复合代糖饼干的加工工艺研究

黄永莹，高 慧，李国坤，韦艳祝，余嘉莲，董嘉华，陈骁熠

（广州医科大学公共卫生学院，广东 广州 511436）

代糖是一种低热量的甜味剂，具有甜度高、热量低和安全性高等特性。复合代糖是由2 种及2 种以上的天然或化学甜味剂组成的复合甜味剂，使用由赤藓糖醇、菊粉、甜菊糖苷和罗汉果甜苷复配形成的复合代糖。赤藓糖醇是自然界中广泛存在的天然活性物质，也是食品甜味剂，具有易结晶、易溶于水、低吸湿性、热量低、甜味纯正等特点，还具有抗氧化性[1]。菊粉是一种天然的膳食纤维，能改善肠道微生态，促进矿物质在机体内的吸收和预防慢性病等[2]。甜菊糖苷的甜度是蔗糖的200～300 倍，且其在水中溶解性好，性质稳定，能预防高血压、糖尿病、肥胖、龋齿等[3-4]。罗汉果甜苷具有多种生理活性，如降血糖、抗氧化、保肝、降脂减肥等。朱晓韵等人[5]采用大鼠为试验对象，发现罗汉果甜苷能够降低肥胖大鼠的体重、体内脂肪和血脂水平。复合代糖可以综合各甜味剂的优点[6]，是更安全健康、营养价值更高、成本更低、更便捷的甜味剂[7]，能够广泛应用于饮料类、乳制品类、保健食品类和低脂低热类食物。

饼干是一种以面粉作为主要原料的焙烤食品，其通常具有高糖、高碳水化合物的特点。据研究结果可知，24 种市售饼干的能量营养素参考值（NRV）都超过20%，属于高能量密度的食品，即小体积的饼干含的能量很高[8]。普通饼干的营养素密度低而能量密度高，这并不符合营养健康的原则，且高热量食品摄入过多，会增加超重肥胖和“三高”的发生风险[9]。

从“功能化”角度入手，将复合代糖加入饼干中，赋予传统饼干独特的新风味，增强饼干的营养价值，适用于对需要减重和严格控制血糖但有甜食需求的人群，且符合未来饼干的发展趋势。复合代糖饼干能丰富人们的口味，满足现在人们对代糖食品的需求，并给功能食品公司带来利益。

1 材料与方法

1.1 试验材料

复合代糖，广州莱品健康科技有限公司提供（产品标准号：GB 26687，生产许可证编号：SC 1244419014023）；总抗氧化能力 （T-AOC） 测试盒、氮自由基清除能力测试试剂盒，南京建成生物工程研究所提供。

1.2 仪器与设备

PT2531 型烤箱，广东美的厨房电器制造有限公司产品；Rapid TA+型质构仪，上海腾拔仪器科技有限公司产品；MULTISKAN GO 全自动酶标仪，赛默飞世尔科技公司产品；纯水机，重庆隆暾科技有限公司产品；XR 205SM-DR 型分析天平，普利赛斯科学仪器有限公司产品；JM-A12001 型电子天平，余姚纪铭称重校验设备有限公司产品；JIDI-20D 型台式多用途高速离心机，广州吉迪仪器有限公司产品；DK-8D 型电热恒温水槽，上海一恒科技有限公司产品。

1.3 工艺流程

取荞麦粉、绿豆粉、山药粉、复合代糖→混匀→加入全蛋液、水→搅拌均匀→加黄油→搅拌均匀→揉成面团→成型→摆盘→烘焙（140 ℃，20 min） →出炉冷却→成品。

1.4 操作要点

1.4.1 原料预处理

将荞麦粉、绿豆粉和山药粉用80 目过筛，使其更细腻。将黄油隔水加热，使其软化。

1.4.2 面团调制

将荞麦粉、绿豆粉、山药粉、复合代糖与全蛋液、水、黄油等混合并调至均匀，在常温条件下揉成面团。面团应达到细腻、软硬和延展性适中且不粘手的程度。

1.4.3 冷藏

将面团放在4 ℃冰箱里冷藏30 min，使其柔软光滑和更易定型。

1.4.4 碾压

将调制好的面团向四周碾压成厚薄1.6～2.0 mm，厚度适中、形态平整、表面光滑的面片，为成型做好准备。

1.4.5 成型

用饼干模具将上述碾压好的面片压制成圆形，并保证感官评定所需要的饼干数量。

1.4.6 摆盘

将已经压制好的复合代糖饼干坯均匀整齐地摆放在烤盘中，复合代糖饼干坯之间要保持适当的间距。

1.4.7 烘焙

将摆好复合代糖饼干的烤盘放入烤箱中，调节到上下火温度均为140 ℃，烤制20 min，直至饼干烤至灰褐色。

1.4.8 冷却

从烤箱中拿出的复合代糖饼干温度很高，需要进行冷却处理，使产品形状完整且口感酥松，入口感觉适宜。

1.5 试验设计

1.5.1 复合代糖饼干单因素试验

复合代糖饼干的单因素水平设计见表1。

表1 复合代糖饼干的单因素水平设计/g

1.5.2 正交试验

以感官评价得分为质量指标，基于单因素试验结果，固定黄油添加量、山药粉添加量，分别选取荞麦粉添加量、绿豆粉添加量、复合代糖添加量，设计三因素三水平正交试验，优化制作工艺。

复合代糖饼干正交试验因素与水平设计见表2。

表2 复合代糖饼干正交试验因素与水平设计/g

1.5.3 产品相关指标检验

（1） 质构检测。质构的检测是利用质构仪检测其硬度、弹性、内聚性和咀嚼性。将样品放在平台上进行试验，并设置如下试验参数：P50 型探头，测试前速率1.00 mm/s，测试后速率0.50 mm/s，测试速率0.50 mm/s，压缩程度90%，数据采集速率200 p/s。

（2） 过氧化值检测。过氧化值的检测是参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》第一法检测饼干中油脂的过氧化值，即滴定法，确定复合代糖饼干是否符合国家标准GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》中过氧化值指标。

（3） 微生物学检验。微生物学检验是按照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》、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》 第二法大肠菌群平板计数法、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》第一法霉菌和酵母平板计数法检测复合代糖饼干，确定复合代糖饼干的菌落总数、大肠菌群数、霉菌数是否符合国家标准GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》。

（4） 抗氧化活性测定。样品前处理：将样品磨成粉末，用70%的甲醇浸泡，放置70 ℃的恒温水浴锅提取2 h，然后以转速4 000 r/min 离心10 min，收集上清液，得到样品溶液。

①ABTS+清除能力测定。根据总抗氧化能力（T-AOC） 测试盒测定饼干中的抗氧化性，其原理为ABTS 在适当的氧化剂作用下氧化成红色的ABTS+，在抗氧化物存在时ABTS+的产生会被抑制，在波长734 nm 或405 nm 处测定ABTS+的吸光度，即可测定并计算出样品的总抗氧化能力。

总抗氧化能力（T-AOC） 测试盒操作见表3。

表3 总抗氧化能力（T-AOC） 测试盒操作

室温反应6 min，波长734 nm，样品做3 个平行孔，酶标仪读取各孔OD 值。

标准品Trolox 溶液用蒸馏水稀释成0.1，0.2，0.4，0.8，1.0 mM浓度来制作标准曲线。

②DPPH 清除自由基能力测定。DPPH 即1,1 -二苯基- 2 - 苦基肼基自由基，DPPH 自由基有单电子，在波长517 nm 处有一强吸收，其醇溶液呈紫色的特性，当有自由基清除剂存在时，由于与其单电子配对而使其吸收逐渐消失，呈现的颜色越浅。

DPPH 自由基清除能力试剂盒操作见表4。

表4 DPPH 自由基清除能力试剂盒操作

将样品混匀，在室温25 ℃下避光静置30 min，以转速4 000 r/min 离心5 min，在波长517 nm 处测定OD 值。

1.6 感官评价测定

根据样品的色泽、外形、组织结构、口感风味进行综合评分，以反映样品的质量；总分为100 分，20 人进行评分。

感官评价见表5。

表5 感官评价

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 荞麦粉用量对复合代糖饼干感官的影响

在绿豆粉5 g，山药粉5 g，全蛋液10 g，水10 g，复合代糖10 g，黄油12 g 的条件下，加入不同质量的荞麦粉，对制得的饼干成品进行感官评价。

荞麦粉用量感官评分结果见表6。

表6 荞麦粉用量感官评分结果

以荞麦粉用量为横坐标，感官评分为纵坐标，绘制折线图。

荞麦粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响见图1。

由图1 可知，在色泽指标上，色泽的分数呈现先升后降的趋势，且荞麦粉用量为30 g时为最佳。在外形指标上，其分数呈现先升后降再升的趋势，且荞麦粉用量为30 g 和45 g 时为最佳。在组织结构指标上，组织的分数也呈现先升后降再升，总体上升的趋势，且荞麦粉用量为45 g 时感官评分最高。在口感风味指标上，口感的分数呈现先降后平再升，总体也是上升的趋势，并在荞麦粉用量为45 g 时达到最佳。在总分上，可以从折线图明显看出总体呈现上升趋势。

图1 荞麦粉用量对复合代糖饼干感官的影响

综上所述，荞麦粉用量为30，40，45 g 时，复合代糖饼干口感较好。

2.1.2 山药粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响

在荞麦粉35 g，绿豆粉5 g，全蛋液10 g，水10 g，复合代糖10 g，黄油12 g 的条件下，加入不同质量的山药粉，对制得的饼干成品进行感官评分。

山药粉用量感官评分结果见表7。

表7 山药粉用量感官评分结果

以山药粉用量水平为横坐标，感官评分为纵坐标，绘制折线图。

山药粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响见图2。

图2 山药粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响

由图2 可知，在色泽指标上，色泽的分数呈现先升后降再升的趋势，且山药粉用量为14 g 时为最佳。在外形指标上，其分数无明显变化趋势，但在山药用量为11 g 时为最佳。在组织结构指标上，组织的分数也无明显变化趋势，山药粉用量为11 g 时感官评分最高。在口感风味指标上，口感的分数也无明显变化趋势，并在山药粉用量为5 g 时达到最佳。在总分上，可以从折线图明显看出得分以平均分为基线，上下波动，无明显变化趋势。

综上所述，山药粉用量对复合代糖饼干的感官评分影响不大。

2.1.3 绿豆粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响

在荞麦粉35 g，山药粉5 g，全蛋液10 g，水10 g，复合代糖10 g，黄油12 g 的条件下，加入不同质量的绿豆粉，对制得的饼干成品进行感官评分。

绿豆粉用量感官评分结果见表8。

表8 绿豆粉用量感官评分结果

以绿豆粉用量水平为横坐标，感官评分为纵坐标，绘制折线图。

绿豆粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响见图3。

图3 绿豆粉用量对复合代糖饼干感官评分的影响

由图3 可知，在色泽指标和外形指标上，色泽的分数呈现先升后降再升再降，总体呈下降的趋势，均在绿豆粉用量为5 g 时为最佳。在组织结构指标和口感风味指标上，感官评分也呈现先降后升再降，总体呈下降的趋势，均在绿豆粉用量为2 g 时感官评分最高。在总分上，可以从折线图明显看出总体呈现下降趋势。

综上所述，绿豆粉用量为2，5，11 g 时，复合代糖饼干口感较好。

2.1.4 复合代糖用量对复合代糖饼干感官评分的影响

在荞麦粉35 g，绿豆粉5 g，山药粉5 g，全蛋液10 g，水10 g，黄油12 g 的条件下，加入不同质量的复合代糖，对制得的饼干成品进行感官评分。

复合代糖用量感官评分结果见表9。

表9 复合代糖用量感官评分结果

以复合代糖用量水平为横坐标，感官评分为纵坐标，绘制折线图。

复合代糖用量对复合代糖饼干感官评分的影响见图4。

图4 复合代糖用量对复合代糖饼干感官评分的影响

由图4 可知，在色泽指标和外形指标、组织结构指标上，其分数均呈现先升后降再升的趋势，且均在复合代糖用量为16 g 时为最佳。在口感风味指标上，口感的分数呈现先升后平再升，总体也呈上升的趋势，并在复合代糖用量为16 g 时达到最佳。在总分上，可以从折线图明显看出总体呈现上升趋势。

综上所述，荞麦粉用量为16 g 时，复合代糖饼干口感较好。

2.1.5 黄油用量对复合代糖饼干感官评分的影响

在荞麦粉35 g，绿豆粉5 g，山药粉5 g，全蛋液10 g，水10 g，复合代糖10 g 的条件下，加入不同质量水平的黄油，对制得的饼干成品进行感官评价。

黄油用量感官评分结果见表10。

表10 黄油用量感官评分结果

以黄油用量水平为横坐标，感官评分为纵坐标，绘制折线图。

黄油用量对复合代糖饼干感官评分的影响见图5。

图5 黄油用量对复合代糖饼干感官评分的影响

由图5 可知，在色泽指标和外形指标上，其分数无明显变化趋势，但在黄油用量为7 g 时为最佳。在组织结构指标上，组织的分数也无明显变化趋势，黄油用量16 g 时感官评分最高。在口感风味指标上，口感的分数也无明显趋势，在黄油用量为13 g 时达到最佳。在总分上，可以从折线图明显看出得分以平均分为基线，上下波动，无明显变化趋势。

综上所述，黄油用量对复合代糖饼干的感官评分影响不大。

2.2 正交试验结果

根据单因素试验结果，参考单因素试验三因素的最优水平，以感官评分为指标，选取荞麦粉用量（A）、绿豆粉用量（B）、复合代糖用量（C） 3 个因素及各自的3 个水平，开展L9（34）正交试验。

复合代糖饼干正交试验结果与分析见表11。

表11 复合代糖饼干正交试验结果与分析

由表11 可知，将感官评分作为指标进行评分后，据极差分析结果可知各因素对复合代糖饼干感官品质的影响。荞麦粉添加量、绿豆粉添加量、复合代糖添加量3 个因素中，对复合代糖饼干感官品质影响由大到小排序为荞麦粉添加量＞复合代糖添加量＞绿豆粉添加量。通过分析值可得出，复合代糖饼干的最佳配方组合为A1B1C3，即荞麦粉用量30 g，复合代糖用量16 g，绿豆粉用量2 g，最后得到的饼干表面是较均匀的灰褐色，边缘齐整，薄厚均一，组织较细腻，容易折断，具有较浓郁的荞麦风味，甜味适中纯正，没有异味，没有回苦，说明配方合理。

2.3 产品相关指标检验

2.3.1 质构检测

由最佳配方烘焙而成的复合代糖饼干，用Rapid TA+质构仪测得数据，从数据中分析可知，硬度和脆度较小，硬度大口感会更好；咀嚼性小于1 000，饼干口感较好；内聚性小于10，也表明饼干的口感较佳。

复合代糖饼干质构结果见表12。

表12 复合代糖饼干质构结果

2.3.2 过氧化值检测

根据 GB 7100—2015 中相关要求，参照 GB 5009.227—2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》的相关规定，测定饼干中油脂的过氧化值，检验成品的品质，饼干中的油脂过氧化值指标符合要求。

过氧化值指标结果见表13。

表13 过氧化值指标结果

2.3.3 微生物学检验

根据 GB 7100—2015 中相关要求，参照 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》、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》、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》的相关规定，测定饼干中菌落总数、大肠菌群、霉菌，检验成品的品质，可知微生物指标均符合要求。

微生物指标结果见表14。

表14 微生物指标结果

2.4 抗氧化活性测定

2.4.1 ABTS+清除能力测定

将Trolox 标准溶液配成不同浓度的标准品溶液，并在样品相同条件下反应并测得其吸光度值，据标准品浓度及吸光度值，可绘制标准曲线图。

ABTS+清除能力标准曲线见图6。

图6 ABTS+清除能力标准曲线

标准曲线的R2为0.997 3，标准曲线可靠。根据标准曲线及样品的吸光度，抗氧化活性用Trolox 的摩尔浓度表示。

ABTS+清除能力测定结果见表15。

表15 ABTS+清除能力测定结果

样品前处理过程中，称取样品1.002 3 g，加入20 mL 的70%甲醇，再根据所得数据结果，可以明显得出复合代糖饼干成品的抗氧化性较强，1 g 的样品与13.03 mM Trolox 的清除能力相等。

2.4.2 DPPH 自由基清除率测定

样品前处理过程中，称取样品1.002 3 g，对照管的OD 值为0.067，空白管的OD 值为0.050，得出样品的DPPH 自由基清除率为84.69%。

DPPH 自由基清除率测定结果见表16。

表16 DPPH 自由基清除率测定结果

3 结论

通过单因素试验和正交试验确定复合代糖饼干的最佳配方为荞麦粉用量30 g，复合代糖用量16 g，绿豆粉用量2 g，山药粉用量5 g，黄油用量12 g，全蛋液用量10 g，水用量10 g，烘烤温度140 ℃，烘烤时间20 min。成品饼干表面是较均匀的灰褐色，边缘齐整，薄厚均一，组织较细腻，容易折断，甜味适中纯正，没有异味，没有回苦；相关指标检测结果符合饼干国家标准。通过ABTS+清除能力测定试验，成品饼干具有较强的抗氧化性，1 g 的样品与13.03 mmol/L Trolox 的清除能力相等，样品的DPPH自由基清除率为84.69%。