王雨萌，路昌，刘文荣，王兆磊，赵永军，李守科，于梅*，王磊*

（1．山东农业工程学院食品科学与工程学院，山东 济南 250100；2.山东省林草种质资源中心暖温带林草种质资源保存与利用国家林业和草原局重点实验室，山东 济南 250102；3.山东沃奇农业开发有限公司，山东 潍坊 261100）

文冠果（Xanthoceras sorbifolia Bunge）作为我国北方特有的木本油料树种[1-3]，其营养价值及功效性被普遍认可，应用前景广阔。其籽仁含油量达45.1%～65.8%[4]，富含油酸及亚油酸。油中的不饱和脂肪酸含量高达90%以上[5-6]，具有软化血管、降血脂、增强记忆力以及预防和治疗阿尔兹海默症等功效[7-8]。文冠果含有的少量神经酸，已被证明具有再生和修复受损神经的功效[9-14]。其叶子中除了含有蛋白质、维生素等营养成分，还含有黄酮、皂苷、多糖等多种活性成分，因此具有杀菌、止血、消炎、祛风湿和增强体质等功效[15-18]。

目前消费者对休闲食品的选择不仅满足于外形及口感，而且对预防疾病等功效价值的关注度也在不断提高[19]。将文冠果油与文冠果叶融合于饼干中，既赋予了饼干独特的香气，又增加了饼干的功效性。目前，有关文冠果成分及功能分析上的研究不断更新[20]，而应用于食品加工方面的研究较少。因此，文冠果饼干的开发既可以丰富饼干品种的多样性，又可进一步发挥文冠果功效和提升活性成分的应用空间，为文冠果功能性食品的研发提供新思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

文冠果油、茶：山东沃奇农业开发有限公司；玉米油：中粮福临门食品营销有限公司；低筋面粉：上海枫未实业有限公司；木糖醇、小苏打：河南万邦化工科技有限公司；鸡蛋、盐：市售。

1.2 仪器与设备

万能高速粉碎机（FLBP-200）：上海非利博食品机械有限公司；电子天平（YP12003）：上海光正医疗仪器有限公司；商用电烤箱（DMD-24）：广东煦众智能科技有限公司；质构仪（SMS TA.XT PLUS）：北京微讯超技仪器技术有限公司；风味分析仪（FlavourSpec）：德国G.A.S.公司。

1.3 方法

1.3.1 文冠果饼干工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原辅料预处理

将文冠果茶粉用超微粉碎机粉碎，过200目筛；将低筋面粉、木糖醇、盐、小苏打，过60目筛备用。

1.3.2.2 辅料预混

将鸡蛋、文冠果油、玉米油搅拌均匀备用；将文冠果茶粉、木糖醇、小苏打、盐按基础配方混匀。

1.3.2.3 调制面团

将过筛的低筋面粉混到预混的辅料中，搅拌均匀，和面成团。不要过度搅拌，防止面团起筋。

1.3.2.4 辊印成型

将面团擀成4 mm厚的均匀薄片，印模成型，置于烤盘中。

1.3.2.5 烘烤、冷却、成品

烤箱预热，烘烤温度上火160℃、下火130℃，烤箱达到设置温度时，将饼干放入烤箱中烘烤19 min后取出，冷却后即为成品。

1.3.3 单因素试验

以低筋面粉添加量100%为基准，鸡蛋液添加量35%，盐添加量0.7%，小苏打添加量0.6%，分别考察文冠果油与玉米油质量比（5∶5、6∶4、7 ∶3、8 ∶2、9 ∶1）（油添加量40%）、文冠果茶粉添加量（1%、2%、3%、4%、5%）、烘烤时间（15、17、19、21、23 min）、木糖醇添加量（30%、35%、40%、45%、50%）对文冠果饼干感官品质的影响。

1.3.4 正交试验

在单因素试验结果的基础上，通过正交试验优化文冠果饼干的工艺条件，选取文冠果油与玉米油质量比（A）、文冠果茶粉添加量（B）、烘烤时间（C）、木糖醇添加量（D）4个因素进行L9（34）正交试验，以感官评分为指标，确定文冠果饼干的最优工艺，正交试验因素和水平见表1。

表1 文冠果饼干正交试验因素水平Table 1 Factor levels of orthogonality experiment of Xanthoceras sorbifolia Bunge biscuit

1.3.5 文冠果饼干感官评分标准

随机抽取经过感官评分鉴定培训的感官评定人员60人，分成3组，从饼干的口感气味、色泽、结构、外形4个方面对文冠果饼干进行感官评定，参照王超等[21]、周昀[22]、李慧等[23]的研究确定感官评分标准，感官评价标准见表2。

表2 文冠果饼干感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of Xanthoceras sorbifolia Bunge biscuit

1.3.6 文冠果饼干品质分析

1.3.6.1 理化品质分析

水分含量参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的直接干燥法进行测定；灰分含量参照GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》中的第一法进行测定；蛋白质含量参照GB 5009.5—2016《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定；脂肪含量参照GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》中的索氏提取法进行测定。试验重复测定3次，取平均值。

1.3.6.2 质构分析

通过质构仪测定文冠果饼干的脆性和硬度。测定条件为测试探头M3pb、测前速度2.5 mm/s、测试速度2.0 mm/s、测后速度 10.0 mm/s、应变位移 15 mm、触发力0.196 N、每秒点数200 pps、探头返回距离20 mm、返回速度20 mm/s、接触力设置0.196 N。

1.3.7 挥发性风味物质分析

1.3.7.1 测定方法

设置CK组、S组、CY组分析文冠果油及文冠果茶粉对饼干风味的影响。CK组配方为油添加量40%（玉米油40%），文冠果茶粉添加量0%。S组配方为油添加量40%（文冠果油与玉米油质量比为8∶2），文冠果茶粉添加量0%。CY组配方为油添加量40%（文冠果油与玉米油质量比为8∶2），文冠果茶粉添加量3%。各组试验中低筋面粉、木糖醇、鸡蛋液、盐、小苏打的添加量及烘烤工艺参数均相同。采用顶空进样法，以FlavourSpec风味分析仪测定其挥发性成分，每个样品称取2 g，重复测定3次，取平均值。

1.3.7.2 测定条件

气相-离子迁移谱（gas chromatography-ion migration spectrometry，GC-IMS）联用技术分析条件为色谱柱 MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm）、柱温 60 ℃、探测器温度45℃、载气N（2纯度99.99%）、自动顶空进样、进样体积 500 μL、孵育时间 15 min、孵育温度 60℃、进样针温度85℃、孵化转速500 r/min、分析时间20 min。流速：初始2 mL/min，保持2 min后，在20 min内增至100 mL/min。漂移气流量150 mL/min。

1.3.8 数据处理

单因素及正交试验采用IBM SPSS Statistics 20.0软件对试验数据进行分析；图形的绘制利用Origin 2021软件进行。挥发性风味物质分析利用FlavourSpec自带的软件VOCal及插件。VOCal用于分析谱图和数据的定性、定量。Gallery Plot插件为指纹图谱对比。Dynamic PCA插件用于主成分分析、聚类分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 文冠果油与玉米油质量比对文冠果饼干感官品质的影响

在饼干制作过程中，混合油的质量比对面团状态、饼干品质以及酥性都有一定的影响。文冠果油与玉米油质量比对文冠果饼干感官品质的影响见图1。

图1 文冠果油与玉米油质量比对饼干感官品质的影响Fig.1 Effect of mass ratio of Xanthoceras sorbifolia Bunge oil and corn oil on sensory quality of biscuit

由图1可知，在总用油量不变的情况下，随着文冠果油与玉米油质量比的增加，感官评分呈先升高后降低的趋势。当文冠果油添加较少时，饼干的香气寡淡；较多时，香气过于浓郁导致品质下降。此外，由于文冠果油自身性质，添加过多会导致面团过黏，不利于饼干的成型制作。当文冠果油与玉米油质量比为8∶2时，饼干的文冠果油香气浓郁、口感酥脆，制作时面团的状态良好，感官品质最佳。

2.1.2 文冠果茶粉添加量对文冠果饼干感官品质的影响

在饼干制作过程中，文冠果茶粉添加量对饼干的味道、香气以及色泽有一定的影响。文冠果茶粉添加量对文冠果饼干感官品质的影响见图2。

图2 文冠果茶粉添加量对饼干感官品质的影响Fig.2 Effect of Xanthoceras sorbifolia Bunge tea powder addition on sensory quality of biscuit

由图2可知，随着文冠果茶粉添加量的增加，感官评分呈先升高后降低的趋势。当文冠果茶粉添加量较少时，饼干中文冠果茶粉的香气淡，饼干颜色过浅；当文冠果茶粉添加量较多时，饼干苦涩味重，且饼干颜色较深，品质下降。当文冠果茶粉添加量为3%时，文冠果饼干茶香浓郁，颜色均匀，感官品质最佳。

2.1.3 烘烤时间对文冠果饼干感官品质的影响

烘烤时间对文冠果饼干感官品质的影响见图3。

图3 烘烤时间对饼干感官品质的影响Fig.3 Effect of baking time on sensory quality of biscuit

由图3可知，随着饼干烘烤时间的延长，感官评分呈先升高后降低的趋势。当烘烤时间大于21 min时，饼干颜色深且有焦糊味，饼干品质下降快。当烘烤时间较短时，饼干色泽较淡、口感较黏、香味不足、夹生。当烘烤时间为21 min时，饼干酥脆、香气浓郁、颜色均匀，感官品质最佳。

2.1.4 木糖醇添加量对文冠果饼干感官品质的影响

在饼干制作过程中，木糖醇会增加饼干的甜度，缓解文冠果茶粉带来的苦涩味。木糖醇添加量对文冠果饼干感官品质的影响见图4。

图4 木糖醇添加量对饼干感官品质的影响Fig.4 Effect of xylitol addition on sensory quality of biscuit

由图4可知，随着木糖醇添加量的增加，感官评分呈先升高后降低的趋势。当木糖醇添加量低于40%时，饼干甜味不足，苦涩味较重；当木糖醇添加量高于40%时，饼干过于甜腻，内部湿度过大，口感不酥脆。当木糖醇添加量为40%时，饼干组织结构细腻、甜度适中、口感酥脆、香气浓郁，感官品质最佳。

2.2 正交试验结果与分析

正交试验结果与分析见表3。

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal experiment results

续表3 正交试验结果Continue table 3 Orthogonal experiment results

由表3可知，对文冠果饼干的感官品质影响的主次顺序为A＞B＞C＞D，即文冠果油与玉米油质量比＞文冠果茶粉添加量＞烘烤时间＞木糖醇添加量。文冠果饼干最佳工艺条件为A2B2C1D2，与感官评分最高的正交组合A2B3C1D2结果不相符，因此需要进行验证试验。

按照两种工艺条件制备文冠果饼干，并对其进行感官评价，试验重复3次，结果取平均值，得出配方A2B2C1D2制作的饼干感官评分为93.4，A2B3C1D2的感官评分为92.3。因此，文冠果饼干的最佳配方为A2B2C1D2，即文冠果油与玉米油质量比8∶2、文冠果茶粉添加量3%、烘烤时间19 min、木糖醇添加量40%。

2.3 文冠果饼干理化及质构分析

2.3.1 文冠果饼干的理化品质分析结果

按照最佳配方制作出的文冠果饼干水分含量为3.2%、灰分含量为0.86%、脂肪含量为19.14%、蛋白质含量为7.31%。

2.3.2 质构分析

文冠果饼干的硬度为1 090.17 g、脆性为5.734mm。结合感官评价结果可以看出，按照最佳配方制作出的文冠果饼干软硬适中，口感酥脆。

2.4 文冠果饼干挥发性风味物质分析

2.4.1 挥发性成分气相离子迁移谱图分析

使用GC-IMS仪器LAV分析软件分析发现文冠果饼干中含有51种挥发性物质，其中未知成分16种、醇类7种、酮类10种、酯类4种、醛类11种、杂环类3种，挥发成分、种类及相对含量见表4。

表4 挥发成分、种类及相对含量Table 4 Volatile components，types and relative contents

续表4 挥发成分、种类及相对含量Continue table 4 Volatile components，types and relative contents

2.4.2 挥发性成分气相离子迁移指纹图谱分析

借助Gallery Plot插件来绘制挥发性成分的指纹谱图，直观且定量地比较不同样品之间的挥发性成分差异。样品气相离子迁移指纹谱图见图5。

由图5可知，添加文冠果茶粉与未添加文冠果茶粉的饼干挥发性成分差异明显，且添加文冠果茶粉的饼干挥发性成分总体含量明显高于未添加组。饼干间的挥发性成分分布不同，各自有特征峰区域，但也存在共同区域。添加文冠果茶粉的饼干特征性物质主要集中在Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区和Ⅵ区，包括1-辛烯-3-醇、糠醛、丙酸、丁醛、1-戊烯-3-醇、反式-2-戊烯醛、乙酸乙酯、2，3-丁二酮、己醛、乙酸甲酯、反式-2-己烯醇、2（3H）-二氢呋喃酮、己醇、辛醛、环己酮、反式-2-庚烯醛、丙酮、乙酸异丙酯、环己烯-2-酮、1-辛烯-3-酮、己酸乙酯、麦芽酚、龙脑、甲基庚烯酮和11种未知成分。未添加文冠果茶粉的饼干特征性物质主要集中在Ⅰ、Ⅱ区，包括2-庚酮，2-甲基丁醛、3-甲基丁醛等物质。不同饼干所含挥发性成分的种类和含量差异较大。

2.4.3 挥发性物质主成分分析

用LAV软件中的Dynamic PCA插件，进行主成分分析（principal component analysis，PCA），结果见图6。

图6 全部样品PCA分析Fig.6 Principal component analysis on all samples

由图6可知，第1主成分PC1贡献率为82%，第2主成分PC2贡献率为10%，PC1、PC2的总贡献率为92%，表明包含了文冠果饼干的大部分信息，较好地反映了不同样品之间挥发性成分差异的影响因素。基于挥发性成分不同，PCA可将添加文冠果茶粉的饼干与不添加文冠果茶粉的饼干明显区分，表明文冠果茶粉使其挥发性成分发生了很大的变化，文冠果油与玉米油对饼干风味虽然也存在差异，但两者的风味相近。

2.4.4 各组配方差异对饼干挥发性风味影响分析

2.4.4.1 文冠果油与玉米油对饼干风味的影响

采用优化后的工艺，对比分析文冠果油与玉米油对饼干挥发性成分和含量差异，结果见图7。

图7 文冠果油与玉米油对饼干风味的影响Fig.7 Effect of Xanthoceras sorbifolia Bunge oil and corn oil on biscuit flavor

由表4和图7可知，添加玉米油（CK）与添加文冠果油（S）的两组饼干挥发性成分的种类整体未发生变化，但添加文冠果油的饼干，51种挥发性成分中有38种含量有所增加，增加幅度0.93%～122.98%，其中增加幅度超过50%的挥发性成分共计7种，分别为辛醛、12#、2#、8#、丙酸、戊醇、1-辛烯-3-醇，辛醛含量增加 1.2 倍，未知成分12#增加接近1倍；13种物质挥发性成分略微下降，减少幅度在1.16%～42.26%，总体风味上有一定差异。

2.4.4.2 文冠果茶粉对饼干风味的影响

采用优化后的工艺，对比分析添加文冠果茶粉（CY）对饼干挥发性成分和含量的差异，结果见图8。

图8 文冠果茶粉对饼干风味的影响Fig.8 Effect of Xanthoceras sorbifolia Bunge tea powder on biscuit flavor

结合表4和图8可知，添加文冠果茶粉对饼干风味的影响较大，其中51种挥发性成分中有38种挥发性成分的含量有所增加，增加幅度2.58%～5 669.08%，增加幅度超过50%的挥发性成分共计28种。醛类增加23.39%，其中反式-2-庚烯醛增加14.24倍；酮类增加32.34%，其中1-辛烯-3-酮增加9.11倍；酯类增加128.34%，其中乙酸异丙酯增加4.10倍；其它杂环类物质增加1914.75%，其中龙脑增加55.69倍。未定性成分增加105.07%，14#物质增加量最多，其次为6#，是S组含量的5倍多。醇类总体减少为S组的30.43%，但反式-2-己烯醇增加为S组的3.68倍。13种物质挥发性成分略微下降，减少幅度在2.87%～59.29%，总体风味上差异较大。

2.4.4.3 文冠果油复合文冠果茶粉对饼干风味的影响

对比分析同时添加文冠果油和文冠果茶粉（CY）与添加玉米油（CK）对饼干挥发物成分和含量的差异，结果见图9。

图9 文冠果油复合文冠果茶粉对饼干风味的影响Fig.9 Effect of compound of Xanthoceras sorbifolia Bunge tea powder and oil on biscuit flavor

由图9可知，文冠果油复合文冠果茶粉与只添加文冠果茶粉的表现趋势相同，部分挥发性成分有所增加，挥发性成分增加较多的是龙脑、反式-2-己烯醇、反式-2-庚烯醛、己醛、戊醛、乙酸乙酯、丙酮、14#等成分，说明风味的变化主要来自文冠果茶粉，并且反式-2-己烯醇具有青草香气，伴有果香和蔬菜香，反式-2-庚烯醛具有青草香气，己醛具有青草及苹果香气，乙酸乙酯具有似香蕉-苹果的香味。文冠果茶粉中特有的挥发性成分赋予文冠果饼干特有的香气，使其风味更加独特、丰富。而添加了文冠果油的饼干相较于添加玉米油的饼干中挥发性成分保留率略高，复配茶粉后，饼干保留更多的挥发性成分，使其挥发性物质含量更高，气味饱满。

3 结论

以感官评分为指标，进行单因素试验、正交试验及验证试验，研究文冠果油与玉米油质量比、文冠果茶粉添加量、烘烤时间、木糖醇添加量对饼干感官品质的影响。得到饼干的最佳制备工艺为低筋面粉添加量100%、鸡蛋液添加量35%、盐添加量0.7%、小苏打添加量0.6%、油添加量40%（文冠果油与玉米油质量比为8∶2）、文冠果茶粉添加量3%、木糖醇添加量40%、上火160℃、下火130℃、烘烤时间19 min。

此外，对饼干进行品质分析，水分、灰分、脂肪、蛋白质含量分别为3.2%、0.86%、19.14%、7.31%，硬度为1 090.17 g，脆性为5.734 mm。经过挥发性成分分析可知，文冠果油与玉米油相比，对饼干的风味影响差异不明显，但油脂的功效成分增加；文冠果茶粉的添加对饼干挥发性风味物质影响较大，酯类及不饱和醛类等挥发性风味物质水平明显升高，赋予文冠果饼干特有的香气。在最佳工艺条件下制作出的文冠果饼干口感俱佳，营养价值高，文冠果的香气浓郁，为文冠果的开发利用提供新思路。