響應面法優化灰樹花魔芋面條的工藝配方

賈瑞博，劉凱麗，陳　濠，李　燕，趙　慧，周文斌，劉　斌，呂旭聰

（1.福建農林大學食品科學學院，福建福州　350002；2.福建農林大學國家菌草工程技術研究中心，福建福州　350002）

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響應面法優化灰樹花魔芋面條的工藝配方

賈瑞博1，2，劉凱麗1，2，陳濠1，2，李燕1，2，趙慧1，2，周文斌1，2，劉斌1，2，*呂旭聰1，2

（1.福建農林大學食品科學學院，福建福州350002；2.福建農林大學國家菌草工程技術研究中心，福建福州350002）

摘要：以面條的咀嚼性為指標，通過單因素試驗和響應面優化試驗，確定了灰樹花魔芋面條制作的最佳工藝配方為高筋面粉84.8%，灰樹花粉6%，魔芋精粉7%，谷朊粉2%，食用堿0.2%，在此工藝配方條件下制作面條并對其進行評價分析，咀嚼性378.09，感官評分達84.96。

關鍵詞：灰樹花；魔芋精粉；面條；咀嚼性；響應面；配方優化

面條在我國有著悠久的歷史，是人們生活中最常見的傳統面食，尤其在北方，面條頗受喜愛[1-2]。目前，市場上的面條主要以小麥粉為原料，礦物質元素及膳食纖維等營養成分缺乏，種類和花色也十分有限。近年來，隨著市場需求的不斷擴大和人們生活水平的不斷提高，人們對面條的品質也提出了新的要求，不僅是吃飽而且還追求其營養性、功能性和保健性[3-4]，因此傳統面條加工配方的改進已成為面條產業研究的焦點[5-6]，開發和研制高品質、高營養且具有一定保健功效的面條制品已成為當前面條加工產業發展的一個重要方向。通過向面粉中添加灰樹花粉及魔芋精粉，對其工藝配方進行優化，不但豐富了市場上面條的花色品種，同時也利用灰樹花和魔芋所具有的功能保健活性，提高面條的營養價值。

質構儀是客觀評價食品品質的主要儀器，具有靈敏度高、結果可進行精確的數據化處理等優點。質構儀分析的過程中有很多模式，其中TPA模式中的咀嚼性是一個間接反映人在咀嚼食物過程中所需要做功大小的指標，是一種對食物口感較為客觀的描述方式，其數值實際是硬度、內聚性和彈性3個指標的乘積，同時也等于膠黏性與彈性指標值的乘積，能較好地代表測試產品質構指標的變化[7-8]。本文以面條的咀嚼性作為指標，對灰樹花魔芋面條的工藝配方進行優化。

1　材料與方法

1.1材料

高筋面粉、食用堿、食鹽，市售；魔芋精粉，漢中九龍蘆鑫魔芋精粉有限公司提供；谷朊粉，河南衛輝圣力有限責任公司提供；灰樹花（40℃烘干，粉碎機粉碎過80目篩，經超微粉碎，制備灰樹花超細微粉），慶元縣益爾食品有限公司提供。

1.2試驗方法

1.2.1灰樹花魔芋面條制備工藝[9]

原料→和面→熟化→壓片→切條成型→面條。

1.2.2單因素試驗

（1）灰樹花粉添加量。在魔芋精粉添加量6%，谷朊粉添加量3%，食用堿添加量0.2%的條件下，分別加入4%，8%，12%，16%，20%的灰樹花粉按指定工藝制作面條，對其咀嚼性評定分析。

（2）魔芋精粉添加量。在灰樹花粉添加量8%，谷朊粉添加量3%，食用堿添加量0.2%的條件下，分別加入2%，4%，6%，8%，10%的魔芋精粉按指定工藝制作面條，對其咀嚼性評定分析。

（3）谷朊粉添加量。在灰樹花粉添加量8%，魔芋精粉添加量6%，食用堿添加量0.2%的條件下，分別加入1%，3%，5%，7%，9%的谷朊粉按指定工藝制作面條，對其咀嚼性評定分析。

（4）食用堿添加量。在灰樹花粉添加量8%，魔芋精粉添加量6%，谷朊粉添加量3%的條件下，分別加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的食用堿按指定工藝制作面條，對其咀嚼性評定分析。

1.3響應面優化試驗設計

基于單因素試驗結果，以咀嚼性為指標，采用Design Expert（8.06版）軟件，選取灰樹花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量和食用堿添加量4個因素，通過Box- Behnken設計四因素三水平的響應面優化試驗。

響應面試驗因素與水平設計見表1。

表1　響應面試驗因素與水平設計/ %

1.4感官評定標準

面條的感官評價標準見表2。

1.5TPA測試[10-12]

稱取按所述工藝制作的面條樣品100 g，沸水煮熟，當面條白芯完全消失時取出放置于冷水中，每次取3根面條進行測定。測試條件：TPA測試探頭為輕型刀片A/LKB，測前速度、測試速度及測后速度均為0.7 mm/s，壓縮距離0.6 mm，2次壓縮停留間隔5 s。

2　結果與分析

2.1單因素試驗結果

2.1.1灰樹花粉添加量對面條咀嚼性的影響

灰樹花粉添加量對面條咀嚼性的影響見圖1。

灰樹花粉添加量較小時，對面條咀嚼性的影響較小；當灰樹花粉添加量超過8%時，咀嚼性隨著灰樹花粉添加量的增加而降低。因此，選取8%為灰樹花粉的最佳添加量。

2.1.2魔芋精粉添加量對面條咀嚼性的影響

魔芋精粉添加量對面條咀嚼性的影響見圖2。

表2　面條的感官評價標準

圖1　灰樹花粉添加量對面條咀嚼性的影響

圖2　魔芋精粉添加量對面條咀嚼性的影響

由圖2可知，隨著魔芋精粉添加量的增大，面條咀嚼性先增大后減小，表明魔芋精粉對面條的咀嚼性影響較大。魔芋精粉添加量為6%時，面條的咀嚼性最佳，這可能是魔芋精粉有較強的吸水溶脹性和凝膠特性引起的咀嚼性改善；但當魔芋精粉添加量過大時，咀嚼性反而降低。因此，選取魔芋精粉添加量6%為最佳。

2.1.3谷朊粉添加量對面條咀嚼性的影響

谷朊粉添加量對面條咀嚼性的影響見圖3。

圖3　谷朊粉添加量對面條咀嚼性的影響

由圖3可知，隨著谷朊粉添加量的增大，面條的咀嚼性有所提升，在一定范圍內顯示量效關系，可能是谷朊粉利用自身麥醇溶蛋白和麥谷蛋白的水合作用，使得面條有更好的網絡結構。當谷朊粉添加量超過5%時，面條的形態和質構特性基本趨于穩定。因此，選擇5%為谷朊粉最佳添加量。

2.1.4食用堿添加量對面條咀嚼性的影響

食用堿添加量對面條咀嚼性的影響見圖4。

圖4　食用堿添加量對面條咀嚼性的影響

由圖4可知，隨著食用堿添加量的增大，面條咀嚼性呈現先增大后減小的趨勢。在0.1%～0.2%時，面條咀嚼性隨食用堿添加量的增加而增大，呈現一定的量效關系；當食用堿添加量超過0.2%時，咀嚼性隨食用堿添加量增加而降低。因此，食用堿添加量為0.2%時最適。

2.2通過響應面設計確定灰樹花魔芋面條最佳工藝配方

2.2.1模型的建立及其顯著性檢驗

響應面分析及結果見表2。

運用Design Expert（8.06版）軟件對表2數據進行完全二次回歸分析，得到灰樹花魔芋面條的咀嚼性對灰樹花粉添加量（X1）、魔芋精粉添加量（X2）、谷朊粉添加量（X3）、食用堿添加量（X4）的二次多項回歸方程，表示如下：

表2　響應面分析及結果

回歸方程的方差分析結果見表3。

表3　回歸方程的方差分析結果

由表3對響應值的二次模型方差分析結果可以得出，R2=0.955 0，表明自變量和響應值關系顯著，模型p＜0.000 1，達到極顯著；失擬項p=0.059 0＞0.05，不顯著。方差分析還顯示一次項（X1，X2，X3，X4）和二次項（X12，X22，X32，X42）均顯著，X1X2，X1X4交互作用顯著，說明該模型擬合度好，可以用來模擬分析和預測灰樹花魔芋面條的最佳工藝。

2.2.2響應面交互作用分析

為確定灰樹花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量、食用堿添加量及其兩兩交互作用對灰樹花魔芋面條咀嚼性的影響，根據二次模擬回歸方程繪出響應面及等高線圖。

灰樹花粉添加量與魔芋精粉添加量（a）及灰樹花粉添加量與食用堿添加量（b）的各交互作用見圖5。

圖5　灰樹花粉添加量與魔芋精粉添加量（a）及灰樹花粉添加量與食用堿添加量（b）的各交互作用

等高線的形狀反映交互效應的強弱大小，圓形表示兩因素交互作用不顯著，而橢圓形則表示兩因素交互作用顯著。從響應面等高線的分布規律和間隔距離可以看出，因素間交互作用的強弱和因素對響應值的影響程度[13]。圖5表明，灰樹花粉添加量與魔芋精粉添加量以及灰樹花粉添加量與食用堿添加量的交互作用顯著。

2.3最佳工藝驗證試驗

通過軟件對灰樹花魔芋面條咀嚼性二次模擬回歸分析，綜合考慮得到灰樹花魔芋面條最佳工藝配方為高筋面粉84.74%，灰樹花粉6.05%，魔芋精粉6.99%，谷朊粉2.02%，食用堿0.20%。從實際生產和經濟效應方面考慮，將工藝配方修改為高筋面粉84.8%，灰樹花粉添加量6%，魔芋精粉添加量7%，谷朊粉添加量2%，食用堿添加量0.2%。為進一步驗證灰樹花魔芋面條配方的可靠性和合理性，按照最佳配方參數組合進行驗證試驗，對其進行咀嚼性分析和感官評價。試驗平行5次，取其平均值。

驗證試驗結果見表4。

表4　驗證試驗結果

由表4可知，此配方組合的灰樹花魔芋面條呈現灰褐色，色澤均勻一致，具有良好的適口性和韌性，無斑點及異色，具有灰樹花特有的香味，面條厚薄形狀基本均勻、沒有裂痕以及收縮變形等現象，表面光滑細膩、無肉眼可見的外來雜質，煮熟后口感不黏、有彈性、柔軟爽口。

3　結論

本研究旨在開發一種灰樹花魔芋面條配方，通過單因素試驗和響應面試驗對灰樹花魔芋面條配方中的灰樹花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量、食用堿添加量4個因素進行優化，確定了灰樹花魔芋面條的最佳工藝配方為高筋面粉84.8%，灰樹花粉6%，魔芋精粉7%，谷朊粉2%，食用堿0.2%。此時灰樹花魔芋面條感官評價（R1）、咀嚼性（R2）分別為84.96和378.09。本研究通過開發和研制一種高品質、高營養且具有一定保健功效的面條制品，為灰樹花綜合利用及面條配方開發提供一條新的思路。

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Response Surface Optimization of the Formula of the Grifola frondosa Konjac Noodles

JIA Ruibo1，2，LIU Kaili1，2，CHEN Hao1，2，LI Yan1，2，ZHAO Hui1，2，ZHOU Wenbin1，2，LIU Bin1，2，*LV Xucong1，2
（1. College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China；2. National Engineering Research Center of JUNCAO Technology，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China）

Abstract：To optimize the formula of the Grifola frondosa konjac noodles by single factor test and response surface with the noodle chewiness as the main evaluation index. Determining the optimal process parameters are as follows：bread flour 84.8%，Grifola frondosa 6%，konjac flour 7%，paddy power 2%，edible alkali 0.2%，making noodles and evaluation under the conditions of this process，chewiness 378.09，the sensory evaluation score is 84.96.

Key words：Grifola frondosa；konjac powder；noodles；chewiness；response surface；formula optimization

*通訊作者：呂旭聰（1984—），男，博士，助理研究員，研究方向為食品生物技術。

作者簡介：賈瑞博（1991—），男，在讀碩士，研究方向為食品生物技術。

基金項目：福建省重大科技專項（2014NZ0002- 1）；福建農林大學青年教師A類人才科研啟動基金項目（KXML2012A）。

收稿日期：2016- 01- 06

文章編號：1671- 9646（2016）03b- 0032- 04

中圖分類號：TS201

文獻標志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.036