不同油脂及抗氧化剂对韧性饼干氧化变质的影响

刘荣，王慧

（东北林业大学林学院，黑龙江哈尔滨 150040）

食品保质期由食品变质的快慢来确定。食品轻微变质一般指食品的颜色、风味、质构发生劣变，消费者不可接受；严重变质时会引起食品安全问题[1]。食品变质一般分为物理变质、化学变质和微生物变质。这三种变质相互之间重叠，且可能存在促进作用[2]。饼干在贮藏过程中影响其氧化变质的不仅有理化指标，感官可接受性也是关键性指标。其酸败变质过程与其油脂的氧化相关。除选择适合的油脂外，添加适当的抗氧化剂是延长饼干保质期简单、经济的方法[3]。一般韧性饼干中常用的油脂包括豆油、橄榄油、棕榈油和黄油等。常用的合成抗氧化剂有丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、叔丁基对苯二酚(TBHQ)等，天然抗氧化剂有茶多酚、磷脂、维生素C和维生素E等。TBHQ对油脂的抗氧化作用较强，优于BHT和BHA。天然抗氧化剂的安全性高，茶多酚的抗氧化能力优于维生素C和维生素E，并且能适用于较高的温度中，因此可用于饼干防腐中。此外，茶多酚具有抗癌、抗辐射、预防治疗心脑血管疾病以及减肥等功效。国内外有关抗氧化剂对食用油脂的研究表明，抗氧化剂单独作用时能在一定程度上抑制食品油脂的酸败，但延迟时间不够长[4]。另有研究表明，抗氧化剂复配使用时其抗氧化效果较佳，氧化速度相对较慢[5]。所谓的复配抗氧化剂就是将2种或者2种以上的抗氧化剂混合在一起，表现为具有更强抗氧化性的复合物。

在饼干保质期模型建立的过程中，由于受实验时间的影响，一般选择在较高温条件下，通过加速实验的方法来测定[2]。程晓凤等[6]人的研究中得出：在65 ℃、75 ℃和85 ℃下，检测时间间隔分别为6 d、3 d和1.5 d，对预测结果更为精确。因此，本实验中选用65 ℃下每6 d进行测量，方便检测并且可保证实验结果的正确。

1 材料与方法

1.1 原料与设备

1.1.1 原料

小麦粉、黑木耳粉、大豆蛋白粉、燕麦粉、胡萝卜粉、白砂糖、黄油、棕榈油、橄榄油、豆油、小苏打、食盐、饮用水（以上均为食用级，市售），BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、磷脂（以上均为食品添加剂，市售）。酚酞（指示剂）、乙醚、乙醇、氢氧化钾、异丙醇、碘化钾、无水硫酸钠、异辛烷、冰乙酸、石油醚、硫代硫酸钠、重铬酸钾、可溶性淀粉（以上均为分析纯）、蒸馏水。

1.1.2 主要仪器设备

远红外线食品烘炉DFL-24型，广州市白云区宝源厨房设备厂；电热恒温鼓风干燥箱DHG-9030A，巩义市予华仪器有限责任公司；旋转蒸发器RE-2000A，巩义市予华仪器有限责任公司。

1.2 方法

1.2.1 饼干的制备

将小麦粉100份，黑木耳粉30份、大豆蛋白粉25份、燕麦粉20份、胡萝卜粉15份、白砂糖35份、油脂30份、小苏打2份、食盐1份、按顺序混匀（其中，油脂需预先溶入抗氧化剂，乳化后再与其它原料混合），再加水70份搅拌混匀，调制成面团后用相同规格模具对面团进行辊压成型，然后设置焙烤温度150～170 ℃，焙烤时间12～15 min，得到饼干成品后按每袋100 g装入铝箔袋，封口备用。

1.2.2 不同油脂对饼干氧化变质的影响

以小麦粉100份为基准，分别准备30份的棕榈油、橄榄油、大豆油、黄油，油脂中不添加抗氧化剂，与其他原料混合后制作饼干，通过饼干在65 ℃储存下四项指标的变化，比较不同油脂的抗氧化效果。

1.2.3 不同抗氧化剂对饼干氧化变质的影响

据GB 2760-2014规定，BHA在饼干中的最大使用量为0.2 g/kg（以油脂中的含量计），BHT在饼干中的最大使用量为0.2 g/kg（以油脂中的含量计），TBHQ在饼干中的最大使用量为 0.2 g/kg（以油脂中的含量计），茶多酚在焙烤食品中的最大使用量为0.4 g/kg（以油脂中的含量计），磷脂在油脂中无最大使用量，可按生产需要适量使用。以黄油的添加量计，分别准备质量分数为0.020%的BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、磷脂，与黄油混合后制作饼干，通过饼干在65 ℃储存下四项指标的变化，比较不同抗氧化剂的抗氧化效果。

1.2.4 抗氧化剂不同复配方式对饼干氧化变质的影响

据GB 2760-2014规定，TBHQ在饼干中的最大使用量为0.2 g/kg（以油脂中的含量计），茶多酚在焙烤食品中的最大使用量为0.4 g/kg（以油脂中的含量计），并且同一功能的食品添加剂（相同色泽着色剂、防腐剂、抗氧化剂）在混合使用时，各自用量占其最大使用量的比例之和不应超过 1。因此在试验设计时，TBHQ与茶多酚各自的用量占其最大使用量的比例之和都为1，使抗氧化剂的抗氧化效果达到最大。

以黄油的添加量计，分别准备不同复配方式的抗氧化剂（抗氧化剂复配方式见表1），与黄油混合后制作饼干，通过饼干在65 ℃储存下四项指标的变化，比较抗氧化剂不同复配方式的抗氧化效果。

表1 抗氧化剂复配方式Table 1 Compounding methods of Antioxidants

1.2.5 饼干氧化变质的评价指标

饼干的氧化变质主要是由其中的油脂与空气中的氧气、水蒸气接触而引起的。因此选用判定油脂合格与否的酸价和过氧化值为指标；选用水分含量和感官评分对口感进行判定。因此，若四项指标中一项指标不合格时，判定饼干氧化变质，不能食用。具体要求如下：

1.2.5.1 酸价

酸价的测定按照 GB 5009.229-2016进行，参照GB 7100-2015得：酸价不低于5 mg/g时判定为合格。

1.2.5.2 过氧化值

过氧化值的测定按照GB 5009.227-2016进行，参照GB 7100-2015得：过氧化值不低于0.025 g/100 g时判定为合格。

1.2.5.3 水分含量

水分含量的测定依据GB 5009.3-2016进行，参照GB 1433.4-2005得：水分含量不高于6.0%时判定为合格。

1.2.5.4 感官评分

感官评价标准见表2，感官评分不低于60时判定为合格。

1.2.6 数据统计分析

本文所有研究均采用SPSS 18.0进行分析，试验平行三次，数据表示为：结果±标准差。不同油脂在相同添加量时，对饼干保质期的影响见表3～6，其中酸价以及过氧化值随储藏时间的变化比较显著，感官评分稍差，水分含量基本上没有太大的差异。

表2 感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria

2 结果与讨论

2.1 不同油脂对饼干保质期的影响

表3 不同油脂对饼干酸价的影响Table 3 Effect of different oils on acid value of biscuits

从表3～6中可以看出四项指标中酸价和过氧化值对饼干保质期影响比较显著，水分含量影响比较小。并且四种油脂自身的抗氧化效果具有一定差异，其中豆油的抗氧化效果最差，在60 d的储藏时间内酸价由0.64 mg/g变化为7.32 mg/g，饼干在48 d时酸价不合格（表3）。黄油的抗氧化效果最好，在60 d的储藏时间内酸价由0.64 mg/g变化为5.06 mg/g，60 d时酸价不合格（表3）；过氧化值由0.066 g/100 g变化为0.297 g/100 g，54 d时过氧化值接近不合格（表4）。不同油脂的添加对于饼干抗氧化效果的差异，主要与这些油脂本身不饱和脂肪酸的含量有关。其中，豆油中不饱和脂肪酸总量为 84.57%，饱和脂肪酸总量为14.94%[7]。橄榄油中不饱和脂肪酸总量在80%左右[8]。棕榈油中不饱和脂肪酸总量为49.53%，饱和脂肪酸总量为48.77%[9]。黄油的不饱和脂肪酸总量为44.33%，饱和脂肪酸总量为55.67%[10]。因此，可以得出：不饱和脂肪酸含量越多，油脂的氧化速度越快，饼干的保质期相对也就越短。

表4 不同油脂对饼干过氧化值的影响Table 4 Effect of different oils on peroxide value of biscuits

表5 不同油脂对饼干水分含量的影响Table 5 Effect of different oils on water content of biscuits

2.2 不同抗氧化剂对饼干保质期的影响

不同抗氧化剂在相同添加量时，对饼干保质期的影响见表7～10，其中酸价以及过氧化值随储藏时间的变化比较显著，感官评分稍差，水分含量基本没有差异。从表 7～10中可以看出五种抗氧化剂都有一定的抗氧化效果，其中以TBHQ效果最为明显，饼干保质期相较其他延长了6～18 d（表7），天然抗氧化剂在饼干保存前期抗氧化效果较好，保存后期抗氧化效果变弱（表 7、8），相对而言，茶多酚的抗氧化效果要优于磷脂（表8）。

不同抗氧化剂对于饼干抗氧化效果的差异，主要是因为这些抗氧化剂本身的结构，溶解性以及它和饼干原料自身的抗氧化性交互作用的结果[11]。从本试验来看，添加磷脂后的饼干在储藏初期和同为天然抗氧化剂的茶多酚比较四项指标变化不大，但后期（42 d之后）添加磷脂的饼干过氧化值变化尤其快，这是因为磷脂自身的脂类结构导致的。不同抗氧化剂在油脂中的溶解性是不同的，这也间接导致抗氧化剂对保质期的影响，如BHA、BHT与TBHQ比较，因TBHQ溶解性较好，抗氧化能力较好，酸价等的变化相对缓慢。

表6 不同油脂对饼干感官评分的影响Table 6 Effect of different oils on sensory evaluation of biscuits

表7 不同抗氧化剂对饼干酸价的影响Table 7 Effect of different antioxidants on acid value of biscuits

表8 不同抗氧化剂对饼干过氧化值的影响Table 8 Effect of different antioxidants on peroxide value of biscuits

注：显著性p<0.05，a,b,c…表示纵向显著性分析，A,B,C…表示横向显著性分析。

表9 不同抗氧化剂对饼干水分含量的影响Table 9 Effect of different antioxidants on water content of biscuits

表10 不同抗氧化剂对饼干感官评分的影响Table 10 Effect of different antioxidants on sensory evaluation of biscuits

2.3 抗氧化剂不同复配方式对饼干保质期的影响

抗氧化剂不同复配方式对饼干保质期的影响见表11～14，其中酸价以及过氧化值随储藏时间的变化比较显著，感官评分稍差，水分含量基本没有差异。从表11中可以看出当0.010%TBHQ与0.020%茶多酚复配使用时，对饼干的抗氧化效果是最强的。理论上，抗氧化能力较强的抗氧化自身被氧化的速率要高于抗氧化性能弱的抗氧化剂，也就是说饼干中的油脂氧化时，强抗氧化剂先被氧化。由于存在弱抗氧化剂，它可以还原强抗氧化剂使其重新参与抗氧化反应。弱抗氧化剂的存在可以维持强抗氧化剂在体系中相对稳定的浓度，从而起到增效作用[12]。注：显著性p<0.05，a,b,c…表示纵向显著性分析，A,B,C…表示横向显著性分析。

表11 抗氧化剂不同复配方式对饼干酸价的影响Table 11 Effect of different compounding methods of antioxidants on acid value of biscuits

表12 抗氧化剂不同复配方式对饼干过氧化值的影响Table 12 Effect of different compounding methods of antioxidants on peroxide value of biscuits

表13 抗氧化剂不同复配方式对饼干水分含量的影响Table 13 Effect of different compounding methods of antioxidants on water content of biscuits

注：显著性p<0.05，a,b,c…表示纵向显著性分析，A,B,C…表示横向显著性分析。

表14 抗氧化剂不同复配方式对饼干感官评分的影响Table 14 Effect of different compounding methods of antioxidants on sensory evaluation of biscuits

3 结论

试验通过饼干在 65 ℃储藏过程中酸价、过氧化值、水分含量以及感官评分四项指标的测定，可以推断出：酸价以及过氧化值对饼干保质期有直接影响，并且影响较大，相对地，感官评分对饼干保质期的影响较小，水分含量则几乎没有影响，因此可用酸价以及过氧化值作为预测饼干保质期的直接指标。饼干中油脂选用黄油，抗氧化剂选择0.010%TBHQ（以黄油中的含量计）与0.020%茶多酚（以黄油中的含量计）复配使用时，饼干的抗氧化效果最好，氧化速度最慢，因此可以利用黄油及抗氧化剂的复配方式来延长饼干的保质期。