菊粉对无糖酥性饼干货架期的影响

 刘崇万*，刘世娟，徐振秋，李曼曼

 江苏康缘现代中药研究院(连云港222001)

摘要运用加速试验研究菊粉对于无糖酥性饼干货架期的影响。将3%菊粉添加到面粉中，通过分析测试30℃，40 ℃和50℃个环境条件下无糖酥性饼干的水分含量变化，研究不同温度下饼干的货架期，进而推导常温(25℃，T=298 K)条件下饼干的货架期。试验结果表明，不添加菊粉的酥性饼干货架期为90 d，而添加3%菊粉的酥性饼干的货架期为150 d。菊粉能够从一定程度上延长酥性饼干的货架期。

关键词  菊粉；加速试验；无糖酥性饼干；货架期

  菊粉( Inulin)，又名菊糖，是一类天然果聚糖聚合物，由D-呋喃果糖分子以β-(2，1)糖苷键连接而成。其广泛分布于超过3万种植物中，目前主要采用菊芋和菊苣两种原料进行菊粉工业化生产。大量研究表明，菊粉具有控制血脂、降低血糖、改善肠道功能、促进矿物质吸收等功能，因此菊粉已被世界上多个国家批准作为食品的营养增补剂，日本厚生省批准菊粉作为特定保健食品配料，应用于多种食品之中，美国FDA也批准菊粉为公认的安全级食品配料，欧洲则将菊粉作为控制胆固醇水平的功能性甜味剂广泛使用，而在中国，菊粉已经在2009年被批准作为新食品原料，应用于医药保健、食品工业当中。

 目前对于菊粉在烘焙食品的研究较少，主要集中于研究菊粉对于面包、面条等的面团流变学特性、质构特性等方面的研究，研究表明，菊粉可以改善面团的流变学特性以及质构特性，赋予烘焙食品良好的口感与风味，并可以降低食品热能，而尚未见菊粉对于烘焙食品货架期影响的研究，尤其针对无糖酥性饼干这一深受大众喜爱的食品形式。

 加速试验目前已经成为研究食品货架期的常用方法。运用加速试验，通过分析测试30℃(80%RH)．40℃(80% RH)和50℃(80% RH)三个环境条件下无糖酥性饼干的水分含量变化，研究不同温度下饼干的货架期，进而推导常温条件下饼干的货架期，从而研究不同添加量菊粉对于无糖酥性饼干货架期的影响，以期了解和掌握菊粉作为新食品原料在烘焙食品中的应用前景以及规律，为菊粉在烘焙食品中的应用提供理论依据。

1  材料与方法

1.1试验材料

 菊粉（食品级）：青海瑞湖生物资源开发有限公司；低筋面粉：天津利金食品股份有限公司；小苏打（食用级）：天津市中英保健食品有限公司；碳酸氢铵（食用级）：山东维焦集团有限公司；食用油：益海嘉里食品营销有限公司；木糖醇（食品级）、食盐、双向拉伸聚丙烯／聚丙烯(BOPP/PP，厚度76岬，渗透系数1.83×10-16g．cm/(cm2．s. Pa))，市售。

1.2仪器与设备

 JY5001型电子天平：上海精平电子仪器有限公司；Depelec型德普嵌入式电烤箱：美国北京德普厨房电器；Bo-CO2型Beow多功能厨师机：佛山市贝奥电器有限公司；LD5-10型低俗大容量离心机：上海医用分析仪器四厂；YP-350压面机：章丘市天鹏炊具机械有限公司；LHP型恒温恒湿培养箱：常州普天仪器制造有限公司；TP-214型分析天平：丹佛仪器有限公司。

1.3试验方法

1.3.1酥性饼干的制作

试验组别设计如表1所示。

酥性饼干制作流程中，面团调制时应控制温度在20℃ ~26℃，且调制时间控制在10～20 min，防止面筋过度形成；辊印成型时，面团用压面机辊轧8～12次，每2次折叠1次，压成厚度一致( 3～5 mm)的薄皮后，即可冲印成型；烘焙时，烤箱温度设置为200℃，提前预热，实际烘烤过程中，控制烤箱温度在180℃~190℃，烘烤时间4～5 min，待饼干表面呈金黄色后，出炉，待冷却后包装。

1.3.2试验内容

  取饼干成品（各组饼干样品为同一天制作），每袋装20 g饼干，三种包装材料各装30袋，然后贮存于30℃( 80% RH).40℃(80% RH)和50℃(80%RH)条件下，分别在第1，第8，第15，第22和第30天于每种条件下各取3袋进行检测。

  取各配方烘焙出的饼干成品（各组饼干样品为同一天制作），20 g／袋，饼干包装好后需检测是否漏气，确保用于货架期测试的饼干封口良好，不漏气。将样品贮存于30℃( 80% RH)，40℃(80% RH)和50℃( 80% RH)的恒温恒湿培养箱中，分别在第1，第8，第15，第22和第30天各取2袋进行检测水分含量，按GB/T 5009.3-2010规定的方法测定。

1.3.3统计分析

  采用SPSS 17.0统计分析软件对试验测试结果进行统计分析，所用图表的绘制采用Excel进行处理。

2结果与讨论

  不同温度下水分测定结果见表2，变化规律见图1和2。GB/T 20980-2007规定酥性饼干中水分含量不大于4.0%。

  从表2、图1及图2可知，对照组与试验组无糖酥性饼干的水分含量随时间延长均逐渐增加，并且温度越高，水分含量增加得越快。

  对照组酥性饼干在40℃条件下，储存30 d水分含量为4.34%，已经超过国家规定的酥性饼干水分含量限值4.0%，在50℃条件下，22 d检测时，水分含量已经明显超过限值，而在30℃条件下，储存30 d水分含量为3.62%，仍未超过限值。

 试验组酥性饼干在30℃，40℃和50℃条件下，储存到30 d时，水分含量均未超过国标限值。

  通过回归分析，发现在三个温度条件下，水分含量与时间呈线性关系，符合Y=kX+6，回归方程见表3。

 当水分含量达到4.0%时，根据表3中的回归方程，可以算出对照组饼干在30℃，40℃和50℃三个条件下的储存时间为40，28和19 d；试验组饼干在30℃40℃和50 ℃三个条件下的储存时间为55，46和40 d。

 由表3回归方程可知，对照组饼干在30℃，40 ℃和50 ℃条件下的水分含量变化速度分别为0.037 6，0.058 9和0.078 5；试验组饼干在30℃，40℃和50℃条件下的水分含量变化速度分别为0.027 7，0.0338和0.037 7，根据Kwolk和Boodwalter( 1971)列举地食品品质变化速度与温度之间的关系式（见表4），将酥性饼干水分含量变化速度和贮存温度代入以上关系式，并通过SPSS软件进行拟合分析，发现两者呈线性关系，符合第1类关系式，见图3。

 由图3计算出饼干水分含量变化速度与温度的关系式如表5所示。

 将常温（25qC,  T=298 K）代入表5的公式，得到对照组与试验组在常温下的饼干水分含量变化速度为0.044 2与0.025 6。由于饼干水分含量与时间呈线性关系，代入初始水分含量( 0.025 9)，可得到常温条件下饼干水分含量与时间的方程如表6所示。

当水分含量达到国家标准4%时，对照组与试验组的饼干储存期分别为90 d与150 d，说明菊粉可以显著延长无糖酥性饼干的货架期。

 需要指出的是，试验只选择了水分含量一个指标来考察饼干货架期，而影响酥性饼干货架期的指标包括水分含量、过氧化值、酸价等，后续试验还需结合多指标综合考察菊粉对于无糖酥性饼干货架期的影响；同时，并未深究菊粉延长货架期的作用机制，后续试验需要进一步研究。

3结论

 无糖酥性饼干的水分含量随时间延长均逐渐增加，并且温度越高，水分含量增加得越快。

 菊粉可以明显抑制酥性饼干水分含量的增加，从而延长无糖酥性饼干的货架期，在常温条件下，不添加菊粉的酥性饼干的货架期为90 d，而添加(3%)菊粉的酥性饼干货架期为150 d。