中式糕點是我國主流烘焙食品，占據(jù)著至關(guān)重要的地位。素餅作為舟山地方傳統(tǒng)美食，是采用素食配方，經(jīng)過甄選原料、餡料調(diào)制、皮面調(diào)和、油酥搓制、包酥破酥、包餡成型、焙烤、冷卻、包裝等傳統(tǒng)工藝步驟加工制成的酥餅，其加工技藝被認(rèn)定為舟山市普陀區(qū)非物質(zhì)文化遺產(chǎn)名錄的傳統(tǒng)工藝。素餅外觀小巧玲瓏、色澤金黃、外酥里糯、自然醇香、清新誘人，深受消費者喜愛。但是由于素餅油脂含量高，在貯藏過程中易發(fā)生油脂氧化，進而影響產(chǎn)品品質(zhì)。
茶葉中含有的茶多酚具有抗氧化作用，將其加入糕點中，既豐富了糕點的花色品種，在一定程度上削弱了傳統(tǒng)糕點油膩、濃甜的特點，又充分利用了茶葉資源，可以減緩糕點中的油脂發(fā)生氧化酸敗，延長貨架期。曹盛研究發(fā)現(xiàn)加入茶粉能減緩月餅皮過氧化值的增加。何俊華等研究了殼聚糖復(fù)合茶粉對廣式豆沙月餅的保鮮作用，發(fā)現(xiàn)添加茶粉可提高廣式豆沙月餅的抑菌能力和抗氧化能力，且殼聚糖和茶粉對廣式豆沙月餅的保鮮有協(xié)同增效作用。李振興研究發(fā)現(xiàn)綠茶可以延緩蘇式月餅氧化變質(zhì)，延長其貯藏期。因此，以茶為原料，開發(fā)健康、保健、綠色的茶糕點能滿足現(xiàn)代人便捷、營養(yǎng)的個性化需求。
目前市場上已有較多茶烘焙食品產(chǎn)品，但還未有將茶多酚應(yīng)用于素餅的研究。文章以素餅作為研究對象，將茶多酚添加到素餅中，采用食品保質(zhì)期加速測試法(Accelerated shelf-life testing， ASLT)，研究其在不同貯藏溫度下水分含量、過氧化值、酸價等理化指標(biāo)的變化，并基于Arrhenius模型對反應(yīng)速率常數(shù)和貯藏溫度之間的關(guān)系進行擬合，進而對貨架期進行預(yù)測，建立素餅的貨架期預(yù)測模型，以期為茶多酚在烘焙食品中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。
▲ 浙江武義茶園
01
材料與方法
1、材料與試劑
素餅，浙江冠素堂食品有限公司提供，由高筋粉、特一粉、植物油等經(jīng)攪拌、包酥、推酥、包餡成型、焙烤等工藝制成。不同試驗組間素餅中茶多酚的添加量分別為0、0.2g/kg、0.4 g/kg，茶多酚含量84.8%，購自寧波四明山生物科技有限公司。
2、實驗方法
(1)樣品貯藏
將素餅樣品分別置于60、50、40 ℃的培養(yǎng)箱中貯藏，分別間隔3、5、7 d測定其水分含量、過氧化值、酸價、多酚含量和感官品質(zhì)。
(2)水分含量測定
參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》。
(3)油脂提取
采用石油醚浸泡法。取樣品70 g，粉碎，置于錐形瓶中，加入100 mL的石油醚(沸程為30~60 ℃)浸泡樣品，放置18~24 h，過濾，取上清液在45 ℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到油脂。
(4)過氧化值測定
參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定》。
(5)酸價測定
參照GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定》。
(6)多酚含量測定
參照GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》。
(7)感官評價
參考GB/T 19855—2015《月餅》，由感官評價員根據(jù)表1的感官要求從形態(tài)、色澤、組織、滋味、雜質(zhì)等方面對素餅進行感官評價。
(8)食品反應(yīng)基本動力學(xué)模型
在只考慮溫度的情況下，大多數(shù)食品在貯藏過程中所發(fā)生的品質(zhì)變化符合零級反應(yīng)動力學(xué)原理(1)、一級反應(yīng)動力學(xué)原理(2)，故可以研究主要指標(biāo)與溫度的關(guān)系，將在不同溫度下測得的指標(biāo)隨時間的變化分別用原理(1)、(2)來分析并進行擬合，篩選出擬合程度較高的速率方程，并確定反應(yīng)級數(shù)及不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)。
式中：A為最終食品品質(zhì)因子;A0為初始食品因子;k為反應(yīng)速率常數(shù);t為貯藏時間，單位d。
(9)貨架期預(yù)測模型的建立
Arrhenius方程模型在食品中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，可以對基于溫度變化的食品貯藏保質(zhì)期進行很好的預(yù)測，其表達式如(3)、(4)：
式中：k為不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù);k0為指前因子，也可為表觀頻率因子;Ea為反應(yīng)的活化能，單位kJ/mol;R為氣體常數(shù)，8.314 J/mol·K;T為絕對溫度，單位K。
02
結(jié)果與分析
1、素餅貯藏過程中水分含量的變化
對貯藏過程中素餅水分含量進行分析，如圖1、2所示，素餅水分含量隨著貯藏時間的延長呈現(xiàn)下降趨勢。貯藏溫度越高，水分含量下降趨勢越明顯，在40 ℃時水分含量變化趨勢不大，而在60 ℃時素餅水分含量呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，素餅中水分流失加快。
從圖2可知，添加茶多酚的素餅與未添加茶多酚的素餅水分含量變化呈現(xiàn)相同的趨勢?？傮w而言，與對照組相比，添加茶多酚的素餅水分含量更高，說明其保水性較好。茶多酚結(jié)構(gòu)中含有許多親水性-OH基團，可以通過氫鍵之間的作用力使茶多酚具有較強的吸水能力和持水能力，這說明添加茶多酚組有較強的保留水分的能力。
2、素餅貯藏過程中過氧化值的變化
過氧化值是反映脂質(zhì)初級氧化產(chǎn)物的指標(biāo)，其含量可表明油脂的變質(zhì)程度。從圖3可以看出，隨著貯藏時間的延長，素餅過氧化值逐漸增加。貯藏溫度越高，過氧化值升高得越快，貯藏溫度40 ℃時過氧化值變化較小，貯藏溫度50℃、60 ℃時過氧化值增長明顯，尤其是貯藏后期過氧化值增加幅度較大，可見高溫對于油脂氧化有一定的加速作用。這是由于油脂中不飽和脂肪酸內(nèi)部的雙鍵不穩(wěn)定，易受熱斷裂，形成自由基，引發(fā)脂肪的氧化;同時，高溫加速了酶類對脂肪的水解，產(chǎn)生更多的游離脂肪酸。
圖4表明，添加茶多酚的素餅過氧化值小于未添加茶多酚的素餅，60 ℃條件下對照組過氧化值在第36 d時已經(jīng)超過了國家限定值(0.25 g/100 g)，而添加茶多酚組過氧化值仍低于限定值(添加0.2 g/kg茶多酚組過氧化值為0.15 g/100 g;添加0.4 g/kg茶多酚組過氧化值為0.14 g/100 g)，這可能是由于茶多酚的抗氧化作用延緩了油脂的氧化，延長了素餅的貯藏期。曹盛研究發(fā)現(xiàn)茶粉能減緩月餅皮油脂過氧化值的增加;李振興研究報道添加綠茶的月餅過氧化值始終低于不添加綠茶的月餅，這與實驗結(jié)果相符。
3、素餅貯藏過程中酸價的變化
酸價又稱酸值，是評價油脂品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，反映脂質(zhì)水解酸敗的程度，酸價越高說明脂質(zhì)水解產(chǎn)生的游離脂肪酸含量越高。從圖5、6可知，素餅酸價隨著貯藏時間的延長而增加，在60 ℃條件下，未添加茶多酚的素餅酸價從0.89 mg/g增大到1.91 mg/g，添加0.2 g/kg茶多酚的素餅酸價從0.84 mg/g增大到1.66 mg/g，添加0.4 g/kg茶多酚的素餅酸價從0.84 mg/g增大到1.65 mg/g，但均未超過國家限定值(5 mg/g)，可見酸價是素餅的變質(zhì)因素但不是最主要的變質(zhì)因素，這與豬油曲奇餅干的研究結(jié)果相符。不同貯藏溫度下，其酸價變化趨勢較小。添加茶多酚能延緩素餅酸價的升高。
4、素餅貯藏過程中多酚含量的變化
對貯藏過程中素餅多酚含量進行分析，從圖7、8可知，隨著貯藏時間的延長，素餅多酚含量逐漸下降?？傮w而言，溫度升高，多酚含量減少。這可能是因為多酚類物質(zhì)受熱不穩(wěn)定，從而導(dǎo)致含量的減少。
5、素餅貯藏過程中感官品質(zhì)的變化
對貯藏期間素餅的形態(tài)、色澤、組織、滋味與口感、雜質(zhì)等一系列感官品質(zhì)進行評價，如圖9、10所示。從圖中可以看出，隨著貯藏時間的延長，素餅的感官評分總體上呈現(xiàn)下降趨勢，貯藏溫度越高，感官評分相對越低。添加茶多酚的素餅感官評分總體上略高于未添加茶多酚的素餅。原因可能是貯藏溫度的升高導(dǎo)致素餅油脂氧化，影響滋味和口感，產(chǎn)生“哈喇味”，進而造成感官品質(zhì)下降。而添加茶多酚能在一定程度上抑制油脂氧化，延緩素餅品質(zhì)變化。
6、基于溫度因素的反應(yīng)動力學(xué)研究
根據(jù)貯藏過程中素餅過氧化值、酸價等測定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)素餅過氧化值隨貯藏時間的延長變化較為顯著，且規(guī)律較明顯，所以對素餅過氧化值進行零級、一級反應(yīng)動力學(xué)方程的擬合，得到了零級和一級反應(yīng)回歸方程和相關(guān)系數(shù)R2，如表2所示。R2越大表明總體線性相關(guān)性和擬合精度越好，相比零級反應(yīng)來說，一級反應(yīng)的擬合效果更好，說明該動力學(xué)方程能較好地反映過氧化值與貯藏條件的關(guān)系，故采用一級反應(yīng)動力學(xué)模型來描述素餅過氧化值的變化。鄒晴晴也報道在高溫加速儲藏實驗中豬油曲奇餅干的氧化動力學(xué)應(yīng)選用一級動力學(xué)模型;李燮昕等報道俄色發(fā)糕的保質(zhì)期更符合一級化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)方程趨勢，這與本實驗結(jié)果相符。此外，隨著溫度的升高，k值逐漸增大，表明氧化速率與溫度密切相關(guān)。
7、素餅貨架期預(yù)測模型
食品的貨架期是指食品從加工到食用品質(zhì)達到終點時的時間段。根據(jù)食品在貯藏過程中主要劣變指標(biāo)的變化，將ASLT與Arrhenius方程結(jié)合，可以有效、快速預(yù)測產(chǎn)品的貨架期。
利用素餅過氧化值在不同貯藏溫度下隨時間的變化規(guī)律得到的反應(yīng)速率常數(shù)k，并基于Arrhenius方程，通過保質(zhì)期終點對應(yīng)的指標(biāo)值以及指標(biāo)初始值，預(yù)測不同溫度下的保質(zhì)期?；诜椒ㄖ泄?4)對過氧化值的lnk-1/T進行線性擬合，如圖11所示。Arrhenius方程模型線性擬合方程，得到了擬合回歸方程和相關(guān)系數(shù)R2，并計算出活化能，如表3所示。從表中可以看出，素餅樣品過氧化值的線性擬合效果都較好。由脂肪氧化引起品質(zhì)下降的主要反應(yīng)活化能(Ea)為41.8~104.6 kJ/mol，素餅過氧化值變化對應(yīng)的活化能符合該范圍。再根據(jù)公式(2)，可推算出素餅在較低溫度下反應(yīng)速率常數(shù)和貨架期，如表4所示。
03
結(jié)論
作者簡介：
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潘俊嫻
中華全國供銷合作總社杭州茶葉研究所助理研究員，從事茶食品技術(shù)研究。主持或參與科研項目10余項，發(fā)表論文20余篇，其中SCI 10篇，授權(quán)發(fā)明專利2項、實用新型專利2項;獲中國商業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎特等獎、中國商業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎一等獎、首屆中國茶科技創(chuàng)新大賽二等獎。
來源：中國茶葉加工
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