響應(yīng)面法優(yōu)化奶子馕的制作工藝及品質(zhì)分析

熱伊漢古麗·薩地克 ，吐地·艾力，馮作山 ，阿麗耶·司馬義 ，阿衣古麗·阿力木 *

1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院（烏魯木齊 830052）；2.新疆果品采后科學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（烏魯木齊 830052）；3.新疆慧光創(chuàng)新科技開發(fā)有限公司（烏魯木齊 830052）

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，面食品在人們生活中逐漸成為不必缺少的主食和輔食產(chǎn)品，越來越受到人們的消費(fèi)和喜愛[1]。馕在新疆發(fā)展有著3 000年的悠久歷史，是新疆人重要的面食品，也是飲食文化中具有特色的重要食品。馕具有制作步驟簡單、耐貯藏、攜帶方便、營養(yǎng)豐富等特點(diǎn)[2]。馕的品種也比較多，根據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示馕有50多個品種，最常見有肉馕、窩窩馕、片馕和芝麻馕。烤馕時所用的設(shè)備叫馕坑，在新疆維吾爾族人民日常生活中，馕坑可設(shè)在庭院、家門口，甚至一些集市和大城市里的街道上[3]。

牛奶中含有人體所必需的各種營養(yǎng)成分，如含有2.7%～3.5%的蛋白質(zhì)、3%～5%的脂肪、4.5%～4.8%的乳糖，以及多種維生素和礦物微量元素。奶子馕營養(yǎng)價值高，較容易被人體吸收，被人們稱為“最接近完美的食品”，是理想的天然食品之一[4]。奶子馕中的水分起著重要作用，制作過程中加水加得恰當(dāng)，加得巧妙，不僅能保持其中的營養(yǎng)成分，還能使烹制的成品更加味美可口，有益于身體健康[5]。酵母菌是一種結(jié)構(gòu)簡單的真菌類單細(xì)胞微生物，其生殖方式為芽殖。酵母菌生長的最適溫度為25～37 ℃，最適pH為4.5～5.0[6]。食鹽由Na離子和Cl離子組成，在機(jī)體內(nèi)有很大作用，主要功能是維持細(xì)胞和血液滲透壓的平衡、酸堿平衡和水代謝平衡[7]。此次試驗(yàn)?zāi)康氖且詡鹘y(tǒng)馕的制作工藝為基礎(chǔ)，在其原有的原料中添加或改良一些營養(yǎng)成分的比例，可以得到品質(zhì)更好的馕[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

天山牌小麥粉（新疆天山面粉有限責(zé)任公司）；加碘精制鹽（新疆鹽湖制鹽有限責(zé)任公司）；白砂糖（烏魯木齊市同得利商貿(mào)有限公司）；燕子即發(fā)酵母（樂斯福明光有限公司）；菜籽油（中糧昌吉糧油工業(yè)有限公司）；牛奶（新疆西域春乳業(yè)有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗(yàn)儀器與設(shè)備

電子天平（PL203，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；電子計(jì)重稱（JSB15-05，上海浦春計(jì)量儀器有限公司）；立式雙速和面機(jī)（H20F，廣東力豐機(jī)制造有限公司）；型物性測試儀（TA-XT Plus，英國Stable Micro System公司）；色差儀（NR200，深圳市三恩時科技有限公司）；電馕坑（新疆想象環(huán)?？萍脊荆?/p>

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 奶子馕的制作流程

1.3.2 奶子馕的工藝流程操作

1) 原料：小麥粉、食鹽、白砂糖、酵母、植物油和水，按比例精密稱取原料備用。

2) 面團(tuán)的制作：按照原料比例將小麥粉、食鹽，白砂糖混合倒入和面機(jī)，調(diào)節(jié)速度攪拌到均勻?yàn)橹埂Ｔ诨旌戏壑屑尤牖罨慕湍敢?、植物油，直至面團(tuán)揉出筋膜。

3) 發(fā)面：待面團(tuán)軟硬適度，將其放在室溫中（28～30 ℃），持續(xù)發(fā)面2 h。待其發(fā)酵至原體積2倍時取出。

4) 揉面：面團(tuán)醒發(fā)好后，再進(jìn)行揉面，主要目的是排除面團(tuán)內(nèi)部氣體，避免加熱過程中氣體加熱膨脹，形成氣泡。

5) 成形：反復(fù)多次搓揉面團(tuán)，排出面團(tuán)在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體，揉勻，揉透，至表面光滑。在光滑的面團(tuán)上覆蓋保鮮膜，避免面團(tuán)和接觸空氣失水而產(chǎn)生硬皮現(xiàn)象，影響奶子囊的外觀。

6) 調(diào)節(jié)馕坑溫度：傳統(tǒng)馕坑和現(xiàn)代電子馕坑的溫度調(diào)節(jié)有一定的差別，試驗(yàn)所用電馕坑溫度不能太高，也不能太低。馕坑溫度太高會導(dǎo)致馕內(nèi)部沒有熟好而馕表面卻已熟黑的現(xiàn)象，甚至?xí)a(chǎn)生破裂的現(xiàn)象。如果馕坑溫度太低，烤制出的馕不夠蓬松，影響馕的感官品質(zhì)。

7) 貼馕：貼馕需掌握一定技巧，力度的掌握是馕餅貼牢固的關(guān)鍵。

8) 扒馕：扒馕時用鐵鏟子把馕從坑內(nèi)鏟出來，需注意鏟馕的角度，避免馕底部貼在馕坑，造成馕餅裂開的現(xiàn)象。

1.3.3 感官評定

按表1的標(biāo)準(zhǔn)對樣品色澤、風(fēng)味、形態(tài)、口感、組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評分，感官評分表見表1。

表1 奶子馕的感官評分表

1.3.4 質(zhì)構(gòu)測定

質(zhì)構(gòu)儀是模擬人體口感的感受器，將有關(guān)參數(shù)用數(shù)據(jù)來表達(dá)。選取出最優(yōu)試驗(yàn)條件下的奶子馕進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。去除周圍馕皮，將馕切成2 cm×2 cm×2 cm的小方塊。測試條件：探頭選用P36/R型，應(yīng)變量為適合50%，測試前速度1 mm/s，測試中速度5 mm/s，測試后速度5 mm/s，重復(fù)3次，取平均值。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

其他原料添加量不變的條件下，在考察單因素酵母菌添加量、牛奶添加量、食鹽添加量、水添加量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)。按照上述單因素對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)的影響進(jìn)行評定，通過單因素分析得到奶子馕的最優(yōu)配方。

1.4.1 單因素對奶子馕感官與質(zhì)構(gòu)的影響

在預(yù)測試驗(yàn)基礎(chǔ)上，奶子馕中加入小麥粉、白砂糖、植物油等，在基本原料不變的情況下，測定并分析酵母、牛奶、食鹽和水的添加量對奶子馕的質(zhì)構(gòu)的影響。

1.4.1.1 酵母菌添加量對奶子馕感官和質(zhì)構(gòu)的影響

以1 000 g的小麥粉為基準(zhǔn)，分別添加1.2，2.4，3.6，4.2和6.0 g酵母，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同酵母添加量對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)的影響，并找出最佳酵母添加量。

1.4.1.2 牛奶添加量對奶子馕感官和質(zhì)構(gòu)的影響

以1 000 g的小麥粉為基準(zhǔn)，分別添加120，125，130，135和140 g牛奶，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同牛奶添加量對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)的影響，并找出最佳牛奶添加量。

1.4.1.3 食鹽添加量對奶子馕感官和質(zhì)構(gòu)的影響

以1 000 g的小麥粉為基準(zhǔn)，分別添加7.0，10.5，14.0，17.5和21.0 g食鹽，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同食鹽添加量對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)的影響，并找出最佳食鹽添加量。

1.4.1.4 水添加量對奶子馕感官和質(zhì)構(gòu)的影響

以1 000 g的小麥粉為基準(zhǔn)，分別添加330，335，340，345和350 g水，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同水添加量對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)的影響，并找出最佳水分添加量。

1.4.2 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，所測出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并采用Box-Behnken原理，以奶子馕的質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，在單因素不同的條件下分析影響奶子馕的感官及質(zhì)構(gòu)與主要因素之間的相互作用，根據(jù)分析結(jié)果確定最佳復(fù)合改良劑的配方。

1.5 數(shù)據(jù)處理

不同添加量的單因素對奶子馕的感官和質(zhì)構(gòu)影響試驗(yàn)所測出的數(shù)據(jù)用SPSS 24，Origin 8.1軟件進(jìn)行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素感官影響

2.1.1 酵母菌添加量對奶子馕感官的影響

酵母被廣泛應(yīng)用于食品發(fā)酵中，其在生產(chǎn)過程中起著至關(guān)重要的作用。在發(fā)酵過程中酵母通過一系列反應(yīng)將淀粉轉(zhuǎn)為糖分，將糖分轉(zhuǎn)化產(chǎn)成大量二氧化碳，使面團(tuán)蓬松，烤制過程中面團(tuán)受熱膨脹，口感松軟。酵母菌在發(fā)酵體系中的作用方式直接決定產(chǎn)品的品質(zhì)[9]。由圖1可知，隨著酵母菌添加量增大，奶子馕的感官評分逐漸增大，感官評分升高基本呈線性快速增長趨勢，并在酵母菌添加量3.6 g時達(dá)到最高值。添加量超過3.6 g后感官評分逐漸下降。

圖1 酵母菌添加量對奶子馕感官的影響

2.1.2 牛奶添加量對奶子馕感官的影響

牛奶營養(yǎng)全面，是人們公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)動物蛋白來源[10]。添加量過少會導(dǎo)致蛋腥味過濃，奶子馕干且松散，隨著牛奶含量的增加，強(qiáng)化奶子馕中的乳蛋白和礦物質(zhì)，可提高奶子馕的營養(yǎng)價值。牛奶用量過多會導(dǎo)致奶香味過重，奶子馕水分過高，容易造成奶子馕的塌陷[11]。由圖2可知，隨著牛奶添加量增大，奶子馕的感官評分逐漸增大，感官評分升高基本呈線性快速增長趨勢，并在牛奶添加量130 g時達(dá)到最高值。添加量超過130 g后感官評分逐漸下降，可知牛奶添加量130 g時感官評分最佳。

圖2 牛奶添加量對奶子馕感官的影響

2.1.3 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

食鹽具有使蛋白質(zhì)變性的作用，食鹽對于面筋有收斂作用，添加食鹽可以調(diào)節(jié)小麥粉的黏彈力，黏彈力是面類成形不可缺少的性狀[12]。由圖3可知，隨著食鹽添加量增大，奶子馕的感官評分呈先逐漸增大后有下降趨勢，食鹽添加量14.0 g時達(dá)到最高值，添加量超過14.0 g后感官評分逐漸下降。可知食鹽添加量14.0 g時感官評分最佳。

圖3 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

2.1.4 水添加量對奶子馕感官的影響

由圖4可知，隨著水添加量增大，奶子馕的感官評分呈先逐漸增大后出現(xiàn)下降趨勢，并在水添加量340 g時達(dá)到最高值。添加量超過340 g后感官評分逐漸下降?？芍砑恿?40 g時，感官評分最佳[13]。

圖4 水添加量對奶子馕感官的影響

2.2 單因素質(zhì)構(gòu)影響

2.2.1 酵母菌添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

酵母添加量影響奶子馕的形態(tài)和品質(zhì)，添加過多或過少都會影響其發(fā)酵效果，當(dāng)添加量過少時面團(tuán)發(fā)酵不完全，奶子馕的比容和高徑比較低，添加量過多時，面團(tuán)成熟過度，使奶子馕出現(xiàn)孔洞及塌陷現(xiàn)象[14]。從圖5可看出，酵母添加量1.2 g時，奶子馕的硬度最高，彈性最小，酵母添加量6.0 g時，硬度值為最低，彈性為最高；酵母用量逐漸增大時，硬度逐漸升高，圖5顯示酵母菌添加量最大時彈性最大，硬度最小。在發(fā)酵過程中酵母產(chǎn)生的二氧化碳能使面團(tuán)體積膨大，會產(chǎn)生致密的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，并使二氧化碳留在面團(tuán)內(nèi)從而有助于面筋的再進(jìn)一步擴(kuò)展，增大面團(tuán)的體積。可知酵母菌添加量1.2 g時，奶子馕的膨脹體積小，硬度大，彈性差，發(fā)酵不完全感官評分不佳。酵母菌添加量6.0 g時，奶子馕的膨脹體積大，硬度小，彈性好，發(fā)酵較為完全。

2.2.2 牛奶添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

牛奶是奶子馕面團(tuán)中溶解酵母、白砂糖、食鹽的重要物質(zhì)之一，牛奶含量對奶子馕品質(zhì)及貨架期的影響至關(guān)重要。從圖6可看出，隨著牛奶添加量逐漸增大，成品的硬度呈現(xiàn)逐漸減小趨勢。牛奶添加量120～140 g范圍內(nèi)，彈性呈先增大后減少趨勢。牛奶添加量大于130 g時，彈性逐漸減小。牛奶添加量120 g時，奶子馕的硬度最高，牛奶添加量偏低時，奶子馕的發(fā)酵性不好，硬度偏大，分析主要原因可能是當(dāng)牛奶加入量少時，面團(tuán)較硬，面筋蛋白難以吸水，面筋形成率低，難以伸展，發(fā)酵困難，硬度偏大。牛奶添加量繼續(xù)增大到140 g時，面團(tuán)中水分過高，易使面團(tuán)過軟，彈性偏低，不利于成型。

圖6 牛奶添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.3 食鹽添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

食品中適當(dāng)?shù)氖雏}用量不僅能改善口感，還可以增強(qiáng)面筋彈性[15]。從圖7可以看出，隨著食鹽用量增大，奶子馕的彈性呈先增大后減小趨勢，硬度呈逐漸增大趨勢。食鹽添加量14.0 g時奶子馕的彈性最高，之后隨著食鹽添加量的加大，奶子馕的彈性減小。食鹽能改變面筋的物理性質(zhì)，能使面團(tuán)吸水性能增加，面筋強(qiáng)度增強(qiáng)，使面團(tuán)膨脹而不致斷裂，奶子馕品質(zhì)得到改善。食鹽添加量較多時，食鹽的滲透壓較大，會將酵母侵蝕死亡或者休眠，產(chǎn)氣量隨之降低，使發(fā)酵面團(tuán)體積變小，導(dǎo)致質(zhì)地變硬，難以發(fā)酵[16]。

圖7 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

2.2.4 水添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

水在奶子馕面團(tuán)中有溶解酵母、白砂糖、食鹽的作用，水分對奶子馕品質(zhì)及貨架期的影響至關(guān)重要。水是奶子馕中水分來源的主要成分，從圖8可看出，隨著水添加量逐漸增大，成品的硬度呈逐漸減小趨勢。水添加量在330～350 g范圍內(nèi)，彈性呈先增大后減少趨勢。水添加量大于340 g時，彈性逐漸減小。水添加量為330 g時，奶子馕的硬度為最高，水添加量偏低時，奶子馕發(fā)酵不完全，硬度偏大，分析主要原因可能是當(dāng)水添加量低時，面團(tuán)較硬，面筋蛋白難以吸水，面筋形成率低，難以伸展，發(fā)酵困難，所以硬度偏大[17]。水添加量繼續(xù)增大到350 g時，面團(tuán)中水分過高，易使面團(tuán)過軟，彈性偏低，不利于成型。水添加量與酵母的繁殖能力也有一定關(guān)系。面團(tuán)含水量較高時，酵母繁殖能力較強(qiáng)，發(fā)酵期間所產(chǎn)生的二氧化碳能將面團(tuán)快速膨發(fā)，奶子馕體積大，彈性較好。因此，最佳水添加量在340 g。

圖8 水添加量對奶子馕質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化奶子馕制作工藝結(jié)果分析

2.3.1 響應(yīng)面法試驗(yàn)方案及結(jié)果

以酵母菌添加量（A）、食鹽添加量（B）、牛奶添加量（C）、水添加量（D）進(jìn)行四因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)，以硬度為響應(yīng)值，試驗(yàn)方案及結(jié)果如表2和表3所示。

表2 響應(yīng)面因素水平表 單位：g

表3 奶子制作響應(yīng)面試驗(yàn)方案及結(jié)果

2.3.2 回歸方程的方差分析

為研究奶子馕中酵母添加量、牛奶添加量、食鹽添加量、水添加量對奶子馕感官和構(gòu)質(zhì)的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，進(jìn)行響應(yīng)面曲面分析試驗(yàn)，在29個試驗(yàn)點(diǎn)中，應(yīng)用Design Expert 8.05軟件對表4試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸擬合分析，得到二階多項(xiàng)式方程：Y=90.13+0.47A+0.24B-0.93C+0.74D-2.33AB+0.17AC+0.4AD+1.75BC-0.33BD+0.04CD-3.16A2-1.74B2-0.31C2-2.02D2，對上述模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

根據(jù)表4可知，模型結(jié)果極顯著（P＜0.000 1），R2=74.81%，說明響應(yīng)值硬度的變化有74.81%來源于酵母、牛奶、食鹽和水的添加量，擬合程度好，誤差小。各因素F值大小反映其對響應(yīng)值影響的大小，通過回歸方程可以確定最佳奶子馕制作基本配方條件[18]。由此可見，試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯δ套逾蔚慕湍?、食鹽、牛奶和水的添加量進(jìn)行分析與預(yù)測是可行的。

表4 回歸方程系數(shù)顯著性及方差分析

2.3.3 最佳配方驗(yàn)證

為檢驗(yàn)響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果的可靠性，采用最優(yōu)配比制作奶子馕并制作出響應(yīng)面圖，無麩質(zhì)制品缺乏面筋蛋白，面團(tuán)的持氣能力差，故制品蓬松度、韌性較小，通過單因素及多因素中心旋轉(zhuǎn)組合分析，得到奶子馕的最佳配方：酵母菌添加量3.53 g、牛奶添加量130.23 g、食鹽添加量13.68 g、水添加量341.21 g，產(chǎn)品感官評分為95.75分，相對誤差0.94%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可接受性良好[19]。

奶子馕在生產(chǎn)過程中充分保留膳食纖維，木聚糖酶可降解纖維素、半纖維素，使不溶性糖分解為可溶性聚糖，可溶聚糖具有優(yōu)良的吸水能力，從而增大膳食纖維利用率[20]。從圖9可知，奶子馕的硬度、黏性、咀嚼性等，酵母菌添加量5.17 g時，饅頭硬度、膠黏性、回復(fù)性最小。同時，酵母菌發(fā)酵過程中也能降解奶子馕中纖維素，兩者交互作用較為明顯，這在響應(yīng)面交互作用分析中得到驗(yàn)證[21]。牛奶具有特殊風(fēng)味，在食品行業(yè)中牛奶及奶制品品質(zhì)多并大量生產(chǎn)，傳統(tǒng)馕基礎(chǔ)下，加入牛奶制作奶子馕可以得到更好效果，因?yàn)榕Ｄ毯写罅克郑砑恿窟^多時，造成奶子馕感官評分的下降，過少達(dá)不到理想的效果[22]。食鹽也是在食品加工工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛的輔材料之一，可使面團(tuán)中的糖度分布均勻，發(fā)生穩(wěn)定乳化作用，提高制品的感官品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)奶子馕中添加適量的食鹽，有助于提高感官評分，對奶子馕風(fēng)味有改善作用[23]。水在制作奶子馕過程中必不可少，適量的水分能夠降低奶子馕的硬度、內(nèi)聚性及咀嚼性。研究表明水與雙乙酰酒石酸單雙甘油酯有較好的交互作用，對奶子馕品質(zhì)有一定改良效果，2種改良劑均對奶子馕感官品質(zhì)有一定提升[24]。

圖9 奶子馕感官評分曲面圖

3 討論

通過單因素試驗(yàn)研究酵母、牛奶、食鹽、水等原料添加量對奶子馕感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響，其中酵母添加量對奶子馕感官品質(zhì)的影響規(guī)律是隨著酵母添加量的增加，奶子馕感官評分呈先上升后下降趨勢，這是因?yàn)樯倭康慕湍柑砑邮姑婧l(fā)酵緩慢，成品奶子馕體積小、內(nèi)部組織較差、感官評分較低。過量的酵母添加在焙烤過程中使面糊膨脹炸裂，加快面糊中水分的流失，影響口感。牛奶營養(yǎng)成分豐富，改善產(chǎn)品營養(yǎng)，提高奶子馕的感官評分。牛奶添加量對奶子馕感官品質(zhì)的影響規(guī)律同樣是先上升后下降趨勢。這是因?yàn)榕Ｄ烫砑恿窟^少會導(dǎo)致蛋腥味過濃，奶子馕干且松散，隨著牛奶添加量的增加，強(qiáng)化奶子馕中的乳蛋白和礦物質(zhì)，提高奶子馕營養(yǎng)的營養(yǎng)價值。牛奶用量過多也會導(dǎo)致奶香味過重，奶子馕水分過高，容易造成奶子馕的塌陷。食鹽添加量對奶子馕感官品質(zhì)影響的試驗(yàn)過程中，隨著食鹽用量的增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。水添加量對奶子馕感官品質(zhì)的影響規(guī)律是隨著水添加量的增加，奶子馕感官評分呈先上升后下降趨勢。水分對奶子馕的老化速度、面筋形成速度及整體的軟硬程度都有極大影響。水添加量較少使馕餅口感干硬，外觀干癟。水添加較多，馕松軟造成操作難度加大，對口感和儲存的時間長短都有影響。

4 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面試驗(yàn)確定奶子馕感官和質(zhì)構(gòu)最佳的酵母、牛奶、食鹽、水的基本配方添加量：酵母3.53 g、食鹽13.68 g、牛奶130.23 g、水341.21 g時，奶子馕的感官評分95.75分，感官最佳，質(zhì)構(gòu)較好。分析奶子馕的質(zhì)構(gòu)特性，根據(jù)奶子馕的硬度和彈性，結(jié)果表明適當(dāng)添加奶子馕基本配方會對奶子馕的質(zhì)構(gòu)有一定改善作用。