不同预处理对六种药食同源食材加工特性及其饼干品质影响研究

路晓,李文钊*,徐艳朋,李玉爽,王智珍,张亚旭,刘馨阳,阮美娟

(天津科技大学 食品科学与工程学院,天津,300457)

摘 要 以党参、山药、白扁豆、芡实、麦芽和莲子为原料,探究4种预处理方式(直接粉碎、炒制、蒸制和微波)对6种药食同源混合粉特性、面团特性及饼干品质的影响。结果表明,与对照组(直接粉碎)相比,3种处理对营养成分均有不同程度的破坏,3种处理的混合粉的黏度均提高,持水性与持油性得到改善;3种处理均能改善面团的黏弹性,炒制处理的改善效果最好;炒制处理会降低淀粉的短程有序结构;扫描电镜观察发现淀粉结构均被不同程度破坏,但炒制处理破坏程度最小;3种方式均能减弱食材特有的苦涩味,炒制处理的饼干感官评分最高。综上所述,炒制处理更适合该饼干的加工,制成的饼干有良好的外观以及令大众喜爱的口感。

关键词 预处理;药食同源;加工特性;饼干;品质

党参作为我国历史悠久且名贵的补益类药材,其功效接近于人参,具有补中益气、健脾益肺等功效[1]。其主要的化学成分为糖类、甾体类、萜类、生物碱类、酸类、黄酮类及各种氨基酸等[2]。党参中多糖含量高达10%~20%,是党参药材健脾益胃的有效活性物质[3]。由于党参口感甘甜,药性平和,主归于脾肺二经,所以对治疗脾肺气虚、气血不足、脾胃虚弱等症状大有功效[4]。麦芽气味俱薄,味甘性温平,归脾、胃经。麦芽的主要有效成分为麦黄酮、维生素、酚类、糖类和软磷脂等[5]。有研究表明,麦芽中的淀粉酶和麦芽纤维等主要成分可以助消化、调节肠道菌群[6-8]。麦芽味道清淡,适合加工烘焙产品。莲子含有丰富的淀粉、蛋白质、多糖、氨基酸和矿物质等,而且脂质含量比一般食品低,还有生物碱、黄酮类、多酚类和超氧化物歧化酶等功能活性成分,既能收涩止泻又能增加胃肠道的蠕动能力而促进排便[9-10]。芡实又称芡实米、鸡头米等,芡实味甘、涩,性平,具有抗氧化、清除自由基、降血糖、抑菌和防治胃黏膜损伤等药理活性[11]。山药分布广泛,主要营养成分为多糖、蛋白质、淀粉、氨基酸及各种金属元素。此外,还有皂苷、果胶、胆甾醇、尿囊素、胆碱和山药素等成分[12]。山药含有淀粉酶、多酚氧化酶,能够刺激胃肠内容物排空,因此有助于消化作用且具有补脾健胃的功效。山药块茎中含有的粗纤维可刺激胃肠运动,有助于消化[13]。白扁豆性微温,味甘;一般用于治疗脾虚腹泻、胸闷腹胀、食欲不振等症状[14]

饼干是老少皆宜的休闲食品,人们在追求饼干可口美味的同时也开始关注它们的营养成分。市场上饼干的成分多以小麦粉为主要原料,配以白砂糖、油脂等为辅料,无形中导致过多的能量摄入。随着市场多元化发展,功能性食品市场倍道而进,其中药食同源化的理念逐步深入且应用于食品领域,药食同源食物愈发受到了人们的追捧。药食同源的食材富含营养物质和活性成分,不仅可以提高营养及活性成分,还能赋予饼干独特的感官和风味特性。

本实验研发的饼干由党参、山药、白扁豆、芡实、麦芽和莲子6种补中益气、健脾暖胃的药食同源食品制成,旨在探究4种预处理方式(直接粉碎、炒制、蒸制和微波)对6种药食同源混合粉营养成分、加工特性和糊化特性的影响;其次,是对不同预处理的混合粉面团的研究,从流变、红外、微观结构来对比分析,最后是对不同处理方式的粉制成的饼干的特性加以分析,以期为药食同源食材的进一步研究开发提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

麦芽产自安徽、党参产自湖北、莲子产自江西、芡实产自江西、山药产自河南、白扁豆产自云南,国信大药房;黄油,新西兰恒天然集团;大米、大豆油,益海嘉里粮油工业有限公司;食盐,中盐长江盐化有限公司;木糖醇,山东福田科技集团有限公司;泡打粉,桂林可胜食品有限公司;葡萄糖标准品(纯度>99%)、苯酚,上海麦克林生化科技股份有限公司;浓硫酸,天津市大茂化学试剂厂;无水乙醇,天津百奥泰科技发展有限公司;试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

AISITE高速万能粉碎机,天津市泰斯特仪器有限公司;TA.XT.Plus质构仪,英国Stable Micro System公司;Scientz-10 N真空冷冻干燥机,宁波新芝生物科技股份有限公司;NR10QC精密色差仪,深圳市三恩驰科技有限公司;SOX406型脂肪测定仪、K9840自动凯氏定氮仪,济南海能仪器有限公司;TDZ5-WS台式离心机,湘仪离心机仪器有限公司;RVA-TecMaster快速黏度仪,瑞典波通公司;Tensor 27傅里叶变换红外光谱仪,德国布鲁克公司;JSM-IT300LV扫描电子显微镜,日本电子公司;FD-1A-50真空冷冻干燥机,北京博医康实验仪器有限公司;HAAKE MARS 60动态流变仪,德国热电公司;PEN-3型电子鼻,德国AIRSENCE公司。

1.3 实验方法

1.3.1 四种样品预处理方式

挑选外形完整、色泽均匀且无腐烂的6种原料,将其洗净,置于烘箱中在45 ℃的条件下热风干燥3 h。

a)直接粉碎预处理

于粉碎机中直接粉碎后用80目的网筛过筛,将6种直接粉碎粉按等比例混合,得备用粉。

b)炒制预处理[1]

将麦芽、莲子、白扁豆、芡实和山药于炒锅内分别以120 W功率下炒制25、10、20、25、10 min,并不断翻拌,使其受热均匀。炒制完成后,麦芽、莲子、白扁豆、芡实和山药均呈焦黄色。

先将大米置于炒锅中,炒至轻微冒烟,再将党参置于炒锅内以120 W功率下炒制10 min,此时党参断面有焦黄色且变软,放凉后变硬。

炒制完成的6种原料置于粉碎机中粉碎,再用80目的网筛过筛,按等比例混合,得备用粉。

c)蒸制预处理

将直接粉碎的混合粉置于沸水锅中蒸制30 min。

d)微波预处理

将直接粉碎的混合粉用蒸镏水调节含水量为12%,放入4 ℃冰箱中使水分均衡4 h,用微波炉进行微波处理,微波功率560 W,微波时间2 min,加水量的计算如公式(1)所示:

(1)

式中:X为加水量,g;W1为预调含水量,%;W0为初始含水量,%;m为物料的质量,g。

以上预处理后的混粉均置于4 ℃冰箱中密封保存。

1.3.2 不同预处理混粉营养成分含量的测定

a)不同预处理混粉基本成分的测定

水分含量测定;根据GB 5509.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》采用直接干燥法进行测定;蛋白质含量的测定;根据GB/T 24871—2010《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》采用凯氏定氮法进行测定;脂肪含量的测定;根据GB 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》采用索氏抽提法进行测定;淀粉含量的测定;根据GB 5009.9—2016《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》采用酸水解法进行测定。

b)不同预处理混粉多糖含量测定

根据SN/T 4260—2015《出口植物源食品中粗多糖的测定》采用苯酚-硫酸法测定。

1.3.3 不同预处理混粉的特性测定

a)持水性测定

参考陆林[15]的方法,称取3.0 g预处理后的混合粉(m1)置于50 mL离心管(m2)中,加入25 mL的去离子水涡旋,混匀后于室温下静置30 min,每隔5 min重新涡旋混匀,静置结束后于3 800 r/min下离心30 min并弃去上清液,于50 ℃条件下干燥离心管1 h以挥发管壁残余的水分,并称重记为m3,持水性的计算如公式(2)所示:

持水性

(2)

b)持油性测定

称取约2.5 g处理后的混合粉(m4)加入50 mL离心管(m5)中,随后加入30 mL花生油并涡旋混匀1 min 后于室温静置30 min,静置结束后于3 800 r/min离心30 min并弃上清液,将离心管反置30 min以去除残留的油脂,称重并记为m6,持油性的计算如公式(3)所示[15]:

持油性

(3)

1.3.4 不同预处理混粉糊化特性的测定

参照GB/T 24853—2010《小麦、黑麦及其粉类和淀粉糊化特性测定.快速黏度仪法》,准确称取(3.0±0.1) g预处理后的混合粉置于铝罐中,并加入(25.0±0.1) mL去离子水,将其搅拌均匀,使混粉与完全浸润于水中,将铝罐置于分析仪进行检测。实验参数设置如下:50 ℃下持续1 min,随后以5 ℃/min的速度迅速加热到95 ℃,并维持5 min,然后以5 ℃/min的速度降温到50 ℃后维持2 min,搅拌桨的速率从960 r/min降到160 r/min,等待样品测定结束[16]

1.3.5 不同预处理混粉面团及饼干的制作

饼干加工工艺流程为:

原、辅料预处理→面团的调制→辊轧→成型→摆盘→烘烤→冷却→包装→成品

工艺流程操作要点如下:

a)面团的调制:将预处理后的混合粉与食盐混合,置于和面机,将黄油与木糖醇混合后打发至羽毛状,将大豆油、水、泡打粉均按一定比例混合成光滑的面团;

b)辊压成型:将调制好的面团擀压排气,用擀面杖擀压成厚度为4 mm的饼皮,用圆形模具切割成形得到饼干胚,置于铺有硅油纸的烤盘中;

c)烘焙:烤箱提前上火190 ℃、下火170 ℃预热5 min,将饼干放入烘烤10 min,烤至饼干表面呈均匀棕黄色即可;

d)冷却:将烘烤成熟的饼干置于自然条件下降温至35~40 ℃后包装,得成品。

1.3.6 不同预处理对混粉面团流变特性的影响

制备好混合粉面团后,将其放到流变仪测试台上,在动态模式下进行应力扫描,确定线性黏弹区。随后采用35 mm的圆形平板检测探头,平板间距为1 mm,温度为25 ℃,频率为1.0 Hz。在确定了线性黏弹区以后,再进行频率扫描,研究不同预处理对混合粉面团动态流变学的影响,频率扫描范围为1~100 rad/s(0.1~10 Hz)[16]

1.3.7 不同预处理对混粉淀粉的红外光谱结构测定

将制备好的混粉面团经真空冷冻干燥后粉碎。称取1 mg样品,并与150 mg的溴化钾迅速研磨且混合均匀,压片,以空气作为参比的背景,扫描波段4 000~400 cm-1,扫描次数16,分辨率4 cm-1[16]

1.3.8 不同预处理对混粉面团微观结构的影响

对制备的不同预处理混粉面团进行真空冷冻干燥,将准备观察的样品切成易观察的小块状,挑选出较易观察的的样品平面,将样品粘贴于金属台上并喷金处理,随后放进扫描电子显微镜中,观察倍数设置为1 000倍。

1.3.9 不同预处理对混粉制成的饼干质构的影响

参考刘亚平[17]的方法并稍作修改,采用HDP/3PB探头,以测前(3 mm/s)、测中(1 mm/s)和测后速度(10 mm/s)、测试距离(8 mm)、触发力(5.0 g)为参数,对烘烤并冷却后的饼干进行测定,每组测定6次后取平均值。

1.3.10 挥发性风味物质电子鼻分析

将烘烤后的饼干压碎,称取饼干碎屑4.0 g置于30 mL顶空瓶中,在60 ℃的水浴锅中平衡30 min,使其挥发性风味物质充分分散。使用PEN3型电子鼻对样品进行分析,按照仪器说明进行操作,具体参数为:样品检测时间180 s,数据获得间隔1 s,清洗时间5 s,气体流速为400 mL/min。

1.3.11 饼干色差测定

采用色差仪对饼干进行测定。每组样品重复至少3次以上,结果取平均值。

1.3.12 饼干感官评价

选取10名经过培训及筛选的具有食品专业背景的研究生组成评价小组,分别对饼干的形态、色泽、滋味与口感、组织为指标进行感官评价,结果取10人评分的平均值。饼干感官评价标准如表1所示。

表1 饼干感官评价标准表
Table 1 Sensory evaluation criteria of biscuit

项目评分标准分数/分形态(20分)外形完整,厚薄均匀,不变形,不起泡,无裂痕16~20外形不完整,厚薄均匀,不变形,有小气泡,有轻微裂痕11~15外形不完整,厚薄不均匀,变形 0~10色泽(30分)色泽为棕黄色,颗粒分布均匀21~30色泽为浅褐色,有部分颗粒分布不均匀11~20色泽为深咖啡色或褐色,颗粒结块 0~10滋味与口感(30分)口感酥松,有该饼干特有的口味21~30有饼干特有香气,轻微苦、涩,轻微油腻,咸味或甜味失衡11~20苦味、涩味过浓重,余味苦,不酥松,油腻 0~10组织(20分)断面结构呈多孔状,细密,无大孔洞无明显杂质16~20孔洞不细密较均匀,有少许杂质11~15孔洞大而不均匀,有明显杂质 0~10

1.4 数据分析

采用Excel 2016进行数据处理,利用SPSS 16.0对数据进行显著性分析(P<0.05),图像采用Origin 2018绘制,电子鼻结果采用Winmuster绘制,混粉的淀粉短程有序变化使用OMNIC软件分析数据,进行傅里叶自去卷积处理。所得结果均采用3次重复试验的平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 不同预处理对混粉的营养成分的影响

由表2可知,与直接粉碎的混粉相比,炒制和微波处理的水分含量均显著减少,原因是在处理过程中水分蒸发,造成水分含量减少;蒸制处理导致水分吸附于粉中,造成混粉水分含量增加。与直接粉碎的混粉相比,炒制、蒸制和微波后的混粉理论上不会造成脂肪含量的下降,但可能是因为在混粉在预处理过程中,热处理会影响淀粉的结构,使淀粉链内和链间重排,脂肪与直链淀粉结合形成淀粉脂络合物,所以会使测得的提取率降低[18-19]。在热处理的过程中,淀粉受热后,直链淀粉和脂肪可能会结合形成复合物,导致炒制的处理检测到的淀粉含量降低,蒸制和微波处中更高的温度,使得这些复合物崩解,导致测得的淀粉含量升高。高温虽会导致蛋白变性,但混合粉中的粗蛋白含量未见显著变化。与直接粉碎的混合粉相比,其他3种处理方式使多糖的含量均有所降低,其中蒸制处理的较为显著,原因是3种方式虽均为热处理,但蒸制处理的湿热更易破坏多糖的稳定性[20]

表2 不同预处理混粉的营养成分含量
Table 2 Nutrient content of different pretreatment mixes

样品水分/%脂肪/%粗蛋白/%淀粉/%多糖/%直接粉碎11.36±0.00b1.64±0.00a14.40±0.00b48.15±0.00c5.80±0.14a炒制7.59±0.00c0.86±0.00c14.48±0.00a47.77±0.00d5.33±0.32a蒸制13.07±0.00a0.92±0.00c14.31±0.00b49.77±0.00a3.97±0.02b微波7.38±0.00c1.32±0.00b14.53±0.00a49.61±0.00b5.45±0.05a

注:表中同列不同字母(a~d)表示统计学显著性差异(P<0.05)(下同)。

2.2 不同预处理对混粉特性的影响

由表3可知,经过预处理后,炒制处理使混粉持水性升高,蒸制处理和微波处理与直接粉碎的混粉相比略有降低,这可能是由于蒸制和微波处理会导致细胞破裂或可溶性物质溶解,从而抑制与水的结合能力[21]。持水力是决定其工艺功能和营养效果的影响因素之一[22]。持水性是羟基与淀粉分子链共价结合后产生的结合水量大小的反映,较强的持水力能够降低食品中的水分活力,延缓水分蒸发从而延长食品的货架期[23]。高持水能力还可以释放直肠应激,排出有毒物质[24]。此外,热处理也会对混合粉的持油性产生一定的影响,其中蒸制处理显著提升了混合粉的持油性,炒制处理和微波处理降低了其持油性。持油性可以增强食品与脂肪的结合吸附能力及保留脂肪的能力,减少脂肪在食品加工中的损失,从而提高食品的口感及味道。同时,可降低饼干中的脂肪和热量,并改善饼干的口感[25]

表3 不同预处理对混粉的加工特性影响
Table 3 Influence of different pretreatment on processing characteristics of mixed powder

样品持水性/%持油性/%直接粉碎84.94±0.02b85.43±0.02b炒制 113.85±0.02a78.67±0.01c蒸制 83.66±0.01b108.60±0.02a微波 84.33±0.01b66.15±0.00d

2.3 不同预处理对混粉糊化特性的影响

由表4可以看出,与直接粉碎的混粉相比,炒制、蒸制和微波处理的混粉峰值黏度、最低黏度、最终黏度增加,3种不同预处理对混粉的糊化特性都有一定的影响。这可能是因为不同加工方式对混粉中多糖、蛋白质等大分子结构造成了不同程度的破坏,内部结构的变化导致混粉特性发生改变。糊化是指加热状态下淀粉链胶束崩解,水分子进入淀粉内部而形成的透明糊状胶体溶液。衰减值越低,面团热稳定性越好;回生值越高,越易老化[26]。原料粉糊化温度的提高表明热处理之后原料粉更不易糊化,峰值黏度是淀粉颗粒膨胀和破裂的平衡点,崩解值可以决定淀粉的热稳定性和抗剪切能力,回生值表示淀粉短时间内可以回生的趋势[27]。因此,炒制和蒸制均会加速混粉中淀粉的老化,对终产品的品质和货架期有一定的影响[28]。综上可知,预处理在一定程度上可以改变混合粉的糊化特性,进而对加工的产品品质造成一定的影响。

表4 不同预处理对混粉糊化特性的影响
Table 4 Effects of different pretreatments on the melting characteristics of mixed paste

样品最低黏度/cp峰值黏度/cp衰减值/cp最终黏度/cp回生值/cp糊化温度/℃糊化时间/min直接粉碎8.67±1.25c12.00±3.27c3.33±2.62c27.33±1.70c18.67±2.05c70.95±17.14d6.86±0.09b炒制 269.00±17.68a279.00±17.93a10.33±1.25b429.00±22.02a160.00±4.55a95.00±0.00a6.91±0.08a蒸制 154.33±8.73b179.33±8.73b25.00±0.00a279.67±12.36b125.33±4.19b91.25±0.00b7.00±0.00a微波 14.67±1.25c18.00±0.82c3.33±1.25c43.67±3.86c29.00±3.27c86.20±7.03c5.63±0.03c

2.4 不同预处理对混粉面团流变特性的影响

储能模量(G′)是指外力施加到物体后产生的形变程度,受力后的形变程度越小,则G′越大。损耗模量(G″)是外力施加到物体后会阻碍物体的流动性,G″越大,物体越不易流动[29]G′高于G″,这表明所测的面团样品属于黏弹性的软固体。炒制、蒸制和微波面团的G′和G″均高于直接粉碎的粉制成的面团,其中炒制粉制成的面团的G′达到了最大,可能是该处理方式改变了淀粉颗粒的组成比例,以致强化了面团的结构,使其面团具有较好的黏弹性,此时显现出有利于饼干制作的良好性能。具体见图1。

A-不同预处理对混粉面团弹性模量G′的影响;B-不同预处理对混粉面团黏性模量G″的影响

图1 不同预处理对混粉面团弹性模量G′及黏性模量G″的影响
Fig.1 Influence of different pretreatments on the elastic modulus G′ and viscous modulus G″ of mixed flour dough

2.5 不同预处理对混粉淀粉红外光谱结构测定结果的影响

如图2-A所示,4种预处理的各个吸收峰的位置无显著的变化,而且没有新的吸收峰产生。图2-B是去卷积图,淀粉在1 047 cm-1和1 022 cm-1处分别对淀粉分子有序结构和无定形结构敏感,因此可以利用(R1 047/1 022)用于对淀粉的短程有序结构进行表征[30]。不同预处理混粉淀粉的傅里叶红外光谱波段比值如表5所示,与其他处理的混粉相比,炒制处理混粉中淀粉的(R1 047/1 022)值降低,表明其降低了淀粉的短程有序结构,延缓了淀粉回生程度[31]。1 022 cm-1/995 cm-1的峰强度比值可利用测定淀粉结构中无定形及有序结构的相对含量[32]。与直接粉碎的混粉相比,3种处理的比值均增大,表明结晶结构受到了不同程度的破坏影响。

A-红外光谱;B-去卷积

图2 不同预处理对混粉的红外光谱和去卷积的影响
Fig.2 Influence of different pretreatments on infrared spectra and deconvolution of mixed powders

表5 不同预处理混粉淀粉的傅里叶红外光谱波段比值
Table 5 Fourier infrared spectral band ratio of different pretreatment mixed starch

样品1 047 cm-1/1 022 cm-11 022 cm-1/995 cm-1直接粉碎1.44±0.01c0.40±0.05d炒制 1.28±0.08d0.62±0.02a蒸制 1.62±0.04b0.48±0.06b微波 1.70±0.10a0.45±0.01c

2.6 不同预处理对混粉面团微观结构的影响

由图3可知,直接粉碎的混粉制成的面团中淀粉颗粒外形基本完整,常云彩等[33]研究表明山药淀粉、莲子淀粉、芡实淀粉呈棒形或扁平型。经过炒制、蒸制以及微波混合粉制成的面团淀粉颗粒均有不同程度的破坏,原因可能是随着处理的温度升高,淀粉颗粒遭到破坏从而发生糊化现象,有的淀粉颗粒表面出现粗糙及凹陷的状态,甚至呈现熔融的现象。

A-直接粉碎;B-炒制;C-蒸制;D-微波

图3 不同预处理对面团微观结构的影响
Fig.3 Effects of different pretreatments on dough microstructure

2.7 不同预处理混粉做成饼干的物理特性影响

由表6可以看出,炒制、蒸制及微波处理的混粉制成的饼干与直接粉碎的混粉制成的饼干的色度值基本一致,表明热处理不会对饼干的颜色造成很大的影响。炒制处理的饼干感官评分最高,其次是蒸制、微波,最后是直接粉碎的混粉制成的饼干。微波处理后制成的饼干硬度最大,炒制、蒸制和直接粉碎的制成的饼干硬度没有显著差异,直接粉碎的粉制成的饼干最脆,其次是炒制和微波制成的饼干,最后是蒸制处理的饼干。所以综合来看,炒制处理的饼干更酥脆,更受喜爱。总之,适当的处理有助于改善饼干的适口感。

表6 不同预处理混粉做成饼干的品质指标
Table 6 Quality index of biscuit made from different pretreatment mixed powder

样品感官评分/分色度值质构分析L∗a∗b∗硬度/g脆度/mm直接粉碎61.13±3.25a46.60±0.15a21.68±0.27b40.86±0.42b971.65±86.63c3.51±0.32a炒制 73.25±4.51a45.83±0.01a21.75±0.16b39.89±0.20b1 547.35±105.26b4.50±0.16ab蒸制 68.75±2.74b46.20±0.39c23.15±0.45b41.15±1.16a832.51±71.69c8.15±3.10b微波 64.50±4.31b44.94±0.44b24.12±0.61a39.80±1.51b1 936.53±189.83a4.45±0.14ab

2.8 不同预处理混粉做成饼干的风味特性影响

将样品在10个不同传感器下的响应强度峰值绘制成雷达图。如图4所示,直接粉碎、炒制、蒸制和微波后的混粉制成的样品整体出峰情况较为相似,响应值最大的传感器是W1W,其次为W2S、W5S传感器,其余7个传感器响应值均较小,通过从传感器信号响应的强弱可以初步判断样品间气味物质存在差异。其中直接粉碎混合粉制成的饼干在多个传感器峰面积明显变大,表明多种香气物质含量及其整体香气强度最高,与炒制、蒸制及微波处理后的混合粉制成的饼干相比存在差异性,同时也表明,3种处理方式均能减弱食材本身带有的中药味。

图4 电子鼻传感器响应值雷达图
Fig.4 Radar diagram of the response value of the electronic nose sensor

通过载荷分析(Loading),能够反映10个传感器对样品区分的强弱能力,传感器响应值距离原点越远,则代表对样品的风味物质的识别能力越强,反之越弱。由图5可以看到,传感器W1W在第一主成分中的贡献率是较大的,传感器W2S、W5S在第二主成分中的贡献率是较大的,其余7个传感器的响应值均较小,这与雷达图的结果显示一致,W1W、W2S、W5S是该样品风味物质的关键传感器。

图5 电子鼻传感器响应值载荷分析图
Fig.5 Loading analysis diagram of response value of electronic nose sensor

对4种样品进行主成分分析。由图6可以看出,第一主成分与第二主成分的贡献率分别为94.64%和5.08%,累计贡献率为99.73%,大于95%,说明该方法可以较好地代表不同处理方式做的饼干挥发性成分整体信息。各样品组之间均分散无交叉,说明各个样品组之间相互独立且能够通过电子鼻进行较好的区分,表明不同加工方式的混粉饼干的风味物质影响较大,可在不同程度上改变饼干的香气成分。

图6 电子鼻传感器响应值PCA分析图
Fig.6 PCA analysis of response value of electronic nose sensor

3 结论与讨论

本文对直接粉碎、炒制、蒸制和微波处理的6种药食同源混粉、混粉面团以及饼干品质进行探讨研究。结果表明,与直接粉碎的混粉相比,3种处理方式对营养成分及多糖含量有不同程度的破坏。与直接粉碎的混合粉相比,炒制处理使混粉持水性升高,蒸制和微波处理后混粉的持水性略有降低;但蒸制处理显著提升了混合粉的持油性,炒制处理和微波处理降低了其持油性。通过RVA及流变分析发现,3种处理均提高了混粉的黏度,进而改善了面团的黏弹性,其中炒制处理的改善效果最佳。电子鼻分析显示,3种处理能改善饼干的风味。通过扫描电镜发现3种方式对淀粉有破坏作用,但炒制对淀粉的破坏程度最小,而且炒制也降低了淀粉的短程有序结构,更适合该饼干的制作加工,最后考虑到消费者对饼干的总体接受度并综合以上研究,研究认为炒制是最佳的预处理方式。本研究不仅能为脾胃虚弱人群提供一种营养丰富、健康美味的功能性饼干,而且丰富了药食同源产品的多样性,为药食同源食材的进一步研究开发提供一定的参考。

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Effects of different pretreatment on processing characteristics and biscuit quality of six medicinal and edible homologous ingredients

LU Xiao, LI Wenzhao*, XU Yanpeng, LI Yushuang, WANG Zhizhen, ZHANG Yaxu, LIU Xinyang, RUAN Meijuan

(College of Food Science and Engineering, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin 300457, China)

ABSTRACT Using codonopsis, yam, white lentil, gorgon euryales, malt, and lotus seed as raw materials, the effects of four pretreatment methods (direct crushing, roasting, steaming, and microwave) on the characteristics of six kinds of medicinal and edible homology mixed powder, dough characteristics and cookie quality were investigated.Results showed that compared with the control group (direct crushing), the three treatments had different degrees of destruction of nutrients, and the three treatments of mixed powder viscosity, water and oil retention were improved.The three treatments could improve the viscoelasticity of dough, and the roasting treatment had the best improvement effect.Roasting treatment reduced the short-range ordered structure of starch.Scanning electron microscope showed that the starch structure was destroyed in different degrees, but the roasting treatment had the least degree of damage.The three methods can reduce the bitter taste of the ingredients, and the fried biscuits have the highest sensory score.To sum up, roasting is more suitable for the processing of the cookies, and the cookies made have a good appearance and taste popular with the public.

Key words pretreatment; homology of medicine and food; processing characteristics; biscuit; quality

第一作者:硕士研究生(李文钊教授为通信作者,E-mail:liwenzhao@tust.edu.cn)

基金项目:校企合作技术开发(1800140061)

收稿日期:2023-05-17,改回日期:2023-06-26

DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.036166

引用格式:路晓,李文钊,徐艳朋,等.不同预处理对六种药食同源食材加工特性及其饼干品质影响研究[J].食品与发酵工业,2024,50(12):258-265.LU Xiao,LI Wenzhao,XU Yanpeng, et al.Effects of different pretreatment on processing characteristics and biscuit quality of six medicinal and edible homologous ingredients[J].Food and Fermentation Industries,2024,50(12):258-265.