發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥配方響應(yīng)面優(yōu)化

鄭藝梅 ，李孟茹

1. 閩南師范大學(xué)生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（漳州 363000）；2. 漳臺休閑食品與茶飲料研究所（漳州 363000）

發(fā)芽糙米（GBR）富含多種生理活性物質(zhì)，如γ-氨基丁酸（GABA）、谷胱甘肽、肌醇、谷維素和阿魏酸等，其中GABA的生理功效備受人們關(guān)注。據(jù)報(bào)道，糙米發(fā)芽后GABA含量大幅度增加，分別是糙米的2倍和精白米的6～8倍[1]。因此，發(fā)芽糙米是一種具有全營養(yǎng)概念及特殊營養(yǎng)價(jià)值的功能性主食或配料。

國內(nèi)外有關(guān)發(fā)芽糙米制品的研究大多集中在發(fā)芽糙米粉[2-4]；富含礦物元素[5-8]及GABA發(fā)芽糙米[5,9]；發(fā)芽糙米面包[10]和餅干[11]；發(fā)芽糙米發(fā)酵飲料[12-14]等。此外，對發(fā)芽糙米特色制品也進(jìn)行了探索，如發(fā)芽糙米太陽餅[15]、發(fā)芽糙米蒸糕[16]、發(fā)芽糙米麻糬[17]、發(fā)芽糙米煎餅[18]、發(fā)酵糙米糕[19]、發(fā)芽糙米清酒[20]等。但有關(guān)發(fā)芽糙米桃酥鮮有報(bào)道。

在桃酥常規(guī)配方基礎(chǔ)上，采用發(fā)芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，探索發(fā)芽糙米對低糖低脂桃酥感官品質(zhì)的影響，確定發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥配方，為傳統(tǒng)桃酥的品質(zhì)改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料和試劑

發(fā)芽糙米（試驗(yàn)室自制）；低筋面粉；植物油；白砂糖；雞蛋；碳酸氫銨、碳酸氫鈉（均為市售食品級）；次氯酸鈉（AR）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

DHG-9030電熱恒溫鼓風(fēng)干燥機(jī)（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）；C21-RT2135電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；FR224CN電子天平（奧豪斯儀器（上海）有限公司）；DHP-9162型電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司）；T3-L381B型美的電烤箱（廣東美的廚房電器制造有限公司）；FW-100高速萬能粉碎機(jī)（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 桃酥制作工藝流程及基礎(chǔ)配方

基礎(chǔ)配方[21-22]：低筋面粉100 g、植物油45 g、糖粉40 g，全蛋液18 g、碳酸氫銨1.2 g、碳酸氫鈉0.8 g。

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 原料處理

發(fā)芽糙米粉碎過100目篩。以低筋面粉與發(fā)芽糙米粉配成混合粉100 g為基準(zhǔn)，分別稱量植物油、糖粉、全蛋液、碳酸氫銨和碳酸氫鈉。

1.3.2.2 面團(tuán)調(diào)制

將糖粉、碳酸氫銨、植物油和全蛋液攪拌至充分溶解呈乳泥狀。碳酸氫鈉、低筋面粉和發(fā)芽糙米粉混勻后立即與上述乳泥狀混合并攪拌。為防止面筋的產(chǎn)生，用切拌和疊壓的動作去拌勻面團(tuán)至無固體顆粒、面團(tuán)光滑和顏色均勻后即可。

1.3.2.3 分摘、置盤

將面團(tuán)分成若干個(gè)約20 g的生坯。將生坯制成厚度5 mm的扁圓形，放入烤盤，注意擺放保持一定間距。

1.3.2.4 烘烤及冷卻

烘烤前先將電烤箱預(yù)熱至上火180 ℃，下火130℃，將裝有桃酥生坯的烤盤放入電烤箱中，烘烤14 min，至餅坯表面形成多瓣大小不一的自然裂紋，色澤呈麥黃色時(shí)，即可出爐、冷卻。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合預(yù)試驗(yàn)情況，以感官評價(jià)為依據(jù)，進(jìn)行單因素設(shè)計(jì)，研究各因素對發(fā)芽糙米桃酥感官品質(zhì)的影響。

混合粉中發(fā)芽糙米粉添加量分別取15%，30%，45%，60%和75%，對其進(jìn)行感官評定，確定最佳添加量。

植物油添加量分別取15%，30%，45%，60%和75%，分別對其進(jìn)行感官評定，確定最佳添加量。

糖粉添加量分別取10%，20%，30%，40%和50%，分別對其進(jìn)行感官評定，確定最佳添加量。1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，運(yùn)用Design-Expert 8.0.6.1軟件進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)的Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥配方參數(shù)。

1.5 感官評價(jià)

在參考丁琳等[22]建立的桃酥感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，結(jié)合產(chǎn)品特性制定感官評分標(biāo)準(zhǔn)，從形狀外觀、色澤、組織結(jié)構(gòu)、口感進(jìn)行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.6 數(shù)據(jù)處理及分析

采用Design-Expert 8.0.6.1、Origin 8.5軟件處理數(shù)據(jù)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

表1 發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 發(fā)芽糙米粉適宜添加量的確定

固定植物油添加量45%，糖粉添加量40%，全蛋液添加量18%，碳酸氫銨添加量1.2%，碳酸氫鈉添加量0.8%。按照發(fā)芽糙米粉添加量占混合粉為15%，30%，45%，60%和75%進(jìn)行試驗(yàn)，研究對桃酥感官品質(zhì)的影響結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著發(fā)芽糙米粉添加量增加，桃酥的感官評分升高，添加量60%時(shí)評分即達(dá)到最大值，繼續(xù)添加則桃酥的感官評分下降。發(fā)芽糙米粉含有膳食纖維和GABA，添加較少，不能改善桃酥營養(yǎng)特性；添加過多，發(fā)現(xiàn)面團(tuán)筋力不足，質(zhì)地較松散，不易成型，表面干裂，口感較粗糙。因此，確定發(fā)芽糙米粉最佳添加量為60%。

圖1 發(fā)芽糙米粉添加量對桃酥感官評分的影響

2.1.2 植物油添加量的確定

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，固定發(fā)芽糙米粉添加量60%、糖粉添加量40%、全蛋液添加量18%、碳酸氫銨添加量1.2%、碳酸氫鈉添加量0.8%。按照植物油添加量15%，30%，45%，60%和75%進(jìn)行試驗(yàn)，研究其對桃酥感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖2。

在桃酥制作過程中，添加的植物油可防止面筋的形成、阻止淀粉與面筋結(jié)合；面團(tuán)中的油脂導(dǎo)致大量氣泡出現(xiàn)，有利于桃酥烘烤中因膨脹而酥松，從而增加桃酥的攤裂度、光澤度、酥松度等。當(dāng)植物油添加量過低時(shí)，導(dǎo)致面筋生成，桃酥口感硬而不酥；添加量過高時(shí)，面團(tuán)過于軟塌，成型較差，產(chǎn)品雖然口感酥松但過于油膩。因此，確定植物油最佳添加量為45%。

圖2 植物油添加量對桃酥感官評分的影響

2.1.3 糖粉適宜添加量的確定

根據(jù)單因素試驗(yàn)，固定發(fā)芽糙米粉添加量60%、植物油添加量45%、全蛋液添加量18%、碳酸氫銨添加量1.2%、碳酸氫鈉添加量0.8%。按照糖粉添加量分別為10%，20%，30%，40%和50%進(jìn)行試驗(yàn)，研究其對桃酥感官品質(zhì)的影響，見圖3。

隨著糖粉添加量增加，感官評分呈先上升后下降趨勢，添加量40%達(dá)到最高值。

在桃酥制作中，糖粉參與焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)，可使產(chǎn)品表面形成金黃色或棕黃色并產(chǎn)生誘人的風(fēng)味。其反水化作用的特性，影響面團(tuán)的柔軟度和可塑性[23]。糖粉過多，桃酥生坯烘烤時(shí)非酶褐變程度較大，表面顏色變深，口感過于甜膩，影響酥性，且不利人體健康；糖粉過少，桃酥甜度不足，攤裂度降低，且桃酥生坯烘烤時(shí)表面色澤較淺，需要焙烤較長時(shí)間才能達(dá)到金黃色或棕黃色。因此，確定糖粉最佳添加量為40%。

圖3 糖粉添加量對桃酥感官評分的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 模型建立及顯著性分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Design-Expert 8.0.6.1軟件中Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以發(fā)芽糙米粉添加量（X1）、植物油添加量（X2）、糖粉添加量（X3）為響應(yīng)變量（見表2），感官評分（Y）為響應(yīng)值進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，結(jié)果見表3。

對表3中數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到多元回歸方程為：Y=70.772 0+0.212 90X1+0.506 55X2-0.076 025X3+1.688 89E-003X1X2+0.015 667X1X3+8.750 00E-003XX-7.770 00E-003X2-0.012 514X2-0.014 857X2。

表2 試驗(yàn)因素和水平

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

對回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4。

表4顯示，回歸模型極顯著（p＜0.01），失擬項(xiàng)不顯著（p＞0.05），說明模型擬合性好。R2=0.958 0，說明模型響應(yīng)值的變化95.8%來自選擇的因變量，方法可行；R2adj=0.904 1，表明模型可信度高，結(jié)果與模型預(yù)測值一致；變異系數(shù)CV=1.18%，較低，模型可以較好地反映出真實(shí)值。X2極顯著（p＜0.01），X1、X3不顯著（p＞0.05）；X1X3極顯著（p＜0.01），X2X3顯著（p＜0.05），X1X2不顯著（p＞0.05）。在試驗(yàn)范圍內(nèi)各因素對桃酥感官品質(zhì)影響大小順序依次為X2（植物油添加量）＞X3（糖粉添加量）＞X1（發(fā)芽糙米粉添加量）。

2.2.2 響應(yīng)面分析

各因素及其交互作用響應(yīng)面曲面圖和等高線圖分別見圖4。結(jié)果表明，隨著各因素添加量增大，桃酥的感官評分總體呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。

圖4（A）中X1的坡度小于X2，說明發(fā)芽糙米粉對感官評分的影響比植物油小；等高線接近圓形，表明發(fā)芽糙米粉和植物油的交互作用不顯著（p＞0.05）。圖4（B）（C）中等高線為橢圓形，表明發(fā)芽糙米粉和糖粉之間（p＜0.01）、植物油和糖粉之間交互作用（p＜0.05）顯著。X3的坡度大于X1，說明糖粉對感官評分的影響比發(fā)芽糙米粉大。X2坡度大于X3，說明植物油對感官評分的影響比糖粉大。與表4結(jié)果一致。

表4 回歸模型方差分析

圖4 各因素交互作用對桃酥感官評分的影響

2.2.3 參數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證試驗(yàn)

通過Box-Behnken分析可得，發(fā)芽糙米桃酥的最佳配方參數(shù)分別為發(fā)芽糙米粉添加量（占混合粉）56.03%，植物油添加量37.28%，糖粉添加量37.96%，桃酥感官評分理論預(yù)測值為84.74分。考慮實(shí)踐可操作性，并結(jié)合低糖低脂營養(yǎng)健康桃酥開發(fā)，驗(yàn)證響應(yīng)面結(jié)果的可靠性，將最佳參數(shù)調(diào)整為：發(fā)芽糙米粉添加量56%，植物油添加量37%，糖粉添加量37%。在此條件下重復(fù)3次試驗(yàn)，桃酥的感官評分分別為84.23，84.54和84.92分，平均為84.56分，與理論預(yù)測值相比，相差0.18分。因此，采用響應(yīng)面優(yōu)化得到的最佳參數(shù)可靠。

2.3 產(chǎn)品感官品質(zhì)評價(jià)

采用優(yōu)化后參數(shù)、即發(fā)芽糙米粉56%、植物油37%、糖粉37%、全蛋液18%、碳酸氫銨1.2%、碳酸氫鈉0.8%制作桃酥，感官評價(jià)結(jié)果表明如下。

形狀與外觀：外形整齊，厚薄較一致，底面平整，表面形態(tài)攤裂均勻或有較均勻細(xì)小花紋，不塌陷。表面色澤：表面和底部為棕黃色，裂紋凹處呈淡黃色，色澤均勻。組織結(jié)構(gòu)：蜂窩狀空隙較均勻的，無大的空洞，無可見雜質(zhì)，無焦粒。口感：松脆，不油膩，甜度適中，無異味，有米香味。

3 結(jié)論

在桃酥常規(guī)配方基礎(chǔ)上，用發(fā)芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定發(fā)芽糙米低糖低脂桃酥配方為：發(fā)芽糙米粉56%，植物油37%，糖粉37%，全蛋液18%，碳酸氫銨1.2%，碳酸氫鈉0.8%。其中植物油和糖粉添加量比參考配方分別降低17.8%和7.5%。此外，發(fā)芽糙米富含GABA和膳食纖維，使桃酥更加營養(yǎng)和健康。