玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干配方优化研究

孙静阳 肖志刚 张一凡 杨佳臻 李圣贤 袁媛

摘要：将玉米皮膳食纤维改性制备成脂肪替代物添加到曲奇饼干中，替换其中部分黄油。通过单因素试验和Box-Behnken响应面法优化玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干配方。结果表明：最佳配方为黄油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，鸡蛋添加量36.14%。按照此配方制作的曲奇饼干感官品质良好且低脂肪低热量。

关键词：玉米皮膳食纤维;脂肪替代物;曲奇饼干

中图分类号：TS213.22    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2021）05-0036-04

玉米皮是玉米加工业副产物，其中富含可利用的膳食纤维源。玉米皮膳食纤维具有較强的持油、持水能力，可以螯合消化道中的胆固醇、重金属等有害物质，具有预防动脉硬化、调节糖尿病水平及预防肥胖病和胆结石等保健作用。曲奇饼干因口感酥香松脆深受人们喜爱，但其热量高，且内含油脂易氧化变质，不符合现代营养健康的消费理念。将玉米皮膳食纤维改性制备成一种碳水化合物基脂肪替代物，可以模拟脂肪的物理和感官性质，而热量相对较低。本课题以玉米皮膳食纤维脂肪替代物最大化地替代曲奇饼干中的黄油，研制一种低热量的曲奇饼干，既可以提供人体所需营养，又可以降低人体对高脂肪高热量的摄入。

1 材料与方法

1.1 试验材料

玉米皮膳食纤维脂肪替代物：自制;低筋面粉、牛奶、白糖、黄油、鸡蛋：市售。

1.2 仪器设备

HH-6型数显恒温水浴锅：金坛市朗博仪器制造有限公司;ESJ120-48型电子天平：沈阳龙腾电子有限公司;H1850型离心机：湖南湘仪实验室仪器开发有限公司;GFL-125型电热鼓风干燥箱：天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 曲奇饼干制作工艺流程 黄油+白糖+鸡蛋液+牛奶+低筋面粉+脂肪替代物→原辅料预处理→面团调制→辊压→成型→裱花→烘烤→冷却→成品。

1.3.2 曲奇饼干品质评价 由10位经过培训的食品类专业人员组成感官评价小组，对曲奇饼干的色泽、外观、组织结构、滋味和口感进行评价，标准见表1。综合每项评分的总和为最终得分。

1.3.3 单因素试验 固定添加低筋面粉40 g、牛奶10 g，分别改变黄油添加量（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%），鸡蛋液添加量（20%，25%，30%，35%，40%）4个因素制作曲奇饼干，以感官评分为指标，考察各因素对曲奇饼干品质的影响。

1.3.4 响应面试验 在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，以感官评价总分（Y）为响应值，选取 A（黄油添加量）、B（脂肪替代物添加量）、C（白糖添加量）、D（鸡蛋液添加量）4个因素，进行四因素三水平响应面优化试验（见表2），确定玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干最佳配方。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 黄油添加量对曲奇饼干品质的影响 不同黄油添加量下曲奇饼干的感官评分如图1所示。

由图1可以看出：黄油添加过多，曲奇饼干表面出油率高，有过焦过白现象，且表面有阴影;黄油添加过少，影响曲奇饼干的成型，且口感过干，香味不明显。当黄油添加量为55%时，曲奇饼干具有特有的香味，感官评分最高。

2.1.2 脂肪替代物添加量对曲奇饼干品质的影响 不同脂肪替代物添加量下曲奇饼干的感官评分如图2所示。

由图2可以看出：脂肪替代物添加过多，面团硬度较大，曲奇饼干口感过于粗糙，断面层次不清晰，影响成型和风味;脂肪替代物添加过少，曲奇饼干内部容易形成较大孔洞，口感过于酥软。当脂肪替代物添加量为25%时，曲奇饼干口感酥松香脆，感官评分最高。

2.1.3 白糖添加量对曲奇饼干品质的影响 不同白糖添加量下曲奇饼干的感官评分如图3所示。

由图3可以看出：白糖添加过多，曲奇饼干口感过于甜腻，表面易焦化;白糖添加过少，美拉德反应不足，曲奇饼干色泽差，口感硬，无特有的香味。当白糖添加量为25%时，曲奇饼干甜度适中，色泽较好，感官评分最高。

2.1.4 鸡蛋液添加量对曲奇饼干品质的影响 不同鸡蛋液添加量下曲奇饼干的感官评分如图4所示。

由图4可以看出：鸡蛋液添加过多，曲奇饼干的酥性、口感变差，影响成型，且有蛋腥味;鸡蛋液添加过少，曲奇饼干缺少特有的香味和色泽。当鸡蛋液添加量为35%时，曲奇饼干口感酥松香脆，色泽金黄，感官评分最高。

2.2 响应面试验结果

玉米皮膳食纤维曲奇饼干配方优化响应面试验结果见表3。

试验结果经Design-Expert 8.0.6进行多项式拟合，得二次多项式回归拟合方程：

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软件进行方差分析，结果见表4。

由表4可知：模型差异性高度显著（p<0.000 1），方程与实际情况拟合性较好，能够反映感官评价总分与各因素之间的关系。失拟项不显著，实测值与预测值之间无失拟存在，试验误差小且无其他显著性因素的影响。比较F值可以判断各因素对玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干感官评分的影响大小顺序为A>D>C>B，即黄油添加量>鸡蛋液添加量>白糖添加量>脂肪替代物添加量。

通過Design-Expert 8.0.6软件分析确定玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干的最佳配方为：黄油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，鸡蛋液添加量36.14%;此时模型预测玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干的感官评价总分为91.99分。考虑到生产实际所需，调整配方为：黄油添加量56%，脂肪替代物添加量24%，白糖添加量26%，鸡蛋液添加量36%。按照此工艺进行5次验证性试验，制成的曲奇饼干的感官评价总分与理论预测值较为接近，偏差为0.8%，说明模型的拟合程度较好，具有实用价值。

3 结论

利用玉米皮膳食纤维脂肪替代物替代传统曲奇中的部分黄油原料制作曲奇饼干，以感官评分为指标，通过单因素试验及响应面法优化得出玉米皮膳食纤维脂肪替代物曲奇饼干的最佳配方为：黄油添加量55.74%，脂肪替代物添加量24.37%，白糖添加量26.06%，鸡蛋添加量36.14%。添加脂肪替代物的曲奇饼干保留了传统曲奇原有的风味品质，并在脆性、热量及油脂含量方面均有所改善。

参考文献

[1] 苏博，杜菲凡，云丽，等.油菜花粉酥性饼干加工工艺研究[J].农产品加工，2020（16）：24-28，32.

[2] 王悦，王浩，田晶，等.玉米皮膳食纤维脂肪替代物制备工艺研究[J].农业科技与装备，2020（1）：45-47.

[3] 荆晓飞.玉米皮膳食纤维制备脂肪替代物的工艺研究[D].济南：齐鲁工业大学，2013.

[4] 许俊齐，曹正，谢春芹，等.模糊综合评判及响应面法优化黑皮鸡枞菌曲奇的加工工艺[J].现代食品科技，2019，35（12）：249-257.

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