核桃菊粉餅干的研制及質(zhì)構(gòu)特性評價

摘要：以低筋面粉、核桃粉、菊粉、黃油、木糖醇為主要原料，以產(chǎn)品的感官評價和質(zhì)構(gòu)特性為指標，采用單因素試驗、響應面試驗及方差分析，研制核桃菊粉餅干的配方。結(jié)果表明，核桃菊粉餅干最佳配方為核桃粉40.6%，黃油20.5%，菊粉8%，木糖醇20.4%，橘子汁8%。在此配方下，研制的餅干形態(tài)完整，色澤均勻，感官評分最佳為81.23分，硬度為8.943 N，脆度為8.436 N，咀嚼性為9.516 N。該核桃菊粉餅干甜度適中，香酥可口，具有核桃風味，不油膩，為核桃、菊粉的深加工利用提供理論參考。

關(guān)鍵詞：核桃；菊粉；餅干；響應面優(yōu)化；質(zhì)構(gòu)特性

中圖分類號：TS213.22" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2024）12-0151-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.12.028 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Development and texture property analysis of walnut inulin biscuits

HAN Xiao-jiang1，2， WANG Ming-yue1， GUO Yao-dong1，2，WANG Tao1

（1. College of Health Management， Shangluo University， Shangluo" 726000，Shaanxi， China；2. Shaanxi “Four Subjects and One Union”Qinling Health Food Ingredients and Walnut Industry Technology School-Enterprise Research Center， Shangluo" 726000， Shaanxi，China）

Abstract： Using low gluten flour， walnut powder， inulin， butter and xylitol as the main raw materials，the formula of walnut inulin biscuits was developed by single factor test， response surface test and variance analysis with sensory evaluation and texture property as indicators. The results showed that the best formula of walnut inulin biscuits was walnut powder of 40.6%， butter of 20.5%， inulin of 8%， xylitol of 20.4%， and orange juice of 8%. Under this formula， the developed biscuits had a complete form and uniform color， and the best sensory score was 81.23 points， with a hardness of 8.943 N， a brittleness of 8.436 N， and a chewability of 9.516 N. The walnut inulin biscuits were moderately sweet， crisp and delicious， with walnut flavor， not greasy， providing theoretical reference for further processing and utilization of walnut and inulin.

Key words： walnut； inulin； biscuits； response surface optimization； texture property

收稿日期：2023-09-11

基金項目：陜西省教育廳一般專項（22JK0362）；商洛學院科學研究計劃項目（21FK002）；國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目（202211396021）；陜西省重點研發(fā)計劃項目（2020NY-111）

作者簡介：韓曉江（1991-），男，河南安陽人，講師，碩士，主要從事健康食品制造與營養(yǎng)評價，（電話）18220572146（電子信箱）xjhan1016@163.com。

核桃又名胡桃，屬于“四大干果”之一，有“長壽果”“養(yǎng)生之寶”的美譽［1］。核桃富含蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、氨基酸及人體需要的鈣、鐵、鉀等微量元素［2］，具有益智健腦，延緩衰老等功效，對肥胖、腸癌、心血管疾病、糖尿病等現(xiàn)代富貴病的防治及輔助治療有一定意義［3，4］。張權(quán)等［5］以牛奶和核桃為主要原料，開發(fā)的核桃奶酪成型性良好、結(jié)構(gòu)緊密、質(zhì)地均勻，具有核桃和奶酪風味。夏禹承等［6］以紅仁核桃、紅棗、歐李為原料研制的復合果粉，其集粉率達59.50%，溶解度達51.3%，口感上佳，物理學特性優(yōu)良。劉璐萍等［7］通過響應面優(yōu)化研制得到的核桃燕麥棗糕，產(chǎn)品呈暗紅色，色澤均勻，口感松軟。左小慧等［8］以核桃、魔芋、土豆為主要原料，在核桃粉10%，魔芋粉12.50%，土豆粉4%條件下烘焙的核桃魔芋餅干形態(tài)完整、色澤均勻、口感酥松。

菊粉，又名菊糖，主要來源于菊科植物，是一種功能性多糖［9］。在口腔、胃、小腸中均不會發(fā)生消化分解，在結(jié)腸中被腸道有益微生物利用，具有降血脂、防便秘、促進礦物質(zhì)吸收、調(diào)節(jié)腸道益生菌、降血糖等功能［10，11］，常應用于面制品、乳制品、肉制品、飲料等食品中。徐培等［12］利用菊粉、雜糧預拌粉等為主要原料，研制開發(fā)了一款高纖維、低GI的雜糧軟歐面包。張燦等［13］通過均勻設計法研制的菊粉酥性餅干，該餅干體外消化率低于空白對照，能降低血糖指數(shù)。徐云鳳等［14］以菊粉、燕麥、木糖醇為原料通過正交優(yōu)化開發(fā)的燕麥菊粉發(fā)酵乳，產(chǎn)品的硬度、黏度、咀嚼度和持水力均高于空白對照，感官品質(zhì)較好。于晴等［15］將長鏈菊粉添加到冷凍熟面中，研究發(fā)現(xiàn)添加長鏈菊粉可以延緩凍藏過程中冷凍熟面的硬度、拉斷力、咀嚼性，導致拉伸距離下降。

本研究以低筋面粉、核桃粉、菊粉、黃油、木糖醇為主要原料，通過單因素試驗和響應面試驗，優(yōu)化產(chǎn)品配方，研制出一款營養(yǎng)豐富、香酥可口、甜度適宜，具有核桃風味的餅干，為核桃、菊粉的加工應用提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

核桃粉：商洛核桃粉；安佳黃油：新加坡商永紐股份有限公司臺灣分公司；百鉆低筋小麥粉：青島星華糧食食品有限公司；菊粉：陜西森弗天然制品有限公司；禾甘木糖醇：浙江華康貿(mào)易有限公司；橘子、雞蛋、小蘇打等采購于商洛華潤萬家超市。

1.2 儀器與設備

BM2-523H+1B+1B型電烤爐，新麥機械（中國）有限公司；TA/LKB型質(zhì)構(gòu)儀，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；JYZ-V5 PLUS型榨汁機，九陽股份有限公司；ST-400型電子秤，廣州儀器有限公司；HL-B10型攪拌機，東貝機電有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝操作流程 黃油軟化、打發(fā)→添加木糖醇、雞蛋液→混合攪拌→添加面粉、核桃粉、菊粉→調(diào)制面團→成型→烘烤→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點 原料預處理：將成熟的核桃剝殼，清水浸泡2 h，晾干烘箱120 ℃烤10 min，粉碎機粉碎，60目過篩；將新鮮的橘子進行剝皮、榨汁。

輔料預混、面團調(diào)制：黃油軟化，攪打至順滑；依次添加木糖醇、全蛋液，混合均勻；加入低筋面粉、核桃粉、菊粉以及橘子汁和小蘇打，攪拌均勻。

輥壓成型：將面團搟成5 mm厚的薄片，用模具壓成型。

烘烤：電烤箱預熱10 min；上火170 ℃，下火165 ℃，烘烤15 min。

冷卻、包裝：經(jīng)過烘烤的核桃餅干，為避免餅干開裂及外觀變形，室溫冷卻20 min，裝入食品袋抽真空密封于陰涼處貯藏。

1.4 單因素試驗

以低筋面粉質(zhì)量100 g為基準，基本配方為小蘇打添加量0.2%，雞蛋添加量20%，泡打粉1.0%，食鹽0.5%，考察單因素對餅干感官品質(zhì)的影響［16，17］。

1）核桃粉添加量對餅干品質(zhì)的影響。在木糖醇添加量20%，菊粉8%，黃油30%，橘子汁8%條件下，考察核桃粉添加量30%、35%、40%、45%和50%對餅干感官評價和質(zhì)構(gòu)的影響。

2）菊粉添加量對餅干品質(zhì)的影響。在核桃粉添加量40%，木糖醇20%，黃油30%，橘子汁8%條件下，考察菊粉添加量4%、6%、8%、10%和12%對餅干感官評價和質(zhì)構(gòu)的影響。

3）木糖醇添加量對餅干品質(zhì)的影響。在核桃粉添加量40%，菊粉8%，黃油30%，橘子汁8%條件下，考察木糖醇添加量10%、15%、20%、25%和30%對餅干感官評價和質(zhì)構(gòu)的影響。

4）黃油添加量對餅干品質(zhì)的影響。在核桃粉添加量40%，菊粉8%，木糖醇20%，橘子汁8%條件下，考察黃油添加量20%、25%、30%、35%和40%對餅干感官評價和質(zhì)構(gòu)的影響。

5）橘子汁添加量對餅干品質(zhì)的影響。在核桃粉添加量40%，菊粉8%，木糖醇20%，黃油30%條件下，考察橘子汁添加量4%、6%、8%、10%和12%對餅干感官評價和質(zhì)構(gòu)的影響。

1.5 響應面試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選擇核桃粉添加量（A）、木糖醇添加量（B）、黃油添加量（C）作為因素，感官評分作為指標。響應面優(yōu)化最佳配方，試驗因素和水平如表1所示。

表1 響應面試驗因素與水平

[水平 因素 核桃粉添加量（A）//% 木糖醇添加量（B）//% 黃油添加量（C）//% -1 35 15 25 0 40 20 30 1 45 25 35 ]

1.6 感官評價

挑選出15名食品衛(wèi)生與營養(yǎng)學老師和學生組成感官評定小組。采用綜合評分法對餅干的外形、色澤、香味和口感4個維度進行感官評定［18］，評分相加，并求出平均值。感官評分標準見表2。

1.7 質(zhì)構(gòu)特性

以硬度、脆度和咀嚼性為指標，對研制的餅干進行質(zhì)構(gòu)特性分析。采用TA-LKB探頭，測定參數(shù)：位移5 mm，預壓速率3.00 mm/s，下壓速率1.00 mm/s，壓后上行速率3.00 mm/s，觸發(fā)力值為0.049 N［19］。

1.8 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理、作圖；采用Design Expert 8.0.6軟件擬合二次多項回歸方程并進行方差分析、繪制響應面曲線。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 核桃粉添加量對餅干感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖1可知，隨著核桃粉添加量的增加，核桃餅干的感官評分呈先上升后下降的趨勢。核桃粉的加入，不僅可以改變餅干的風味，還可以改變餅干的形狀。當核桃粉添加量30%～35%時核桃餅干核桃風味偏低，顏色比較淡，食欲低。當核桃粉添加量40%時感官評分最高，核桃風味適中，餅干呈現(xiàn)金黃色且均勻。當核桃粉添加量50%時，口感很粗，核桃風味過重，顏色呈現(xiàn)黃褐色，影響了餅干的美觀度，降低了消費者的食欲。

由圖2可知，隨著核桃粉添加量增大，其硬度呈上升趨勢，可能由于核桃粉添加量增多，面團中蛋白質(zhì)的含量相應增加，調(diào)制面團過程中，增多的蛋白質(zhì)就會形成較大的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣就會逐步提高餅干的硬度。當核桃粉的添加量超過35%時，餅干的脆度開始呈下降趨勢。然而，當核桃粉添加量升高，核桃餅干的硬度和咀嚼性也會不斷提高，主要是因為添加核桃粉會使面粉吸水能力增強，增加了水分的含量，也會導致淀粉的糊化程度更高，焙烤后餅干會變得更加硬。

2.1.2 菊粉添加量對餅干感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖3可知，隨著菊粉添加量的增加，感官評分先升高后降低。添加量4%時，餅干結(jié)構(gòu)相對比較松散，評分較低；添加量4%～8%時，產(chǎn)品的酥脆性增加，感官評分升高；添加量8%時，品質(zhì)最佳，餅干表面光滑，口感疏松，產(chǎn)品斷面結(jié)構(gòu)均勻；添加量8%～12%時，產(chǎn)品具有明顯的甜度，一定程度掩蓋了核桃香味和餅干香味，評分較低。

菊粉相對分子質(zhì)量小，吸濕性好，菊粉吸水膨脹形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由圖4可知，菊粉添加量增多，稀釋面團中的蛋白質(zhì)，可能破壞了原有面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，導致餅干脆度降低。隨著菊粉添加量增多，餅干硬度下降，添加量達8%時，硬度下降趨于較平緩，可能由于菊粉的加入，餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得疏松，硬度下降。菊粉的添加，咀嚼性降低，餅干越容易嚼碎。

2.1.3 木糖醇添加量對餅干感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響 木糖醇添加量的多少不僅影響餅干的口感，還會影響餅干的形態(tài)。由圖5可知，當不斷地增加木糖醇的添加量時，核桃餅干的感官評分先上升后下降。在10%的木糖醇添加量下，餅干甜度偏低，影響了核桃餅干的風味；在木糖醇添加量為20%時，餅干的感官評分最高，外觀、口感和味道均表現(xiàn)出色；當木糖醇添加量為25%時，感官評分開始下降；當木糖醇添加量30%時，餅干的色澤、口感、風味、質(zhì)地均有所下降，可能是由于在焙烤期間，木糖醇的添加量過多，產(chǎn)生美拉德反應所致。

由圖6可知，隨著木糖醇的加入，核桃餅干的硬度呈遞增趨勢，可能是由于木糖醇的起泡能力相比于白砂糖較差，隨著木糖醇添加量的增加，使面團表面疏水性減弱，造成面團結(jié)構(gòu)更加緊實［20，21］。餅干的脆度隨木糖醇添加量的增加而增加，這可能與木糖醇的焦糖化反應有關(guān)。餅干的咀嚼性隨木糖醇添加量增加呈上升趨勢。當木糖醇添加量在15%～25%范圍內(nèi)時，餅干具有適宜的硬度、脆度及咀嚼性，感官評價效果也最佳。

2.1.4 黃油添加量對餅干感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響 由圖7可知，當餅干中的黃油添加量在20%～40%時，核桃餅干的感官評分先上升后下降，變化比較明顯。在添加30%黃油的情況下，核桃餅干在外觀、口感和風味等方面表現(xiàn)卓越，感官評分最高。當黃油添加量小于30%時，核桃餅干面團較硬，不容易擠壓成型，黃油的奶香味較淡，口味偏硬，感官評分較低。當餅干中的黃油添加量高于30%時，產(chǎn)品較油膩，掩蓋核桃的香味，餅干過于酥脆，感官評分偏低。

由圖8可知，黃油添加量的升高，造成了餅干的抗干裂能力變得很差，容易出現(xiàn)松散、開裂等情況，核桃菊粉餅干的硬度、咀嚼性會降低，脆度升高。當黃油添加量為25%時，餅干的硬度、脆度、咀嚼性相對適中。當黃油添加量從20%增至40%時，餅干的硬度、咀嚼性均呈下降趨勢，但脆度仍在緩慢上升。添加黃油可以在淀粉顆粒和蛋白質(zhì)表面形成一層薄膜，從而抑制面筋蛋白質(zhì)的吸水作用，產(chǎn)生的油膜包含疏水基團，阻止水分子的滲透，進而阻止面筋網(wǎng)絡的形成，減緩面團中水分的流失，提高面團的可塑性［22，23］。

2.1.5 橘子汁添加量對餅干感官及質(zhì)構(gòu)特性的影響 添加橘子汁，可降低產(chǎn)品的油膩性。由圖9可知，隨著橘子汁添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。當橘子汁添加量為8%時，餅干的感官評分最高，且餅干的外觀色澤最佳。使用橘子汁進行面團調(diào)制，不僅可以改變核桃餅干的顏色，而且橘子的清新酸甜可以一定程度沖淡黃油的膩味，增加食用者食欲。

添加橘子汁主要是為了降低產(chǎn)品的油膩性，調(diào)制面團時添加的水和橘子汁總占比不變。由圖10可知，產(chǎn)品硬度和咀嚼性整體平緩，咀嚼性有所升高，可能是橘子汁中含有的維生素C改善了面團的物理特性，增加其韌性，降低了黏性。產(chǎn)品脆度有所升高，橘子汁含有的檸檬酸等酸性物質(zhì)，和蘇打粉混合后而起反應，釋放二氧化碳氣體，使產(chǎn)品變得疏松，導致脆度增加。

2.1.6 單因素對感官品質(zhì)的影響 根據(jù)單因素分析，確定各因素的最佳添加量，為進一步優(yōu)化工藝配方，同時簡化試驗次數(shù)，通過均方差分析［24］，計算公式如下，考察單因素對餅干的感官影響，結(jié)果見表3。由表3可知，菊粉和橘子汁的添加量對產(chǎn)品感官的影響較小。為了簡化響應面試驗的優(yōu)化次數(shù)，選擇核桃粉添加量、黃油添加量、木糖醇添加量作為優(yōu)化因素，以確定產(chǎn)品的最優(yōu)配方。

[σ=i=1n（Ci-C）2n]" " " " （1）

式中，σ為均方差；C為各因素感官得分的平均值；Ci 為各單因素感官評分值；n為每組試驗次數(shù)。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗結(jié)果 在單因素基礎(chǔ)上，選擇核桃粉添加量（A）、木糖醇添加量（B）和黃油添加量（C）作為考察因素，以感官評分Y為響應值。選擇Box-Behnken中心組進行三因素三水平的響應面試驗。響應面試驗方案及結(jié)果見表4，方差分析結(jié)果見表5。

利用Design Expert 8.0.6軟件對表4中的試驗數(shù)據(jù)進行回歸擬合。得到二次多項回歸方程：Y=80.49 + 0.685 0A-0.437 5B+0.652 5C-0.535AB-0.135 0AC-0.630 0BC-2.74A2-3.10B2-3.64C2

從表5方差分析可看出，F(xiàn)為67.94，Plt;0.000 1，該模型整體表現(xiàn)極顯著，適用于核桃菊粉餅干配方的優(yōu)化，且失擬項Pgt;0.05，表現(xiàn)不顯著，說明此模型擬合效果較好，能通過擬合方程預測得到核桃餅干的最佳配方。

相關(guān)系數(shù)顯示，決定系數(shù)R2=0.988 7，調(diào)整系數(shù)R2adj=0.974 1，可知此模型中的97.41%核桃餅干的感官評分變化來自于核桃粉添加量、木糖醇添加量、黃油添加量。顯著性分析表明，一次項A、C，二次項A2、B2、C2表現(xiàn)出極顯著性，一次項B、交互項BC表現(xiàn)出顯著性。根據(jù)F值大小，影響核桃餅干感官主效應順序為核桃粉添加量（A）gt;黃油添加量（C）gt;木糖醇添加量（B）。

2.2.2 響應面結(jié)果分析 等高線和3D響應面曲線可表明單個因素變量的試驗水平與響應值之間的關(guān)系，以及兩個單因素變量間的交互作用。響應結(jié)果如圖11至圖13所示。

從圖11至圖13可以看出，核桃粉添加量與黃油添加量、核桃粉添加量與木糖醇添加量的相互作用的等高線近似為圓形，且相互作用不明顯，對感官影響較小。根據(jù)等高線的集中程度表明，相對于添加黃油、木糖醇，適量添加核桃粉對核桃餅干口感和味道影響更大。黃油添加量與木糖醇添加量的相互作用的等高線接近為橢圓，交互作用顯著，對感官評分影響較大。

響應面分析表明，核桃餅干的最佳配方為核桃粉添加量40.578 %，黃油添加量20.467 %，木糖醇添加量20.384%，感官評分預測值為80.578分。考慮到試驗的可操作性，將預測配方值進行調(diào)整，即核桃粉添加量為40.6%，黃油添加量為20.5%，木糖醇添加量為20.4%，并進行試驗，得到餅干感官評分為81.23分，與預測值接近，表明優(yōu)化模型良好。

對優(yōu)化后的餅干進行3次質(zhì)構(gòu)特性分析，硬度為8.943 N，脆度為8.436 N，咀嚼性為9.516 N，以上質(zhì)構(gòu)結(jié)果對應的感官評分最高，接受度較高，餅干成品如圖14所示。

3 小結(jié)

通過對核桃粉、菊粉、黃油等單因素試驗，響應面優(yōu)化試驗確定最佳配方。最佳配方為核桃粉40.6%，黃油20.5%，菊粉8%，木糖醇20.4%，橘子汁8%，在此條件下烘焙的餅干顏色呈現(xiàn)金黃，表面光滑，口感酥脆，不油膩，富有核桃香味。

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