響應(yīng)面法優(yōu)化韌性胎菊餅干配方

李云捷，于博，吳進(jìn)菊，許思雨

（湖北文理學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院，湖北襄陽(yáng)441053）

響應(yīng)面法優(yōu)化韌性胎菊餅干配方

李云捷，于博，吳進(jìn)菊，許思雨

（湖北文理學(xué)院化學(xué)工程與食品科學(xué)學(xué)院，湖北襄陽(yáng)441053）

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用響應(yīng)面法優(yōu)化韌性胎菊餅干的最佳配方，結(jié)果表明以面粉添加量為基準(zhǔn)（其中低筋面粉添加量為90%，淀粉添加量為10%），其它原料添加量分別為：胎菊粉2.29%、奶粉3%、植物油18.35%、白糖20.56%、復(fù)合膨松劑1.91%、食鹽0.2%、水28%，所制得的餅干菊香濃郁，口感酥脆無(wú)渣，感官評(píng)分最高。

響應(yīng)面法；韌性餅干；胎菊；配方

Abstract：On the basis of single factor experiment，the response surface method was adopted to optimize the best chrysanthemum buds toughness biscuits formula，the results showed that based on flour content（including low protein flour adding amount was 90%，the starch content of 10%），and other raw materials added quantity respectively：chrysanthemum buds powder 2.29%，milk powder 3%，vegetable oil18.35%，sugar 20.56%，compound leavening agent 1.91%，salt 0.2%，water 28%，the prepared cookies were full of scent of chrysanthemums，crispy without slag，sensory score the highest.

Key words：response surface methodology；tough biscuit；chrysanthemum buds；formula

韌性餅干是以低筋小麥粉為主要原料，加上少量油脂和白糖制成的口感酥脆的一類餅干，由于其油脂含量較低，深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。胎菊是杭白菊未完全張開(kāi)時(shí)的花朵，具有抗菌、抗氧化、抗疲勞、解熱、降血壓、降血脂、抑制突變、抗癌等藥理功能[1-8]，在各地廣泛種植。將胎菊粉加入餅干中，在給予韌性餅干菊花風(fēng)味的同時(shí)，可以抑制面筋形成，提高產(chǎn)品性能，為拓展胎菊用途提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與設(shè)備

胎菊粉：襄陽(yáng)帝昊源生物工程公司；復(fù)合膨松劑：上海萬(wàn)研食品有限公司；低筋面粉、玉米淀粉、全脂奶粉、白糖、食鹽、玉米油：市售。

FA1004分析天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；FW-80小型粉碎機(jī)：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；MT-10壓面機(jī)：襄陽(yáng)熊集機(jī)械廠；T3-321B烤箱：廣東美的廚房電器制造有限公司；101型烘箱：北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 韌性菊花餅干制作工藝流程及操作要點(diǎn)

韌性菊花餅干的基本制作工藝為，取面粉、淀粉、奶粉、糖粉、水及植物油先預(yù)混成團(tuán)，再依次加入胎菊粉、膨松劑及食鹽調(diào)制面團(tuán)，靜置15 min～20 min，輥壓9次～11次，間或翻轉(zhuǎn)折疊，沖印成型，上火180℃，底火為150℃，焙烤時(shí)間12 min左右，既得成品[9]。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

1.2.2.1 復(fù)合膨松劑添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響

以面粉為基準(zhǔn)，用量為100 g（其中低筋面粉90%，淀粉10%），白砂糖添加量為20%、植物油為18%、胎菊粉為2.3%、水的添加量為28%。分別添加復(fù)合膨松劑1%、2%、3%、4%和5%，參照1.2.1制得韌性菊花餅干，通過(guò)感官評(píng)分（1.3.1）探討膨松劑的添加量對(duì)韌性菊花餅干品質(zhì)的影響。

1.2.2.2 胎菊粉添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響

復(fù)合膨松劑的添加量為2%，其余原料用量參照

1.2.2.1 ，分別添加胎菊粉1.5%、1.7%、1.9%、2.1%、2.3%和2.5%，制得餅干，評(píng)定方法同1.2.2.1。

1.2.2.3 植物油添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響

胎菊粉的添加量為2.3%，其余原料用量參考

1.2.2.2 ，分別添加植物油 12%、14%、16%、18%、20%和22%，制得餅干，評(píng)定方法同1.2.2.1。

1.2.2.4 白砂糖添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響

植物油的添加量為18%，其余原料用量參考

1.2.2.3 ，分別添加白砂糖 18%、20%、22%、24%、26%和28%，制得餅干，評(píng)定方法同1.2.2.1。

1.2.3 基于響應(yīng)面試驗(yàn)的最佳原料配比的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果上，采用中心組合試驗(yàn)Design-Expert 8.0設(shè)計(jì)方案進(jìn)行進(jìn)一步分析，以復(fù)合膨松劑添加量、胎菊粉添加量、植物油添加量、白砂糖添加量進(jìn)行優(yōu)化分析，分別以 A、B、C、D 來(lái)表示，并以+1、0、-1分別代表變量的水平，試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Response surface test factor level table

1.3 感官鑒評(píng)標(biāo)準(zhǔn)

對(duì)制成的韌性菊花餅干進(jìn)行感官鑒評(píng)，感官鑒評(píng)每次固定12個(gè)人，并保持每次鑒評(píng)的人都不變，根據(jù)每個(gè)人的打分，取每一項(xiàng)分?jǐn)?shù)的平均值[10]。

表2 韌性菊花餅干感官鑒評(píng)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

續(xù)表2 韌性菊花餅干感官鑒評(píng)標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 復(fù)合膨松劑添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響結(jié)果

復(fù)合膨松劑添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 復(fù)合膨松劑添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of compound content on the quality of biscuit

由圖1可知，復(fù)合膨松劑添加量對(duì)餅干的感官得分影響較大，呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)。當(dāng)復(fù)合膨松劑添加量為1%時(shí)，面團(tuán)成型容易，但面團(tuán)組織結(jié)構(gòu)過(guò)于嚴(yán)密，色澤微灰，且餅干成品質(zhì)地較硬；當(dāng)添加量為2%時(shí)，面團(tuán)的性能略有上升，成型最為容易，組織結(jié)構(gòu)細(xì)密均勻，色澤加深，餅干品質(zhì)達(dá)最好；隨添加量增加，面團(tuán)硬度較大，成型困難，餅干品質(zhì)降低。因此，復(fù)合膨松劑添加量取2%為響應(yīng)面中心點(diǎn)。

2.1.2 胎菊粉添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響結(jié)果

胎菊粉的添加可以增強(qiáng)餅干的風(fēng)味，但同時(shí)由于纖維含量較高，對(duì)面團(tuán)筋力有破壞作用。胎菊粉添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響見(jiàn)圖2。

由圖2可知，隨著胎菊粉添加量的增加，有效抑制了面團(tuán)筋力，同時(shí)增強(qiáng)了產(chǎn)品風(fēng)味，使得產(chǎn)品質(zhì)地疏松，松脆可口。當(dāng)添加量超過(guò)2.3%時(shí)，對(duì)面團(tuán)筋力破壞較大，餅干胚成型困難，且色澤偏褐色或黑色，外觀難看，且口感發(fā)苦。因此，胎菊粉添加量取2.3%為響應(yīng)面中心點(diǎn)。

圖2 胎菊粉添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of chrysanthemum powder on the quality of biscuit

2.1.3 植物油添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響結(jié)果

植物油添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 植物油添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of plant oil on the quality of biscuit

由圖3可知，植物油添加量對(duì)感官得分都呈現(xiàn)出一種先上升后下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為12%時(shí)，面團(tuán)的可塑性和起酥性差，表面干燥無(wú)光澤，硬度較大，松脆度不足；而隨著植物油添加量增加到18%時(shí)，面團(tuán)可塑性和起酥性均提高，表面光滑，硬度和松脆度適中，餅干口感變好；但繼續(xù)添加，松脆度過(guò)大，含油量較多，口感油膩。因此，起酥油添加量取18%為響應(yīng)面中心點(diǎn)。

2.1.4 白砂糖添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響結(jié)果

白砂糖添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 白砂糖添加量對(duì)餅干品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of white granulated sugar addition on quality of biscuit

由圖4可知，隨著白砂糖添加量的增大，感官得分呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)。當(dāng)白砂糖添加量為18%時(shí)，面團(tuán)延伸性和可塑性較差，餅干質(zhì)地較硬，餅坯上色淺，口感較差；當(dāng)白糖添加20%時(shí)，面團(tuán)的延伸性和可塑性均提高，成型較容易，餅坯焦糖化反應(yīng)上色適中，甜味適中，餅干口感最佳；白糖添加量超過(guò)20%時(shí)，甜味改變不大，但焦糖化反應(yīng)過(guò)度，色澤加深，甚至產(chǎn)生焦苦味。因此，白糖添加量取20%為響應(yīng)面中心點(diǎn)。

2.2 基于響應(yīng)面試驗(yàn)的最佳原料配比的試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)設(shè)計(jì)的響應(yīng)面試驗(yàn)，對(duì)影響韌性菊花餅干品質(zhì)的主要因素進(jìn)行分析對(duì)比，并確定韌性菊花餅干的最佳工藝配方，韌性菊花餅干響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析表如表3所示。

表3 試驗(yàn)方案與結(jié)果Table 3 Test designs and extraction results of biscuits

續(xù)表3 試驗(yàn)方案與結(jié)果Continue table 3 Test designs and extraction results of biscuits

2.2.2 感官得分模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)

對(duì)感官得分模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表4，回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 感官得分回歸模型的方差分析結(jié)果Table 4 Analysis of variance of regression model of sensory score

表5 感官得分回歸模型系數(shù)的顯著性檢驗(yàn)結(jié)果Table 5 Significance test results of regression model coefficients for sensory score

從感官得分模型的方差分析可見(jiàn)，模型的F=62.50＞F0.01（14，4）=14.24，P＜0.000 1＜0.01，失擬項(xiàng)的F=0.26＜F0.05（14.4）=5.87，本試驗(yàn)所選用的二次多項(xiàng)模型具有高度的顯著性，失擬項(xiàng)在P=0.05水平上不顯著（P=0.960 7＞0.05），其校正決定系數(shù) R2Adj為 0.968 5，表明此模型擬合優(yōu)度好，僅有約3.15%的感官評(píng)分不能由此模型進(jìn)行解釋。可以用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)韌性菊花餅干的感官評(píng)分。

由表5得到感官評(píng)分對(duì)復(fù)合膨松劑添加量（A）、胎菊粉添加量（B）、植物油添加量（C）和白砂糖添加量（D）的二元多次回歸模型為：感官評(píng)分（Y）=87.80-1.00A-0.42B+1.22C+0.62D+0.00AB+0.00AC+0.00AD+0.57BC+0.075BD+0.025CD-5.70A2-2.28B2-3.35C2-1.10D2。

由表5回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可知，模型的一次項(xiàng)A、C、D在1%的水平內(nèi)非常顯著，B在5%的水平內(nèi)顯著。 二次項(xiàng) A2、B2、C2、D2在 1%水平上非常顯著，交互項(xiàng)都不太顯著。表明復(fù)合膨松劑、植物油、白砂糖的添加量對(duì)韌性胎菊餅干的口感具有極其顯著的作用，胎菊粉的添加對(duì)其風(fēng)味也有明顯的改善作用。但彼此之間的交互作用對(duì)餅干口感的改善沒(méi)有明顯影響。

2.2.3 感官評(píng)分響應(yīng)面分析與優(yōu)化

根據(jù)感官得分回歸分析結(jié)果作出相應(yīng)曲面圖，結(jié)果見(jiàn)圖5～圖10。

圖 5 Y=f（A，B）的響應(yīng)面Fig.5 Response surface of Y=f（A，B）

由圖 5～圖 10可直觀地看到，AB、AC、AD、BC 和CD之間交互作用顯著，BD之間交互作用較小。

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

利用響應(yīng)面試驗(yàn)確定的最佳工藝配方，低筋面粉90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油 18.35 g、白糖20.56 g、復(fù)合膨松劑1.91 g、食鹽0.2 g、水28 g進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，并進(jìn)行感官鑒評(píng)，感官評(píng)分的結(jié)果為88.85分，與預(yù)測(cè)值88.05，誤差0.90%。說(shuō)明該模型能較好地預(yù)測(cè)實(shí)際韌性胎菊餅干配料對(duì)口感的影響情況。

圖 6 Y=f（A，C）的響應(yīng)面Fig.6 Response surface of Y=f（A，C）

圖 7 Y=f（A，D）的響應(yīng)面Fig.7 Response surface of Y=f（A，D）

圖 8 Y=f（B，C）的響應(yīng)面Fig.8 Response surface of Y=f（B，C）

圖 9Y=f（B，D）的響應(yīng)面Fig.9 Response surface of Y=f（B，D）

圖 10 Y=f（C，D）的響應(yīng)面Fig.10 Response surface of Y=f（C，D）

3 結(jié)論

研究表明，韌性胎菊餅干的最佳工藝配方為低筋面粉 90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油18.35 g、白糖 20.56 g、復(fù)合膨松劑 1.91 g、食鹽 0.2 g、水28 g；通過(guò)此工藝制得的餅干外觀光滑、表面平整有光澤、斷面有層次、口感松脆細(xì)膩。產(chǎn)品未通過(guò)添加菊花香精而使得產(chǎn)品富有菊花香氣，更加健康自然，同時(shí)增加了膳食纖維含量，有利于人體健康，對(duì)于開(kāi)拓胎菊食品具有參考價(jià)值。

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Optimization of Chrysanthemum Buds Toughness Biscuits Formula by Response Surface Methodology

LI Yun-jie，YU Bo，WU Jin-ju，XU Si-yu
（College of Chemical Engineering and Food Science，Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Hubei，China）

2017-03-07

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.021

李云捷（1979—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。