白灵菇(Pleurotus nebrodensis)又称天山白灵芝[1]、阿魏菇、翅鲍菇等,是侧耳菌属的一种药食同源食用菌[2]。白灵菇在许多国家广泛分布和栽培,含有丰富的碳水化合物、蛋白质、膳食纤维和维生素[3-4]。此外,白灵菇中的多糖更是具有抗氧化[5]、抗疲劳[6-10]、抗肿瘤[11]、抗辐射、人体免疫调节[12-15]等多种生理功能,还可以有效地预防骨质疏松、高血脂[16]等。
目前,有关白灵菇的研究主要集中于育种和栽培、功能产品的生产加工、鲜白灵菇采购贮藏与保鲜、白灵菇多糖等多种活性物质的提取等[17],而将白灵菇加入烘焙产品中的深加工尚未见报道。白灵菇富含膳食纤维和必需氨基酸,饼干中加入白灵菇可以弥补传统饼干营养不全面的弊端[18]。因此,开发功能性白灵菇无糖营养饼干(酥性饼干)符合现代人对高蛋白、低脂肪、高膳食纤维的健康饮食模式的要求。本试验在酥性饼干的基础上,将白灵菇粉添加到低筋面粉中,并以木糖醇取代蔗糖,通过单因素试验和正交试验确定白灵菇无糖营养饼干的最佳工艺配方,并通过体外模拟消化试验测定饼干淀粉水解指数(hydrolysis index,HI)和预估血糖生成指数(estimated glycemic index,EGI),评估其体外消化特性,以期为功能性饼干的研制提供参考。
低筋小麦粉:黑龙江新良粮油集团有限公司;白灵菇干制品:福建武夷山夷达菇业有限公司;木糖醇:济南圣泉集团股份有限公司;复合双效泡打粉:安琪酵母股份有限公司;食用盐、鲜鸡蛋:市售;安佳黄油:新西兰恒天然集团;乙醚、异丙醇、冰乙酸、氢氧化钠、碘化钾、硫代硫酸钠、可溶性淀粉、平板计数琼脂培养基:国药集团化学试剂有限公司。以上化学试剂均为分析纯。
SM2-523H型电烤炉:新麦机械(无锡)有限公司;L18-YJ08静音真空破壁机:杭州九阳生活电器有限公司;TMS-Pro质构仪:美国FTC公司;BSA224S电子天平:德国赛多利斯有限公司;T960Basic电位滴定仪:济南海能仪器股份有限公司;RE-3000A旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器厂;BPH-9272恒温培养箱:上海一恒科技有限公司。
1.3.1 工艺流程
白灵菇预处理→原辅料称重→面团调配→擀制→成型→烤制→冷却→成品。
1.3.2 基本配方
白灵菇无糖营养饼干基本配方以混合粉(低筋粉+白灵菇粉=100%)计,低筋粉90%、白灵菇粉10%、木糖醇20%、油脂35%、食盐0.3%、泡打粉3%、全蛋液6%、水12%。
1.3.3 操作要点
1.3.3.1 白灵菇预处理
将白灵菇干制品放置于60℃恒温干燥箱中烘干至恒重,用破壁机将其磨成粉,过60目筛,密封备用。
1.3.3.2 面团调制
面团调制时需要注意各种原料的加入顺序。首先将木糖醇溶于纯净水中,加入油脂、鸡蛋液混合均匀,粉类过筛加入混合液中搅拌均匀。将混合好的面团进行揉搓至面团光滑、白灵菇粉混合均匀、无结块。将面团用保鲜膜覆盖,室温下松弛15 min。
1.3.3.3 辊轧、成型、装盘
将调制好的面团擀压成面片,且面片的厚薄要均匀、质地要细腻。用切面刀将面片周边进行修割,并将面片进行切割,使饼干片的大小为3 cm×5 cm。将已成型的饼干整齐均匀地放置于烤盘中。
1.3.3.4 烘焙、冷却
烤盘放于烤箱中,170℃~180℃烘焙10 min,调整烤盘方向再烘焙3 min左右,直到饼干表面出现焦黄色。取出自然冷却得到成品。
1.3.4 单因素试验设计
在确定基本配方的条件下,以低筋小麦粉和白灵菇粉总量(100%)为基准,考察白灵菇粉添加量(0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%)、木糖醇添加量(15%、20%、25%、30%、35%)、食盐添加量(0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%)、油脂添加量(20%、25%、30%、35%、40%)、泡打粉添加量(1%、2%、3%、4%、5%)对白灵菇无糖营养饼干感官品质的影响。
1.3.5 正交试验设计
在单因素试验的基础上,对数据进行分析并设计L9(34)正交试验,因素水平见表1。
表1 正交试验因素水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal test
水平 A白灵菇粉添加量/%D油脂添加量/%1 6 20 0.3 25 2 8 25 0.4 30 3 10 30 0.5 35 B木糖醇添加量/%C食盐添加量/%
1.3.6 白灵菇无糖饼干品质分析
1.3.6.1 感官评价
由20名经过专门训练的感官鉴定人员,根据饼干的形态、色泽、滋味和口感、组织状态,采用感官评定的方式对其进行评定。评分标准依据QB/T 20980—2007《饼干》,具体见表2。
表2 饼干感官评分标准
Table 2 Standard for organoleptic evaluation of biscuits
项目 评分标准 得分形态 外形完整,花纹清晰,厚薄基本均匀,不收缩,不变形,不起泡,无较大或较多的凹底16~20外形较完整、厚薄不太均匀,有少量变形,起泡或凹底 9~15变形严重,厚薄不均匀,有大量起泡或凹底 0~8色泽 呈棕黄色或金黄色,色泽均匀,表面有光泽,无过焦、过白现象16~20棕黄色或棕色不明显,色泽较均匀,少量过焦、过白现象 9~15色泽与棕黄色或棕色差别很大,大量过焦、过白 0~8滋味 具有淡淡白灵菇香味,无异味;口感酥松,不粘牙 16~20与口感 无白灵菇香味,有异味;口感较软,较粘牙 9~15无白灵菇香味,有很大异味;口感绵软,很粘牙 0~8组织 断面结构呈多孔状,细密,无大孔洞 16~20状态 断面结构呈孔状,较细密,有个别大孔洞 9~15断面结构不呈孔状,粗糙,大空洞多 0~8杂质 无油污、无异物 16~20有较少油污,有较少不可食异物 9~15有大量油污和大量不可食异物 0~8
1.3.6.2 饼干质构测定
以三点弯曲试验为基础,利用质构仪对白灵菇的剪切力进行测试。将回程距离设定在30 mm,利用单刀探头对饼干进行挤压,直至折断成两段,然后对每组试样进行6次测量,并求其平均剪切力。
1.3.6.3 理化指标及微生物指标测定
选择感官评分最佳的白灵菇无糖营养饼干进行理化指标以及微生物指标的测定[19]。酸价(以脂肪计)的检测按照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》进行;过氧化值(以脂肪计)的检测按照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》进行;菌落总数的检测按照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行;大肠菌群的检测按照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》的规定选用平板计数法进行;霉菌的检测按照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》进行;致病菌的检测按照GB 29921—2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》中熟制粮食制品(含焙烤类)的规定进行。
1.3.6.4 饼干体外消化特性测定
采用体外模拟消化试验,测定白灵菇无糖营养饼干及不添加白灵菇的无糖饼干(对照)在30、60、90、120、150、180 min的淀粉水解率,计算饼干的淀粉水解指数(HI)和预估血糖生成指数(EGI),并对其体外消化特性进行分析[20]。
除特别注明外,各处理组均进行3次测定,其结果用平均值±标准差来表示。采用SPSS22.0软件进行数据处理,采用Origin 8.6软件进行绘图。
2.1.1 白灵菇粉添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
白灵菇粉添加量对白灵菇无糖营养饼干感官评分和质构特性(剪切力)的影响见图1。
图1 白灵菇粉添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
Fig.1 Quality of biscuits prepared with different amount of the powder of dried fruit bodies of Pleurotus nebrodensis
由图1可知,随着白灵菇粉添加量的增加,白灵菇无糖营养饼干的感官评分呈现先增大后减小的趋势,而剪切力则随白灵菇粉添加量增加呈现出相反的趋势。白灵菇粉的添加虽然可以使白灵菇无糖营养饼干香味增加、口感得到提升,但过量添加会使饼干发苦,从而影响白灵菇无糖营养饼干的风味和口感;同时,白灵菇粉添加量过高会影响面团的形成时间、稳定时间等流变学特性,从而改变饼干的气孔大小、厚度等组织结构,使饼干硬度升高。因此,选择白灵菇粉添加量6%、8%、10%进行后续试验。
2.1.2 木糖醇添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
木糖醇添加量对白灵菇无糖营养饼干感官评分和质构特性(剪切力)的影响见图2。
图2 木糖醇添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
Fig.2 Quality of biscuits prepared with different amount of xylitol
由图2可知,白灵菇无糖营养饼干感官评分随着木糖醇添加量的增加呈现先升高后降低的趋势,而剪切力则呈现持续升高的趋势。当木糖醇的添加量达到25%时,感官评分达到最高值86.1。木糖醇的添加可以使白灵菇无糖营养饼干甜味增加、适口性得到提升,但是添加量过大时,白灵菇无糖营养饼干太过甜腻,从而影响白灵菇无糖营养饼干的风味和口感;同时,木糖醇溶于水时会吸热,添加量越大整个面团的面温越低,从而影响面团的流变学特性和组织结构。因此,选择木糖醇添加量20%、25%、30%进行后续试验。
2.1.3 食盐添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
食盐添加量对白灵菇无糖营养饼干感官评分和质构特性(剪切力)的影响见图3。
图3 食盐添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
Fig.3 Quality of biscuits prepared with different amount of salt
由图3可知,当食盐的添加量达到0.4%时,感官评分达到最高值87.9,当食盐的添加量在0.2%~0.4%时,白灵菇无糖营养饼干的感官评分会随着食盐添加量的上升而升高;当食盐添加量高于0.4%时,其感官评分呈递减趋势,而白灵菇无糖营养饼干的剪切力先降低后升高。其主要原因可能是由于在饼干中加入了大量的食盐,饼干甜、咸口味太过冲突,从而影响其味道和口感;食盐添加量过高时会使面团的弹性过高,从而影响饼干的组织结构,使饼干剪切力升高。因此,选择食盐添加量0.3%、0.4%、0.5%进行后续试验。
2.1.4 油脂添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
油脂添加量对白灵菇无糖营养饼干感官评分和质构特性(剪切力)的影响见图4。
图4 油脂添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
Fig.4 Quality of biscuits prepared with different amount of oil
由图4可知,白灵菇无糖营养饼干的感官评分随着油脂添加量的增加呈现先增加后降低趋势,而剪切力则呈现相反趋势。当油脂的添加量达到30%时,感官评分达到最高值83.2,剪切力最低。酥性饼干调制面团时间较短,油脂的加入会增加饼干的松脆度,增加面团的可塑性。如果油脂添加量过少,则不能满足酥性饼干的要求,使饼干硬度增加,适口性变差;如果油脂添加量过多,则会阻碍面团中面筋网络的形成,且造成走油现象,使饼干品质变劣,操作也困难,导致饼干的自然破裂率增大,对白灵菇无糖营养饼干的风味和口感产生影响。因此,选择油脂添加量25%、30%、35%进行后续试验。
2.1.5 泡打粉添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
泡打粉添加量对白灵菇无糖营养饼干感官评分和质构特性(剪切力)的影响见图5。
图5 泡打粉添加量对白灵菇无糖营养饼干品质的影响
Fig.5 Quality of biscuits prepared with different amount of baking powder
由图5可知,当泡打粉的添加量达到3%时,感官评分达到最高值86.4,此时剪切力最低。当泡打粉的添加量过低时,饼干烤制过程中会收缩并且饼干的酥松性较差,会影响白灵菇无糖营养饼干的风味和口感。而泡打粉的添加量过高时,饼干过于蓬松且易碎裂,从而影响白灵菇无糖营养饼干的组织形态和口感。因此,选择泡打粉添加量3%进行后续试验。
白灵菇无糖营养饼干正交试验结果如表3所示。
表3 白灵菇无糖营养饼干正交试验结果
Table 3 Results of orthogonal tests of the biscuits
试验编号 A B C D 感官评分1 1 1 1 1 70.3 2 1 2 2 2 80.5 3 1 3 3 3 79.6 4 2 1 2 3 75.4 5 2 2 3 1 84.6 6 2 3 1 2 83.5 7 3 1 3 2 88.7 8 3 2 1 3 84.1 9 3 3 2 1 78.8 k1 76.8 78.1 79.3 77.9 k2 81.2 83.1 78.2 84.2 k3 83.9 80.6 84.3 79.7 R 7.1 4.9 6.1 6.3
通过对表3的数据进行分析,得出不同的影响因素对白灵菇无糖营养饼干感官评分的影响依次为白灵菇粉添加量>油脂添加量>食盐添加量>木糖醇添加量。其中,最佳工艺配方为A3B2C3D2,即白灵菇粉添加量10%、木糖醇添加量25%、食盐添加量0.5%、油脂添加量30%。
对工艺组合A3B2C3D2和A3B1C3D2进行验证试验,重复3次,得到的白灵菇无糖营养饼干感官评分分别为89.6和88.6,最大剪切力分别为4.16 N和4.42 N。验证试验结果显示,A3B2C3D2为最优配方,所得饼干形状完整、呈棕黄色、口感酥松且口味香甜而不腻。
在最优条件下制得的白灵菇无糖营养饼干的理化指标及微生物指标结果见表4。
表4 理化指标和微生物指标
Table 4 Physical and chemical indexes and microbial indexes
致病菌/(CFU/g)标准值 ≤5 ≤0.25 ≤104 ≤10 ≤50 沙门氏菌:0金黄色葡萄球菌≤100测定值 0.85 0.021 ≤100 未检出 未检出 未检出项目 酸价/(mg/g)过氧化值/(g/100 g)菌落总数/(CFU/g)大肠菌群/(CFU/g)霉菌/(CFU/g)
从图4可以看出,采用优化配方生产的白灵菇无糖营养饼干,其理化、微生物等各项指标都达到了国家食品安全标准的要求。
白灵菇无糖营养饼干和对照饼干淀粉水解率见图6,水解指数和血糖指数见表5。
图6 白灵菇无糖营养饼干和对照饼干淀粉水解率
Fig.6 Hydrolysis rate of starch in the developed biscuits and control biscuits
表5 白灵菇无糖营养饼干水解指数和血糖指数
Table 5 Hydrolysis index and glycemic index of the biscuits
样品 HI90 EGI对照组饼干 100.00 100.00白灵菇无糖营养饼干 62.43 73.98
从图6可以看出,白灵菇无糖营养饼干和对照组饼干在体外模拟消化时,其淀粉水解率在前30 min内增长迅速,而在30 min后上升速率逐渐降低。白灵菇无糖营养饼干的淀粉水解率在120 min~180 min期间趋于平稳,在180 min时,其淀粉水解率为60.1%;而对照组饼干在180 min时,淀粉水解率达到79.2%。可能因为加入的白灵菇中含有大量的膳食纤维,在其表面形成短暂性的网状结构,从而阻碍淀粉晶体与淀粉酶发生反应,使其水解率下降[20]。
由表5可知,白灵菇无糖营养饼干的EGI为73.98,EGI较低主要归因于白灵菇中含有大量的膳食纤维,可以延缓淀粉的水解。结果表明,饼干中加入适量的白灵菇粉,可以有效降低饼干的消化速率。
采用单因素试验和正交试验优化,得出白灵菇无糖营养饼干的最佳工艺配方:白灵菇粉添加量10%、木糖醇添加量25%、食盐添加量0.5%、油脂添加量30%、泡打粉添加量3%。此条件下制得的饼干白灵菇风味尚佳、口感酥脆,预估血糖生成指数较低,通过理化和微生物指标检测分析,各项指标都符合国家标准的要求。该研究对进一步开发和利用功能性白灵菇无糖营养饼干具有重要意义。
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