紫蘇籽粕桃酥制備工藝的優(yōu)化

李占君 劉運偉 郭興 徐宜彬 馬珂 楊逢建

摘 要：為研究紫蘇籽粕桃酥的制備工藝，本文按照國標(biāo)對紫蘇籽粕主要成分進(jìn)行測定和分析，應(yīng)用響應(yīng)面對影響紫蘇籽粕桃酥綜合感官的影響因素予以優(yōu)化。研究結(jié)果得出最佳制備工藝為：小蘇打1%，泡打粉1%，低筋粉90%，紫蘇籽粕10%，大豆油40%，綿白糖30%，全蛋液25%，面坯塑形（厚度1 cm），烤箱預(yù)熱、烘烤15 min （上、下兩層溫度為210 ℃和180 ℃）。驗證結(jié)果88.54 ± 0.16分，與理論預(yù)期值88.7分吻合。結(jié)果證明，通過對影響因素的優(yōu)化和研究，紫蘇籽粕桃酥的綜合感官得到改善，響應(yīng)面優(yōu)化合理、有效。

關(guān)鍵詞：響應(yīng)面;優(yōu)化;紫蘇籽粕;桃酥;感官評價

中圖分類號：S759.89; TS213.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ?文章編號：1006-8023（2021）01-0045-08

Abstract：In order to research the preparation technology of Perilla seed meal walnut cake， according to the national standard， the main components of Perilla seed meal were determined and analyzed. And the influence factors on the comprehensive sensory of Perilla seed meal walnut cake were optimized by response surface methodology. The results showed that the best influencing factors were： 1% baking soda， 1% baking powder， 90% low gluten powder， 10% Perilla seed meal， 40% soybean oil， 30% fine white sugar， 25% whole egg liquid， dough shaping 1 cm thick， the oven was preheated and baked for 15 min （the upper and lower layers were 210 ℃ and 180 ℃）. The experiments score of 88.54 ± 0.16 coincided with the expected score of 88.7. The results showed that， through the optimized and researched of influencing factors， the comprehensive sensory of the walnut cake were improved， and the response surface optimization was reasonable and effective.

Keywords：Response surface; optimization; Perilla seed meal; walnut cake; sensory evaluation

0 引言

桃酥糕點因其固有的美食風(fēng)味、易食用等特點，在中國深受社會百姓的喜愛[1-3]。桃酥的常規(guī)主要配料有面粉、白糖、奶油和雞蛋，富含大量的碳水化合物、蛋白質(zhì)、多種人體所需維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和脂肪類物質(zhì)[4-7]。近年來，隨著科學(xué)的進(jìn)步、人們健康意識的不斷提升，桃酥工藝的改良也備受廣大學(xué)者的關(guān)注，已開展?fàn)I養(yǎng)保健類的薏苡仁、木耳桃酥等方面的研究[8-13]。

紫蘇（Perilla frutescens （L.） Britt.）是一種東北林下經(jīng)濟(jì)植物，其紫蘇籽中脂肪含量較高，所含不飽和性脂肪酸含量占總脂肪酸含量的90%以上，同時紫蘇籽中含有多種人體所需維生素、纖維和蛋白質(zhì)成分，具有降糖、降脂和消炎的功效[13-14]。經(jīng)過榨油處理的紫蘇籽粕仍含有一定量油脂，其營養(yǎng)價值可觀，但現(xiàn)階段該種資源沒有得到重視與應(yīng)用。因此將紫蘇籽粕作為輔料添加于桃酥中，一方面可以改變紫蘇籽粕資源浪費的現(xiàn)狀，實現(xiàn)其高效深度應(yīng)用;另一方面，該種桃酥因紫蘇籽粕的添加，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和綜合感官等方面的改善具有積極進(jìn)步的意義，利于人體健康。

本研究是針對桃酥工藝加以優(yōu)化改進(jìn)，以榨油剩余的紫蘇籽粕為輔料，并對其主要營養(yǎng)成分予以分析測定。將該種紫蘇籽粕合理、適量地添加到桃酥原料中，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，應(yīng)用響應(yīng)面對影響桃酥品質(zhì)的各原料配比予以優(yōu)化改進(jìn)。研究原料在不同配比情況下對桃酥綜合感官的影響，研制出一種健康、可口的紫蘇籽粕桃酥，為桃酥食品研究領(lǐng)域的綜合開發(fā)與應(yīng)用提供現(xiàn)實參考依據(jù)。

1 材料與儀器

1.1 主要材料及藥品

紫蘇籽粕（自制），烘焙低筋粉、大豆油、綿白糖、雞蛋、泡打粉和小蘇打為市面上購買。

石油醚（沸程30～60 ℃）、95%乙醇、硫酸銅、硫酸鉀和硼酸等藥品均為分析純，乙腈（色譜級）、標(biāo)準(zhǔn)品（葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、乳糖）等。

1.2 實驗儀器

電子分析天平（型號：UH 620 H，日本SHIMADZU島津）;微型中藥粉碎機（型號：HC-250 T，浙江河城工貿(mào)有限公司）;理化干燥箱（型號：LG 100 B，上海儀器總廠）;機械榨油機（型號：ZYJ-420，東莞市房太電器有限公司）;電烤箱（型號：CRTF32K，廣東偉仕達(dá)電器科技有限公司）;自動凱氏定氮儀（型號：KDN-1000，上海雙旭電子有限公司）;索氏提取器（型號：250 mL，鹽城新明特玻璃儀器有限公司）;數(shù)控超聲波清洗器（型號：KQ-100DE，昆山市超聲儀器有限公司）;液相色譜儀（型號：1220 Infinity II，美國安捷倫）等。

2 實驗方法

2.1 紫蘇籽粕的制備

為了減少水分對紫蘇籽機械壓榨的影響，將紫蘇籽置于恒溫鼓風(fēng)烘箱60 ℃烘干12 h，并對榨油機預(yù)熱10 min，預(yù)熱完畢再將紫蘇籽倒入榨油機中以完成紫蘇籽油和大塊紫蘇籽粕的制備，分離完成后待大塊紫蘇籽粕自然冷卻至室溫，再以粉碎機30 000 r/min高速粉碎1 min（粒徑不做區(qū)分），最終完成紫蘇籽粕粉末的制備[15]。

2.2 紫蘇籽粕的測定

蛋白質(zhì)：參照國標(biāo)GB 5009.5—2016第一法測定。

脂肪：參照國標(biāo)GB 5009.6—2016第二法測定。

總糖：參照國標(biāo)GB 5009.8—2016第二法測定。

粗纖維：參照國標(biāo)GB/T 5009.10—2003測定。

維生素E：參照國標(biāo)GB 5009.82—2016第一法測定。

2.3 桃酥的制作

桃酥制作按照具體實驗參數(shù)進(jìn)行，低筋粉與紫蘇籽粕的混合粉100 g，全蛋液25%，再對混合完成的面團(tuán)予以分坯，塑形厚度1 cm，烤箱預(yù)熱，烘烤時烤箱上、下兩層溫度分別為210 ℃和180 ℃，烘烤15 min，取出置于室溫冷卻[16]。

2.4 單因素實驗

對烘焙操作過程中影響感官品質(zhì)突出的小蘇打含量、泡打粉含量、紫蘇籽粕含量、大豆油含量以及綿白糖含量展開實驗研究[17-19]。

2.4.1 小蘇打的影響

面粉與紫蘇籽粕的混合粉總量100 g為實驗參數(shù)基準(zhǔn)，其中，紫蘇籽粕15%，大豆油45%，綿白糖40%，全蛋液25%，泡打粉1%，研究0.5%、1%、1.5%、2%、2.5% 的小蘇打?qū)μ宜指泄俚挠绊憽?/p>

2.4.2 泡打粉的影響

面粉與紫蘇籽粕的混合粉總量100 g為實驗參數(shù)基準(zhǔn)，其中紫蘇籽粕15%，大豆油45%，綿白糖40%，全蛋液25%，小蘇打1%，研究0.5%、1%、1.5%、2%、2.5% 的泡打粉對桃酥感官的影響。

2.4.3 紫蘇籽粕的影響

面粉與紫蘇籽粕的混合粉總量100 g為實驗參數(shù)基準(zhǔn)，其中大豆油45%，綿白糖40%，泡打粉1%，全蛋液25%，小蘇打1%，研究5%、10%、15%、20%、25% 的紫蘇籽粕含量對桃酥感官的影響。

2.4.4 大豆油的影響

面粉與紫蘇籽粕的混合粉總量100 g為實驗參數(shù)基準(zhǔn)，其中紫蘇籽粕15%，綿白糖40%，全蛋液25%，小蘇打1%，泡打粉1%，研究30%、35%、40%、45%、50% 的大豆油對桃酥感官的影響。

2.4.5 綿白糖的影響

面粉與紫蘇籽粕的混合粉總量100 g為實驗參數(shù)基準(zhǔn)，其中紫蘇籽粕15%，大豆油45%，全蛋液25%，小蘇打1%，泡打粉1%，研究10%、20%、30%、40%、50% 的綿白糖對桃酥感官的影響。

2.5 影響因素的優(yōu)化

在單因素實驗數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，應(yīng)用響應(yīng)面對影響因素分析優(yōu)化;紫蘇籽粕桃酥感官評價、水平因素代碼分別見表1和表2。

3 結(jié)果與分析

3.1 紫蘇籽粕的測定

由表3可知，紫蘇籽粕中每100 g含有蛋白質(zhì)20.9 g、脂肪9.0 g、總糖6.3 g、維生素E 2.08 mg、粗纖維5.1%。說明榨過油的紫蘇籽粕中營養(yǎng)成分含量可觀，特別是高含量的蛋白質(zhì)、粗纖維;由于紫蘇籽經(jīng)過壓榨脫油處理，因此維生素E含量會因油脂的脫離而有所降低，與實際情況相符。

3.2 因素分析實驗

3.2.1 小蘇打的影響

由圖1可知，小蘇打用量低于1%時，桃酥內(nèi)部結(jié)構(gòu)過于致密、蜂窩氣孔少，起發(fā)效果不好，口感過硬。當(dāng)小蘇打用量達(dá)到1%時，此時感官處于最佳水平。小蘇打用量為1%～2.5%，此時會因小蘇打過量，而使得桃酥過于蓬松、破碎、不易成型，且堿的苦澀味濃烈、刺激，整體感官不佳，不適宜食用。因此，以小蘇打用量1%這一配料值為基礎(chǔ)，展開實驗研究。

3.2.2 泡打粉的影響

由圖2分析得知，當(dāng)泡打粉用量低于1%時，桃酥內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密、無蜂窩氣孔、質(zhì)地較硬、口感不佳。隨著泡打粉的加入，桃酥感官水平逐漸得以改善，泡打粉用量為1%時，此時整體感官處于最佳水平。當(dāng)泡打粉用量多于1%時，由于泡打粉的過量使用，在高溫烘焙環(huán)境下，產(chǎn)生大量氣體，致使桃酥內(nèi)部蜂窩氣孔過大，表面破裂、易碎，整體感官不佳。因此考慮以泡打粉使用量1%這一配料值為基礎(chǔ)，展開實驗研究。

3.2.3 紫蘇籽粕的影響

由圖3分析得知，當(dāng)混合粉中紫蘇籽粕低于15%時，此時桃酥的口感與外觀感官評價程度會因紫蘇籽粕含量增加而得到改善;15%時桃酥的顏色、口感粗糙程度、結(jié)構(gòu)狀態(tài)等感官評價提升幅度最佳;當(dāng)紫蘇籽粕用量由15%增加至25%時，混合粉中紫蘇籽粕的含量高于最佳使用臨界值，此時使得桃酥顏色發(fā)黑，粗纖維含量過高，口感過于粗糙、口感發(fā)黏、難以咀嚼和下咽。因此以紫蘇籽粕15%這一臨界值，開展優(yōu)化實驗的研究。

3.2.4 大豆油的影響

圖4為大豆油添加影響實驗，當(dāng)大豆油用量低于45%時，桃酥的綜合感官程度會因大豆油使用量的增加而得到較好的改善;45%時桃酥的干燥程度、酥脆特性以及粗糙感的提升幅度均處于最佳水平;當(dāng)大豆油用量高于 45%增加至50%時，綜合感官水平有下降的趨勢發(fā)生，由于大豆油的過量使用，大豆油的味道掩蓋住紫蘇籽粕的香味，油量過高會使得桃酥變得極為松散、內(nèi)部過軟、粘口和形態(tài)穩(wěn)定性不好，并伴有油分的滲出。因此考慮以大豆油使用量45%這一臨界值，開展優(yōu)化實驗的研究。

3.2.5 綿白糖的影響

由圖5分析得知，當(dāng)綿白糖用量低于40%時，此時桃酥的感官評價程度會因綿白糖質(zhì)量增加而得到改善;40%時感官評價提升幅度最佳;當(dāng)綿白糖用量由40%增加至50%時，這時會導(dǎo)致桃酥整體過甜，同時會伴有顏色焦糖色過深、回酸感明顯。綜合研究分析得出以綿白糖40%這一臨界值，進(jìn)行優(yōu)化實驗的研究。

3.3 優(yōu)化實驗

3.3.1 響應(yīng)面優(yōu)化

應(yīng)用Design-Expert V 8.0.6軟件，遵循Box-Behnken試驗設(shè)計原則，對表2中紫蘇籽粕（A）、大豆油（B）和綿白糖（C）3個影響因素予以三水平優(yōu)化。優(yōu)化因素代碼、中心組合優(yōu)化實驗分別見表2和表4，研究影響因素優(yōu)化得出回歸方程：

Y=88.30-0.49A+1.50B+1.46C-0.075A·B-

2.45A·C+0.025B·C-9.15A2-5.78B2-2.80C2。

對模型數(shù)據(jù)方差分析（表5）得知，影響因素A、B、C，AB、AC、BC和A2、B2、C2，多種因素之間存在互擾關(guān)系，同時對感官評價Y值具有不同程度上的影響。其中單一因素影響程度依次為：B > C > A，組合型因素影響程度依次為：AC > AB > BC，A2> B2>C2;3種不同類型組合影響因素中顯著性影響程度最高的分別為：B、AC和A2。

由表5中模型P Model < 0.000 1，模型失擬項對應(yīng)P為0.153 7> 0.05，表明該實驗優(yōu)化過程中所建立起的模型整體呈現(xiàn)差異性極顯著，失擬項表現(xiàn)差異性不顯著，模型整體具有較高的吻合度。

表6分析得知，R2和調(diào)整R2數(shù)值分別為：0.995 5和0.989 8，進(jìn)一步證實該種優(yōu)化實驗?zāi)Ｐ偷臄M合程度和線性關(guān)系均處于較高水平，對優(yōu)化響應(yīng)值Y的設(shè)計和預(yù)測率為99.55%。優(yōu)化實驗中因素影響傘狀圖和等高線如圖6所示。

優(yōu)化實驗過程中，通過對響應(yīng)值感官評價Y進(jìn)行模型式設(shè)計、優(yōu)化，又對實驗組中互擾因素AB、AC、BC所對應(yīng)的傘狀圖和等高線圖進(jìn)行研究、分析，根據(jù)回歸模型和響應(yīng)值之間的變化規(guī)律，最終擬合、優(yōu)化得出最佳生產(chǎn)工藝為：小蘇打1%，泡打粉1%，低筋粉90%，紫蘇籽粕10%，大豆油40%，綿白糖30%，全蛋液25%，面坯塑形（厚度1 cm），烤箱預(yù)熱、烘烤15 min（上、下兩層溫度分別為210 ℃和180℃），理論預(yù)期感官評價88.7分。

3.3.2 驗證實驗

對模型優(yōu)化所得優(yōu)化實驗參數(shù)進(jìn)行驗證性實驗，最終驗證實際結(jié)果（感官評價）88.54 ± 0.16分與理論預(yù)期值88.7分高度吻合，表明該優(yōu)化方法對整體實驗的優(yōu)化合理、有效。

4 結(jié)論與討論

烘焙過程中影響桃酥口感、顏色、外觀程度和蓬松程度等多種感官水平常見因素包括：小蘇打、泡打粉、面粉、大豆油、綿白糖和全蛋液等，這些影響因素通過彼此之間不同比例的配合影響最終烘焙感官效果。應(yīng)用響應(yīng)面對需要優(yōu)化的影響因素予以分析優(yōu)化，對實際研究紫蘇籽粕桃酥的綜合感官能夠起到積極的改善，響應(yīng)面法優(yōu)化紫蘇籽粕桃酥配方的前期研究，具有積極進(jìn)步意義。

本研究在對榨油后紫蘇籽粕營養(yǎng)成分測定的基礎(chǔ)上，對一種紫蘇籽粕桃酥制作工藝進(jìn)行優(yōu)化。紫蘇籽粕主要營養(yǎng)成分有：每100 g蛋白質(zhì)為20.9 g、脂肪9.0 g、總糖6.3 g、維生素E 2.08 mg、粗纖維5.1%。響應(yīng)面優(yōu)化最佳生產(chǎn)工藝為：小蘇打1%，泡打粉1%，低筋粉90%，紫蘇籽粕10%，大豆油40%，綿白糖30%，全蛋液25%，面坯塑形（厚度1 cm），烤箱預(yù)熱、烘烤15 min （上、下兩層溫度為210 ℃和180℃）。驗證性實驗得出：驗證結(jié)果88.54±0.16分與理論預(yù)期值88.7分高度吻合，紫蘇籽粕桃酥因混合面粉、配料成分配比的優(yōu)化調(diào)整，整體感官得到大幅度提升。該項研究能夠為食品研究領(lǐng)域提供合理、有效的理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

【參 考 文 獻(xiàn)】

[1]鄭藝梅，李孟茹.發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥配方響應(yīng)面優(yōu)化[J].食品工業(yè)，2020，41（6）：40-44.

ZHENG Y M， LI M R. Optimization of response surface methodology for sugar and fat reduced shortcake from germinated brown rice[J]. The Food Industry， 2020， 41（6）：40-44.

[2]李偉岸，徐俐.響應(yīng)面法優(yōu)化薏苡仁桃酥配方[J].包裝與食品機械，2017，35（1）：24-28.

LI W A， XU L. Response surface methodology in optimization of Coix walnut cake formula[J]. Packaging and Food Machinery， 2017， 35（1）： 24-28.

[3]李娜，李瑜，趙光宇.低糖低脂冬瓜皮粉桃酥的研制[J].包裝與食品機械，2015，33（4）：26-29.

LI N， LI Y， ZHAO G Y. Development of low-sugar and low-fat Benincasa hispida powder walnut cakes[J]. Packaging and Food Machinery， 2015， 33（4）： 26-29.

[4]宋振碩，楊軍國，張磊，等.烘焙類茶食品的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2019，40（1）：321-325.

SONG Z S， YANG J G， ZHANG L， et al. Research progress on the baking tea foods[J]. Science and Technology of Food Industry， 2019， 40（1）： 321-325.

[5]李新旺，李振興，李遠(yuǎn)恒，等.響應(yīng)面結(jié)合模糊綜合評定在茶蘇打餅干研制中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2015，36（7）：246-251.

LI X W， LI Z X， LI Y H， et al. Application of response surface combined with fuzzy comprehensive assessment in the development of the tea soda crackers[J]. Science and Technology of Food Industry， 2015， 36（7）： 246-251.

[6]張?zhí)O蘋，商金穎，李喜宏，等.靈武長棗桃酥的研制[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（10）：67-71.

ZHANG P P， SHANG J Y， LI X H， et al. Study on development of Lingwu long jujube walnut cake[J]. Food Research and Development， 2018， 39（10）： 67-71.

[7]周曉潔，王秋普，趙良忠，等.響應(yīng)面法在豆纖維橙味曲奇餅干研制中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2019，40（16）：163-168.

ZHOU X J， WANG Q P， ZHAO L Z， et al. Application of response surface methodology in the development of soybean fiber orange cookies[J]. Science and Technology of Food Industry， 2019， 40（16）： 163-168.

[8]鄭藝梅，吳詩瑤.響應(yīng)面法優(yōu)化低糖低脂糙米桃酥配方[J].糧食加工，2018，43（6）：30-34.

ZHENG Y M， WU S Y. Optimization of the formula of low sugar and low fat brown rice peach crisp by response surface methodology[J]. Food Science and Technology， 2018， 43（6）：30-34.

[9]沙爽，張欣蕊，唐佳文，等.紫蘇籽深加工研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)，2020，41（4）：234-239.

SHA S， ZHANG X R， TANG J W， et al. Advances in deep processing of Perilla seeds[J]. The Food Industry， 2020，41（4）：234-239.

[10]李占君，張志環(huán)，張厚良，等.紫蘇籽精油提取工藝及其脂肪酸構(gòu)成的研究[J].森林工程，2019，35（1）：36-41.

LI Z J， ZHANG Z H， ZHANG H L， et al. Study on extraction process of essential oil from Perilla frutescens and its fatty acid composition[J]. Forest Engineering， 2019， 35（1）： 36-41.

[11]李占君，劉運偉，馬珂，等.響應(yīng)面優(yōu)化紫蘇籽油超聲提取工藝研究[J].森林工程，2020，36（2）：67-72.

LI Z J， LIU Y W， MA K， et al. Research on ultrasonic extraction technology of Perilla seed[J]. Forest Engineering， 2020， 36（2）： 67-72.

[12]侯敏娜，成昕玥，趙明光，等.浙貝母揮發(fā)油提取工藝優(yōu)選及抑菌活性實驗研究[J].西部林業(yè)科學(xué)，2019，48（1）：87-92.

HOU M N， CHENG X Y， ZHAO M G， et al. Optimized extraction process of volatile oil from Fritillaria thunbergii Miq. and its antibacterial activity[J]. Journal of West China Forestry Science， 2019， 48（1）：87-92.

[13]李占君，高金輝，郭興，等.紫蘇籽油超聲提取工藝及其理化性質(zhì)的研究[J].森林工程，2019，35（4）：76-81.

LI Z J， GAO J H， GUO X， et al. Research on the ultrasonic extraction process and physicochemical properties of Perilla seed oil[J]. Forest Engineering， 2019， 35（4）： 76-81.

[14]沈奇，王仙萍，楊森，等.紫蘇籽主要營養(yǎng)成分含量分析[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2019，32（8）：1904-1909.

SHEN Q， WANG X P， YANG S， et al. Content of main nutrients in Perilla frutescens seeds[J]. Southwest China Journal of Agricultural Sciences， 2019， 32（8）： 1904-1909.

[15]鄧敏.模糊數(shù)學(xué)評價結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化麥芽糖醇桃酥配方[J].糧食與油脂，2020，33（6）：46-50.

DENG M. Formula optimization of maltitol walnut cake based on fuzzy mathematics evaluation and response surface method[J]. Cereals & Oils， 2020， 33（6）：46-50.

[16]盧蕓，周瑩，施淑文，等.響應(yīng)面法優(yōu)化青稞桃酥配方工藝[J].美食研究，2019，36（1）：58-62.

LU H， ZHOU Y， SHI S W， et al. Optimization of highland barley cake formulaby response surface methodology[J]. Journal of Researches on Dietetic Science and Culture， 2019， 36（1）：58-62.

[17]馬雪平，詹萍，田洪磊，等.響應(yīng)面法優(yōu)化酶法制備羊肉特征風(fēng)味前體工藝[J].現(xiàn)代食品科技，2019，35（1）：198-205.

MA X P， ZHAN P， TIAN H L， et al. Optimization of enzymatic preparation of a flavor precursor with mutton characteristics by response surface methodology[J]. Modern Food Science and Technology， 2019， 35（1）： 198-205.

[18]CHEN F L， ZHANG Q， MO K L， et al. Optimization of ionic liquid-based homogenate extraction of orientin and vitexin from the flowers of Trollius chinensis and its application on a pilot scale[J]. Separation and Purification Technology， 2017， 175： 147-157.

[19]CHEN F L， ZHANG Q， FEI S M， et al. Optimization of ultrasonic circulating extraction of Samara oil from Acer saccharum using combination of Plackett-Burman design and Box-Behnken design[J]. Ultrasonics Sonochemistry， 2017， 35： 161-175.