饼干口味多样、价格合理、方便携带且保质期相对较长[1-2]，与饮料及茶搭配起来食用更佳，是全世界最受欢迎、用途最广的烘焙产品之一[3-5]。随着现代食品工业化的快速发展，未来的饼干市场会更受关注，发展潜力巨大[6-8]。小麦是“三大”谷物作物之一，年产量超过7亿t，是世界范围内最重要的谷物原料，广泛用以生产饼干、面包、鲜面条等方便食品[9]。小麦因其蛋白质性质独特，适宜于生产饼干、面包等产品所需的强度和弹性，在烘焙制品中的应用较多[10]。但是，精制面粉会损失许多营养元素，伴随着生活品质的提升，大众对面制品的营养需求愈来愈高[11]。
近年来，麦芽谷物因其丰富的多酚类物质以及高抗氧化活性，在食品中的应用越来越受到关注[12]。研究表明，麦芽不仅能使面制品形成独特的色香味，改善其感官品质，还能提高最终产品的总酚类化合物浓度和抗氧化活性[13-15]。刘汝国等[16]将麦芽加入面粉中制作的馒头比容较大，发芽第2天的小麦芽粉制成馒头的感官评分较高。刘君丽等[17]以芽麦配粉制成的馕制品，表皮色泽正常，馕边缘隆起均匀且明显，有麦芽香味，内部结构酥松、不黏牙。向小麦中添加麦芽粉制备面制品，不仅改善了面制品的营养及感官品质，而且拓宽了小麦芽粉的利用途径及提高了其附加值。本研究向低筋粉中添加麦芽粉，分析麦芽粉对曲奇饼干品质、抗氧化活性和感官等方面的影响，评价麦芽粉饼干的功效特性，以期获得营养和功效俱佳的功能型饼干，不但可以增加曲奇饼干的种类，还可为其在食品工业中的应用提供一定的理论支撑。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
小麦粒、低筋粉、奶粉、鸡蛋、黄油：市售；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、福林-酚（分析纯）：美国Sigma公司；2,2'-联氮-双-3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸[2,2'-azinobis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid），ABTS]（分析纯）：上海澄绍生物科技有限公司；没食子酸（分析纯）：上海源叶生物科技有限公司；其他试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
SM-522电烤炉：新麦机械（无锡）有限公司；FE30K酸度计：上海沪粤明科学仪器有限公司；LM-85/40磨粉机：无锡穗邦科技有限公司；BROOKFIELD CT3质构仪：上海茂默科学仪器有限公司；CS-801分光色差仪：苏州美方机电有限公司。
1.3 方法
1.3.1 麦芽粉的制备[16]
取小麦粒5 kg，用体积分数5%的过氧化氢浸泡5 min，用蒸馏水冲洗3次。将小麦粒在25 ℃的蒸馏水中浸泡24 h，取出后平铺入放有双层湿润滤纸的培养皿中，在恒温恒湿（20 ℃、85%）培养箱中避光培养6 d，每12 h用蒸馏水喷洒一次培养皿以保持小麦的湿润。待小麦芽长至2～4 cm时截取，铺至托盘中在120 ℃烘箱中烘2 h后取出，用磨粉机进行磨粉，粉碎粒度为80目，备用。
1.3.2 曲奇饼干制作工艺流程及操作要点[18]
面粉混匀→面团调制→醒发→辊压→成型→烘烤→冷却→成品
操作要点：
面粉混匀：将黄油加热软化，打蛋器800r/min搅打2min，添加一定量的鸡蛋液和白砂糖，搅打至蓬松状。筛入一定量的低筋面粉、麦芽粉（添加35 ℃水中），混合调匀。
面团调制：调制面团温度控制在20～26 ℃，揉制10 min，静置10 min。
醒发、辊压：面团经稍微揉搓后，在室温条件下静置12 min。将压面机两辊之间距离调成0.4 cm，把调制好的面团用压面机反复碾轧10次，得到平整光滑的面饼。
成型、烘烤：将面团制成5 mm厚的饼坯，放入55 mm厚的圆形饼干模子中成型，表面涂油，底火、面火均为180℃，焙烤20 min。
冷却：烘烤完毕的曲奇饼干冷却至室温，装袋密封保存。
1.3.3 麦芽粉曲奇饼干配方优化单因素及正交试验设计
按照麦芽粉饼干制作的工艺流程和操作要点，以低筋粉质量为基准，分别考察麦芽粉添加量（0、2%、4%、6%、8%），黄油添加量（55%、60%、65%、70%、75%），白砂糖添加量（30%、35%、40%、45%、50%），蛋液添加量（25%、30%、35%、40%、45%）对麦芽粉曲奇饼干感官评价和硬度影响。
在单因素试验的基础上，选取麦芽粉添加量（A）、黄油添加量（B）、白砂糖添加量（C）、蛋液添加量（D）为4个因素，每个因素设置3个水平，以麦芽粉曲奇饼干感官评分为评价指标，设计4因素3水平正交试验，正交试验因素与水平见表1。
表1 麦芽粉曲奇饼干配方优化正交试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of orthogonal tests for formulation optimization of malt flour cookies
1.3.4 测定方法
（1）饼干部分理化指标
水分、碳水化合物、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、灰分含量：按照GB/T 20980—2021《饼干质量通则》进行测定[19]。
（2）饼干扩散率和损失率
饼干的质量用电子天平称量3次，取平均值；测定直径时将6个饼干横向排列，测定其长度，然后将饼干旋转90°，再次测定其长度，除以6后求出平均值；测定厚度时将6个饼干堆叠起来测定其高度，除以6计算平均值；饼干的扩散率和损失率[20]分别按照公式（1）和（2）进行测定：
（3）饼干色度和硬度测定
色度测定[21]：取相同厚度的饼干进行检测，每组样品测定3次，取其平均值。L*值为明亮度，a*值为红绿色（a*值越大，红色越强，a*值越小，绿色越强），b*值为黄蓝色（b*值越大，黄色越强，b*值越小，蓝色越强）。
硬度测定[22]：参数：探头TA7，压缩模式，触发点负载5 g，测试速度为1.5 mm/s；每组为3次平行试验。
（4）饼干中总酚含量及抗氧化能力测定[23]
总酚的测定采用改良的福林-酚比色法。将40 μL提取液与3.16 mL蒸馏水混合，加入0.2 mL福林-酚试剂，反应8 min后，再加入0.6 mL 20%Na2CO3溶液，溶液混匀后在室温条件下反应2 h，然后于波长760 nm处测定其吸光度值。结果以每100 g干物质中没食子酸当量（gallic acid equivalent，GAE）的毫克数表示。
DPPH、ABTS自由基清除能力：根据雷镇欧等[23]的方法进行测定。
（5）麦芽粉曲奇饼干感官检验及评分标准
感官评定小组由20名食品感官评定人员组成（男、女各10名），根据GB/T 20980—2021《饼干质量通则》制定关于饼干特性概念和强度的评价标准。对饼干外观、滋味（麦芽味和油腻味）、质地（脆度和湿润度）、可接受性等进行评定，具体感官评分标准见表2。
表2 麦芽粉曲奇饼干感官评分标准
Table 2 Sensory scoring standards of malt flour cookies
1.3.5 统计分析
试验数据通过SPSS 22.0软件进行统计分析，显著性水平为P＜0.05。
2 结果与分析
2.1 麦芽粉曲奇饼干配方优化单因素试验结果与分析
2.1.1 麦芽粉添加量对麦芽粉曲奇饼干感官品质和硬度的影响
由图1可知，随着麦芽粉添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干的感官评分呈先升高后降低的趋势。当麦芽粉添加量较低时，麦芽粉曲奇饼干的麦芽粉清香味较淡，异味不明显；麦芽粉添加量为2%时，麦芽粉曲奇饼干感官评分最高，为88.5分；但随着麦芽粉添加量增大，麦芽粉曲奇饼干口感发涩，异味突出，感官评分降低；随着麦芽粉添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干的硬度显著降低（P＜0.05），主要因为麦芽粉中淀粉酶和蛋白酶诱导淀粉和蛋白质结构分解[16]，导致饼干硬度降低，软糯程度增加。因此，选择麦芽粉添加量为2%。
图1 麦芽粉添加量对麦芽粉曲奇饼干感官评分和硬度的影响
Fig.1 Effect of malt flour addition on sensory score and hardness of malt flour cookies
2.1.2 黄油添加量对麦芽粉曲奇饼干感官品质和硬度的影响
由图2可知，随着黄油添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干的感官评分呈先升高后降低的趋势。黄油添加量较低时，麦芽粉曲奇饼干表面干燥，酥脆度与香味皆欠佳；黄油添加量为65%时，麦芽粉曲奇饼干感官评分最高，为88.1分；黄油添加量过高，感官评分下降，主要是因为麦芽粉曲奇饼干油腻感逐渐加重、奶香味过于浓郁；随着黄油添加量增加，麦芽粉曲奇饼干硬度下降，主要是因为黄油量增加导致面团流散性增加，结合力下降，使饼干更易碎[24]。因此，选择黄油添加量为65%。
图2 黄油添加量对麦芽粉曲奇饼干感官评分和硬度的影响
Fig.2 Effect of butter addition on sensory score and hardness of malt flour cookies
2.1.3 白砂糖添加量对麦芽粉曲奇饼干感官品质和硬度的影响
由图3可知，随着白砂糖添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干的感官评分呈先升高后降低的趋势。白砂糖添加量较低时，麦芽粉曲奇饼干的甜味较淡，同时美拉德反应不足，成品颜色较浅；白砂糖添加量为40%时，麦芽粉曲奇饼干感官评分最高，为85.4分；白砂糖添加量较大时，麦芽粉曲奇饼干的甜度过大，导致感官下降；随着白砂糖添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干硬度显著增加（P＜0.05），主要是白砂糖减少了面团面筋形成，同时由于发生了焦糖化反应导致失水过多引起的[25]。因此，选择白砂糖添加量为40%。
图3 白砂糖添加量对麦芽粉曲奇饼干感官评分和硬度的影响
Fig.3 Effect of sugar addition on sensory score and hardness of malt flour cookies
2.1.4 蛋液添加量对麦芽粉曲奇饼干感官品质和硬度的影响
由图4可知，随着蛋液添加量的增加，麦芽粉曲奇饼干的感官评分呈先升高后降低的趋势。蛋液添加量较低时，因与油的乳化作用不明显，调制面团较困难，麦芽粉曲奇饼干容易出现裂痕且没有光泽；蛋液添加量为40%时，麦芽粉曲奇饼干感官评分最高，为84.8分；随着蛋液添加量的逐渐增加，感官品质显著变差，可能是因为过量的蛋液使饼干的蛋腥味过重；麦芽粉曲奇饼干硬度随蛋液添加量的增加而显著增大，主要是蛋液使饼干酥松多孔口感，抑制面筋形成和脂肪的氧化[26]。因此，选择蛋液添加量为40%。
图4 蛋液添加量对麦芽粉曲奇饼干感官评分和硬度的影响
Fig.4 Effect of egg liquid addition on sensory and hardness of malt flour cookies
2.2 麦芽粉曲奇饼干配方优化正交试验结果与分析
在单因素试验的基础上，选取麦芽粉添加量（A）、黄油添加量（B）、白砂糖添加量（C）、蛋液添加量（D）为4个因素，每个因素设置3个水平，以麦芽粉曲奇饼干感官评分为评价指标，设计4因素3水平正交试验，结果见表3，方差分析见表4。
表3 麦芽粉曲奇饼干配方优化正交试验结果与分析
Table 3 Results and analysis of orthogonal tests for formulation optimization of malt flour cookies
表4 正交试验结果方差分析
Table 4 Variance analysis of orthogonal experiments results
注：“**”表示对结果影响极显著（P＜0.01），“*”表示对结果影响显著（P＜0.05）。
由表3可知，4个因素对麦芽粉曲奇饼干感官评分影响的大小顺序依次为白砂糖添加量＞蛋液添加量＞麦芽粉添加量＞黄油添加量，得到的最优组合为A2B2C2D2，即麦芽粉添加量2%、黄油添加量65%、白砂糖添加量40%、蛋液添加量40%，在最优组合条件下进行验证试验，麦芽粉曲奇饼干的感官评分为87.9分，硬度为1 321.7 g。
由表4可知，白砂糖添加量和蛋液添加量对饼干的感官评分影响极显著（P＜0.01），麦芽粉添加量对饼干的感官影响显著（P＜0.05）。
2.3 麦芽粉曲奇饼干品质分析
由表5可知，低筋粉曲奇饼干碳水化合物含量高于麦芽粉曲奇饼干，其他的理化指标均低于麦芽粉曲奇饼干。这主要是因为麦芽粉中含有约2.5%的膳食纤维，而膳食纤维具有较强的吸水性和溶胀性。当小麦粉中加入麦芽粉后，麦芽粉吸水性增加[27]。同时，膳食纤维可以增加人体饱腹感，改善肠道蠕动和消化能力，对人体肠道健康是有益的[28]。麦芽粉饼干的粗蛋白含量增加是因为谷物发芽后酶和植物激素的变化引起的。脂肪含量也有显著增加，这可能是麦芽粉中的脂肪含量较高引起的，脂肪含量过高会对食品货架稳定性造成不良影响，所以如果选择高添加量的麦芽粉制作饼干，会对饼干后期的货架期不利。
表5 低筋粉、麦芽粉制备曲奇饼干的品质对比
Table 5 Comparison of quality of cookies prepared with low gluten flour and malt flour
注：同行不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。
相比低筋粉曲奇饼干，麦芽粉曲奇饼干的扩散率和损失率增加。饼干的扩散率受多方面影响，如面团黏度、含水量等，当麦芽粉加入后，面团内的黏度增大，改变了水分的流动性，在烘烤时体积增大，水分更易挥发，导致损失率增大[29]。
麦芽粉的添加对饼干的明亮度L*值有较大影响，低筋粉曲奇饼干（74.33±2.35）高于麦芽粉曲奇饼干（64.82±3.69）。与低筋粉曲奇饼干相比，麦芽粉曲奇饼干绿色度的a*值更高，呈现出较暗的色泽。而黄色度b*值略高于低筋粉曲奇饼干。造成饼干颜色差异的原因有两个，一是在烘焙过程中，由于小麦发芽使淀粉和蛋白质酶降解程度不断增加，产生了更多的小分子物质，美拉德反应加剧[30]；二是由于麦芽粉饼干中还原糖的增加导致焦糖化反应的加剧[31]。
2.4 麦芽粉曲奇饼干抗氧化能力分析
由表6可知，与低筋粉曲奇饼干的总酚含量（111.02±5.44）mgGAE/100g相比，麦芽粉曲奇饼干总酚含量（198.66±5.34）mgGAE/100 g显著增加（P＜0.05）。这很可能是在小麦萌发期间，氧化应激迫使谷类作物发芽形成自我防御措施，增强了抗氧化酶的活性和酚类、黄酮类化合物的合成速率[32]。同时热处理后美拉德反应产生的化合物有助于总酚的生成[33]。
表6 低筋粉、麦芽粉制备曲奇饼干总酚含量和抗氧化能力分析
Table 6 Analysis of total phenols contents and antioxidant capacities of cookies prepared with low gluten flour and malt flour
注：同一指标小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
麦芽粉曲奇饼干的DPPH、ABTS自由基抑制率分别是低筋粉曲奇饼干的2.02倍、2.01倍。饼干抗氧化能力的提升，不仅与酚类物质含量有关，而且可能与美拉德反应产物相关[34]。美拉德反应后的产物，特别是类黑色素这一物质，已被证明在体外具有抗氧化作用，其通过断链、氧清除、自由基直接清除和金属螯合机制发挥作用，同时可以阻止细胞中的氧化应激反应[35]。
3 结论
以麦芽粉替代部分低筋粉制作出的曲奇饼干，其理化性质、抗氧化能力和感官品质等均有改善。随着麦芽粉的加入，饼干中蛋白质、脂肪和纤维素都得到了提高，碳水化合物稍有下降。饼干的扩散率和损失率稍有增加，其色度与低筋粉饼干相比，L*值略低，a*值和b*值均高于低筋粉饼干。饼干的抗氧化能力随着麦芽粉的添加而增强。麦芽粉饼干感官分析结果表明，虽然在对两种饼干的外观上稍有区别外，但在总体接受程度上差异不明显，说明消费者对功能性饼干的接受程度在日益提升。总之，添加麦芽粉替代部分低筋粉，制作的曲奇饼干在感官和营养品质都得到改善。
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