紅糖脆片糕的工藝研究

周瑩，胡艦，陸煬，戴陽(yáng)軍

（1.揚(yáng)州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，江蘇揚(yáng)州225127；2.常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

紅糖，又稱片黃糖、紫沙糖，主要分布在廣西和云南等地。它是以甘蔗為原材料，經(jīng)榨汁、澄清、蒸煮，通過(guò)石灰法而制成的粗糖[1]。除了糖的作用外，它還含有多種微量元素、維生素和氨基酸[2]，營(yíng)養(yǎng)豐富。紅糖主要適用于老年人、病情嚴(yán)重者、經(jīng)期不調(diào)者和剛生產(chǎn)完的孕婦吃，具有活血化瘀、緩中止痛、利腸通便、治療體虛等作用[3]。

生姜，別名勾狀指、百辣云，是一種藥食同源的草本科植物。它主要分布在中國(guó)的中部和東南部。生姜不僅可以藥用，它還是一種不可或缺的調(diào)味品，它與大蒜和香蔥有著“三大調(diào)料”之美稱[4]。它含有充足的養(yǎng)分，每100克中含有1.3 g蛋白質(zhì)、0.02 mg硫胺素、0.03 mg核黃素、4 mg維生素 C、295 mg鉀、27 mg鈣、1.4 mg鐵、0.34 mg鋅等營(yíng)養(yǎng)成分[5]。早在《名醫(yī)》一書(shū)中就記載過(guò)生姜具有治療“傷寒、頭痛、鼻塞、咳嗽”的功效，還可有效祛風(fēng)止寒、終止嘔吐、祛痰順氣[6-7]。不僅如此，生姜還有抗氧化、抑菌、抑制腫瘤的作用[8]。

糯米中含有大量的可供人體生長(zhǎng)所必需的養(yǎng)分，如淀粉、碳水化合物和維生素等[9]。經(jīng)常吃糯米可以緩解腹脹、腹瀉、尿頻、脾胃虛弱等癥狀。糯米也是一種很好的營(yíng)養(yǎng)產(chǎn)品，具有補(bǔ)血、止汗、健脾養(yǎng)胃的功能。

近年來(lái)，我國(guó)的紅糖制品越來(lái)越多樣化，如“益母紅糖”、“阿膠紅糖”等，紅糖制品的研制與開(kāi)發(fā)已經(jīng)興起了廣泛的熱潮[10]。梅芳等[11]通過(guò)在牛奶中加入紅糖和生姜汁研制生姜紅糖牛奶，并對(duì)其生產(chǎn)工藝進(jìn)行了探討。傅鋒等[12]以紅糖和生姜為原料，探究了微波干燥生姜紅糖果脯的工藝。陳文文[13]以紅糖、紅棗以及生姜提取物為材料進(jìn)行復(fù)合飲料研制。

鑒于加工設(shè)備的不完善以及加工方法的局限性，紅糖類餅干、紅糖類脆片的研究還比較少，因此紅糖類脆片產(chǎn)品的研發(fā)勢(shì)必有廣闊的市場(chǎng)前景。本試驗(yàn)以紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)豬油、紅糖粉、生姜粉及水的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)法對(duì)紅糖脆片糕的配方進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)壓差膨化技術(shù)制作紅糖脆片糕并得到紅糖脆片糕的最優(yōu)工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅糖：河北糖業(yè)煙酒有限公司；生姜粉：亳州寶豐食品廠；糯米粉：如東寶龍食品廠；豬油：成都合利旺油脂有限公司，以上試驗(yàn)材料均符合國(guó)家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

1011QB型烘烤箱：上海封騰電子有限公司；Blixer 2型食品高速打碎機(jī)：山東野步貿(mào)易有限公司；M-07型手持式攪拌混合機(jī)：浙江森鑫電子商務(wù)有限公司；ZGF100型負(fù)壓干燥控制系統(tǒng)：山東登月紅景天有限公司；TA.XIA-05型質(zhì)構(gòu)分析儀：上海普慧實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 加工方法

1.2.1.1 工藝流程

原料預(yù)處理→混合、攪拌→壓?！o置→切片→負(fù)壓干燥→成品→檢測(cè)

1.2.1.2 操作要點(diǎn)

1）紅糖磨粉：將紅糖鋪平在已烘干的烤盤上，放進(jìn)55℃的萬(wàn)能蒸烤箱中烘烤2 h，用80目篩子將顆粒細(xì)的紅糖粉篩下來(lái)，獲得紅糖粉。

2）加料混合、攪拌：將適量紅糖粉、生姜粉、水和預(yù)先融化好的豬油混合，用手持式攪拌機(jī)將其充分?jǐn)嚢杈鶆?，再?∶1（質(zhì)量比）的比例倒入預(yù)先稱量好的糯米粉中，用食品切碎攪拌機(jī)將其攪拌混合均勻，10 s后取出，制成紅糖糯米粉。

3）壓模：在模具中放入保鮮袋，稱取180 g調(diào)配好的紅糖糯米粉放入模具進(jìn)行壓模，室溫靜置40 h。

4）切片、干燥：40小時(shí)后取出模具中的紅糖生姜脆片塊，將其切成厚度為3 mm的片狀，在烤盤上擺放好，放入負(fù)壓干燥箱中進(jìn)行負(fù)壓干燥，3小時(shí)后取出，得到成品。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取豬油添加量、紅糖粉添加量、生姜粉添加量、水添加量為主要影響因素，紅糖脆片糕的脆度、感官評(píng)分為測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)紅糖脆片糕制作工藝進(jìn)行研究。

1.2.2.1 豬油添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取紅糖粉100 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品攪拌機(jī)。保證試驗(yàn)條件不變的情況下，分別加入 11、13、15、17、19 g的豬油，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和脆度檢測(cè)。

1.2.2.2 紅糖粉添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品攪拌機(jī)。保證試驗(yàn)條件不變的情況下，分別加入40、60、80、100、120 g的紅糖粉，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和脆度檢測(cè)。

1.2.2.3 生姜粉添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，紅糖粉100 g，水20 g，放入食品攪拌機(jī)。保證試驗(yàn)條件不變的情況下，分別加入4、5、6、7、8 g的生姜粉，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和脆度檢測(cè)。

1.2.2.4 水添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，紅糖粉100 g，生姜粉5 g，放入食品攪拌機(jī)。保證試驗(yàn)條件不變的情況下，分別加入 14、17、20、23、26 g的水，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和脆度檢測(cè)。

1.2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過(guò)單因素試驗(yàn)所得出的結(jié)果，選擇豬油添加量、紅糖粉添加量、水的添加量這3個(gè)對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)有較大影響的因素進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理[14]，以紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度為標(biāo)準(zhǔn)，以豬油添加量（A）、紅糖粉添加量（B）、水的添加量（C）為變量，將感官評(píng)分（Y1）和脆度（Y2）作為響應(yīng)值，并以此建立響應(yīng)模型，對(duì)紅糖脆片糕最佳工藝配方進(jìn)行分析并對(duì)其做出預(yù)測(cè)。試驗(yàn)因素水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis experiments

1.3 紅糖脆片糕品質(zhì)的測(cè)定與檢驗(yàn)

1.3.1 紅糖脆片糕質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

使用TA.XIA-05型質(zhì)構(gòu)分析儀，選用P2.5球形探頭，測(cè)試速度為1 mm/s、下壓距離為3 mm、壓縮比為20%。選取一塊完整的紅糖脆片糕平行放置在測(cè)試臺(tái)上，對(duì)其進(jìn)行脆度測(cè)定，重復(fù)測(cè)定3次，最后取其平均值。

1.3.2 微生物檢驗(yàn)方法

1.3.2.1 菌落總數(shù)的測(cè)定

菌落總數(shù)的測(cè)定參考GB/T 4789.2-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》。

1.3.2.2 大腸菌群的測(cè)定

大腸菌群的測(cè)定參考GB/T 4789.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》。

1.3.3 紅糖脆片糕感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

組織一個(gè)10人有品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的食品專業(yè)人員評(píng)價(jià)小組，每個(gè)人對(duì)紅糖脆片糕的組織狀態(tài)、色澤、口感、香氣這4個(gè)感官指標(biāo)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，取其平均值形成最終感官評(píng)分。品評(píng)時(shí)，應(yīng)在自然光源下觀察產(chǎn)品，并對(duì)產(chǎn)品的組織狀態(tài)和色澤進(jìn)行打分，然后聞其氣味，對(duì)產(chǎn)品的香氣打分，最后品嘗，給產(chǎn)品的口感打分，注意品評(píng)每個(gè)樣品前要用純凈水漱口。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 紅糖脆片糕感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

續(xù)表2 紅糖脆片糕感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 豬油添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

豬油添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響見(jiàn)圖1。

圖1 豬油添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響Fig.1 Effect of lard addition on the sensory score and crispness

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，隨著豬油添加量的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度呈先升高后下降的趨勢(shì)，當(dāng)豬油添加量在13 g～17 g范圍內(nèi)時(shí)，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度較好。當(dāng)豬油添加量較少時(shí)，紅糖脆片糕的口感較為堅(jiān)硬、不酥脆；豬油添加量較多時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致紅糖脆片糕太過(guò)酥松而易散碎。綜合上述分析，當(dāng)豬油添加量為15 g左右時(shí)，紅糖脆片糕的品質(zhì)較好。

2.1.2 紅糖粉添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

紅糖粉添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響見(jiàn)圖2。

圖2 紅糖粉添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響Fig.2 Effect of brown powder sugar addition on the sensory score and crispness

圖2顯示，隨著紅糖粉添加量的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度先不斷上升，然后又表現(xiàn)為下降，當(dāng)紅糖粉添加量在100 g左右時(shí)，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度最優(yōu)。當(dāng)紅糖粉添加量較少時(shí)，紅糖的甜味不足，色澤也較淺，使紅糖脆片糕品質(zhì)變差；紅糖粉添加量太多時(shí)，遮蓋了生姜粉的辣味，同時(shí)，顏色變得太深，也會(huì)致使紅糖脆片糕口感和質(zhì)地下降。故當(dāng)紅糖粉的添加量在100 g左右時(shí)，紅糖脆片糕品質(zhì)最佳。

2.1.3 生姜粉添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

生姜粉添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響見(jiàn)圖3。

圖3 生姜粉添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響Fig.3 Effect of ginger powder addition on the sensory score and crispness

從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，生姜粉添加量對(duì)紅糖脆片糕感官評(píng)分和脆度都沒(méi)有較大的影響。隨著生姜粉添加量的不斷升高，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度變化形勢(shì)較不明顯，趨于平緩。綜合上述分析，得出生姜粉的添加量對(duì)紅糖脆片糕感官評(píng)分和脆度沒(méi)有顯著影響。

2.1.4 水添加量對(duì)紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

外源性傳承人顧名思義即源于外族而并非本來(lái)就承繼有相應(yīng)的技藝的傳承人，他們長(zhǎng)時(shí)間地專注于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的鉆研，對(duì)其進(jìn)行保護(hù)以供自己使用，并在這項(xiàng)事業(yè)中投入了自己大量的心血和智慧。外源性傳承人通常具有創(chuàng)造性，他們對(duì)某些瀕臨消亡的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進(jìn)行采集、整理、加工和完善，從而使自己的靈魂與該非物質(zhì)文化遺產(chǎn)水乳交融。比如王洛賓，他對(duì)我國(guó)西部地區(qū)的山歌進(jìn)行了搜集、整理，同時(shí)將自己對(duì)山歌的理解和感悟以獨(dú)特的創(chuàng)造力融入其所掌握的知識(shí)之中而被人們稱為西部歌王。

水添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響見(jiàn)圖4。

圖4 水添加量對(duì)感官評(píng)分和脆度的影響Fig.4 Effect of water addition on the sensory score and crispness

從圖4中可以看出，隨著水的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度變化趨勢(shì)是先上升，在到達(dá)最高點(diǎn)后，又迅速下降。當(dāng)添加量在20 g左右時(shí)，紅糖脆片糕的感官評(píng)分和脆度都較好。當(dāng)水的添加量較少時(shí)，會(huì)導(dǎo)致紅糖脆片糕口感干硬；而水添加量較多時(shí)，則紅糖脆片糕會(huì)過(guò)于松散易碎。綜上，水添加量在20 g左右時(shí)，紅糖脆片糕品質(zhì)最優(yōu)。

2.2 工藝優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

2.2.1 響應(yīng)曲面試驗(yàn)結(jié)果

使用Design-Expert 8.05b軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，選取豬油添加量（A）、紅糖粉添加量（B）、水添加量（C）為變量，以感官評(píng)分（Y1）和脆度（Y2）為響應(yīng)值，建立響應(yīng)曲面回歸模型。響應(yīng)面分析試驗(yàn)方案及結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 響應(yīng)面分析試驗(yàn)方案及結(jié)果Table 3 Program and experimental results of response surface design

2.2.2 響應(yīng)曲面回歸方程分析

回歸方程方差分析表見(jiàn)表4。

表4 回歸方程方差分析表Table 4 Analysis results of regression and variance

續(xù)表4 回歸方程方差分析表Continue table 4 Analysis results of regression and variance

對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行回歸分析，得到感官評(píng)分Y1的二次多項(xiàng)式模型為：Y1=91.52+3.62A-1.96B-1.71C-0.60AB+0.35AC+1.87BC-6.20A2-9.32B2-9.57C2，得到脆度 Y2的二次多項(xiàng)式模型為：

由結(jié)果可知：對(duì)感官評(píng)分Y1進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可得A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，紅糖脆片糕感官評(píng)分為92.260 6。對(duì)脆度Y2進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可得A=14.94 g，B=95.30 g，C=20.36 g，紅糖脆片糕脆度為2 197.11。根據(jù)回歸方程方差分析表，Y2的P=0.006 2，而Y1的P＜0.000 1，因此基于感官評(píng)分Y1建立的二次多項(xiàng)回歸方程模型較脆度Y2的更具顯著性。所以最終取由感官評(píng)分優(yōu)化的結(jié)果，即 A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，紅糖脆片糕感官評(píng)分為92.260 6。

2.2.3 響應(yīng)曲面3D圖分析

2.2.3.1 感官評(píng)分3D圖分析

各兩因素交互作用對(duì)紅糖脆片糕感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面見(jiàn)圖5。

圖5 各兩因素交互作用對(duì)紅糖脆片糕感官評(píng)分影響的響應(yīng)曲面Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions between every two factors on the sensory scores of brown sugar crisp cake

圖5反映出當(dāng)水添加量、紅糖粉添加量和豬油添加量三因素之一取零水平時(shí)，其他兩個(gè)因素對(duì)紅糖脆片糕感官評(píng)分的影響。

1）當(dāng)水添加量取零水平時(shí)，豬油添加量保持不變，隨紅糖粉添加量的增長(zhǎng)，紅糖脆片糕的感官評(píng)分呈現(xiàn)一條拋物線，呈先升高后下滑的趨向；紅糖粉添加量保持不變，隨豬油添加量逐漸增長(zhǎng)，感官評(píng)分則呈一條弧線，呈現(xiàn)先升高后下滑的趨勢(shì)。

2）當(dāng)紅糖粉添加量取零水平時(shí)，豬油添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的感官評(píng)分呈拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。當(dāng)水的添加量保持不變時(shí)，隨著豬油添加量的增加，感官評(píng)分呈現(xiàn)成圓滑的弧線，呈先增加后降低。

3）當(dāng)豬油添加量取零水平時(shí)，紅糖粉添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的感官評(píng)分為一條拋物線，表現(xiàn)為先升高后降低的狀態(tài)。水的添加量保持不變，隨著紅糖粉的不斷添加，感官評(píng)分為拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。

2.2.3.2 脆度3D圖分析

各兩因素交互作用對(duì)紅糖脆片糕脆度影響的響應(yīng)曲面見(jiàn)圖6。

圖6反映出當(dāng)水添加量、紅糖粉添加量和豬油添加量三因素之一取零水平時(shí)，其他兩個(gè)因素對(duì)紅糖脆片糕脆度的影響。

1）當(dāng)水添加量取零水平時(shí)，豬油添加量保持不變，隨紅糖粉添加量的增長(zhǎng)，紅糖脆片糕的脆度呈現(xiàn)一條弧線，呈先升高后下滑的趨向；紅糖粉添加量保持不變，隨豬油添加量逐漸增長(zhǎng)，脆度則呈弧線型，呈現(xiàn)先上升后下滑的狀態(tài)。

2）當(dāng)紅糖粉添加量取零水平時(shí)，豬油添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的脆度呈拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。當(dāng)水的添加量保持不變時(shí)，隨著豬油添加量的增加，脆度呈現(xiàn)成拋物線的形態(tài)，呈先增加后降低。

3）當(dāng)豬油添加量取零水平時(shí)，紅糖粉添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的脆度為一條拋物線，表現(xiàn)為先升高后降低的狀態(tài)。水的添加量保持不變，隨著紅糖粉的不斷添加，脆度為一條弧線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

結(jié)合實(shí)際操作條件，最終優(yōu)化的制作工藝參數(shù)為：豬油添加量為16 g，紅糖粉添加量為98 g，水添加量為20 g。為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，在優(yōu)化工藝條件下重復(fù)試驗(yàn)3次，此時(shí)測(cè)得紅糖脆片糕的感官評(píng)分為93.28分，脆度指標(biāo)為2 315.8 gf，與試驗(yàn)時(shí)所得的數(shù)據(jù)基本相符，感官評(píng)分誤差為1.1%，說(shuō)明該組參數(shù)可以應(yīng)用于實(shí)踐。微生物指標(biāo)檢出所含菌落總數(shù)為1.6×102cfu/g，大腸菌群未檢出，即大腸菌群呈陰性，產(chǎn)品達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)首先通過(guò)單因素試驗(yàn)，確定豬油添加量、紅糖粉添加量及水添加量為主要影響因素，以紅糖脆片糕的脆度、感官評(píng)分為測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)紅糖脆片糕制作工藝進(jìn)行研究。測(cè)得3個(gè)因素分別在11 g～19 g、40 g～120 g、14 g～26 g范圍內(nèi)時(shí)感官評(píng)價(jià)和脆度結(jié)果最佳。然后，建立以感官評(píng)價(jià)和脆度為響應(yīng)值的三因素三水平響應(yīng)面模型，進(jìn)行紅糖脆片糕的最佳制作工藝配方優(yōu)化。最后對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，得到紅糖脆片糕的最佳工藝參數(shù)：豬油添加量為16 g、紅糖粉添加量為98 g、水添加量為20 g，在此條件下紅糖脆片糕的感官評(píng)分為93.28分，脆度指標(biāo)為2 315.8 gf，大腸菌群呈陰性。