持青稞餅干原基礎(chǔ)配方不變，分別研究青稞粉和全麥粉添加質(zhì)量比、橄欖油添加量、奶粉添加量、白砂糖添加量對青稞餅干感官品質(zhì)的影響。以總質(zhì)量為100%計，設(shè)置混合面粉（青稞粉與全麥粉）添加量為47%，混合面粉中青稞粉與全麥粉添加質(zhì)量比1∶1、2∶1、 3∶1、4∶1、5∶1五個水平，研究青稞粉和全麥粉添加質(zhì)量比對青稞餅干品質(zhì)的影響；設(shè)置橄欖油添加量10%、15%、20%、25%、30%五個水平，研究橄欖油添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響；設(shè)置白砂糖添加量1%、3%、5%、7%、9%五個水平，研究白砂糖添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響；設(shè)置奶粉添加量6%、8%、10%、12%、14%五個水平，研究奶粉添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響。

1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗 在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，選擇青稞粉和全麥粉添加質(zhì)量比、橄欖油添加量、白砂糖添加量、奶粉添加量為研究對象，以感官評價得分為響應(yīng)值，利用 Box-Behnkon 試驗設(shè)計，優(yōu)化最佳條件，響應(yīng)面試驗因素及水平如表1所示。

1.5 評價方法

1.5.1 青稞餅干的感官評價 隨機(jī)抽取10名經(jīng)過專業(yè)感官培訓(xùn)的人員，成立感qmKM2OqqFMPVpoKpHxGArQ==官評價小組，對青稞餅干色澤、香氣、組織狀態(tài)、滋味4個方面進(jìn)行感官評分并統(tǒng)計，感官評分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

1.5.2 青稞餅干理化指標(biāo)和微生物測定 參考國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)，對所制成的青稞餅干進(jìn)行過氧化值、酸價以及菌落總數(shù)等指標(biāo)檢測［11］。另外，對優(yōu)化配方后的青稞餅干和市售餅干的營養(yǎng)成分（粗纖維、脂肪、蛋白質(zhì)、淀粉）進(jìn)行測定，比較兩者間的營養(yǎng)成分差異。

1.5.3 青稞餅干電子舌味覺特征分析 試驗采用 SA-402B味覺分析系統(tǒng)，配備CAO、GL1、COO、CTO、AAE、AE1傳感器，通過模擬人類及其他生物活體的味覺感受機(jī)制［12］，檢測青稞餅干酸、甜、苦、咸、鮮、澀等味道。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有檢測組都進(jìn)行3次平行檢測，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用Excel 2021、Design Expert 8和Origin Pro 2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 青稞粉和全麥粉質(zhì)量比對青稞餅干品質(zhì)的影響 由圖1可知，隨著青稞粉占比的增加，青稞餅干感官評分先增加后下降，剪切力先降低后增加，青稞粉和全麥粉比例在3∶1時，青稞餅干的感官評分最高，剪切力最低，此時的面團(tuán)成型均勻光滑，餅干氣味具有協(xié)調(diào)的青稞谷物香氣，口感較好。青稞粉和全麥粉比例低于3∶1時，隨著青稞粉的減少，面團(tuán)成型較好，但青稞谷物香氣不協(xié)調(diào)、青稞谷物滋味不明顯。青稞粉和全麥粉比例高于3∶1時，隨著青稞粉添加量的增加，面團(tuán)更不容易成型，且餅干口感細(xì)膩度降低，粗糙感（渣感）越明顯，因此，在不影響突出餅干口感細(xì)膩及青稞谷物香氣協(xié)調(diào)的產(chǎn)品特性條件下，選擇青稞粉和全麥粉最佳添加比例為3∶1。

2.1.2 橄欖油添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響 由圖2可知，隨著橄欖油量的增加，青稞餅干感官評分先增加后下降，剪切力呈平穩(wěn)下降趨勢，橄欖油添加量在20%時，青稞餅干的感官評分最高，剪切力在低值，因為油的乳化和起酥作用，使得面粉和油脂得到充分搓擦，油脂的表面積擴(kuò)大了，使面粉粒外面均勻地包裹著油脂，面粉因為油脂的表面張力粘連成團(tuán)，制成的面團(tuán)比較松散，餅干口感酥脆。橄欖油的添加量小于20%時，隨著添加量的減少面團(tuán)疏松度降低，伴隨烘烤時水分的蒸發(fā)，餅干酥脆度明顯下降，硬度增加。橄欖油添加量大于20%時，隨著橄欖油添加量的增加面團(tuán)的疏松度逐漸增加，但餅干口感油膩程度也逐漸增強，感官評分較低，因此，選擇最佳橄欖油添加量為20%。

2.1.3 白砂糖添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響 由圖3可知，隨著白砂糖量的增加，青稞餅干感官評分先增加后下降，剪切力先降低后增加，白砂糖添加量在5%時，餅干甜度適中，甜而不膩，青稞餅干的感官評分最高，剪切力最低。當(dāng)白砂糖添加量低于5%時，餅干甜味寡淡，口感欠佳。當(dāng)白砂糖添加量高于5%時，餅干面團(tuán)發(fā)硬，不易成型，且烘烤后的餅干表面容易出現(xiàn)裂痕［13］，剪切力增加，餅干甜度高，口感甜膩不佳，因此選擇最佳白砂糖添加量為5%。

2.1.4 奶粉添加量對青稞餅干品質(zhì)的影響 由圖4可知，隨著奶粉量的增加，青稞餅干感官評分先增加后下降，剪切力先降低后增加。奶粉添加量在10%時，青稞餅干感官評分最高，剪切力最低，此時餅干口感酥脆，香而不膩。當(dāng)奶粉添加量低于10%時，餅干香氣寡淡，口感酥脆度下降。當(dāng)奶粉添加量高于10%后，面團(tuán)不易成型，逐漸發(fā)軟，烘烤后的餅干表面干裂且口感發(fā)硬，因此，選擇最佳奶粉添加量為10%。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果 運用 Design-Expert 8軟件對青稞餅干感官評分試驗結(jié)果進(jìn)行方差分析，如表3所示，得到二次多項式回歸方程：Y=96.92-1.76A - 2.32B + 1.56C + 0.25D - 2.53AB - 0.45AC - 1.30AD - 0.25BC + 0.32BD - 0.18CD - 3.00A2 - 7.09B2 - 6.13C2 - 2.36D2。

2.2.2 顯著性檢驗及方差分析 由表4回歸模型方差分析可以看出，模型的 P<0.000 1，表明模型極其顯著。失擬項不顯著（P=0.562 8>0.05），表明方程擬合程度好。決定系數(shù)R2=0.939 5，則說明實際值和預(yù)測值相關(guān)性較高。一次項A、B、C以及所有二次項表現(xiàn)為極顯著（P<0.01），交互項AB表現(xiàn)為差異顯著（P<0.05），其余均不顯著（P>0.05）［14，15］。由F值可知，4個因素對青稞餅干感官評分的影響順序為B>A>C>D，即橄欖油添加量>青稞粉與全麥粉質(zhì)量比>白砂糖添加量>奶粉添加量。

2.2.3 交互作用和等高線分析 以感官評分（Y）為指標(biāo)，對青稞粉與全麥粉質(zhì)量比（A）、橄欖油添加量（B）、白砂糖添加量（C）、奶粉添加量（D）4個因素進(jìn)行交互作用和等高線分析，結(jié)果如圖5至圖10所示。其中圖7和圖9表明奶粉添加量對青稞餅干感官評分的影響無明顯變化。

2.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果 通過 Design-Expert 8 軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化預(yù)測［16］，得到青稞餅干的最佳工藝配方為青稞粉與全麥粉質(zhì)量比2.72∶1、橄欖油添加量19.44%、白砂糖添加量5.28%、奶粉添加量10.23%。該工藝條件下青稞餅干的感官評分預(yù)測值為 97.42分。結(jié)合實際，選取青稞粉與全麥粉質(zhì)量比3∶1、橄欖油添加量20%、白砂糖添加量5%、奶粉添加量10%，測得餅干感官評分為 95.8分，與模型預(yù)測值較為接近，說明該模型可用于青稞餅干工藝優(yōu)化。

2.3 GtSvsvl6zfXBGF1w265VWAXxqedwINJQbr52lg6qplk=青稞餅干電子舌滋味特征分析

采用 SA-402B 味覺分析系統(tǒng)對青稞餅干和市售餅干進(jìn)行電子舌味覺特征分析［17，18］，其電子舌味覺值指標(biāo)如表5所示。本試驗參比溶液是KCl和酒石酸，酸味無味點為-13，咸味無味點為-6。由表5可知，青稞餅干和市售餅干酸味和咸味均在無味點以下，因此兩款餅干都無酸味和咸味的味覺特征。

圖11中坐標(biāo)軸代表味道強度值，該值是電子舌基于韋伯-費希鈉定律將呈味物質(zhì)20%的強度變化定義為一個味道單位［19，20］。由圖11可知，青稞餅干中的甜味值和鮮味值略大于市售餅干，而苦味則小于市售餅干，原因推測甜味值大是因為青稞餅干中添加的白砂糖和奶粉對甜味貢獻(xiàn)比較大，并且青稞餅干中的甜味掩蓋了相應(yīng)的苦味，導(dǎo)致市售餅干苦味略高。

2.4 青稞餅干成品的檢測結(jié)果與分析

青稞餅干的微生物和理化檢測結(jié)果見表6，通過最優(yōu)工藝配方制作的青稞餅干微生物和理化各項指標(biāo)結(jié)果均符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 青稞餅干的營養(yǎng)特性分析

對制成的青稞餅干進(jìn)行營養(yǎng)指標(biāo)檢測，結(jié)果如表7所示。青稞餅干較市售餅干淀粉含量和脂肪含量有明顯降低，且蛋白質(zhì)和粗纖維含量有明顯提高，因此青稞餅干更能滿足追求低糖低脂健康零食的消費者需求。

3 小結(jié)

通過單因素和響應(yīng)面優(yōu)化試驗，最終得出以青稞粉為主要原料，添加20%橄欖油、5%白砂糖、10%奶粉為青稞餅干最佳比例配方，該配方制作的餅干具有高蛋白、低脂肪、富含膳食纖維、營養(yǎng)豐富的優(yōu)點。餅干中青稞谷物香氣濃郁、口感酥脆，且微生物指標(biāo)以及各項理化指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，電子舌味覺特征中甜味突出，適合當(dāng)下低脂健康營養(yǎng)的餅干消費需求。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 陸 培，安明哲，李 茂，等.青稞營養(yǎng)成分研究進(jìn)展及其應(yīng)用現(xiàn)狀［J］.釀酒科技，2022（7）：110-116.

［2］ XIE X Q， ZHENG M， BAI Y N， et al. Effect of Lactiplantibacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae fermentation on the multi-scale structure and physicochemical properties of highland barley starch［J］. Food bioscience，2023，52：102419.

［3］ 普布多吉，孟勝亞，于翠翠，等.青稞蜂蜜餅干工藝優(yōu)化［J］.現(xiàn)代食品，2020（23）：103-106，114.

［4］ 劉慧琳，王玉珍，于新雨，等.青稞全谷及麩皮對餅干品質(zhì)的影響［J］.食品工業(yè)科技，2019，40（9）：62-67.

［5］ 劉靜宜，雷在更，韓 玲.青稞餅干配方加工工藝對其感官品質(zhì)影響因素分析［J］.食品安全導(dǎo)刊，2020（36）：151-152.

［6］ WANG C， TIAN X Y， ZHANG X Y， et al. Physicochemical characterizations， digestibility， and lipolysis inhibitory effects of highland barley resistant starches prepared by physical and enzymatic methods［J］. Molecules，2023，28（3）：1065.

［7］ 王 箏，李夢琴，林順順，等.鷹嘴豆全麥粉酥性餅干研制及品質(zhì)分析表征［J］.食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2022，13（10）：3352-3358.

［8］ 秦小轉(zhuǎn)，陳 欣.正交優(yōu)化藜麥餅干的工藝配方研究［J］.中州大學(xué)學(xué)報，2022，39（2）：125-128.

［9］ 王彥平，申 飛，李俊華，等.參薯藜麥酥性餅干工藝優(yōu)化及體外消化特性研究［J］.食品工業(yè)科技，2022，43（10）：174-179.

［10］ QIN X， WANG Z Y， GUO C R， et al. Fulvic acid degradation in Fenton-like system with bimetallic magnetic carbon aerogel Cu-Fe@CS as catalyst： Response surface optimization， kinetic and mechanism［J］. Journal of environmental management，2022，306：114500.

［11］ 劉紫韞，李喜宏，李文瀚，等.靈武長棗果粒對餅干烘焙品質(zhì)及質(zhì)構(gòu)特性的影響［J］.糧油食品科技，2018，26（6）：14-18.

［12］ FLISZáR-NYúL E， ZAUKUU J L Z， SZENTE L， et al. Impacts of β-cyclodextrin bead polymer （BBP） treatment on the quality of red and white wines： Color， polyphenol content， and electronic tongue analysis［J］. LWT—Food science and technology， 2023，176：114567.

［13］ 徐婧婷，臧思寧，張菀坤，等.以青稞糌粑為原料的華夫餅干加工關(guān)鍵工藝研究［J］.農(nóng)產(chǎn)品加工，2020（19）：38-43.

［14］ GARCIA-CASTELLO E M， MAYOR L， CALVO-RAMIREZ A， et al.Response surface optimization of inulin and polyphenol extraction from artichoke （Cynara scolymus （L.）） solid wastes［J］. Applied sciences，2022，12（16）：7957.

［15］ 杜若君，石召華，詹志來，等.響應(yīng)面法優(yōu)化金蓮花總酚酸的提取工藝及其美白活性研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2023，35（6）：915-924.

［16］ NANVAKENARI S， MOVAGHARNEJAD K， LATIFI A， et al. Multi-objective optimization of hybrid microwave-fluidized bed drying conditions of rice using response surface methodology［J］. Journal of stored products research，2022，97：101956.

［17］ 袁紅飛，鐘小清，唐勝春，等.基于電子舌和氣相色譜-離子遷移譜分析不同等級佛跳墻的風(fēng)味特征［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報，2021，40（9）：73-84.

［18］ ZHENG W B， SHI Y， YING Y X， et al. Olfactory-taste synesthesia model： An integrated method for flavor responses of electronic nose and electronic tongue［J］. Sensors and actuators： A. Physical， 2023，350：114134.

［19］ 鄧亞軍，劉登勇，郭 晨，等.紅燒肉咀嚼過程中咸味和鮮味的釋放規(guī)律［J］.食品科學(xué)，2017，38（18）：80-86.

［20］ 蘇智敏，黃小平，劉 飛，等.電子舌技術(shù)在食用鹽模糊感官評價中的應(yīng)用［J］.食品與機(jī)械，2020，36（8）：53-56.

收稿日期：2023-05-16

基金項目：青海省科技成果轉(zhuǎn)化專項項目（2022-SF-148）

作者簡介：曹文秀（1992-），女，青海西寧人，助理工程師，主要從事食品開發(fā)與質(zhì)量控制研究，（電話）18194559202（電子信箱）2411345625@qq.com；通信作者，張艷珍（1992-），女，青海西寧人，助理研究員，主要從事食品研發(fā)與檢測工作，（電話）15509716282（電子信箱）799308062@qq.com。

曹文秀，白家瑞，李光英，等. 青稞餅干工藝優(yōu)化及其品質(zhì)特性分析［J］. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2024，63（9）：173-179，184．