一种黑木耳多糖曲奇饼干的研制

张润，舒逸凡，陈贵杰，宋克超，吴小军，曾晓雄*

1.南京农业大学食品科技学院（南京 210095）；2.南京思农生物有机肥研究院有限公司（南京 211899）；

3.陕西秦峰农业股份有限公司（商洛 711499）

黑木耳（Auricularia auricular-judae）别称木耳、木菌，是一种大型食用真菌，属担子菌亚门、层菌纲、木耳科、木耳属[1]，因其形状与耳朵相似，由此而得名。黑木耳主要分布在中国、日本、韩国等[2]。我国是世界上最大的黑木耳生产国，年产量大约占世界总产量的90%，主要分布在黑龙江、吉林、陕西、广西、四川、贵州等地[3]。黑木耳质地薄而富有弹性，口感丰富，味道鲜美，所以深受广大消费者的欢迎[4-5]。黑木耳作为一种药食同源的真菌[6]，含有丰富的营养物质，如多糖、蛋白质、黑色素、矿物质等[1,7-11]，越来越多的研究表明黑木耳具有抗氧化、抗肿瘤、提高免疫力等作用。黑木耳多糖为黑木耳的主要活性成分，据报道黑木耳多糖具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、抗辐射、抗凝血等多种生物活性[12-16]。

目前对黑木耳多糖的研究主要集中在提取、纯化、生物活性方面的研究，对于其在食品、医药等领域的应用研究报道较少[17]。曲奇饼干以气味芳香浓郁、口感酥脆而闻名，近年来受到广大消费者的喜爱。但是在另一方面，曲奇饼干的高糖特点以及人们逐步推崇追求健康食品和功能性食品的理念，曲奇产品就要求向着健康化发展[18]。因此，此次研究拟以黑木耳、低筋面粉为主要材料，通过单因素试验和正交试验研制黑木耳多糖曲奇饼干，为提高黑木耳的有效利用和开发风味独特、营养丰富的新型食品提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜鸡蛋（市售）；低筋面粉（新乡良润全谷物食品有限公司）；黄油（新西兰恒天然集团）；糖霜（江西巧嫂食品有限公司）；奶粉（Maxigenes公司）；黑木耳（陕西秦峰农业股份有限公司）。

1.2 仪器与设备

AY120电子天平（日本岛津公司）；ST0006舒帝电动打蛋器（珠海家宝德科技有限公司）；电烤箱（珠海家宝德科技有限公司）；HH-4数显恒温水浴锅（江苏国华电器有限公司）；TMS-Pro质构仪（Food Technology Corporation）；PEN3型电子鼻（德国AIRSENSE）。

1.3 方法

1.3.1 黑木耳曲奇饼干制作工艺流程

1.3.2 操作要点

根据文献[19-20]报道的方法并作适当修改。

1.3.2.1 黑木耳多糖的制备

黑木耳经过分级、挑选、洗净并于55 ℃烘干箱中烘干，烘干后用高速粉碎机粉碎成粉末，密封备用。将黑木耳粉末按照料液比1∶100 g/mL溶胀12 h，并于90 ℃热水浸提3 h，边搅拌边浸提，重复浸提两次。然后以2 700g、5 min离心取上清液，真空浓缩至合适体积，加4倍体积乙醇沉淀，沉淀复溶、透析，浓缩、冻干即为黑木耳多糖。

1.3.2.2 面团调制

将适量黄油软化至用手轻轻按压表面压出痕迹即可，用打蛋器打至羽毛状，随后加入一定比例糖霜，分两次加入鸡蛋液进行二次搅打，搅打至均匀。将过0.180 mm（80目）筛的低筋面粉加入其中，随后将适量奶粉以及黑木耳多糖加入其中，搅拌。

1.3.2.3 挤压摆盘

将调制好的面团装入裱花器中，挤出大小一致、花纹均匀、薄厚差不多的曲奇饼干，放置于已经铺好吸油纸的烤盘中。注意每个曲奇之间都要留有一定的空隙，防止烘烤过程中曲奇溶胀粘结在一起。

1.3.2.4 焙烤成型

将摆放好曲奇饼干的烤盘放入已经预热好的烤箱中，上火温度180～190 ℃，下火温度150～170 ℃，烘烤8 min，使得曲奇饼干快速成型，花纹不易变形，然后维持下火150～170 ℃，将下火调制160～170 ℃继续烘烤6 min，直至饼干成型，表面呈现浅黄色，从烤箱取出冷却处理，包装后即得到黑木耳多糖曲奇饼干。1.3.3 基础配方

黑木耳多糖6 g、低筋面粉75 g、黄油45 g、奶粉

10 g、鸡蛋40 g、一级糖霜25 g。

1.3.4 试验设计

根据文献[21]报道的方法并作适当修改。

1.3.4.1 单因素试验设计

结合基础配方，以低筋面粉质量为基准，探讨黄油添加量（35，40，45，50和55 g）、黑木耳多糖添加量（3，6，9，12和15 g）和焙烤温度（160，170，180，190和200 ℃）对黑木耳多糖曲奇饼干质量的影响。

1.3.4.2 正交试验设计

在单因素试验结果的基础上，以感官评分结果为指标，设计L9(33)正交试验来确定黑木耳多糖曲奇饼干的最优工艺，正交试验因素及水平见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3.5 黑木耳多糖饼干品质评价

1.3.5.1 黑木耳多糖曲奇饼干感官评分

根据文献报道的感官评分标准[22]并作适当修改。从黑木耳多糖曲奇饼干的色泽、组织状态、气味、口味4个指标（表2）来进行感官评定。感官评分满分为80分，由8位具有丰富经验的相关人员进行感官评定，评分结果取平均值。

表2 黑木耳多糖曲奇饼干感官评分标准

1.3.5.2 黑木耳多糖曲奇饼干的质构测定

黑木耳多糖曲奇饼干的质构分析参照文献[23-24]的方法进行。测试条件：选取1 000 N力量感应元件，直径72 mm圆柱探头，探头上升20 mm，检测前速度60 mm/min，检测后速度60 mm/min，回程速度120 mm/min，回程距离20 mm，起始力0.3 N，形变量25%，重复压缩1次，两次间隔时间为0 s，每组重复3次取平均值。

1.3.5.3 黑木耳多糖曲奇饼干的电子鼻测定

根据文献[25]的方法并作适当调整。样品前处理：首先将曲奇饼干样品磨碎，称取5 g样品置于30 mL顶空瓶中，密封，于25 ℃水浴锅中静置30 min。采用顶空吸气法，电子鼻参数设定为：样品准备时间5 s，冲刷时间300 s，零点计数10 s，检测时间为180 s，内部流量为300 mL/min，进样流量为300 mL/min，载气为洁净的空气。测定时将进气针和补气针同时插入顶空瓶中，每组样品重复3次。

1.4 数据处理

所有试验结果均以平均值±标准偏差表示，采用SAS V8统计软件进行单因素方差分析（One-way ANOVE），Duncan检验进行多组之间的显著性分析，p＜0.05表示差异显著。应用GraphPad Prism 8.4.3软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 黄油添加量对曲奇饼干品质的影响

黄油是一种很常见的乳制品，能够改善食物的风味，反式脂肪酸少，短链脂肪酸较多，比较容易消化[26]。但是过多的黄油摄入会影响人体健康，因此在制作曲奇饼干的过程中需要控制黄油的添加量。在低筋面粉质量75 g、糖霜25 g、鸡蛋液40 g、奶粉10 g、黑木耳多糖添加量6 g和焙烤温度180 ℃的条件下，以黄油添加量为单因素变量，感官评分作为饼干品质的评定标准，探讨黄油的最佳添加量。如图1所示，随着黄油添加量的增多，黑木耳多糖曲奇饼干的感官评分呈现先上升后下降的趋势。在黄油添加量为45 g时感官评分最高，此时的饼干质地酥脆、风味良好；在黄油添加量为35 g时曲奇饼干质地较为坚硬；当黄油用量为55 g时饼干不易成型，过于油腻。因此选择黄油添加量40，45 和50 g作为正交试验的3个水平。

图1 黄油添加量对曲奇饼干品质的影响

2.1.2 黑木耳多糖添加量对曲奇饼干品质的影响

黑木耳多糖具有多种生物活性，将其添加到曲奇饼干中可开发一种益生特性的产品。在控制低筋面粉质量75 g、糖霜25 g、鸡蛋液40 g、奶粉10 g、黄油添加量45 g和焙烤温度180 ℃的条件下，以黑木耳多糖添加量为单因素变量，感官评分作为饼干品质的评定标准，探讨黑木耳多糖的最佳添加量。如图2所示，随着黑木耳多糖量的增加，曲奇饼干的感官评分呈现逐渐下降的趋势。这可能是由于黑木耳多糖本身有一定的特异气味[27]，同时添加过多难以溶解，面团会有絮状物质，影响感官评价。在黑木耳多糖添加量为6 g时感官评分较高，此时的曲奇饼干没有明显的气味，且能较大程度添加多糖以凸显黑木耳多糖曲奇饼干的特点。因此选择多糖添加量3，6和9 g作为正交试验的3个水平。

图2 黑木耳多糖添加量对曲奇饼干品质的影响

2.1.3 焙烤温度对曲奇饼干品质的影响

据有关文献报道饼干的烘焙分为4个阶段：胀发、定型、脱水、上色[28]，这4个过程伴随着烘焙的始终，又在不同阶段各有侧重，影响着饼干的品质。饼干酥脆度由胀发过程决定；定型过程则进一步强化饼干胀发成果；脱水过程则影响着饼干的货架期；上色过程影响饼干色泽，颜色金黄使消费者更有食欲。在控制低筋面粉质量75 g、糖霜25 g、鸡蛋液40 g、奶粉10 g、黑木耳多糖添加量6 g和黄油添加量45 g的条件下，以焙烤温度为单因素变量，感官评分作为饼干品质的评定标准，探讨最佳焙烤温度。如图3所示，随着焙烤温度的升高，黑木耳多糖曲奇饼干的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当焙烤温度为180 ℃时，感官评分与160 ℃和200 ℃均有显著性差异（p＜0.05）。温度过低则曲奇饼干中心未熟，温度过高曲奇饼干则会烤焦。因此选择焙烤温度170，180和190℃作为正交试验的3个水平。

图3 焙烤温度对曲奇饼干品质的影响

2.2 正交试验结果与分析

由正交试验表3可知，根据极差R大小可知影响黑木耳多糖曲奇饼干的因素重要性顺序：C＞A＞B，即对黑木耳曲奇饼干影响最大的是焙烤温度，其次是多糖添加量，最后是黄油添加量。由均值大小可知理论最优组合为A2B3C1，这正好与实际最优组合即感官评分最高A2B3C1组合一致。所以木耳多糖曲奇饼干的最佳工艺为A2B3C1，即在其他组分恒定不变的情况下，黑木耳多糖添加量为6 g、黄油添加量为50 g、焙烤温度为170 ℃所制作的曲奇饼干口感、风味为最佳。

表3 黑木耳多糖曲奇饼干正交试验表

通过正交试验得出最佳工艺之后，进行黑木耳多糖曲奇饼干的全质构分析。从饼干的硬度、内聚性、弹性、胶黏性、咀嚼性等方面进行分析测定，考察黑木耳多糖曲奇饼干各方面的口感。如表4所示，正交试验中的9组黑木耳多糖曲奇饼干在硬度、弹性等各方面数值相差不大，属于正常范围。为了更好地反映工艺对品质指标的影响，对各项指标进行了显著性分析。

表4 黑木耳多糖曲奇饼干正交试验全质构参数值

如图4（A）所示，最优组合正交试验6号的硬度与5号无显著性差异外，与其他所有组合均有显著性差异。咀嚼性是描述将固体食品咀嚼到能够吞咽时需要做的功，它综合反映了曲奇饼干对咀嚼的持续抵抗性，并且一般曲奇饼干的咀嚼性低于150 mJ较好[24]。从图4（B）可以看出，所有正交试验组的咀嚼性口感都较好，正交试验2号，3号和9号咀嚼性较低，与最佳组合6号有显著性差异（p＜0.05），说明这三组黑木耳多糖曲奇饼干质地偏软。

内聚性是指样品经过第一次压缩后所展现出对第二次压缩的抵抗性，同时也反映着样品内部的结合力的大小[24]。从图4（C）可以看出，所有正交试验组的黑木耳多糖曲奇饼干内聚性相差不大，都不易松散。胶黏性是指探头由于测试样品的黏着作用所消耗的功，反映了咀嚼时曲奇对牙齿、舌头等接触面黏着的性质[24]。从图4（D）可以看出，最佳组合6号的胶黏性数值居中，说明口腔能够适度感觉到黑木耳多糖曲奇饼干的黏性但不至于过高而产生粘牙的感觉。

弹性和恢复程度都反映了样品被压缩后还能恢复过来的程度[24]。从图4（E）和（F）可以看出，各组试验号的黑木耳多糖曲奇饼干恢复程度差不多，个别组有显著性差异（p＜0.05），说明黑木耳多糖曲奇饼干组织质地较完整。

图4 正交试验组黑木耳多糖饼干质构变化

电子鼻是主要模拟人的嗅觉而形成的一种分析技术，具有简单、便捷、重现性好等优点[29]。采用电子鼻对正交试验黑木耳多糖曲奇饼干进行风味分析，试验中利用 Loading分析法分析某一传感器横坐标与纵坐标的比值：如果该比值接近0，则说明该传感器的识别作用较小，可以忽略不计；如果单个传感器的响应值偏离于0，偏离越远，则说明该传感器的识别作用就越明显[30]。由雷达图（图5）可知：9种正交试验号的曲奇饼干的电子鼻传感器雷达图轮廓有一定的差别，对于传感器6（W1S甲烷）来说，正交试验1号曲奇饼干响应值最高，其次是正交试验3号，正交试验4号的曲奇响应值较低；正交试验1号和2号黑木耳多糖曲奇饼干对于传感器10（W3S芳香烷烃）的响应值较高，而正交试验5号和6号黑木耳多糖曲奇饼干的响应值较低。总的来说，黑木耳多糖曲奇饼干的电子雷达图显示，除了W1S甲烷和W3S芳香烷烃气味较明显，其余都较为相似。

图5 黑木耳多糖曲奇饼干的电子鼻雷达图

3 结论

此次研究以黑木耳和低筋面粉为主要原材料成功研制了黑木耳多糖曲奇饼干。以感官评分为主要参考依据，通过单因素试验和正交试验优化确定黑木耳多糖曲奇饼干的最佳工艺与配方：黑木耳多糖6 g、黄油50 g、低筋面粉75 g、 奶粉10 g、鸡蛋40 g、一级糖霜25 g、焙烤温度为170 ℃。添加黑木耳多糖的曲奇饼干具有较好的弹性、咀嚼性。电子鼻雷达图表明黑木耳多糖曲奇饼干具有明显的W1S甲烷和W3S芳香烷烃气味。我国黑木耳资源丰富，黑木耳多糖具有各种生物活性，研究开发新型黑木耳多糖产品可以提升黑木耳的精深加工，丰富黑木耳制品种类，提高黑木耳的附加值。