響應面法優(yōu)化燕麥杏鮑菇酥性餅干配方

潘路路,喬紫陽,薛振丹

新鄉(xiāng)工程學院食品工程學院 (新鄉(xiāng) 453400)

燕麥別名野麥或雀麥,含有15%～20%的蛋白質(zhì),是糧食作物中蛋白質(zhì)含量最高的,且氨基酸含量豐富、全面、均衡,燕麥中還含有豐富的膳食纖維,燕麥中的 β-葡聚糖已在動物實驗中被證實對某些糖尿病具有良好的效果,對治療糖尿病具有實際指導意義[1-2]。燕麥的種植面積特別廣泛,在內(nèi)蒙古,河北,云貴川多有種植,原料來源豐富。

杏鮑菇(Pleurotuseryngii)屬于側耳科側耳屬的藥食兩用菌類,別名刺芹側耳。具有杏仁的特殊香味,菌肉肥厚,是深受我國居民喜愛的一種食用菌。杏鮑菇營養(yǎng)豐富,每100 g可食部含蛋白質(zhì)1.3 g,脂肪僅0.1 g,且含有煙酸(3.68 mg/100 g)、鈣(13 mg/100 g)、鉀(242 mg/100 g)等營養(yǎng)素[3],杏鮑菇還有豐富的多糖,研究表明具有抗癌、抗氧化、降血脂等功效[4-7]。杏鮑菇在河南的孟州、新鄉(xiāng)、安陽等地均有大面積種植基地,原料來源豐富。

本試驗以低筋面粉、燕麥和杏鮑菇為主要原料,利用單因素試驗和響應面試驗,優(yōu)化燕麥杏鮑菇酥性餅干的配方。燕麥杏鮑菇酥性餅干綜合了燕麥和杏鮑菇的營養(yǎng)價值,風味獨特,味道鮮美,為燕麥和鮑菇資源的高質(zhì)量利用提供了一條途徑。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

雞蛋、白砂糖,市售;杏鮑菇粉,慶元縣綠爾佳食品有限公司;燕麥粉,山東成武縣保收糧油;低筋面粉,江西晶星食品有限公司;安佳無鹽黃油,新西蘭乳品牌有限公司;泡打粉,安琪酵母股份有限公司;食鹽,山東岱岳制鹽有限公司。

1.2 儀器與設備

SM2-603SH型烤箱,新麥機械(中國)有限公司;BXH-65型電熱鼓風干燥箱,上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠;YP10001型電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司;TA-XT plus 質(zhì)構儀,英國Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1燕麥杏鮑菇酥性餅干的制作

燕麥杏鮑菇酥性餅干制作工藝如下:

黃油軟化→攪打→全蛋液+白砂糖+食用鹽→混合打發(fā)→面粉+燕麥粉+杏鮑菇+泡打粉→揉成面團→用模具按壓成型→烘烤→冷卻→成品

黃油采用熱水浴軟化,打發(fā)后加入全蛋液、鹽和白砂糖,白砂糖分兩次加入,充分打發(fā),使黃油和白砂糖充分混合均勻。接著分次加入低筋面粉、燕麥粉、杏鮑菇粉和泡打粉,充分混合,揉成均勻面團,用搟面杖將面團搟成2 cm的薄片,用餅干模具按壓成型,成型后的餅干胚放入烤箱烘烤?？鞠涮崆邦A熱10 min,烘烤上火170 ℃,下火150 ℃,烘烤時間15 min。采用烘焙原料百分比,通過預實驗研究,以低筋面粉質(zhì)量為100%,基礎配方為:低筋面粉100%,杏鮑菇粉添加量18%,燕麥粉添加量15%,黃油50%,白砂糖15%,全蛋液36%,泡打粉2%,鹽0.5%。

1.3.2單因素試驗設計

經(jīng)過預實驗,在基礎配方的基礎上,分別以燕麥粉添加量(5%、10%、15%、20%、25%)、杏鮑菇粉添加量(12%、14%、16%、18%、20%)、黃油添加量(30%、40%、50%、60%、70%)、白砂糖添加量(5%、10%、15%、20%、25%)為單因素,考察各因素對燕麥杏鮑菇酥性餅干感官品質(zhì)的影響。

1.3.3響應面試驗設計

根據(jù)單因素試驗結果,選擇杏鮑菇粉、燕麥粉、黃油的添加量作為相應變量,以燕麥杏鮑菇酥性餅干感官評分為響應值,利用Box-Behnken模型進行響應面分析優(yōu)化燕麥杏鮑菇酥性餅干配方。取感官評分(Y)為響應值,選取杏鮑菇粉(A)、燕麥粉(B)、黃油(C)三個因素進行響應面優(yōu)化試驗,因素水平如表1。

表1 試驗因子編碼及水平設計

1.3.4燕麥杏鮑菇酥性餅干的感官評價及標準

邀請10名具有食品專業(yè)知識且無特殊口感愛好的同學(男女各5位)組成感官評價小組,品嘗制作好的燕麥杏鮑菇酥性餅干。根據(jù)國家標準餅干質(zhì)量通則(GB/T 20980—2021)及參考文獻[8-9],對產(chǎn)品從形態(tài)、色澤、滋味與口感、組織結構4個方面進行感官評分,具體評價細則參照表2。

表2 燕麥杏鮑菇酥性餅干感官評分標準

1.3.5燕麥杏鮑菇酥性餅干質(zhì)構特性分析

對配方優(yōu)化后的燕麥杏鮑菇酥性餅干質(zhì)構特性進行分析,測定其硬度、彈性、粘性、咀嚼性4項指標。檢測條件為:探頭類型為P/36R型,TPA32模式,測定前后速度為0.5mm/s,測定速度為1.0 mm/s,壓縮比35%,促動力10.0g,每個樣品平行測定3次,取平均值。

1.3.6數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有實驗重復3次,取均值。所有基礎數(shù)據(jù)采用Microsoft-Excel 2010處理,采用Origin 9.0軟件對單因素試驗作圖,采用Design-Expert 8.0.6進行響應面設計及結果分析。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果

2.1.1杏鮑菇粉添加量對產(chǎn)品感官評價的影響

由圖1可知,隨著杏鮑菇粉添加量的增加,產(chǎn)品感官評價得分先上升后下降,杏鮑菇粉添加量為16%時,產(chǎn)品感官評分為84.7分,為最高值;杏鮑菇粉添加量低于16%,產(chǎn)品杏鮑菇的鮮味不明顯,不具備本產(chǎn)品特色,產(chǎn)品感官評價得分相對較低;當杏鮑菇粉的添加量大于20%,產(chǎn)品品嘗出過濃的杏鮑菇味,而遮掩了燕麥的麥香味。因此,杏鮑菇粉因素水平選擇14%～18%。

圖1 杏鮑菇粉添加量對產(chǎn)品感官評價得分的影響

2.1.2燕麥粉添加量對產(chǎn)品感官評價的影響

由圖2可知,隨著燕麥粉添加量的增加,產(chǎn)品感官評價得分先上升后下降。當燕麥粉添加量為20%時,產(chǎn)品的感官評價得分為85.4分,為最高值;燕麥粉添加量低于15%時,產(chǎn)品口感層次不明顯,缺乏燕麥的麥香味;當燕麥粉添加量大于25%時,餅干香味濃厚,口感較粗糙,顏色過重,整體感官評價得分較低。因此,燕麥粉因素水平選擇15%～25%。

圖2 燕麥粉添加量對產(chǎn)品感官評價得分的影響

2.1.3黃油添加量對產(chǎn)品感官評價的影響

由圖3可知,隨著黃油添加量的增加,產(chǎn)品感官評價得分先上升后下降,當黃油添加量為50%時,產(chǎn)品感官評價得分為84.4分,為最高值。當黃油添加量低于40%時,產(chǎn)品硬度較高,較難成型,光澤感差,這是由于黃油的疏水性強,可使餅干面團酥軟,增強其可塑性。但當黃油添加量高于60%時,面團黏度過大,不利于整型,且奶香味過重,感官評分較低。因此,黃油因素水平選擇40%～60%。

圖3 黃油添加量對產(chǎn)品感官評價得分的影響

2.1.4白砂糖添加量對產(chǎn)品感官評價的影響

由圖4可知,隨著白砂糖添加量的增加,產(chǎn)品感官評價得分先上升后下降。當白砂糖添加量為15%時,餅干的口感和脆性為最優(yōu),感官評價得分為84.0分;當繼續(xù)增加為20%時,口感略甜,感官評價得分降低,但與添加量為15%的感官評價得分相差不大,當其添加量繼續(xù)增加時,感官評價得分呈下降趨勢?？紤]到餅干的健康特性和營養(yǎng)價值,本研究以白砂糖添加量15%作為固定因素進行下一步的響應面設計。

圖4 白砂糖添加量對產(chǎn)品感官評價得分的影響

2.2 響應面優(yōu)化結果及分析

以杏鮑菇粉添加量、燕麥粉添加量、黃油添加量三個因素進行響應面設計,共進行17組試驗,結果如表3所示,回歸模型方差分析如表4所示。

表3 響應面分析實驗設計及結果

表4 Box-Behnken 試驗方差分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件的Box-Behnken Design模型,對表3中的試驗數(shù)據(jù)進行分析,擬合得出回歸方程:

Y=+84.46-0.67A+0.46B-0.79C+0.22AB-1.08AC-0.65BC-7.23A2-6.21B2-6.65C2

由表4可知,該模型的P<0.000 1,表明回歸模型是極顯著的;失擬項P=0.207 2>0.05,不顯著,表明模型選擇合適,相關度良好,與實測值能較好的擬合。通過方差分析,一次項A、C對燕麥杏鮑菇酥性餅干的感官評分響顯著(其中C為極顯著),B的影響不顯著;交互相AC達到了顯著水平,AB、BC不顯著;二次項A2、B2、C2均達到極顯著水平。由F值可知,各因素對感官評分結果的影響大小為C>A>B,即黃油>杏鮑菇粉>燕麥粉的添加量。

由圖5可知,杏鮑菇粉與燕麥粉添加量、燕麥粉與黃油添加量、杏鮑菇與黃油添加量交互作用的響應面較為平緩,等高線較圓,交互作用相對較弱。

圖5 杏鮑菇粉、燕麥粉、黃油添加量交互作用對感官評分影響的響應面圖

2.3 燕麥杏鮑菇酥性餅干配方優(yōu)化

通過軟件分析,得出燕麥杏鮑菇酥性餅干的最適工藝配方為:杏鮑菇粉添加量15.92%,燕麥粉添加量20.20%,黃油添加量49.42%,在此條件下,響應面模型預測的產(chǎn)品感官評分最高為84.51分。

2.4 驗證試驗

對優(yōu)化后的燕麥杏鮑菇酥性餅干配方進行驗證,考慮試驗的可行性和便利性,將工藝配方調(diào)整為杏鮑菇粉添加量16%,燕麥粉添加量20%,黃油添加量49%,此條件下重復進行3次驗證試驗,得到產(chǎn)品的感官評分為84.82分,與模型預測值的差值為0.37%,因此,采用響應面優(yōu)化的燕麥杏鮑菇酥性餅干模型是可靠和合理的。

2.5 燕麥杏鮑菇酥性餅干質(zhì)構特性分析

對未添加燕麥粉和杏鮑菇粉的空白對照餅干及添加了燕麥杏鮑菇的餅干進行質(zhì)構分析,結果如表5所示,可見添加燕麥杏鮑菇的酥性餅干其硬度、粘性和咀嚼性大于空白對照餅干,可能是由于燕麥的膳食纖維較高,吸水量增多,以利于提高面團粘著性,使產(chǎn)品硬度、粘性和咀嚼性增大;而添加燕麥杏鮑菇的酥性餅干的彈性小于空白對照餅干,可能是由于燕麥的加入,使面團吸收了更多的水分,阻礙了面筋網(wǎng)絡的形成,使餅干的彈性下降[10]。

表5 不同處理酥性餅干質(zhì)構測定結果

3 結論

本實驗通過單因素及響應面試驗,確定了燕麥杏鮑菇酥性餅干的最佳配方為:低筋面粉100%,杏鮑菇粉添加量16%,燕麥粉添加量20%,黃油添加量49%,此條件下重復進行3次驗證試驗,得到產(chǎn)品的感官評分為84.82分,各因素對燕麥杏鮑菇酥性餅干感官評分影響程度大小為黃油添加量>杏鮑菇粉添加量>燕麥粉添加量。餅干具有燕麥和小麥的混合麥香、杏鮑菇的鮮味,口感酥脆,組織形態(tài)良好;通過質(zhì)構分析,燕麥杏鮑菇酥性餅干比空白對照餅干具有更高的硬度、粘性和咀嚼性;接下來的研究將對餅干的抗氧化活性及消化特性進行深入研究。燕麥豐富的膳食纖維及杏鮑菇豐富的氨基酸,使本產(chǎn)品與普通餅干相比營養(yǎng)價值更高,更能迎合現(xiàn)代居民追求營養(yǎng)、健康、美味的飲食理念,對燕麥和杏鮑菇的深加工及利用也有積極意義。