全 文 :《食品工业》2017 年第38卷第 1 期 113
工艺技术
*通讯作者;基金项目:中国热带农业科学院院本级基本科研
业务费专项资金(1630062015015);湛江市科技计划项目(项
目编号:2015A03024);广西省科技厅科技攻关计划(桂科攻
15248003-18)
辣木酥性饼干工艺研究
彭芍丹1,林丽静1,周伟1,郭长青2,王丽萍2,李积华1*
1. 中国热带农业科学院农产品加工研究所(湛江 524001);2. 河南金辣木生物科技有限公司(鹤壁 458000)
摘 要 试验探讨了以辣木叶超微粉为原料的酥性饼干的制作工艺, 研究了辣木超微粉、植物油和白糖等对酥性
饼干感官品质、吸水率、色泽和质构等性质的影响, 并优化了辣木饼干的最佳工艺配方。结果表明: 当辣木叶超
微粉1 g、植物油10 g、白糖10 g时得到的辣木酥性饼干为最佳工艺配方, 感官评分为89.3分, 吸水率为46.86%, L*为
53.28, a*为-1.30, b*为33.01, 硬度为49.46 N, 内聚性为0.29, 弹性为0.23 mm, 咀嚼性为3.97 mJ。且辣木叶超微粉会降
低饼干的内聚性和弹性, 改变其咀嚼性, 并且能抑制饼干成品的吸水性, 对成品饼干的防潮保存具有一定的意义。
关键词 辣木; 酥性饼干; 色度; 质构
Study on Processing Technology of Moringa Crisp Biscuits
Peng Shao-dan1, Lin Li-jing1, Zhou Wei1, Guo Chang-qing2, Wang Li-ping2, Li Ji-hua1*
1. Agricultural Products Processing Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences (Zhanjiang 524001);
2. Henan Golden Moringa Biotechnology Co., Ltd. (Hebi 458000)
Abstract A formula of Moringa leaves micropowder (MLM) crisp biscuit was optimized by study the effect of MLM,
vegetable oil and suger on the sensory evalution, water absorption, colour and texture. The results showed that the best formula
was MLM 1 g, vegetable oil 10 g and suger 10 g. On this process formula, the sensory evalution score was 89.3, the water
absorption was 46.86%, L* was 53.28, a* was -1.30, b* was 33.01, hardness was 49.46 N, cohesiveness was 0.29, springiness
was 0.23 mm, chewiness was 3.97 mJ. MLM reduced the cohesiveness and springiness of biscuit, changed the chewiness, and
controlled the water absorption. This phenomenon was important for the preservation of biscuits products against moisture.
Keywords Moringa; crisp biscuit; colour; textural properties
辣木(Moringa oleifera Lam.)是多年生热带落
叶乔木,又称鼓槌树(Drumstick tree),原产印度北
部,世界上已知有10多种品种。属罕见的高营养食品
资源,被誉为“奇迹之树”、“母亲之树”[1]。辣木
性辛、微温、无毒,其营养丰富,含有各种维生素、
蛋白质、钙、钾和铁等矿物质和人体所需的必需氨基
酸。据研究[2],辣木所含的钙是牛奶的4倍,钾是香蕉
的3倍,铁是菠菜的3倍,VC是柑桔的7倍,VA是胡萝
卜的4倍。辣木近年来迅速流行,是一种全能的保健
植物,有高钙、高蛋白质、高纤维、低脂质的特点,
并且具有增强体力、治疗贫血、抑制病菌、驱除寄生
虫等功效[3-5],并被逐渐推广用于食品、化妆品、医药
和保健品等行业。
近几年,我国的辣木产业在云南、广东和海南等
地呈“爆炸式”发展,种植规模迅速扩增,开发辣木
各类产品成了辣木产业亟待解决的问题[6]。因此,试
验致力于开发一种以辣木超微粉为原料的酥性饼干,
丰富了辣木产品的种类,为消费者提供了一种新型健
康的食品。并探讨了辣木超微粉对酥性饼干质构色泽
等特性的影响,为学者对辣木的进一步开发研究奠定
了基础。
1 材料与方法
1.1 试验原料
新鲜辣木叶、低筋面粉、植物油、白糖、鸡蛋、
食盐、小苏打、全脂奶粉:市售。
1.2 试验仪器设备
热风干燥箱;FA2004N分析天平:上海精科有限
公司;烤箱;WZJ-6超微粉粹机:济南倍力粉技术
公司;CT3-50K质构仪:美国Brookfield公司;美国
X-rite色差仪;DHG-9426A恒温干燥箱:上海精宏实
验设备有限公司;MRS120-3水分快速测定仪:德国
Kern & Sohn公司。
1.3 辣木叶超微粉的制备
将新鲜辣木叶清洗干净,整齐平铺至干燥托盘,
厚度不超过1 cm,放置于烘箱45 ℃干燥约48 h左右,
水分含量控制在8%左右。使用超微粉碎机低温粉碎
烘干后的辣木叶,获得辣木叶超微粉(平均粒径为20
μm左右),密封包装待用。
1.4 饼干酥性饼干制作工艺[7-8]
1.4.1 基本配方
低筋面粉、猪油、辣木粉、白糖、全蛋液、食
盐、小苏打、泡打粉、全脂奶粉和纯净水。
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1.4.2 基本工艺流程
称重→预处理→混合→面团调制→成型→烘烤→
冷却→整理→包装
1.4.3 基本操作要点
将猪油加入白糖粉加热至完全融化;分两次加入
鸡蛋搅打至蓬松状;将盐、小苏打和泡打粉用少量水
溶解倒入以上辅料中,搅匀;加入搅拌均匀的面粉、
辣木叶粉和全脂奶粉,和面至没有干粉,制得面团;
用擀面杖将面团擀成厚约2 mm的饼坯;将制好的饼坏
放入烤箱,上火温度为170 ℃,下火温度为150 ℃,
焙烤10 min,至色泽达到微金黄即可,取出后室温冷
却即得饼干成品,为防止吸潮延长保质期,应用密封
包装封口保存。
1.5 试验设计
在预试验的基础上,固定其他成分用量,分别
控制辣木叶超微粉的添加量分别为0,0.5,1,1.5和2
g;植物油的添加量分别为5,10,15和20 g;白糖的
添加量为5,10,15和20 g,进行焙烤试验,制作出饼
干后,待其冷却后进行各项评价指标测试和感官评
定,得出较为理想的辣木叶超微粉、植物油和白糖
用量。
1.6 测定指标与方法
1.6.1 吸水率测定[9]
每块饼干称重后浸入水中10 min后,取出置于吸
水纸上,无水滴下后即可称重,重复3次,取平均值。
吸水率=(浸水后饼干质量(g)-浸水前饼干质
量(g))/浸水前饼干质量(g)×100% (1)
1.6.2 色度值测定
采用美国X-rite色差仪测定饼干的色度值,主要
记录比较L*,a*和b*[10]。
1.6.3 饼干质构特性测定[11-12]
采用质构仪测定和评价饼干的品质。主要考察
硬度(Hardness)、内聚性(Cohesiveness)、弹性
(Springiness)和咀嚼性(Chewiness)4个指标。
1.6.4 感官评价
由10人组成的评定小组对饼干进行感官评价。具
体评定标准见表1。
评价指标 优 良 差
质地 (15分) 10~15分, 内部结构细密均匀, 有明
显层次感, 无杂质和油污
6~9分, 内部略有大孔, 层次较清晰, 质
地较粗糙, 稍有油污
<6分, 内部质地僵硬, 油污重, 有杂质
口感 (30分) 26~30分, 酥脆松软, 甜度适中, 滋味
纯正, 有辣木
20~25分, 口感略紧实, 不酥脆, 甜味过
浓或淡
<20分, 口感紧实发艮, 不松脆, 粘牙, 有异味,
过甜或不甜
外观 (15分) 11~15分, 外形完整, 厚薄基本均匀,
不收缩, 不变形, 不起泡
6~11分, 凹底面积不超过1/3, 片形不太
平整, 收缩和变形少, 起泡少
<6分, 外形不完整, 厚薄不均匀, 表面起泡、
凹底和收缩多, 破碎较严重
气味 (20分) 16~20分, 香甜适中, 有辣木清香, 无
异味
10~15分, 无特征香味, 略有异味 <10分, 有异味, 有油哈喇味
色泽 (20分) 16~20分, 呈均一的淡绿色, 无焦糊
现象
10~15分, 色泽不太均匀, 略有焦糊 <10分, 黄褐色, 色泽不均匀, 有焦糊, 过白现
象, 有明显异色
表1 辣木酥性饼干感官评定标准
1.7 数据统计与分析
试验数据采用Microsoft软件进行统计分析和绘制
图表,采用SPSS 17.0软件进行邓肯新复极差法分析,
检验其差异显著性。
2 结果与分析
2.1 不同原料添加量对饼干感官品质的影响
辣木叶超微粉含有丰富的蛋白质、粗纤维和可溶
性多糖等营养素[13],将辣木叶超微粉添加到面粉中,
不仅可以改善酥性饼干原本的风味和营养价值,而且
辣木叶超微粉也能在一定程度上影响面团的性质,改
变酥性饼干的口感和质地。油脂的主要作用是在面粉
蛋白质和淀粉粒的表面形成一层不透性的隔离层,限
制了面团吸水力,面筋难以形成,从而提高了面团性
能,使得饼干酥松性好,易成型不易干裂。同时,植
物油在面团调制过程中,经搅拌处理后能包裹住空
气,在烘烤过程中,空气受热,体积膨胀,使饼干具
有良好的酥松性[14-15]。糖是饼干制作中的一种重要原
料,添加量的多少对风味和色泽影响极大。在面团调
制过程中白糖能阻止面筋的形成,从而避免饼干口感
发硬或松软;在烘烤过程中能产生焦糖化反应,有利
于饼干上色;此外,糖还能保证饼干具有足够的甜度
保持口感[16]。
由表2感官评价的结果可知:辣木超微粉的添加
会增加饼干的口感,随着辣木叶超微粉的添加量增大
会使饼干口感变硬,当辣木叶超微粉的添加量大于1 g
时,饼干咀嚼时粘牙感增强,且成品更易产生裂纹,
因此,过多的加大辣木叶粉的添加量时,饼干的口感
会大幅度下降;随着植物油用量的增加,面团延伸
性、可塑性不断上升,色泽不断变亮;当植物油用量
超过10 g时,饼坯均容易成型,产品饼干内部结构、
层次感、口感和色泽不断朝着好的方向变化,感官评
分不断升高;植物油用量在10~20 g之间时,面团柔
软性增大,饼干的酥脆程度也不断增大,但过多的油
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脂同样会降低饼干的健康性,产生油腻感;随着白糖
用量的增加,面团延伸性、可塑性不断上升,用量为
10 g时,面团柔软,有光泽、细腻,延伸性、可塑性
良好,饼坯容易成型,饼干内部结构细密,外形完
整,酥脆,甜味适中,香味较浓,棕黄色,感官评分
也最高。
综上感官评价的结果可得到,辣木叶超微粉的添
加量为1 g、植物油添加量为10~20 g、白糖添加量在
10~15 g时得到的辣木酥性饼干的感官评分较高,有较
好的口感。
添加量/g 面团性能 成型难易程度 成品感官描述 感官评价得分/分
辣木超
微粉
0 柔软, 很酥松, 光滑, 延伸性, 可
塑性较差
不太容易, 擀面时
较易裂
内部结构较细密, 表面有裂纹, 饼不易碎, 酥脆, 香味浓, 甜
味适中, 浅金黄色, 色泽不均匀, 偏硬
88.5a
0.5 柔软, 光滑, 延伸性和可塑性较好 不容易成型, 擀面
时易裂
表明少部分有裂纹, 淡绿色, 松软, 少部分粘牙, 辣木味不
明显
85.5b
1 柔软, 酥松, 延伸性, 可塑性较好 较容易成型, 擀面
时易裂
内部结构细密, 表明少部分裂纹, 饼干表面发硬, 内部酥脆,
香味 (辣木味) 适中, 淡绿色
89.3c
1.5 较硬, 延伸性, 可塑性较好 易成型, 擀面时不
易裂
表面少部分有裂纹, 深绿色, 粘牙, 辣木味适中 80.5d
2 较硬, 延伸性, 可塑性较好 易成型, 擀面时不
易裂
表面有裂纹, 深绿色, 辣木味浓, 粘牙 75.3e
植物油 5 稍硬, 延伸性、可塑性差 不太容易 内部结构较细密, 外形完整, 偏硬 70.7a
10 稍软, 延伸性和可塑性较好 较容易 内部结构细密, 外形完整, 口感略松软、略粘牙, 香味较浓,
淡黄绿色
88.4b
15 柔软, 酥松, 延伸性, 可塑性较好 容易 内部结构层次感好, 外形完整, 酥脆, 香味较浓, 绿色较深 88.2c
20 柔软, 油亮, 延伸性, 可塑性较好 容易 内部结构层次感好黄色, 外形完整, 酥脆, 香味浓, 深绿色 88.0d
白糖 5 较硬, 延伸性、可塑性差 较容易 内部结构不太均匀, 外形完整, 较松软、略粘牙, 甜味略淡,
香味淡
76.3a
10 稍硬, 延伸性、可塑性差 较容易 内部结构较细密, 外形完整, 较酥脆, 甜味适中, 香味较浓 87.5b
15 柔软, 有光泽、 细腻, 延伸性、
可塑性良好
容易 内部结构细密较浓, 外形完整, 酥脆, 甜味适中, 香味较浓 87.3c
20 柔软, 光亮、 细腻, 延伸性、 可
塑性较好
容易 内部结构层次感好浓, 偶尔略有焦糊, 外形完整, 酥脆, 略甜 81.1d
注: 以上数据为三次感官评价平均值, 数据上标不同小写字母表示不同处理间差异显著 (p<0.05), 表3和4同
表2 不同原料添加量对饼干感官品质的影响
2.2 不同原料添加量对饼干吸水性和色泽的影响
由表3吸水率测定结果可知,随辣木超微粉添加
量的增加吸水率呈不断下降的趋势变化;随着植物油
用量的增加,饼干吸水率不断上升,植物油用量在
15~20 g时对吸水率的影响不显著;随着白糖用量的增
加,饼干吸水率不断上升。以上结果说明辣木叶粉含
大量蛋白质和粗纤维,形成了一定的疏水结构,会阻
碍饼干的吸水性,对饼干的防潮和延长保存期也有一
定的意义;而植物油和白糖会使饼干内部结构更疏松
从而增加饼干的吸水性,储存过程中也更易吸潮。
从表3色度值结果可知,随着辣木粉添加量的增
加,L*不断降低,说明饼干亮度不断下降,代表红绿
色度的a*由正值变为负值且一直下降,说明饼干绿色
越来越深,b*不断降低,说明饼干黄色度不断下降,
当辣木叶粉的添加量大于1 g时,饼干的色泽较暗,绿
色较深,影响饼干的外观品质;随着植物油用量的增
加,L*不断降低,说明饼干亮度不断下降,不同植物
油用量对饼干亮度的影响达到显著水平(p<0.05),
代表绿色度的a*先升后降,黄色度b*也是先升后降,
说明植物油用量对饼干黄色度影响不大;随着白糖用
量的增加,L*变化不大,对亮度的影响不显著,代
表红色度的a*不断上升,黄色度b*不断上升,用量为
10~20 g对a*和b*的影响较小。
表3 不同原料添加量对饼干吸水率和色度的影响
添加量/g 吸水率/% 色度值
L* a* b*
辣木超
微粉
0 76.64±0.13a 74.63±0.56a 0.94±0.22a 31.85±0.39d
0.5 67.06±0.07b 64.75±0.15b -0.62±0.67b 32.87±0.34cd
1 46.86±0.02c 53.28±0.52c -1.30±0.27c 33.01±0.74c
1.5 42.58±0.11d 53.12±0.80c -1.54±0.11d 34.02±0.18b
2 30.21±0.02e 52.93±0.25c -4.22±0.55e 46.73±0.43a
植物油 5 23.60±0.03c 80.30±0.88a 0.62±0.48bc 41.81±0.39c
10 46.86±0.02b 77.28±0.52b 0.66±0.19b 43.01±0.74a
15 78.05±0.08a 75.14±0.77c 1.02±0.06a 42.02±0.18bc
20 78.97±0.08a 73.88±0.06d 0.56±0.31c 42.33±0.61b
白糖 5 44.96±0.11b 61.25±0.49a 0.63±0.20c 31.64±0.03c
10 46.86±0.02b 61.28±0.52a 0.66±0.19c 32.42±0.23b
15 75.29±0.54a 61.88±0.99a 0.72±0.03b 33.01±0.44b
20 85.26±0.04a 61.59±0.53a 0.74±0.02a 33.27±0.10a
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综上结果,可得到辣木叶超微粉的添加量为1 g、
植物油添加量为10~15 g、白糖添加量在10 g时得到的
辣木酥性饼干的不仅感官评分较高,有较好的口感,
而且对于外观色泽和储藏防潮性都有较好的测试
结果。
2.3 不同原料添加量对饼干质构特性的影响
质构特性直接反映了食物在咀嚼过程中与牙齿间
的受力情况,是对食物在口腔中咀嚼过程的数据模
拟,在一定程度上反应了食物的内部组织状态,是食
品品质的一项重要指标[17]。硬度反映的是牙齿间用来
压迫饼干所需的力。弹性是指当破坏力去掉时,材料
回复为原来状态的速率。内聚性是指组成饼干结构的
内部键力,其值越大说明内聚力越强。咀嚼性是指咀
嚼一个固体食物达到吞咽状态所需的能量,由于咀嚼
的过程包含剪切、压缩、撕咬和刺破等多个复杂动
作,因此,这个值是很难准确被量化的[18]。由表4可
知,随着辣木粉添加量的增加,饼干硬度不断升高,
内聚性和弹性不断降低,咀嚼性则升高后降低,可能
是由于辣木叶粉本身的纤维和蛋白等物质增加了饼干
内在结构的强度;随着植物油用量的增加,饼干硬
度不断上升,内聚性先降后升,弹性和咀嚼性数值
变化不大,规律不明显,可能是由于油脂使面团更
加酥松多孔,焙烤出的饼干脆度增加;随白糖用量
的增加饼干硬度增大,弹性降低,内聚性和咀嚼性
变化不明显,白糖对饼干质构特性影响小[19]。因此,
得出当辣木叶超微粉的添加量为1 g、植物油添加量为
10 g、白糖添加量在10 g时得到的辣木酥性饼干品质
最高。
表4 不同原料添加量对饼干质构特性的影响
添加量/g 质构分析硬度/N 内聚性 弹性/mm 咀嚼性/mJ
辣木超
微粉
0 15.15±0.13a 0.46±0.08a 0.33±0.04a 6.77±0.15a
0.5 28.98±0.43b 0.40±0.08a 0.28±0.05ab 1.90±0.20c
1 49.46±0.34c 0.29±0.07b 0.23±0.01b 3.97±0.72b
1.5 52.86±0.90d 0.23±0.05b 0.22±0.06bc 3.93±0.17b
2 59.23±0.38e 0.13±0.07c 0.15±0.03c 0.53±0.40d
植物油 5 12.98±0.32a 0.40±0.09a 0.25±0.09a 3.30±0.59c
10 31.59±0.92b 0.34±0.16a 0.22±0.06a 4.90±0.85a
15 41.81±0.95c 0.24±0.01b 0.30±0.04a 4.87±0. 01a
20 57.76±0.38d 0.23±0.05b 0.27±0.06a 3.80±0.92b
白糖 5 14.68±0.19a 0.49±0.08a 0.22±0.06b 7.37±0.34a
10 24.68±0.91b 0.45±0.07a 0.19±0.01c 4.90±0.85b
15 31.59±0.92c 0.41±0.02a 0.36±0.05a 2.67±0.42c
20 36.18±0.41d 0.23±0.05b 0.23±0.08b 2.13±0.67c
3 结论
试验的结果表明,辣木叶超微粉的添加量为1 g、
植物油10 g、白糖10 g时得到辣木酥性饼干的最佳
工艺配方,此时感官评价得分为89.3分,吸水率为
46.86%,L*为53.28,a*为-1.30,b*为33.01,硬度为
49.46 N,内聚性为0.29,弹性为0.23 mm,咀嚼性为
3.97 mJ。且研究过程发现:辣木叶超微粉、植物油和
白糖的添加量均对饼干的感官性质、吸水率、色泽和
质构特性有一定程度的影响。其中,植物油可增大饼
干的硬度和吸水率,对色泽、弹性和咀嚼性的影响不
大;白糖能使饼干的吸水率和硬度增大,弹性降低,
对色度值、内聚性和咀嚼性影响则不明显;辣木叶超
微粉由于本身特殊的营养成分构成,当添加量达到一
定程度时会增加饼干的硬度,降低饼干的内聚性和弹
性,改变其咀嚼性,并且能一定程度下抑制成品饼干
的吸水性。油脂和糖类对饼干或面团性质的影响已做
过很多类似的研究[20-21],对试验中出现的现象和数据
趋势,后续研究中可针对辣木叶粉对面团质构和流变
特性、辣木叶粉对饼干吸湿特性和货架期等的影响进
行深入研究,为辣木产业的全方位发展提供更深入的
理论指导。
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工艺技术
响应曲面法优化提取牡丹籽粕蛋白的工艺及应用研究
王青,孙金月*,刘超,郭溆,程安玮
1. 山东省农业科学院农产品研究所(济南 250100);2. 山东省农产品精深加工技术重点实验室(济南 250100)
摘 要 为更好地开发利用牡丹籽粕, 利用碱溶酸沉法对其蛋白质提取工艺进行了研究。通过超声波辅助提取, 在
对溶液pH、提取温度、料液比和提取时间共4个单因素试验的基础上, 采用Box-Behnken design方法进行四因素三
水平试验, 以蛋白质提取率为指标进行响应分析。结果表明, 在选择的试验范围内, 4个因素对牡丹籽粕蛋白质提取
率影响的大小顺序为: 溶液pH (A)>提取时间 (D)>提取温度 (B)>料液比 (C), 其中溶液pH、提取时间对牡丹籽
粕蛋白质提取率的影响作用达极显著水平 ( p<0.01), 提取温度对牡丹籽粕蛋白质提取率的影响作用达显著水
平 ( p<0.05), 而料液比例的影响作用不显著 ( p>0.05)。最终优化的牡丹籽粕蛋白质的提取工艺为溶液pH 11.5、提
取温度47 ℃、料液比1︰35 g/mL、提取时间150 min, 蛋白质提取率为93.12%。
关键词 牡丹籽粕蛋白; 碱溶酸沉法; 等电点; 响应曲面
Study on Protein Extraction Technology from Peony Seed Meals
Optimized by Response Surface Methodology
Wang Qing, Sun Jin-yue*, Liu Chao, Guo Xu, Cheng An-wei
1. Institute of Agro-food Science and Technology, Shandong Academy of Agricultural Sciences (Jinan 250100);
2. Key Laboratory of Agro-products Processing Technology of Shandong Province (Jinan 250100)
Abstract To effi ciently extract protein from peony seed meals, the response surface methodology was employed to optimize
the extraction technology. The Box-Behnken design method was used to conduct the 4-factors and 3-levels experiment on
the basis of single-factor experiments for the responsive surface analysis. The pH, extraction temperature, solid/liquid ratio
and extraction time were the response factors. The results showed that the effect of the four factors on protein extraction rate
from peony seed meal in the order of pH value (A)>extraction time (D)>extraction temperature (B)>solid/liquid ratio (C),
where the effect of pH value and extraction time on protein extraction rate was extremely signifi cant ( p<0.01), the effect
of extraction temperature on protein extraction rate was signifi cant (p<0.05), and the effect of solid/liquid ratio on protein
extraction rate was not signifi cant (p>0.05). The optimum conditions for protein extraction from peony meals were pH 11.5,
extraction temperature 47 ℃, solid/liquid ratio 1︰35 g/mL, extraction time 150 min with a protein extraction rate of 93.12%.
Keywords peony seed meal protein; alkali-solution and acid-isolation method; isoelectric point; response surface
methodology
牡丹为芍药科芍药属落叶小灌木,是我国传统名
花,种植栽培历史悠久,根据其应用性能分为观赏牡
丹、药用牡丹和油用牡丹。近几年油用牡丹的种植面
积逐年增加,目前全国已达13多万 hm2,主要分布在
山东、河南、湖北、甘肃、安徽等20多个省[2-3],其中
山东菏泽种植面积最大,约3 000多 hm2。油用牡丹作
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