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(píng)價(jià)法， 結(jié)合單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)新型高營(yíng)養(yǎng)花生沙的配方進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)優(yōu)化配方后花生沙的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) (蛋白質(zhì)、 脂肪含量及淀粉的消化性) 進(jìn)行評(píng)價(jià)。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(xì)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(duì)較慢， 更符合當(dāng)代人的健康飲食需求。

　　本文源自中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng) 發(fā)表時(shí)間：2021-03-18《中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)》(月刊)創(chuàng)刊于1995年，是由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院;國(guó)家食物與營(yíng)養(yǎng)咨詢委員會(huì)主辦的刊物?！吨袊?guó)食物與營(yíng)養(yǎng)》本刊立足于農(nóng)業(yè)、食物與營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域的結(jié)合，宣傳報(bào)道國(guó)務(wù)院頒布的有關(guān)食物與營(yíng)養(yǎng)的相關(guān)政策和辦法的貫徹實(shí)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(fèi);促進(jìn)我國(guó)食物生產(chǎn)、食品加工、流通、食物營(yíng)養(yǎng)方面的科研學(xué)術(shù)交流;傳播食物與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)、技術(shù)、知識(shí);致力于促進(jìn)我國(guó)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(yíng)養(yǎng)知識(shí)，倡導(dǎo)安全健康消費(fèi)意識(shí);溝通國(guó)內(nèi)外信息，加強(qiáng)國(guó)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(píng)價(jià); 營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)

　　我國(guó)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(yán)重[1]。而在美國(guó)， 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(guó)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(yíng)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(guó)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(dòng)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(qiáng)機(jī)體免疫力、 預(yù)防肥胖、 降低機(jī)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(yíng)養(yǎng)價(jià)值和附加值， 結(jié)合模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)法， 通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化花生沙的配方，并對(duì)優(yōu)化配方后花生沙的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì) (蛋白質(zhì)、 脂肪含量及淀粉的消化性) 進(jìn)行評(píng)價(jià)，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(hào))， 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(shí)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(dòng)凱氏定氮儀 (K1100)， 濟(jì)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(dòng)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(chéng)科學(xué)有限公司; 紫外可見分光光度計(jì) (UV?5000)， 上海翱藝儀器有限公司; 恒溫水浴槽 (SY?1230)， 美國(guó)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(jìn)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(jī)破碎成細(xì)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(yàn)設(shè)計(jì)

　　(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(duì)花生沙進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)， 通過感官評(píng)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(duì)花生沙進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)，通過感官評(píng)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(duì)花生沙進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)， 通過感官評(píng)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(duì)花生沙進(jìn)行模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)， 通過感官評(píng)分確定適合的菊粉添加量。

　　1. 5 正交優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)單因素試驗(yàn)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(píng)價(jià)得分為評(píng)定指標(biāo)，進(jìn)行 L9 (34) 正交試驗(yàn)(表 1)， 對(duì)高營(yíng)養(yǎng)花生沙的配方進(jìn)行優(yōu)化。

　　1. 6 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

　　由 12 名經(jīng)過感官評(píng)定分析培訓(xùn)且有一定評(píng)價(jià)經(jīng)驗(yàn)人員組成 (6 名女性、 6 名男性) 感官評(píng)價(jià)小組，在感官評(píng)定室中獨(dú)立進(jìn)行評(píng)價(jià)。 根據(jù)現(xiàn)有其他沙蓉類產(chǎn)品特點(diǎn)及花生沙自身特點(diǎn)， 確定花生沙感官品質(zhì)評(píng)價(jià)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(gè)方面[13?14]。 評(píng)價(jià)指標(biāo)分為4 個(gè)等級(jí)：優(yōu)秀、 良好、 中等、 較差， 各等級(jí)對(duì)應(yīng)的評(píng)分分別為90、 80、 70、 60 (表2)。

　　1. 6. 1 確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重 對(duì)于表 2 中 5 個(gè)指標(biāo)對(duì)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(duì)各指標(biāo)之間進(jìn)行兩兩比較， 指標(biāo)自身不進(jìn)行比較， 若重要程度較大則記為 1， 否則為 0。 以 12 個(gè)感官評(píng)定者的評(píng)定結(jié)果累積分?jǐn)?shù)之和除以總分即為每個(gè)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(píng)價(jià)模型 參考蘇佳佳等[16]的方法來建立模糊綜合評(píng)價(jià)模型。 評(píng)價(jià)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(jí)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(gè)樣品的等級(jí)評(píng)分集合， r 為每一指標(biāo)對(duì)應(yīng)的等級(jí)評(píng)分， rij表示第 ai 個(gè)評(píng)價(jià)隸屬于該項(xiàng)目中的 bj 等級(jí)。 每個(gè)樣品的評(píng)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(píng)分 H 等于評(píng)判結(jié)果向量Y 乘以各等級(jí)對(duì)應(yīng)的評(píng)分，最終得出各樣品綜合評(píng)分結(jié)果。

　　1. 7 花生沙主要營(yíng)養(yǎng)成分含量測(cè)定

　　1. 7. 1 蛋白質(zhì)、 脂肪和總淀粉含量的測(cè)定按照 GB5009. 5—2016 凱氏定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量; 按照 GB5009. 6—2016 索氏抽提法測(cè)定粗脂肪含量; 按照 GB5009. 9—2016 方法測(cè)定總淀粉 (TS) 含量。1. 7. 2 消化淀粉含量的測(cè)定 參照 Englyst 等[17]的方法測(cè)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(jì)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(shí)葡萄糖的含量(mg); TS 為測(cè)試樣品質(zhì)量 (mg)。

　　1. 8 對(duì)照組花生沙的制備

　　對(duì)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(yàn)優(yōu)化后配方中木糖醇和面粉的用量相同， 制作對(duì)照組花生沙樣品，并對(duì)其主要營(yíng)養(yǎng)成分含量進(jìn)行測(cè)定。

　　1. 9 數(shù)據(jù)處理

　　所有指標(biāo)結(jié)果以干基計(jì)， 重復(fù)測(cè)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(jìn)行數(shù)據(jù)圖形化處理， 采用 SPSS 20. 0 中 Duncan 算法檢驗(yàn)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(yàn)結(jié)果分析

　　2. 1. 1 花生粕添加量對(duì)花生沙感官品質(zhì)的影響由圖1 可知， 花生沙感官評(píng)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(shí)， 花生沙感官評(píng)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(shí)， 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(jìn)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(duì)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(píng)分先升高后降低， 木糖醇添加量 15% 的花生沙樣品感官評(píng)分最高， 說明木糖醇添加量為 15% 時(shí)， 花生沙的甜度較佳， 感官評(píng)分最好。

　　2. 1. 3 面粉添加量對(duì)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(shí)也可使花生沙的口感更為細(xì)膩綿軟。 由圖 3 可知， 當(dāng)面粉添加量為 18% 時(shí)， 花生沙的感官評(píng)分最高， 之后繼續(xù)增加面粉的添加量， 花生沙的感官評(píng)分明顯降低。這可能是由于面粉添加量過高時(shí)， 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(duì)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(duì)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(duì)花生沙感官品質(zhì)評(píng)分的影響總體較小， 當(dāng)菊粉添加量為7% 時(shí)，花生沙的感官評(píng)分相對(duì)較高。 因此， 綜合考慮到物料成本等因素， 認(rèn)為菊粉較適合的添加量為 7% 。

　　2. 2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析由表 4 可知， 各因素對(duì)花生沙感官評(píng)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(yàn) 基 礎(chǔ) 上， 按 照 最 佳 組 合A1B2C2D3 進(jìn)一步驗(yàn)證以上花生沙配方的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。試驗(yàn)重復(fù) 5 次， 得到花生沙的平均感官品質(zhì)評(píng)分為 87. 14 分，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD) 為 1. 01， 優(yōu)于正交試驗(yàn)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(xì)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(yíng)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(yàn)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(dá) 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(duì)照組花生沙 (P < 0. 05)， 脂肪含量顯著低于對(duì)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(yíng)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?yàn)楦邷仄茐牧说矸墼芯w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(jìn)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(píng)價(jià)法， 通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化得到新型高營(yíng)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(xì)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(duì)較慢， 符合當(dāng)代人的健康飲食需求。