響應(yīng)面法優(yōu)化低糖紫薯鷹嘴豆餅干配方研究

◎ 羅 威，梁海娣，廖凌云，馮 飛

（1.湛江幼兒師范專科學(xué)校，廣東 湛江 524084；2.嶺南師范學(xué)院基礎(chǔ)教育學(xué)院，廣東 湛江 524037；3.云浮市中等專業(yè)學(xué)校，廣東 云浮 527300；4.四川旅游學(xué)院，四川 成都 610000）

隨著中國第三輪消費升級的展開和大健康理念的逐漸深入，集營養(yǎng)、風味和功能為一體的食品成為人們追捧的消費潮流。在新趨勢下，餅干產(chǎn)業(yè)也向著健康營養(yǎng)、復(fù)合功能性、低糖低脂等方面發(fā)展，低糖餅干應(yīng)運而生[1-3]。本研究以酥性餅干為基礎(chǔ)，復(fù)合紫薯粉、鷹嘴豆粉，融合藥食同源的核桃，并使用赤蘚糖醇代替蔗糖，通過單因素試驗和響應(yīng)面法試驗，進行配方優(yōu)化研究，以期在減糖的同時，保證最佳的口感與風味，打造低糖、高纖維和高蛋白的低糖紫薯鷹嘴豆餅干，既可為新型餅干的研發(fā)提供一定的理論基礎(chǔ)及技術(shù)支持，又可拉動功能性餅干的內(nèi)需，刺激消費，創(chuàng)造良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

禾力康鷹嘴豆粉，新疆農(nóng)科院糧作物所科技開發(fā)服務(wù)公司；赤蘚糖醇，珠海市泛海生物技術(shù)公司；紫薯粉，山東多麥食品股份有限公司；低筋面粉、小蘇打、核桃仁、雞蛋和食鹽等均為市售。

1.1.2 儀器與設(shè)備

PL-6高級食品焙烤箱，廣東番禺市恒聯(lián)食品機械廠；SC-262CA攪拌機，佛山雪特朗電器有限公司；Universal TA質(zhì)構(gòu)儀，上海騰拔儀器科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 基礎(chǔ)配方

低筋面粉400 g、紫薯粉40 g、鷹嘴豆粉60 g、黃油300 g、赤蘚糖醇130 g、食鹽6 g、雞蛋液30 g、核桃碎100 g和小蘇打3 g。

1.2.2 工藝流程

低糖紫薯鷹嘴豆餅干的工藝流程見圖1。

1.2.3 制備工藝

①準備原料。黃油置于室溫軟化；紫薯粉、鷹嘴豆粉、低筋面粉等粉料預(yù)混過篩；核桃仁烘烤碾成核桃碎；雞蛋打散備用。②黃油乳化。將赤蘚糖醇、鹽加入黃油中攪拌至完全溶解，再倒入雞蛋液用打蛋器攪打至體積膨大、顏色發(fā)白。③面團調(diào)制。將乳化黃油、預(yù)混粉料一起以中檔的速度攪拌成團，加入核桃碎攪拌均勻，將面團壓入24.5 cm×4.0 cm×4.3 cm的U型不粘餅干模具。④冷藏靜置。將面團包上保鮮膜放入冰箱冷藏1 h至硬。⑤餅干成型。將靜置后的面團取出，切成厚度為1 cm的均勻、平整、光滑的薄片。⑥烘烤成熟。烤箱預(yù)熱，設(shè)置上火165 ℃、下火160 ℃，烘烤時間為20 min。⑦冷卻包裝。將成品置于室溫自然冷卻即可成型。

圖1 低糖紫薯鷹嘴豆餅干工藝流程圖

1.2.4 感官評定方法

參考張國真等[4]的方法，選擇10名烹飪專業(yè)二年級的學(xué)生（男女比例相當）組成評委團，以低糖紫薯鷹嘴豆餅干的形態(tài)、色澤、滋味氣味、口感和組織結(jié)構(gòu)作為感官評定指標，進行感官評分。具體評分標準見表1。

1.2.5 單因素試驗設(shè)計

以基礎(chǔ)配方為基礎(chǔ)，通過單因素試驗分別探究紫薯粉與鷹嘴豆粉的質(zhì)量比、赤蘚糖醇添加量、黃油添加量和小蘇打添加量這4個因素對低糖紫薯鷹嘴豆餅干品質(zhì)的影響，感官評分標準如表1。

1.2.6 響應(yīng)面試驗設(shè)計

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選定赤蘚糖醇添加量、黃油添加量、小蘇打添加量3個因素作為考察因素進行響應(yīng)面試驗設(shè)計，響應(yīng)面因素與水平見表2。

表1 低糖紫薯鷹嘴豆餅干感官評分標準表

表2 響應(yīng)面因素與水平表

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 紫薯粉與鷹嘴豆粉的質(zhì)量比對餅干感官評分的影響

紫薯粉與鷹嘴豆粉的添加量主要對餅干的質(zhì)地、硬度、酥脆度、色澤以及風味等有一定影響。將紫薯粉與鷹嘴豆粉總量固定為100 g，探究紫薯粉與鷹嘴豆粉質(zhì)量比分別為1∶4、3∶7、2∶3、1∶1和3∶2時對餅干感官評分的影響。由圖2可知，當紫薯粉與鷹嘴豆粉的質(zhì)量比為1∶1時，感官評分最高。此時，餅干成品呈淺紫色，形態(tài)完整，色澤均勻有光澤，紫薯與鷹嘴豆香味適中，質(zhì)地細膩，口感酥脆。因此，初步確定紫薯粉與鷹嘴豆粉的最佳質(zhì)量比為1∶1。

2.1.2 赤蘚糖醇添加量對餅干感官評分的影響

代糖會影響餅干的質(zhì)地組織、酥脆度、滋味及色澤等。其他量固定不變，探究赤蘚糖醇添加量分別為110 g、120 g、130 g、140 g和150 g對感官評分的影響。由圖3可知，當赤糖醇的添加量為130 g時，餅干口感香甜，組織平滑光亮，質(zhì)地松脆。因此，初步確定赤蘚糖醇的添加量為130 g。

圖2 紫薯粉與鷹嘴豆粉的質(zhì)量比對餅干感官評分的影響圖

2.1.3 黃油添加量對餅干感官評分的影響

黃油的添加主要起調(diào)節(jié)口感、使餅干酥脆的作用，而且對餅干的膨松度、口感、色澤等也有一定影響[5]。其他量固定不變，探究黃油添加量分別為280 g、290 g、300 g、310 g和320 g對感官評分的影響。由圖4可知，當黃油添加量為290 g時，餅干成型效果佳，組織結(jié)構(gòu)細膩、酥松香脆，無油膩感。因此，初步確定黃油的添加量為290 g。

2.1.4 小蘇打最佳添加量的確定

小蘇打?qū)γ鎴F的組織結(jié)構(gòu)、膨松程度及酥脆口感等有顯著影響。其他量固定不變，探究小蘇打添加量分別為1 g、2 g、3 g、4 g和5 g對感官評分的影響。由圖5可知，當小蘇打的添加量為2 g時，面團蓬松度合適，組織細膩均勻，形態(tài)完整，制得的餅干質(zhì)地松脆，香味適宜。因此，初步確定小蘇打的添加量為2 g。

圖5 小蘇打添加量對餅干感官評分的影響圖

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以感官評分（Y）為響應(yīng)值，選定赤蘚糖醇添加量（A）、黃油添加量（B）、小蘇打添加量（C）作為響應(yīng)面試驗因素水平進行3因素3水平試驗以確定低糖紫薯鷹嘴豆餅干的最佳制作工藝參數(shù)。利用Design Expert 13軟件對試驗結(jié)果進行分析，具體結(jié)果如表3所示，得到低糖紫薯鷹嘴豆餅干配方與感官評分的二次多項回歸方程：Y=-4 472.375 00-1.577 50A+32.140 00B+23.800 00C+ 0.011 250AB-0.142 500AC+0.022 500BC-0.003 625A2-0.058 625B2-3.012 50C2

根據(jù)表4分析可得，低糖紫薯鷹嘴豆餅干建立的數(shù)學(xué)模型P值小于0.000 1，說明模型各試驗組別間差異極顯著，失擬項值0.124 0＞0.05，表明該模型預(yù)測值具有較高的擬合度，試驗結(jié)果誤差范圍小，表明模型極顯著[6]。赤蘚糖醇添加量（A）、黃油添加量（B）、小蘇打添加量（C）3個因素之間存在顯著的線性關(guān)系，該試驗結(jié)果可靠性較高。模型中R2=0.985 0，=0.965 7，表示該模型中考察因素能夠解釋響應(yīng)值高達96.57%，因此該模型可用于探究考察因素的變化對低糖紫薯鷹嘴豆餅干的品質(zhì)影響和預(yù)測分析。一次項A、B，二次項B2對餅干感官評分的影響極顯著 （P＜0.000 1）；交互項AC、二次項C2對餅干感官評分的影響顯著（P＜0.05）；一次項C、二次項A2、交互項BC、AB對結(jié)果影響不顯著（P＞0.05）。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計及分析結(jié)果表

表4 回歸模型方差分析表

2.3 最優(yōu)配方的確定及驗證試驗

根據(jù)響應(yīng)面結(jié)果得出低糖紫薯鷹嘴豆餅干的最優(yōu)因素配方為赤蘚糖醇添加量123.8 g、黃油添加量291.6 g、小蘇打添加量1.7 g，基于實際生產(chǎn)中的可行性出發(fā)，將響應(yīng)因素值修正為赤蘚糖醇添加量124 g、黃油添加量292 g、小蘇打添加量2 g，進行3組驗證試驗，3組感官評定所得平均分為89.3，與預(yù)測值誤差極小，表明該模型預(yù)測結(jié)果合理，具有現(xiàn)實性。

3 結(jié)論

本試驗通過單因素試驗探討了紫薯粉與鷹嘴豆粉的質(zhì)量比、赤蘚糖醇添加量、黃油添加量和小蘇打添加量對低糖紫薯鷹嘴豆餅干品質(zhì)的影響，結(jié)合單因素試驗結(jié)果利用響應(yīng)面優(yōu)化試驗，得出低糖紫薯鷹嘴豆餅干的理想配方為低筋面粉400 g、紫薯粉50 g、鷹嘴豆粉50 g、黃油292 g、赤蘚糖醇124 g、食鹽6 g、雞蛋液30 g、核桃碎100 g和小蘇打2 g。按照此配方烘烤的低糖紫薯鷹嘴豆餅干品質(zhì)最佳，具有外形平整、質(zhì)地細膩、膨松酥脆，色澤淺紫有光澤，紫薯香、鷹嘴豆香、核桃香綜合香味適中、香甜可口。與傳統(tǒng)餅干相比，紫薯粉、鷹嘴豆粉、核桃碎的加入，以及赤蘚糖醇代替蔗糖，不僅改善了餅干的質(zhì)構(gòu)特性與口感風味，同時也提高了餅干中膳食纖維、蛋白質(zhì)等多種營養(yǎng)成分的含量，能滿足消費者對新口感的需求與營養(yǎng)保健的需求，符合當代烘培市場的產(chǎn)品需求，豐富了烘培產(chǎn)品的種類，有利于激發(fā)烘培市場活力，為低糖紫薯鷹嘴豆餅干的進一步研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了理論基礎(chǔ)及技術(shù)指導(dǎo)。