響應面法優化青麥仁秋葵餅干加工工藝的研究

王 倩，聞玉婷，高天辰，王文婷，劉 慧，邢霂蕾，周 欣

（宿州學院生物與食品工程學院，安徽宿州 234000）

青麥仁是生長至乳熟階段的小麥，粒度豐腴、香味濃郁、口感清爽、顏色翠綠，富含膳食纖維和α -淀粉酶，β -淀粉酶等，具有促進人體吸收和降低血糖的作用，廣受消費者青睞[1]。將青麥仁磨成粉用于餅干加工，不僅能增加餅干的風味，還可以減少傳統餅干中某些對機體健康不利的成分，同時拓寬了青麥仁的應用范圍[2-3]。秋葵屬錦葵科，含有包括多糖、黃酮及氨基酸在內的多種具有一定功能性的營養成分，能夠提高機體的免疫力、降低常見疾病的病發率，是廣受喜愛的保健型蔬菜。然而，由于運輸時間和空間的限制，新鮮的秋葵果實不能及時送到餐桌或工廠，導致成本增加[4]。將秋葵研磨成粉便可以解決這一難題，不但保留了秋葵風味，而且能夠經受長時間運輸，又便于長期貯藏，從而提高秋葵作為食品原料的應用價值[5]。異麥芽酮糖醇是從蔗糖衍生而來的碳水化合物，可以用作食品添加劑，具有降低血糖和能量水平的作用，有助于降低糖尿病和冠狀動脈疾病的發病率，還有利于減少食物能量的攝入，從而對控制體重提供一定的幫助。用異麥芽酮糖醇替代傳統餅干中的白砂糖，不僅可以保持餅干的口感和風味，還能有效降低餅干的熱量，符合現代低熱量健康食品的消費觀念。

餅干作為市場上常見的零食及代餐食品，一直深受消費者喜愛。以小麥粉為主要原料，并輔以油脂、奶粉、雞蛋等，再經攪拌調配、加熱成型、烘焙冷卻等工藝生產制成[6-8]。因餅干方便攜帶與食用，在食品市場上一直受到大眾青睞，但人們對其要求也在逐漸提高，比起傳統高油高糖餅干，具有一定保健功能的餅干更符合健康需求[9-10]。因此，將秋葵粉和青麥仁粉加入面粉中，用異麥芽酮糖醇代替白砂糖，從而使餅干具有一定的功能性，熱量低，避免血糖升高，改善消化不良。通過單因素試驗考查秋葵粉、青麥仁粉、異麥芽酮糖醇及黃油添加量對青麥仁秋葵餅干品質的影響，再利用響應面優化確定餅干的最佳加工工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

速凍青麥仁，無錫青麥源食品有限公司提供；異麥芽酮糖醇，合肥躍泰生物科技有限公司提供；秋葵、低筋面粉、雞蛋、黃油等，均購自宿州大潤發超市。

1.2 設備

電子分析天平，深圳市盛美儀器有限公司產品；多功能高速粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司產品；恒溫鼓風干燥箱，深圳市森宇儀器設備有限公司產品；烤箱，廣州市白云區德寶廚房設備廠產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料預處理

（1）青麥仁粉制備。將冷凍青麥仁在室溫環境下解凍，用水清洗去除雜質后將其均勻平攤于烘盤上，于50 ℃恒溫下烘烤10 h 后取出粉碎，過80 目篩得到青麥仁粉，密封、陰涼條件下保存，備用。

（2）秋葵粉制備。新鮮的秋葵清洗干凈后晾干水分并切成均一的薄片，將其在烘盤上均勻鋪開，于45 ℃恒溫下烘烤10 h 后取出粉碎，過80 目篩得到秋葵粉，密封、陰涼條件下保存，備用。

1.3.2 工藝流程

黃油軟化→攪打→低筋面粉、雞蛋黃、異麥芽酮糖醇進行預混→攪打→添加青麥仁粉、秋葵粉→攪拌均勻→制成面團→靜置→模具成型→烘烤（面火170 ℃，底火150 ℃，時間15 min）→冷卻→成品。

1.3.3 單因素試驗設計

以100 g 低筋面粉為基礎，蛋黃用量25 g，準確稱取異麥芽酮糖醇25 g、黃油30 g，在青麥仁粉添加量15%，秋葵粉添加量5%，6%，7%，8%，9%，10%時探討秋葵粉添加量對餅干感官的影響；準確稱取異麥芽酮糖醇25 g、黃油30 g，在秋葵粉添加量7%，青麥仁粉添加量5%，10%，15%，20%，25%，30%時探討青麥仁粉添加量對餅干感官品質的影響；準確稱取黃油30 g，在青麥仁粉添加量15%，秋葵粉添加量7%，異麥芽酮糖醇用量10，15，20，25，30，35 g 時探討異麥芽酮糖醇用量對餅干感官品質的影響；準確稱取異麥芽酮糖醇25 g，在青麥仁粉添加量15%，秋葵粉添加量7%，黃油用量10，20，30，40，50，60 g 時探討黃油用量對餅干感官品質的影響[2，11-13]。

1.3.4 Box-behnken 響應面試驗設計

在單因素試驗結果分析的基礎上，以秋葵粉添加量（A）、青麥仁粉添加量（B）、異麥芽酮糖醇用量（C）、黃油用量（D）作為自變量設計用感官評分作為餅干品質主要指標的響應面試驗。

試驗設計因素與水平設計見表1。

表1 試驗設計因素與水平設計

1.3.5 感官品質評價標準

組織由50 名男性和50 名女性組成的100 名感官評價員，分別從色澤、外形、組織結構、香氣及口感這5 個方面對青麥仁秋葵餅干進行感官評價。

餅干感官評分標準與細則見表2[10-13]。

表2 餅干感官評分標準與細則

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 秋葵粉添加量的確定

秋葵粉添加量對餅干感官品質的影響見圖1。

圖1 秋葵粉添加量對餅干感官品質的影響

由圖1 可知，當秋葵粉添加量為5%～7%時，餅干的感官評分隨著秋葵粉添加量的增加而逐步提高；當秋葵粉添加量超過了該區間范圍時，餅干的感官評分則隨著秋葵粉添加量的增加而明顯降低。餅干中的秋葵粉含量較少時，餅干的香味不突出且口感風味有所缺陷；秋葵粉含量較高時，餅干色澤則會呈現出焦黃色，還會伴隨有明顯的苦味。綜上，秋葵粉添加量以7%較為適宜。

2.1.2 青麥仁粉添加量的確定青麥仁粉添加量對餅干感官品質的影響見圖2。

圖2 青麥仁粉添加量對餅干感官品質的影響

由圖2 可知，當青麥仁粉添加量為5%～15%時，餅干的感官評分隨著青麥仁粉添加量的增加而明顯升高；當青麥仁粉添加量超出這一區間范圍時，餅干的感官評分則隨著青麥仁粉添加量的增加而明顯下降。餅干中青麥仁粉的含量過少時，餅干無明顯風味，口感較差；青麥仁粉的含量過多時，餅干有較強的異味且顏色過深。綜上，青麥仁粉添加量以15%較為適宜。

2.1.3 異麥芽酮糖醇用量的確定

異麥芽酮糖醇用量對餅干感官品質的影響見圖3。

圖3 異麥芽酮糖醇用量對餅干感官品質的影響

由圖3 可知，當異麥芽酮糖醇用量為10～25 g時，餅干的感官評分隨著異麥芽酮糖醇的添加而明顯上升；當異麥芽酮糖醇用量超過25 g 時，餅干的感官評分則會隨著異麥芽酮糖醇的增加而有所降低。異麥芽酮糖醇用量較低時，餅干無法呈現出明顯的甜味，風味欠佳；異麥芽酮糖醇用量較高時，餅干有顆粒感且過于甜膩。綜上，異麥芽酮糖醇用量以25 g 較為適宜。

2.1.4 黃油用量的確定

黃油用量對餅干感官品質的影響見圖4。

圖4 黃油用量對餅干感官品質的影響

由圖4 可知，當黃油用量為10～30 g 時，餅干的感官評分隨著黃油量的添加而明顯上升；當黃油用量超過這一區間范圍時，餅干的感官評分則隨著黃油用量的增加而明顯下降。黃油用量低于30 g 時，餅干質地較硬，缺乏香味，口感欠佳；黃油用量高于30 g 時，餅干質地過于酥松、油膩，不易成型。綜上，黃油用量以30 g 較為適宜。

2.2 響應面優化結果分析

2.2.1 回歸模型分析

根據Box-behnken 原理，在單因素試驗的基礎上考查秋葵粉添加量（A）、青麥仁粉添加量（B）、異麥芽酮糖醇用量（C）、黃油用量（D）4 個因素間的交互作用對餅干感官品質的影響。依據Design Expert 軟件，對數據進行方差和顯著性分析（見表3）。將數據進行多項擬合，得到回歸方程：

表3 方差分析結果

方差分析結果見表3。

由表3 可知，p 值小于0.000 1，說明回歸模型極顯著；失擬項p 值為0.589 6，大于0.05，不顯著，表明回歸模型符合實際情況，能夠反映響應面值與各因素之間的關系，證明了該方法的可行性。此外，秋葵粉添加量與異麥芽酮糖醇用量的交互作用、青麥仁粉添加量與黃油用量的交互作用都對餅干感官品質的影響極顯著，秋葵粉添加量與青麥仁粉添加量的交互作用、秋葵粉添加量與黃油用量的交互作用、青麥仁粉添加量與異麥芽酮糖醇用量的交互作用影響顯著。各因素二項式影響均極顯著。同時，回歸模型R2大于0.9，為0.950 8，說明各試驗因素能夠對響應面值產生95.08 %的影響，從而較好地描述了響應面值與各因素間的關系[14-15]。

2.2.2 響應面分析

從Design Expert 中可以得到不同因素間的交互作用對餅干感官品質影響的響應面三維圖。

不同因素交互作用對餅干感官品質的影響見圖5。

由圖5 可知，若是響應面圖表面越陡峭，等高線呈現出橢圓形，表明這2 個因素的交互作用對餅干品質的影響顯著；若是曲面較為平緩，等高線呈圓形，則表明這2 個因素的交互作用對餅干品質的影響不明顯[14-15]。由圖5 可知，交互項中，青麥仁粉添加量和異麥芽酮糖醇用量、秋葵粉添加量和異麥芽酮糖醇用量、青麥仁粉添加量和秋葵粉添加量、秋葵粉添加量和黃油用量、青麥仁粉添加量和黃油用量的交互作用對餅干感官品質的影響均較為明顯，與方差分析結果一致。

2.2.3 驗證試驗

結合分析回歸模型，通過響應面軟件可以預測出理論上青麥仁秋葵餅干制作的最佳工藝條件為秋葵粉添加量6.96%，青麥仁粉添加量14.40%，異麥芽酮糖醇用量24.76 g，黃油用量30.03 g，感官評分為92.058 5 分。為了提高試驗的可操作性和可控性，將以上工藝配方進行修正，確定最佳工藝為秋葵粉添加量7%，青麥仁粉添加量14%，異麥芽酮糖醇用量24.8 g，黃油用量30.0 g。在此工藝配方下進行3 次平行試驗，得到的青麥仁秋葵餅干感官評分實際值為93.23 分，與預測值接近。說明通過響應面優化得到的青麥仁秋葵餅干制作配方參數準確可靠并且具有一定的參考意義和實用價值。

3 結論

通過單因素試驗和響應面優化，得到了制作青麥仁秋葵餅干的最優工藝配方為秋葵粉添加量7%，青麥仁粉添加量14%，異麥芽酮糖醇用量24.8 g，黃油用量30.0 g。該配方下制備的青麥仁秋葵餅干口感酥脆、甜度適中并且混有秋葵和青麥仁的獨特風味、清新可口、品質較佳。將秋葵粉和青麥仁粉用于餅干制作中，賦予了餅干特有的風味，同時用異麥芽酮糖醇替代白砂糖，符合當代人對食品低脂低糖、健康營養的需求，賦予了餅干一定的功能性，具有較大的應用價值和開發空間。