馬齒莧黃豆粗糧餅干的研制

張新海，郝慧敏，張守花

（鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鶴壁 458030）

馬齒莧，又名五行草、長壽菜，是國家衛(wèi)健委、國家市場監(jiān)督管理總局認(rèn)定的藥食同源野生植物之一[1-3]。馬齒莧中含有豐富的Ω-3脂肪酸，對降低血液中的膽固醇、甘油三酯水平有非常好的作用，還能夠預(yù)防心腦血管疾病[4-5]。同時(shí)馬齒莧還含有較高濃度的去甲腎上腺素，能夠促進(jìn)胰島素的分泌，調(diào)節(jié)人體內(nèi)血糖平衡[6]。黃豆中氨基酸組成和動(dòng)物蛋白質(zhì)近似，容易被消化吸收，還可以阻止膽固醇的吸收[7-8]。木糖醇是人體糖類代謝的中間體，在體內(nèi)缺少胰島素情況下，木糖醇也能透過細(xì)胞膜，被組織吸收利用，促進(jìn)肝糖原合成，為細(xì)胞提供營養(yǎng)和能量，且不會(huì)引起血糖值升高，是最適合糖尿病患者食用的營養(yǎng)性食糖替代品[9-12]。

食品工業(yè)的迅猛發(fā)展，給人們的健康帶來了許多新的挑戰(zhàn)，諸如糖尿病、肥胖癥等“富貴病”正威脅著人們的身心健康。無糖、低糖、營養(yǎng)且易吸收食品的研究和開發(fā)已受到高度重視。本文以低筋面粉、馬齒莧粉、黃豆粉、木糖醇為主要原料，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面法優(yōu)化了馬齒莧黃豆粗糧餅干的配方，開發(fā)研究一種低糖功能性粗糧餅干。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

低筋面粉：江蘇南順食品有限公司；木糖醇：鄭州裕和食品添加劑有限公司；泡打粉：鄭州海韋力食品工業(yè)有限公司；黃豆、植物調(diào)和油：市售；馬齒莧：河南省鶴壁市淇濱區(qū)采摘。

1.2 儀器與設(shè)備

TL-603S電氣層爐：無錫騰力機(jī)械有限公司；SZM-B5型攪拌機(jī)：廣州旭眾食品機(jī)械有限公司：FW-100高速萬能粉碎機(jī)：北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 餅干制作工藝流程

面糊調(diào)制→裝?！婵尽鋮s→成品

1.3.2 基礎(chǔ)配方

通過預(yù)試驗(yàn)設(shè)定基礎(chǔ)配方：以100 g面粉為基礎(chǔ)，馬齒莧粉1.5 g，黃豆粉25 g，木糖醇15 g，植物油20 g，泡打粉1 g，水30 g。

1.3.3 操作要點(diǎn)

馬齒莧粉制作：新鮮馬齒莧清洗干凈，瀝干水分后去根，放入60℃的電氣層爐內(nèi)烘干，用高速粉碎機(jī)粉碎，備用[13]。

黃豆粉制作：黃豆清洗干凈，瀝干水分，放入150℃電氣層爐內(nèi)烤制至顏色焦黃，放涼后，用高速粉碎機(jī)粉碎，備用。

面團(tuán)調(diào)制：1）將植物調(diào)和油和木糖醇混合；2）將低筋面粉和黃豆粉混合均勻，再加入泡打粉盡量使其均勻，加入水、植物調(diào)和油和木糖醇的混合液，將所有添加的原料充分混合；3）和面至面團(tuán)表面光滑，在制備面團(tuán)的過程中，應(yīng)該減少面團(tuán)的揉捏時(shí)間。和好面后25℃下靜置一段時(shí)間。

壓模成型：將調(diào)制好的面團(tuán)，用搟面杖搟成均勻的薄片，用印模壓成形狀大小一致的面胚。

烘烤：電氣層爐提前預(yù)熱，上火210℃，下火175℃，烘烤10 min。

冷卻、包裝：徹底晾涼后，放入包裝袋內(nèi)封口。

1.3.4 餅干制作單因素試驗(yàn)

在固定基礎(chǔ)配方的條件下，對馬齒莧粉、黃豆粉和木糖醇的添加量分別設(shè)計(jì)5個(gè)不同水平的試驗(yàn)，具體見表1，探討其對馬齒莧黃豆粗糧餅干感官品質(zhì)的影響。

表1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案Table 1 Single factor experiment design scheme

1.3.5 餅干制作響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以馬齒莧粉、黃豆粉、木糖醇添加量為自變量，以感官評分為評定指標(biāo)，使用Design Expert軟件的Box-Behnken進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，因素與水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平Table 2 Response surface test factors and levels

1.3.6 感官評價(jià)指標(biāo)

以餅干的色澤、風(fēng)味、口感、外形以及組織結(jié)構(gòu)為評定指標(biāo)，由10位經(jīng)過一定感官分析訓(xùn)練的人士進(jìn)行評分[14]，具體評定指標(biāo)見表3。

表3 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory scoring standards

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel處理數(shù)據(jù)，取3次平行試驗(yàn)結(jié)果的均值；采用Origin進(jìn)行作圖；采用Design-Expert的Box-Behnken進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析[15-16]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

單因素試驗(yàn)結(jié)果見圖1～圖3。

圖1 馬齒莧粉添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.1 The effect of purslane powder addition on the quality of biscuits

圖2 黃豆粉添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.2 The effect of soybean powder addition on the quality of biscuits

圖3 木糖醇添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.3 The effect of the added amount of xylitol on the quality of biscuits

由圖1可知，馬齒莧粉添加量為2.0 g時(shí)餅干感官評分最高。馬齒莧粉添加量超過2 g后，風(fēng)味濃重，失去清香味，口感變差。由圖2可知，當(dāng)黃豆粉添加量達(dá)到30 g時(shí)，餅干的感官評分達(dá)到最高，此時(shí)制得的餅干顏色均勻，香味純正。隨著黃豆粉添加量的繼續(xù)增加，餅干組織不再均勻，餅干口感也開始變差。由圖3可知，當(dāng)木糖醇添加量為15 g時(shí)，餅干感官評分最高，餅干甜度適中。當(dāng)木糖醇添加量小于15 g時(shí)，甜度不足；當(dāng)木糖醇用量大于15 g時(shí)，有甜膩感，并且餅干的口感變差。

2.2 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 模型的建立及方差分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以餅干的感官評分為響應(yīng)值，以馬齒莧粉、黃豆粉和木糖醇添加量3個(gè)因素為考察因素，進(jìn)行Box-Behnken試驗(yàn)，其設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4，試驗(yàn)方差分析見表5。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 4 Response surface test design and results

表5 響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析Table 5 Response surface test variance analysis

利用Design Expert軟件對表4數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到響應(yīng)值（Y）對A、B、C的響應(yīng)值回歸方程：Y=90.64+0.03A+1.21B-0.78C+0.23AB-0.85AC-0.10BC-5.74A2-5.87B2-4.43C2。

由表5可知，多元回歸所建立模型的P＜0.000 1，表明建立的回歸方程極顯著,失擬項(xiàng)P＞0.05，失擬項(xiàng)不顯著，表明模型具有較高的可靠性，回歸方程的擬合度較高[17-20]；模型的相關(guān)性系數(shù)為0.978 6，說明預(yù)測值與試驗(yàn)值有較高的相關(guān)性，調(diào)整決定系數(shù)為0.951 2，說明95%以上的響應(yīng)值能用所建模型解釋，能夠較好地描述試驗(yàn)結(jié)果；信噪比14.688＞4，表明信號充足，也說明所建模型比較可靠[21-23]；模型的二次項(xiàng)A2、B2、C2的P＜0.000 1，達(dá)到極顯著水平，說明試驗(yàn)考察的3個(gè)因素對響應(yīng)值不是簡單的線性關(guān)系[24-26]，它們的改變對餅干品質(zhì)的變化率影響較大。通過方差分析結(jié)果可知，3個(gè)因素對餅干品質(zhì)的影響主次順序?yàn)锽＞C＞A，即黃豆粉添加量＞木糖醇添加量＞馬齒莧粉添加量。

2.2.2 響應(yīng)面分析

各交互作用對餅干感官品質(zhì)影響的響應(yīng)面三維圖像和等高線見圖4～圖6。

圖4 馬齒莧粉添加量與黃豆粉添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.4 The effect of the added amount of purslane powder and soybean powder on the quality of biscuits

圖5 馬齒莧粉添加量與木糖醇添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.5 The effect of the added amount of purslane powder and xylitol on the quality of biscuits

圖6 黃豆粉添加量和木糖醇添加量對餅干品質(zhì)的影響Fig.6 The effect of added amount of soybean powder and xylitol on the quality of biscuits

響應(yīng)面試驗(yàn)所建模型的數(shù)據(jù)診斷見圖7～圖8。

圖7 殘差的正態(tài)概率分布Fig.7 Normal probability distribution of residuals

圖8 預(yù)測值與試驗(yàn)實(shí)際值的對應(yīng)關(guān)系圖Fig.8 Corresponding relationship between predicted value and actual test value

由圖4～圖6可知，固定馬齒莧粉添加量、黃豆粉添加量和木糖醇添加量中的2個(gè)因素，改變另一個(gè)因素變量，餅干品質(zhì)均先升高后降低。由圖7和圖8可知，試驗(yàn)的殘差分布符合正態(tài)規(guī)律，試驗(yàn)預(yù)測值與實(shí)際值對應(yīng)關(guān)系較好，所有數(shù)值基本接近一條直線，說明預(yù)測值和實(shí)際值比較接近，預(yù)測誤差較小，同樣表明了試驗(yàn)?zāi)Ｐ头匠痰目煽啃暂^高，方程的擬合度較好，可以用試驗(yàn)擬合方程對試驗(yàn)進(jìn)行分析和預(yù)測。

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證

利用Box-Behnken設(shè)計(jì)對響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)預(yù)測的最佳配方為馬齒莧粉添加量1.76 g，黃豆粉添加量36.05 g，木糖醇添加量17.72 g，此時(shí)餅干感官評分為85.792 4。為便于開展試驗(yàn)研究，將配方調(diào)整為馬齒莧粉添加量1.8 g，黃豆粉添加量36.1 g，木糖醇添加量17.7 g，進(jìn)行3次重復(fù)性驗(yàn)證試驗(yàn)，測得的餅干感官評分平均為85.62，基本接近預(yù)測值，表明響應(yīng)面法優(yōu)化配方的可靠性較高。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面法優(yōu)化馬齒莧黃豆粗糧餅干配方，得到影響餅干品質(zhì)的因素主次關(guān)系為黃豆粉添加量＞木糖醇添加量＞馬齒莧粉添加量。對利用Box-Behnken設(shè)計(jì)優(yōu)化的最佳配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，測得粗糧餅干感官評分平均值與預(yù)測值基本吻合，表明本試驗(yàn)利用響應(yīng)面優(yōu)化的最佳配方具有實(shí)際參考意義。馬齒莧黃豆粗糧餅干的研制與開發(fā)不僅可以拓展市場上餅干的種類，也可為糖尿病等特定人群提供營養(yǎng)豐富的休閑食品。