新型花生沙配方優(yōu)化研究

　　摘 要： 通過模糊數(shù)學(xué)感官評價法， 結(jié)合單因素試驗和正交試驗對新型高營養(yǎng)花生沙的配方進行優(yōu)化，并對優(yōu)化配方后花生沙的營養(yǎng)品質(zhì) (蛋白質(zhì)、 脂肪含量及淀粉的消化性) 進行評價。結(jié)果表明： 花生沙最佳配方為以花生質(zhì)量為基準(zhǔn) (100% )、 低溫花生粕粉添加量 10% 、 木糖醇添加量 15% 、 面粉添加量 18% 、 菊粉添加量 8% ， 以該配方制備的花生沙口感細膩綿軟、 色澤均勻、風(fēng)味較佳， 有良好的感官品質(zhì)， 且蛋白含量顯著增加 (P < 0. 05)、 脂肪含量顯著降低 (P < 0. 05)、 淀粉消化速率相對較慢， 更符合當(dāng)代人的健康飲食需求。

　　本文源自中國食物與營養(yǎng) 發(fā)表時間：2021-03-18《中國食物與營養(yǎng)》(月刊)創(chuàng)刊于1995年，是由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院;國家食物與營養(yǎng)咨詢委員會主辦的刊物。《中國食物與營養(yǎng)》本刊立足于農(nóng)業(yè)、食物與營養(yǎng)領(lǐng)域的結(jié)合，宣傳報道國務(wù)院頒布的有關(guān)食物與營養(yǎng)的相關(guān)政策和辦法的貫徹實施情況;指導(dǎo)各地調(diào)整食物結(jié)構(gòu)，改善膳食構(gòu)成，引導(dǎo)居民合理消費;促進我國食物生產(chǎn)、食品加工、流通、食物營養(yǎng)方面的科研學(xué)術(shù)交流;傳播食物與營養(yǎng)科學(xué)、技術(shù)、知識;致力于促進我國食品工業(yè)的發(fā)展，傳播中華民族飲食文化之精粹，普及營養(yǎng)知識，倡導(dǎo)安全健康消費意識;溝通國內(nèi)外信息，加強國際合作交流。有關(guān)管理、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、食品、貿(mào)易等部門的領(lǐng)導(dǎo)、科研人員、企業(yè)家以及渴望健康的廣大居民。

　　關(guān)鍵詞： 花生沙; 配方優(yōu)化; 模糊數(shù)學(xué)感官評價; 營養(yǎng)評價

　　我國花生以油用為主， 每年約有 50% 的花生用于榨油，僅 30% 左右用于食品加工， 且產(chǎn)品形式較為單一，同質(zhì)化嚴重[1]。而在美國， 花生僅有 15% 用于榨油，60% 以上均用于各類花生休閑食品的加工[2]。 我國花生加工業(yè)潛力巨大， 亟需開發(fā)新的加工利用途徑。 花生粕是花生經(jīng)壓榨取油后的主要副產(chǎn)物， 冷榨工藝得到的花生粕蛋白變性程度低，有淡花生香味， 營養(yǎng)物質(zhì)豐富，抗?fàn)I養(yǎng)因子低， 蛋白含量在 47% ～ 56% 之間， 是一種優(yōu)質(zhì)的食用蛋白， 深加工空間較大[3?4]。 我國每年約有數(shù)百萬噸的花生粕產(chǎn)生[5]， 但由于利用方式有限， 目前主要用于動物飼料及非食品工業(yè)[6?7]。 菊粉是一種主要來源于菊科植物的水溶性膳食纖維，具有熱量低、 降血脂、 增強機體免疫力、 預(yù)防肥胖、 降低機體餐后血糖水平、 調(diào)節(jié)腸道微生物菌群等功能[8?12]， 被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)。沙蓉類產(chǎn)品作為一類具有悠久歷史的傳統(tǒng)風(fēng)味食品， 傳統(tǒng)沙蓉類產(chǎn)品多采用紅小豆、 綠豆、 蓮子等淀粉含量高的原料制作而成， 鮮見以油料作物花生為原料制備的沙蓉類產(chǎn)品。本研究采用花生開發(fā)新型花生沙產(chǎn)品， 并添加低溫花生粕、 木糖醇和菊粉提高其營養(yǎng)價值和附加值， 結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價法， 通過單因素和正交試驗優(yōu)化花生沙的配方，并對優(yōu)化配方后花生沙的營養(yǎng)品質(zhì) (蛋白質(zhì)、 脂肪含量及淀粉的消化性) 進行評價，旨在開拓傳統(tǒng)沙蓉類產(chǎn)品的原料來源、 豐富花生產(chǎn)品的形式及增加花生和低溫花生粕的利用途徑。

　　1 材料與方法

　　1. 1 主要材料與試劑

　　花生米 (豫花 37 號)， 河南秋樂種業(yè)科技股份有限公司; 低溫花生粕， 正陽新地食品工業(yè)有限公司; 小麥粉， 益海嘉里有限責(zé)任公司; 木糖醇， 河南萬邦實業(yè)有限公司; 菊粉 (聚合度小于 10， 純度 95. 3% ， 低聚糖含量 51. 2% )， 中食月太健康科技有限公司; 其他試劑均為分析純。

　　1. 2 主要儀器與設(shè)備

　　全自動凱氏定氮儀 (K1100)， 濟南奧卓生物科技有限公司; 消化爐 (KDN?08)， 杭州托普儀器有限公司; 電子天平 (AL204)， 梅特勒?托利多儀器 (上海)有限公司; 氨基酸自動分析儀 (L?8900)， 日本 Hitachi公司; P 型陶瓷纖維馬弗爐， 北京盈安美誠科學(xué)有限公司; 紫外可見分光光度計 (UV?5000)， 上海翱藝儀器有限公司; 恒溫水浴槽 (SY?1230)， 美國精琪有限公司。

　　1. 3 工藝流程

　　(1) 花生預(yù)處理。 精選無霉變、 無異味的優(yōu)質(zhì)花生米為原料，進行脫紅衣處理， 制得脫皮花生仁， 備用。(2) 蒸煮處理。 將脫皮花生仁蒸煮 40 min 至花生綿軟(脫皮花生仁∶水 = 1∶3， 質(zhì)量比)。 (3) 復(fù)配成泥。稱取低溫冷榨脫油后的花生粕， 加相同質(zhì)量的熱水， 和成花生粕糊， 加入步驟 (2) 得到的蒸煮花生， 混合均勻，自然晾涼至 50℃以下， 用攪拌機破碎成細度約為 100 目的花生泥備用。 (4) 炒制成沙。 將上述所得的復(fù)配花生泥放入炒鍋中， 稱取相應(yīng)比例的木糖醇、 面粉和菊粉加入其中， 混勻， 小火炒制使成品花生沙的水分含量控制在 15% ～ 25% 。

　　1. 4 單因素試驗設(shè)計

　　(1) 花生粕添加量的確定： 以花生用量為 100% ，在木糖醇添加量為 18% 、 面粉添加量為 20% 、 菊粉添加量為 6% 的條件下， 分別以 6% 、 9% 、 12% 和 15% 、18% 5 組花生粕添加量制備花生沙， 花生沙的制備方法同 1. 3， 并對花生沙進行模糊數(shù)學(xué)感官評價， 通過感官評分確定適合的花生粕添加量。 (2) 木糖醇添加量的確定： 以花生用量為 100% ， 在花生粕添加量為 10% 、 面粉添加量為 20% 、 菊粉添加量為 6% 的條件下， 分別以6% 、 9% 、 12% 、 15% 和 18% 5 組木糖醇添加量制備花生沙， 花生沙的制備方法同 1. 3， 并對花生沙進行模糊數(shù)學(xué)感官評價，通過感官評分確定適合的木糖醇添加量。 (3) 面粉添加量的確定： 以花生用量為 100% ， 在花生粕添加量為 10% 、 木糖醇添加量為 18% 、 菊粉添加量為 6% 的條件下， 分別以 6% 、 12% 、 18% 、 24% 、30% 5 組面粉添加量制備花生沙， 花生沙的制備方法同1. 3， 并對花生沙進行模糊數(shù)學(xué)感官評價， 通過感官評分確定適合的面粉添加量。 (4) 菊粉添加量的確定： 以花生用量為 100% ， 在花生粕添加量為 10% 、 木糖醇添加量為 18% 、 面粉添加量為 20% 的條件下， 分別以3% 、 5% 、 7% 、 9% 、 11% 等 5 組菊粉添加量制備花生沙， 花生沙的制備方法同 1. 3， 并對花生沙進行模糊數(shù)學(xué)感官評價， 通過感官評分確定適合的菊粉添加量。

　　1. 5 正交優(yōu)化試驗設(shè)計

　　根據(jù)單因素試驗結(jié)果， 以花生粕添加量、 木糖醇添加量、 面粉添加量和菊粉添加量為因素， 以產(chǎn)品的模糊數(shù)學(xué)感官評價得分為評定指標(biāo)，進行 L9 (34) 正交試驗(表 1)， 對高營養(yǎng)花生沙的配方進行優(yōu)化。

　　1. 6 模糊數(shù)學(xué)感官評價

　　由 12 名經(jīng)過感官評定分析培訓(xùn)且有一定評價經(jīng)驗人員組成 (6 名女性、 6 名男性) 感官評價小組，在感官評定室中獨立進行評價。 根據(jù)現(xiàn)有其他沙蓉類產(chǎn)品特點及花生沙自身特點， 確定花生沙感官品質(zhì)評價指標(biāo)主要包括滋味、 香氣、 色澤、 組織形態(tài)和滲油狀態(tài)幾個方面[13?14]。 評價指標(biāo)分為4 個等級：優(yōu)秀、 良好、 中等、 較差， 各等級對應(yīng)的評分分別為90、 80、 70、 60 (表2)。

　　1. 6. 1 確定評價指標(biāo)權(quán)重 對于表 2 中 5 個指標(biāo)對花生沙感官品質(zhì)都有一定的影響， 但顯然各指標(biāo)影響程度不同，根據(jù)影響大小， 采用數(shù)學(xué)方式確定各指標(biāo)的權(quán)重[15]。 對各指標(biāo)之間進行兩兩比較， 指標(biāo)自身不進行比較， 若重要程度較大則記為 1， 否則為 0。 以 12 個感官評定者的評定結(jié)果累積分數(shù)之和除以總分即為每個指標(biāo)的權(quán)重，所有指標(biāo)的權(quán)重之和等于 1 (表 3)。

　　1. 6. 2 建立模糊綜合評價模型 參考蘇佳佳等[16]的方法來建立模糊綜合評價模型。 評價指標(biāo)用集合 A 表示，則 A = (a1 ， a2 ， a3 ， a4 ， a5 ) = (滋味， 香氣， 色澤，組織形態(tài)， 滲油狀態(tài))。 B 為等級的集合， B = ( b1 ，b2 ， b3 ， b4 ) = (優(yōu)秀， 良好， 中等， 較差)。 權(quán)重的集 合 為 U， U = ( u1 ， u2 ， u3 ， u4 ， u5 ) = ( 0. 38，0. 18， 0. 13， 0. 18， 0. 13)。 根據(jù) A 集合、 B 集合建立如下模糊關(guān)系矩陣。 其中， R 表示每個樣品的等級評分集合， r 為每一指標(biāo)對應(yīng)的等級評分， rij表示第 ai 個評價隸屬于該項目中的 bj 等級。 每個樣品的評判結(jié)果向量 Y轉(zhuǎn)化為矩陣 U 和 R 的乘積，則 Y = U × R = ( y1 ， y2 ，y3 ， y4 ， y5 )。樣品的綜合感官評分 H 等于評判結(jié)果向量Y 乘以各等級對應(yīng)的評分，最終得出各樣品綜合評分結(jié)果。

　　1. 7 花生沙主要營養(yǎng)成分含量測定

　　1. 7. 1 蛋白質(zhì)、 脂肪和總淀粉含量的測定按照 GB5009. 5—2016 凱氏定氮法測定蛋白質(zhì)含量; 按照 GB5009. 6—2016 索氏抽提法測定粗脂肪含量; 按照 GB5009. 9—2016 方法測定總淀粉 (TS) 含量。1. 7. 2 消化淀粉含量的測定 參照 Englyst 等[17]的方法測定 花 生 沙 中 快 消 化 淀 粉 ( RDS )、 慢消 化 淀 粉(SDS)、 抗性淀粉 (RS) 含量， 計算公式如式 (1) ～(3)：RDS (% ) =(G20 - G0 ) × 0. 9TS × 100% (1)SDS (% ) =(G120 - G20 ) × 0. 9TS × 100% (2)RS (% ) =TS - (RDS + SDS) × 0. 9TS × 100% (3)式 (1) ～ (3) 中， G0 、 G20 、 G120分別為樣品酶解前、 酶解后 20 min 和酶解后 120 min 時葡萄糖的含量(mg); TS 為測試樣品質(zhì)量 (mg)。

　　1. 8 對照組花生沙的制備

　　對照組花生沙的制備方法同 1. 3， 以花生用量為100% ， 按照不添加花生粕和菊粉， 木糖醇和面粉用量與正交試驗優(yōu)化后配方中木糖醇和面粉的用量相同， 制作對照組花生沙樣品，并對其主要營養(yǎng)成分含量進行測定。

　　1. 9 數(shù)據(jù)處理

　　所有指標(biāo)結(jié)果以干基計， 重復(fù)測定 3 次，數(shù)據(jù)采用(平均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差) 表示。 應(yīng)用 Origin 9. 0 軟件進行數(shù)據(jù)圖形化處理， 采用 SPSS 20. 0 中 Duncan 算法檢驗分析數(shù)據(jù)間的顯著性差異 (P < 0. 05)。

　　2 結(jié)果與分析

　　2. 1 單因素試驗結(jié)果分析

　　2. 1. 1 花生粕添加量對花生沙感官品質(zhì)的影響由圖1 可知， 花生沙感官評分隨著花生粕添加量的增大先緩慢增加后快速降低， 當(dāng)花生粕添加量為 12% 時， 花生沙感官評分最高。 這可能是由于花生粕本身具有輕微的異味， 當(dāng)花生粕添加量過高時， 花生粕本身的異味突出，影響了產(chǎn)品的風(fēng)味和口感。因此， 適量添加花生粕可以進一步改善花生沙的口感和風(fēng)味， 但是花生粕添加量不宜超過花生用量的 12% 。

　　2. 1. 2 木糖醇添加量對花生沙感官品質(zhì)的影響木糖醇是適合糖尿病人食用的一種理想的蔗糖替代品[18?19]。由圖 2 可知， 隨著木糖醇添加量的增加， 花生沙的感官評分先升高后降低， 木糖醇添加量 15% 的花生沙樣品感官評分最高， 說明木糖醇添加量為 15% 時， 花生沙的甜度較佳， 感官評分最好。

　　2. 1. 3 面粉添加量對花生沙感官品質(zhì)的影響在花生沙中添加面粉可在一定程度上起到吸收花生沙中的油脂、 防止產(chǎn)品滲油的作用， 同時也可使花生沙的口感更為細膩綿軟。 由圖 3 可知， 當(dāng)面粉添加量為 18% 時， 花生沙的感官評分最高， 之后繼續(xù)增加面粉的添加量， 花生沙的感官評分明顯降低。這可能是由于面粉添加量過高時， 花生沙粘度較大， 影響炒制的均勻性， 導(dǎo)致產(chǎn)品口感不佳[20?21]。 適量添加面粉對于改善花生沙的口感和狀態(tài)是十分必要的，但是面粉的添加量不宜超過花生用量的 18% 。

　　2. 1. 4 菊粉添加量對花生沙感官品質(zhì)的影響菊粉在食品領(lǐng)域通常作為碳水化合物和脂肪的替代物被廣泛應(yīng)用于食品中[22?25]。 由圖 4 可知， 菊粉添加量的變化對花生沙感官品質(zhì)評分的影響總體較小， 當(dāng)菊粉添加量為7% 時，花生沙的感官評分相對較高。 因此， 綜合考慮到物料成本等因素， 認為菊粉較適合的添加量為 7% 。

　　2. 2 正交試驗結(jié)果分析由表 4 可知， 各因素對花生沙感官評分的影響作用為： 花生粕添加量 > 木糖醇添加量 > 面粉添加量 > 菊粉添加量。 花生沙最佳配方為 A1B2C2D3 ， 即花生粕添加量 10% 、 木糖醇添加量 15% 、 面粉添加量 18% 、 菊粉添加 量 8% 。 在 正 交 試 驗 基 礎(chǔ) 上， 按 照 最 佳 組 合A1B2C2D3 進一步驗證以上花生沙配方的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。試驗重復(fù) 5 次， 得到花生沙的平均感官品質(zhì)評分為 87. 14 分，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 為 1. 01， 優(yōu)于正交試驗的其他各組合。該配方下制得的花生沙花生香味濃郁、 甜度合適、 色澤均勻、 口感細膩綿軟。 因此， 采用該配方制備的花生沙感官品質(zhì)較優(yōu)， 且具有良好的穩(wěn)定性和可操作性。

　　2. 3 花生沙主要營養(yǎng)成分含量分析

　　2. 3. 1 花生沙蛋白質(zhì)及脂肪含量分析本試驗所用花生粕為低溫壓榨脫油花生粕， 壓榨溫度不高于 60 ℃，蛋白質(zhì)含量可達 55% ， 油脂含量不高于 8% 。 在花生沙中添加冷榨花生粕可在一定程度上增加其蛋白質(zhì)含量，并降低其含油量。由表 5 可知， 優(yōu)化組花生沙的蛋白質(zhì)含量顯著高于對照組花生沙 (P < 0. 05)， 脂肪含量顯著低于對照組花生沙 (P < 0. 05)， 說明添加了低溫冷榨花生粕的花生沙具有更優(yōu)的營養(yǎng)品質(zhì)。

　　2. 3. 2 花生沙淀粉含量分析 可溶性膳食纖維因其高黏度特性在一定程度上可以抑制淀粉的水解消化[26]。由表 6 可知， 添加了菊粉的優(yōu)化組花生沙的 RDS 含量下降了 4. 01% ， SDS 和 RS 的含量分別增加了 0. 39% 和1. 75% 。 加入菊粉后 RDS 下降， 可能是因為高溫破壞了淀粉原有晶體結(jié)構(gòu)，也可能是加入菊粉后形成了高粘度的膠體， 阻礙了消化酶與淀粉顆粒的接觸， 形成慢消化特性， 淀粉的水解速率降低， 促使 SDS 和 RS 含量增加[27]。 因此， 添加了菊粉的優(yōu)化組花生沙中淀粉水解消化速率更慢，且 RS 具有控制體重、 預(yù)防糖尿病、 降低膽固醇等功效[28]，因此進食優(yōu)化組花生沙更有利于人體健康。

　　3 結(jié)論

　　結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評價法， 通過單因素和正交試驗優(yōu)化得到新型高營養(yǎng)花生沙的最佳配方為： 以花生質(zhì)量為基準(zhǔn) (100% )、 花生粕添加量 10% 、 木糖醇添加量15% 、 面粉添加量 18% 、 菊粉添加量 8% 。 以該配方制備的花生沙口感細膩綿軟、 色澤均勻、 風(fēng)味較佳， 有良好的感官品質(zhì)， 且蛋白含量增加、 脂肪含量降低、淀粉消化速率相對較慢， 符合當(dāng)代人的健康飲食需求。