黃秋葵韌性餅干配方及加工工藝優化研究

胡志高，陳 中，張延杰

（1.咀香園健康食品（中山）有限公司，廣東中山 528403；2.華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州 510542）

黃秋葵韌性餅干配方及加工工藝優化研究

胡志高1，陳 中2，*張延杰1

（1.咀香園健康食品（中山）有限公司，廣東中山 528403；2.華南理工大學輕工與食品學院，廣東廣州 510542）

以感官評分為指標，通過單因素試驗及響應面分析確定黃秋葵韌性餅干的配方及工藝。結果表明，黃秋葵韌性餅干優化配方為低筋面粉500 g（面粉用量計為100%），黃秋葵粉36.6 g（7.32%），食用油101.05 g（20%），水177.20 g（35.45%），白砂糖95.25 g（19.06%），食鹽10 g（2.00%），食用堿2.5 g（0.50%），小蘇打7.5g（1.50%），玉米粉25 g（5.00%），泡打粉2.5 g（0.50%）。優化的工藝條件為在180℃烘烤10 min。在此工藝下制得的餅干色澤金黃，口感松脆。

黃秋葵；韌性餅干；配方；工藝；響應面分析法

黃秋葵（Hibiscus esulentus L.）為一年生草本植物。全國多地均有種植，尤以廣東、臺灣最多[1]。其富含碳水化合物、維生素、蛋白質、膳食纖維、黃酮、礦物質與脂肪，能夠保護胃、肝、皮膚及黏膜，增強肌膚彈性，對胃炎、胃潰瘍等病癥也有一定的治療效果，具有明顯的潤腸通便作用和抗疲勞功效，是一種非常受歡迎的食療果蔬[2-3]。能夠作為添加劑應用于制作保健食品中[4-6]。黃秋葵的藥用價值與食用價值得到了廣泛認可，但市面上鮮見其加工食品。隨著黃秋葵的廣泛種植，價格趨于低廉，原料愈加豐富，這使得黃秋葵營養餅干的低成本開發成為可能。韌性餅干是以面粉、白砂糖、油脂、膨松劑和其他輔料制成的含油量與含糖量均較低的餅干，相對其他餅干，屬于油和糖的添加量相對較少的餅干種類。將黃秋葵加工成粉末并加入餅干原有配方中，賦予韌性餅干新的風味，增加餅干的纖維成分，使其具有飽腹、減肥、通便作用，符合營養健康的需要，也符合餅干的發展趨勢。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

黃秋葵，茂名市谷林農業有限公司提供；低筋面粉，深圳泰東源實業有限公司提供；酵母，安琪酵母股份有限公司提供；食用油、玉米粉，中糧食品營銷有限公司提供；食用堿、泡打粉、小蘇打，天津市鴻祿食品有限公司提供；白砂糖，廣東成都太古糖業有限公司提供，食鹽，廣東省鹽業有限公司提供；鹽酸，分析純，洛陽化學試劑廠提供；甲基橙，天津市福晨化學試劑廠提供。

1.2 儀器與設備

HV-11型遠紅外烘爐，上海申安醫療器械廠產品；SZM20型和面機，杭州賽利食品機械有限公司產品；MJ-176NR型粉碎機，日本松下電器產業株式會社產品；JJ600型電子天平，廣州市正一科技有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 黃秋葵韌性餅干的工藝流程

1.3.2 操作要點

（1） 預處理。新鮮黃秋葵經洗凈、切片、80℃烘干、粉碎，過60目篩，備用。將食鹽、白砂糖、泡打粉、食用堿、小蘇打等水溶性原料溶于水后，配制成輔料液，備用。

（2）調粉。將黃秋葵粉、玉米粉、面粉預混合均勻，加入輔料液，在37～40℃條件下進行調粉。調粉結束后靜置20 min，第2次揉面團，再次靜置20 min，最后再次揉捏面團，使面團內部受力均勻。

（3）輥軋。把調制完成的面團利用壓面機進行輥軋，重復數次折疊并旋轉90°，使軋制成的面片厚薄一致、表面光滑、質地細膩。

（4）成型。輥軋完成后，利用模具成型，并在餅干坯表面打上小孔，以便排氣[7]。用食用油均勻涂擦烤盤，然后將餅干坯整齊地置于烤盤上。

（5） 烘烤。于200℃條件下烘烤8～10 min取出，進行冷卻。

（6）包裝。餅干冷卻至30℃左右，將其裝入保鮮袋，密封保存，備用。

1.3.3 單因素試驗

以食用油添加量、黃秋葵粉添加量、白砂糖添加量、水添加量、食用堿添加量、小蘇打添加量、玉米粉添加量、泡打粉添加量、食鹽添加量、烘烤時間及溫度為因素，以色澤、口感與滋味、形態，組織狀態與雜質為感官評分標準，得到黃秋葵韌性餅干的較優配方及加工工藝。

1.3.4 響應面分析法優化黃秋葵韌性餅干的配方及工藝

在以上單因素試驗的基礎上，采用Box-Behnken中心組合設計試驗，以白砂糖添加量、水添加量、黃秋葵粉添加量、食用油添加量為自變量，感官評價作為響應值，設計響應面分析試驗。

響應面分析因素與水平設計見表1。

表1 響應面分析因素與水平設計/%

1.3.5 測定方法

水分含量測定：（直接干燥法）；堿度的測定：參照GB/T 20980—2007。

1.4 感官評分標準

由10名食品專業人員組成評定小組，嚴格按照評分標準對其進行綜合評分，有差距的酌情扣分。

黃秋葵韌性餅干感官評價標準見表2。

表2 黃秋葵韌性餅干感官評價標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 食用油添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

食用油添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖1。

圖1 食用油添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

食用油添加量為20%時，餅干感官評價分數最高，餅干品質較優。超過20%，感官評分逐漸降低。食用油添加過多，餅干不易成型，口感油膩并且增大成本，影響消費者健康。食用油含量過低時，餅干硬度偏大、紋理不清晰，不美觀。適宜的食用油添加量為20%。

2.1.2 黃秋葵粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

黃秋葵粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖2。

由圖2可知，黃秋葵粉添加量對餅干的品質影響較大。隨著黃秋葵粉添加量的增加，餅干感官評分呈現先增加后減少的趨勢。黃秋葵粉量太少，餅干的黃秋葵香味不足，口感不佳，量過大餅干難以成型，顏色過深。黃秋葵粉添加量為30%時，感官評分較高。

2.1.3 白砂糖添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

白砂糖添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖3。

圖2 黃秋葵粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

圖3 白砂糖添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

由圖3可知，白砂糖添加量為20%時，感官評分較高。白砂糖添加量直接影響餅干的甜度和色澤，含量過低時，口感甜味偏淡，色澤偏淡；含量過高時，甜味過重，口感發膩。從經濟成本以及餅干的發展趨勢來看，使用20%的白砂糖添加量較為適宜。

2.1.4 水添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

水添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖4。

圖4 水添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

水添加量直接影響面團調制時面團的軟硬程度和輔料的溶解。水量過少，輔料不能充分溶解，面團過硬，成型困難。添加量過多時，面團過軟，輥壓時產生粘連，難以脫模。由圖4可知，水添加量為35%時，餅干評分較高，品質較好。

2.1.5 食用堿添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

食用堿添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖5。

食用堿添加量影響餅干的組織結構以及口感滋味。含量過少內部產氣不足，餅干組織結構塌實，硬度太大；食用堿添加量過多，餅干風味不良，有異味。由圖5可知，食用堿添加量為0.5%時，餅干感官評分高。

2.1.6 小蘇打添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

小蘇打添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖6。

圖5 食用堿添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

圖6 小蘇打添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

小蘇打影響餅干的組織結構。當含量過少時，餅干塌實，孔洞不均勻，組織層次不夠；含量過多時，餅干雖然很松脆，但是內部層次不明顯，發泡不均勻，易產生異味。由圖6可知，小蘇打添加量為1.5%時，感官評分最高。

2.1.7 泡打粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

泡打粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖7。

圖7 泡打粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

由圖7可知，泡打粉添加量為0.5%時，餅干感官品質較優。

2.1.8 玉米粉添加量對餅干品質的影響

玉米粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖8。

玉米淀粉主要為作為面團的穩定劑和填充劑，對餅干的結構、破碎率、口感產生影響。添加量過多，餅干膨化率降低，破碎率升高；用量過少對面筋強度調節作用不明顯。由圖8可知，玉米粉添加量為5%～6%時，感官評價得分較高。從經濟成本以及資源合理利用的角度看，玉米粉的添加量5%為合理。

2.1.9 食鹽添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

食鹽添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響見圖9。

圖8 玉米粉添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

圖9 食鹽添加量對黃秋葵韌性餅干品質的影響

由圖9可知，食鹽添加量2.0%的餅干感官評價得分最高。食鹽使面筋的性能得到改良，使面筋質地變密，增加面筋的彈性，使面團在延伸或膨脹時不容易斷。當用量過少時，口感偏淡，作用不顯著。食鹽用量過多時，口感偏重，面團筋度過大，不易成型。

2.1.10 烘烤時間和溫度對餅干品質的影響

烘烤時間和溫度對黃秋葵韌性餅干品質的影響見表2。

表2 烘烤時間和溫度對黃秋葵韌性餅干品質的影響

由表2可知，烘烤溫度升高，餅干的烘烤時間隨之減少，在180℃條件下烘烤10 min時，餅干的感官評價得分較高。烘烤溫度過低，時間加長，餅干容易變形，香味不足。當烘烤溫度過高時，烘烤時間過短，餅干外部迅速烤熟并焦化，內部不易烤熟，發泡不均，產生發白現象。因此，餅干的最佳烘烤烘烤工藝條件為在180℃條件下烘制10 min。

2.2 響應面分析法對黃秋葵韌性餅干生產配方及工藝的優化

2.2.1 黃秋葵韌性餅干配方響應面分析試驗結果

黃秋葵韌性餅干配方響應面分析試驗結果見表3。

2.2.2 二次方程數學模型的建立

表3 黃秋葵韌性餅干配方響應面分析試驗結果

對黃秋葵韌性餅干配方進行響應面分析，根據試驗結果得到數學模型為：

2.2.3 方差分析

利用Box-Behnken Design響應面分析法對試驗結果擬合的模型進行。試驗使用F檢驗來判定回歸方程中各個變量對感官評分分值R影響的顯著性。

試驗結果方差分析見表4。

由表4可知，該模型的F值為65.63，大于0.42水平上的F值，且數學模型p＜0.000 1，說明該模型非常顯著。該模型的擬合度為0.985 0，說明該數學模型對黃秋葵韌性餅干試驗的預測擬合較好。模型失擬性分析中，F值為4.51，小于0.031水平上的F值，p為0.079 9，大于0.05，呈不顯著，說明所建立的回歸方程在整個回歸空間內的擬合度較好，可以用來進行黃秋葵韌性餅干的感官評分分值響應值的預測。

由F檢驗可知各因素對餅干感官評價影響的先后順序為B＞C＞A＞D，即白砂糖添加量＞水添加量＞食用油添加量＞黃秋葵粉添加量。

2.2.4 影響顯著因素交互作用的等高線和響應面圖

從響應面曲面圖上可以找出最佳的參數及各個參數之間的交互作用，試驗因素中影響較為顯著的交互作用的等高線和響應面圖。

AD交互作用的等高線和響應面分析見圖10，BD交互作用的等高線和響應面分析見圖11。

表4 試驗結果方差分析

圖10 AD交互作用的等高線和響應面分析

2.3 響應面分析結論

由圖10與圖11可知，響應面圖形呈凸起、開口朝下的曲面，R1值存在極值，各個試驗因素的最佳參數都在試驗設計值范圍內。利用軟件對黃秋葵韌性餅干配方進行優化，得到黃秋葵韌性餅干的最佳制作條件為低筋面粉500 g，黃秋葵粉151.90 g，食用油101.05 g，水177.20 g，白砂糖95.25 g，食鹽10 g，食用堿2.5 g，小蘇打7.5 g，玉米粉25 g，泡打粉2.5 g，于180℃條件下烘烤10 min。

2.4 驗證試驗

在最佳制作條件下，對黃秋葵韌性餅干的感官評分預測值為86.44，進行3次驗證性試驗。驗證試驗的平均值86.84，與預測值誤差為0.07，由此可知，該模型的擬合程度較好，具有實用價值。水分含量平均值為2.98%，小于4.0%，符合標準。堿度平均值0.29%，小于0.4%，符合標準。

圖11 BD交互作用的等高線和響應面分析

3 結論

試驗利用響應面法優化黃秋葵韌性餅干生產配方及工藝，并進行驗證試驗。結果表明，黃秋葵韌性餅干優化生產配方及工藝為低筋面粉500 g，黃秋葵粉151.90 g，食用油101.05 g，水177.20 g，白砂糖95.25 g，食鹽10 g，食用堿2.5 g，小蘇打7.5 g，玉米粉25 g，泡打粉2.5 g，于溫度180℃條件下烘烤10 min。在此條件下，響應面模型所得預測值86.44與驗證試驗的平均值86.51十分接近，同時，水分含量2.98%，小于4.0%；堿度0.29%，小于0.4%，水分含量與堿度都符合標準。由此可見，響應面分析法優化黃秋葵韌性餅干配方及加工技術可靠。參考文獻：

[1]趙文若，程哲，王志麗，等.秋葵品種比較實驗 [J].吉林蔬菜，2006（1）：40-41.

[2]陳思遠，趙文若，李銀范，等.三個黃秋葵品種開花結果生物學性狀的調查 [J].吉林蔬菜，2005（4）：40-42.

[3]黃阿根，陳學好，高云中，等.黃秋葵的成分測定與分析 [J].食品科學，2007（10）：451-455．

[4]王君耀，周峻，湯谷平.黃秋葵抗疲勞作用的研究 [J].中國現代應用藥學雜志，2003，23（2）：196-197.

[5]李建華，陳珊.黃秋葵水提取液抗疲勞的藥效學觀察 [J].中國運動醫學雜志，2004，23（2）：196-197

[6]吳燕春，謝金鮮.黃秋葵的研究進展 [J].中醫藥學刊，2005，23 （10）：1 898-1 899.

[7]駱秉棣.韌性餅干印模沖針結構改進工藝 [J].食品工業，1991（1）：27-29.◇

The Optimization ofFormula and Process toHard Biscuit byHibiscus esulentus L.

HU Zhigao1，CHEN Zhong2，*ZHANG Yanjie1
（1.Zuixiangyuan Health Food Co.，Led.Zhongshan，Guangdong，Guangdong 528403，China；2.School of Light Industry and Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510542，China）

With sensory score as the index，the optimization of formula and process to hard biscuit by Hibiscus esulentus L.through single factor test and response surface analysis.The results showed that the optimum formula to hard biscuit by Hibiscus esulentus L.were as follows，cake flour 500 g（flour 100%），okra powder 36.6 g（7.32%），edible oil 101.05 g（20%），water 177.20 g（35.45%），sugar 95.25 g（19.06%），salt 10 g（2.00%），edible alkali 2.5 g（0.50%），baking soda 7.5 g（1.50%），corn flour 25 g（5.00%） and baking powder 2.5 g（0.50%） .The technological process of hard biscuit by Hibiscus esulentus L.were baked at 180℃for 10 min.Biscuit produced had golden colour and a crumbly texture.

Hibiscus esulentus L.；hard biscuit；formula；processing；response surface methodology

TS213.22

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.033

1671-9646（2017） 12b-0021-05

2017-09-29

胡志高（1983— ），男，本科，工程師，研究方向為食品質量管理與食品工程。*

張延杰（1966— ），男，本科，教授級高工，研究方向為食品科學與食品工程。