響應(yīng)面法優(yōu)化紫薯花生司康工藝

◎ 湯 璐，陸美霞，梁志榮，詹如意，張家奇，謝雨軒

（1.廣州工商學(xué)院，廣東 廣州 510800；2.廣州南沙人力資源發(fā)展有限公司，廣東 廣州 511400）

紫薯含豐富的膳食纖維，長期食用還能預(yù)防高血壓、促進(jìn)腸道健康等。曹東旭經(jīng)過試驗證明了紫薯的花色苷對肝癌HepG2細(xì)胞有抑制作用[1]。司康是一種英式快速面包，因其不需要發(fā)酵、生產(chǎn)成本低、口感優(yōu)良而受到人們的歡迎。紫薯花生司康作為一種新型食品，在維護(hù)人體腸道健康上發(fā)揮著重要的作用[2-3]。目前，我國休閑食品市場上可供選擇的司康種類較少，有待進(jìn)一步開發(fā)。本研究對紫薯花生司康的工藝進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)一步豐富了司康的色澤與味道，能滿足不同人群的口感與營養(yǎng)健康需求，為進(jìn)一步豐富我國休閑食品市場提供新的研發(fā)方向[4-5]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫薯、花生、奶粉、黃油、低筋面粉和食用鹽等，均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

NFD-60F型烤箱，廣州市賽思達(dá)機械設(shè)備有限公司；YX-28001244型高壓滅菌鍋，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司；BMJ-160型霉菌培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

低筋粉、泡打粉、奶粉、黃油、白砂糖→攪拌均勻→面團(tuán)成型→紫薯去皮蒸熟→切塊、涂蛋黃液→加入花生碎→烘烤→冷卻→成品。

1.3.2 操作要點

①面粉過篩。對面粉進(jìn)行80目過篩，有利于保證面粉的品質(zhì)以及成品的口感以及外觀。②紫薯、花生的預(yù)處理。紫薯去皮切粒蒸熟，將8 g的糖粉溶于15 mL 的水中。將蒸熟的紫薯倒進(jìn)研磨機中，加入糖水，進(jìn)行均勻攪碎待用。③面團(tuán)的調(diào)制。配制25 mL糖水，將糖水均勻加入黃油、泡打粉中，調(diào)制形成面團(tuán)。④半成品成型。面團(tuán)、紫薯平均分成6等份，以紫薯為餡，將司康餅揉成圓形上盤，司康表面均勻涂抹蛋液，撒上花生碎，放進(jìn)烤箱烘烤。

1.4 紫薯花生司康的實驗設(shè)計

1.4.1 紫薯花生司康基礎(chǔ)配方低筋粉125 g、花生10 g、白砂糖30 g、奶粉25 g、泡打粉3 g、黃油30 g以及雞蛋黃1個。

1.4.2 單因素試驗

在紫薯花生司康餅的基礎(chǔ)配方上，本試驗將紫薯添加量（70 g、80 g、90 g、100 g和110 g）、黃油添加量（10 g、20 g、30 g、40 g和50 g）和烘烤溫度 （170 ℃、180 ℃、190 ℃、200 ℃和210 ℃）作為單因素變量，通過感官評定進(jìn)行評分，篩選出最優(yōu)工藝配方。

1.5 響應(yīng)面試驗設(shè)計

以感官評分為響應(yīng)值，工藝關(guān)鍵影響因素為紫薯添加量、黃油添加量和烘烤溫度，根據(jù)以上單因素試驗結(jié)果設(shè)計了如表1的因素水平表，通過Box-Behnken試驗法對紫薯花生司康的研發(fā)進(jìn)行了優(yōu)化。

表1 響應(yīng)面因素水平表

1.6 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

待紫薯花生司康制作完成后，選取20名具備專業(yè)知識及經(jīng)驗的人員組成本次試驗的評價小組。分別從外觀、內(nèi)部組織、香味、口感4個方面進(jìn)行評分，具體標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)表

1.7 指標(biāo)測定

對優(yōu)化工藝條件下制成的紫薯花生司康進(jìn)行相關(guān)的理化指標(biāo)檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫薯添加量對紫薯花生司康的影響

在產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝中，紫薯的添加量對產(chǎn)品的感官評分表現(xiàn)為先上升后下降。如圖1所示，當(dāng)紫薯添加量為70 g時，紫薯香味較淡氣孔分布不均勻，司康較小且無蓬松感；當(dāng)紫薯的添加量為90 g時，感官評分最高，為80.7分；當(dāng)紫薯添加量為110 g時，司康所具有的紫薯風(fēng)味濃厚。綜上，紫薯的最佳添加量應(yīng)設(shè)置為90 g。

圖1 紫薯添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響圖

2.2 黃油添加量對紫薯花生司康的影響

在該產(chǎn)品的生產(chǎn)中，黃油的添加量對感官評分的表現(xiàn)為先上升后下降。如圖2所示，當(dāng)黃油添加量為10 g時，香味較淡；當(dāng)黃油添加量為40 g的時候，紫薯花生司康餅的評分最高為77.2分；當(dāng)黃油添加量為50 g時，司康香味濃郁，但是組織結(jié)構(gòu)疏松易碎。綜上，黃油最佳添加量應(yīng)設(shè)置為40 g。

圖2 黃油添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響圖

2.3 烘烤溫度對紫薯花生司康的影響

如圖3所示，隨著烘烤溫度的增加，紫薯花生司康的感官評分隨之變化。當(dāng)烘烤溫度為170 ℃時，紫薯花生司康金黃色澤不足，香味較淡；當(dāng)烘烤溫度為190 ℃時，感官評分最高，為80.7分，此時紫薯花生司康表面酥脆，呈現(xiàn)出誘人的色澤；當(dāng)烘烤溫度超過190 ℃時，產(chǎn)品的感官評分表現(xiàn)出下降的趨勢。綜上，最佳烘烤溫度應(yīng)設(shè)置為190 ℃。

圖3 烘烤溫度對產(chǎn)品品質(zhì)的影響圖

2.4 響應(yīng)面試驗

本試驗通過響應(yīng)面設(shè)計法探討了紫薯花生司康的最佳制作工藝條件[6-7]，使用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行結(jié)果分析與處理，結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗結(jié)果表

對表3的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，可以得到本次試驗的回歸方程模型，即Y=72.00+1.05A+2.22B-0.22C+ 0.015AB-0.067AC+2.44BC-5.16A2+0.92B2+0.43C2。

為驗證二次多元回歸方程的有效性，對紫薯花生司康餅的回歸模型進(jìn)行方差分析，如表4所示。

表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析表

2.5 響應(yīng)面優(yōu)化法結(jié)果及驗證性試驗

從表4數(shù)據(jù)可知，所建立的模型P=0.027 4＜0.01，具有顯著性差異，表明該模型的擬合顯著性好。失擬項P=0.089 3＞0.01，不具有顯著性差異。該模型的決定系數(shù)為R2=0.8570，表明該模型的擬合度較好，具有一定的參考價值[8]。通過方差試驗，可知紫薯花生司康的各影響因素的先后排序為A＞C＞B，即烘烤溫度＞紫薯添加量＞黃油添加量。此方程下產(chǎn)品的最佳工藝參數(shù)為紫薯量為97.2 g、黃油量為40 g、烘烤溫度為200 ℃。在實際生產(chǎn)加工時，試驗選取紫薯添加量為98 g、黃油40 g、烘烤溫度200 ℃，此時紫薯花生司康的感官評分值是75.4分。

通過進(jìn)一步驗證性實驗，可知該最優(yōu)工藝下紫薯花生司康的感官評分為（73.0±2.5）分，與預(yù)測值接近，說明通過響應(yīng)面試驗法得出的紫薯花生司康餅最優(yōu)配方是可信的、準(zhǔn)確的。

2.6 各項指標(biāo)檢測結(jié)果

依據(jù)《糕點通則》（GB/T 20977—2007）標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)的方法來測定產(chǎn)品的各項指標(biāo)[9-10]。結(jié)果如表5所示，該產(chǎn)品各項指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表5 紫薯花生司康的各指標(biāo)檢測結(jié)果表

3 結(jié)論

本研究通過單因素試驗以及響應(yīng)面試驗，確定了紫薯花生司康的最佳工藝配方是低筋面粉125 g，紫薯98 g，花生10 g，白砂糖30 g、奶粉25 g、泡打粉3 g、黃油40 g、水65 g和雞蛋黃1個。該配方制作出來的紫薯花生司康餅呈現(xiàn)金黃色，氣孔均勻紋路清晰，奶香味濃郁。