中式糕点是我国主流烘焙食品，占据着至关重要的地位。素饼作为舟山地方传统美食，是采用素食配方，经过甄选原料、馅料调制、皮面调和、油酥搓制、包酥破酥、包馅成型、焙烤、冷却、包装等传统工艺步骤加工制成的酥饼，其加工技艺被认定为舟山市普陀区非物质文化遗产名录的传统工艺。素饼外观小巧玲珑、色泽金黄、外酥里糯、自然醇香、清新诱人，深受消费者喜爱。但是由于素饼油脂含量高，在贮藏过程中易发生油脂氧化，进而影响产品品质。
茶叶中含有的茶多酚具有抗氧化作用，将其加入糕点中，既丰富了糕点的花色品种，在一定程度上削弱了传统糕点油腻、浓甜的特点，又充分利用了茶叶资源，可以减缓糕点中的油脂发生氧化酸败，延长货架期。曹盛研究发现加入茶粉能减缓月饼皮过氧化值的增加。何俊华等研究了壳聚糖复合茶粉对广式豆沙月饼的保鲜作用，发现添加茶粉可提高广式豆沙月饼的抑菌能力和抗氧化能力，且壳聚糖和茶粉对广式豆沙月饼的保鲜有协同增效作用。李振兴研究发现绿茶可以延缓苏式月饼氧化变质，延长其贮藏期。因此，以茶为原料，开发健康、保健、绿色的茶糕点能满足现代人便捷、营养的个性化需求。
目前市场上已有较多茶烘焙食品产品，但还未有将茶多酚应用于素饼的研究。文章以素饼作为研究对象，将茶多酚添加到素饼中，采用食品保质期加速测试法(Accelerated shelf-life testing， ASLT)，研究其在不同贮藏温度下水分含量、过氧化值、酸价等理化指标的变化，并基于Arrhenius模型对反应速率常数和贮藏温度之间的关系进行拟合，进而对货架期进行预测，建立素饼的货架期预测模型，以期为茶多酚在烘焙食品中的应用提供理论基础。
▲ 浙江武义茶园
01
材料与方法
1、材料与试剂
素饼，浙江冠素堂食品有限公司提供，由高筋粉、特一粉、植物油等经搅拌、包酥、推酥、包馅成型、焙烤等工艺制成。不同试验组间素饼中茶多酚的添加量分别为0、0.2g/kg、0.4 g/kg，茶多酚含量84.8%，购自宁波四明山生物科技有限公司。
2、实验方法
(1)样品贮藏
将素饼样品分别置于60、50、40 ℃的培养箱中贮藏，分别间隔3、5、7 d测定其水分含量、过氧化值、酸价、多酚含量和感官品质。
(2)水分含量测定
参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》。
(3)油脂提取
采用石油醚浸泡法。取样品70 g，粉碎，置于锥形瓶中，加入100 mL的石油醚(沸程为30~60 ℃)浸泡样品，放置18~24 h，过滤，取上清液在45 ℃条件下旋转蒸发，得到油脂。
(4)过氧化值测定
参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》。
(5)酸价测定
参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》。
(6)多酚含量测定
参照GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》。
(7)感官评价
参考GB/T 19855—2015《月饼》，由感官评价员根据表1的感官要求从形态、色泽、组织、滋味、杂质等方面对素饼进行感官评价。
(8)食品反应基本动力学模型
在只考虑温度的情况下，大多数食品在贮藏过程中所发生的品质变化符合零级反应动力学原理(1)、一级反应动力学原理(2)，故可以研究主要指标与温度的关系，将在不同温度下测得的指标随时间的变化分别用原理(1)、(2)来分析并进行拟合，筛选出拟合程度较高的速率方程，并确定反应级数及不同温度下的反应速率常数。
式中：A为最终食品品质因子;A0为初始食品因子;k为反应速率常数;t为贮藏时间，单位d。
(9)货架期预测模型的建立
Arrhenius方程模型在食品中已经得到了广泛的应用，可以对基于温度变化的食品贮藏保质期进行很好的预测，其表达式如(3)、(4)：
式中：k为不同温度下的反应速率常数;k0为指前因子，也可为表观频率因子;Ea为反应的活化能，单位kJ/mol;R为气体常数，8.314 J/mol·K;T为绝对温度，单位K。
02
结果与分析
1、素饼贮藏过程中水分含量的变化
对贮藏过程中素饼水分含量进行分析，如图1、2所示，素饼水分含量随着贮藏时间的延长呈现下降趋势。贮藏温度越高，水分含量下降趋势越明显，在40 ℃时水分含量变化趋势不大，而在60 ℃时素饼水分含量呈现明显的下降趋势，素饼中水分流失加快。
从图2可知，添加茶多酚的素饼与未添加茶多酚的素饼水分含量变化呈现相同的趋势。总体而言，与对照组相比，添加茶多酚的素饼水分含量更高，说明其保水性较好。茶多酚结构中含有许多亲水性-OH基团，可以通过氢键之间的作用力使茶多酚具有较强的吸水能力和持水能力，这说明添加茶多酚组有较强的保留水分的能力。
2、素饼贮藏过程中过氧化值的变化
过氧化值是反映脂质初级氧化产物的指标，其含量可表明油脂的变质程度。从图3可以看出，随着贮藏时间的延长，素饼过氧化值逐渐增加。贮藏温度越高，过氧化值升高得越快，贮藏温度40 ℃时过氧化值变化较小，贮藏温度50℃、60 ℃时过氧化值增长明显，尤其是贮藏后期过氧化值增加幅度较大，可见高温对于油脂氧化有一定的加速作用。这是由于油脂中不饱和脂肪酸内部的双键不稳定，易受热断裂，形成自由基，引发脂肪的氧化;同时，高温加速了酶类对脂肪的水解，产生更多的游离脂肪酸。
图4表明，添加茶多酚的素饼过氧化值小于未添加茶多酚的素饼，60 ℃条件下对照组过氧化值在第36 d时已经超过了国家限定值(0.25 g/100 g)，而添加茶多酚组过氧化值仍低于限定值(添加0.2 g/kg茶多酚组过氧化值为0.15 g/100 g;添加0.4 g/kg茶多酚组过氧化值为0.14 g/100 g)，这可能是由于茶多酚的抗氧化作用延缓了油脂的氧化，延长了素饼的贮藏期。曹盛研究发现茶粉能减缓月饼皮油脂过氧化值的增加;李振兴研究报道添加绿茶的月饼过氧化值始终低于不添加绿茶的月饼，这与实验结果相符。
3、素饼贮藏过程中酸价的变化
酸价又称酸值，是评价油脂品质的重要指标之一，反映脂质水解酸败的程度，酸价越高说明脂质水解产生的游离脂肪酸含量越高。从图5、6可知，素饼酸价随着贮藏时间的延长而增加，在60 ℃条件下，未添加茶多酚的素饼酸价从0.89 mg/g增大到1.91 mg/g，添加0.2 g/kg茶多酚的素饼酸价从0.84 mg/g增大到1.66 mg/g，添加0.4 g/kg茶多酚的素饼酸价从0.84 mg/g增大到1.65 mg/g，但均未超过国家限定值(5 mg/g)，可见酸价是素饼的变质因素但不是最主要的变质因素，这与猪油曲奇饼干的研究结果相符。不同贮藏温度下，其酸价变化趋势较小。添加茶多酚能延缓素饼酸价的升高。
4、素饼贮藏过程中多酚含量的变化
对贮藏过程中素饼多酚含量进行分析，从图7、8可知，随着贮藏时间的延长，素饼多酚含量逐渐下降。总体而言，温度升高，多酚含量减少。这可能是因为多酚类物质受热不稳定，从而导致含量的减少。
5、素饼贮藏过程中感官品质的变化
对贮藏期间素饼的形态、色泽、组织、滋味与口感、杂质等一系列感官品质进行评价，如图9、10所示。从图中可以看出，随着贮藏时间的延长，素饼的感官评分总体上呈现下降趋势，贮藏温度越高，感官评分相对越低。添加茶多酚的素饼感官评分总体上略高于未添加茶多酚的素饼。原因可能是贮藏温度的升高导致素饼油脂氧化，影响滋味和口感，产生“哈喇味”，进而造成感官品质下降。而添加茶多酚能在一定程度上抑制油脂氧化，延缓素饼品质变化。
6、基于温度因素的反应动力学研究
根据贮藏过程中素饼过氧化值、酸价等测定结果，发现素饼过氧化值随贮藏时间的延长变化较为显著，且规律较明显，所以对素饼过氧化值进行零级、一级反应动力学方程的拟合，得到了零级和一级反应回归方程和相关系数R2，如表2所示。R2越大表明总体线性相关性和拟合精度越好，相比零级反应来说，一级反应的拟合效果更好，说明该动力学方程能较好地反映过氧化值与贮藏条件的关系，故采用一级反应动力学模型来描述素饼过氧化值的变化。邹晴晴也报道在高温加速储藏实验中猪油曲奇饼干的氧化动力学应选用一级动力学模型;李燮昕等报道俄色发糕的保质期更符合一级化学反应动力学方程趋势，这与本实验结果相符。此外，随着温度的升高，k值逐渐增大，表明氧化速率与温度密切相关。
7、素饼货架期预测模型
食品的货架期是指食品从加工到食用品质达到终点时的时间段。根据食品在贮藏过程中主要劣变指标的变化，将ASLT与Arrhenius方程结合，可以有效、快速预测产品的货架期。
利用素饼过氧化值在不同贮藏温度下随时间的变化规律得到的反应速率常数k，并基于Arrhenius方程，通过保质期终点对应的指标值以及指标初始值，预测不同温度下的保质期。基于方法中公式(4)对过氧化值的lnk-1/T进行线性拟合，如图11所示。Arrhenius方程模型线性拟合方程，得到了拟合回归方程和相关系数R2，并计算出活化能，如表3所示。从表中可以看出，素饼样品过氧化值的线性拟合效果都较好。由脂肪氧化引起品质下降的主要反应活化能(Ea)为41.8~104.6 kJ/mol，素饼过氧化值变化对应的活化能符合该范围。再根据公式(2)，可推算出素饼在较低温度下反应速率常数和货架期，如表4所示。
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结论
作者简介：
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潘俊娴
中华全国供销合作总社杭州茶叶研究所助理研究员，从事茶食品技术研究。主持或参与科研项目10余项，发表论文20余篇，其中SCI 10篇，授权发明专利2项、实用新型专利2项;获中国商业联合会科学技术奖特等奖、中国商业联合会科学技术奖一等奖、首届中国茶科技创新大赛二等奖。
来源：中国茶叶加工
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