◎ 曹久萍，郝晨瑩，崔 婷，李 茜，丁志剛

（安徽科技學院食品工程學院，安徽 鳳陽 233100）

隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，由精面粉制作的食物口感細膩，得到了大部分人的喜愛，使得“文明病”趁虛而入。因此，有必要在日常飲食中增加膳食纖維的攝入量，以預防“文明病”，保證身體的健康[1]。19世紀80年代，德國人在研究中提出“粗纖維”一詞，之后世界各國對纖維素的各個特性進行了廣泛研究。尤其是使用膳食纖維制作食品，各種膳食纖維食品應運而生，膳食纖維飲料、膳食纖維面包、膳食纖維餅干等也逐漸走入人們的生活。時至今日，隨著對膳食纖維研究的深入，越來越傾向于對高品質、低價格的膳食纖維的研究，而玉米膳食纖維就是一種高品質、低價格的膳食纖維。

我國是一個玉米種植大國，以玉米為原料的農副產(chǎn)品眾多[2]。玉米膳食纖維的提取不但可以減少玉米產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)品的浪費，而且對環(huán)境的保護有著不可忽視的作用。玉米膳食纖維的添加，不僅可以使餅干具有預防“文明病”的功能特性，而且合適比例的膳食纖維還可以對餅干的風味與口感起到優(yōu)化作用，提高餅干的品質。

本試驗主要以感官品質為指標，通過研究黃油添加量、玉米膳食纖維粉添加量、糖粉添加量以及紅薯淀粉添加量的單因素和響應面分析，以確定高玉米膳食纖維餅干的最優(yōu)配方，并對最優(yōu)配方進行驗證性試驗。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

1.1.1 主要材料

低筋面粉、糖粉、黃油、雞蛋、玉米膳食纖維粉和食用鹽，均為市售。

1.1.2 主要儀器設備

電子天平：PL6001-L 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司。遠紅外線食品烘爐：PL-4廣東恒聯(lián)食品機械有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 配方

低筋面粉100%、糖粉40%、黃油40%、雞蛋黃10%、玉米膳食纖維粉6%、食用鹽2%以及紅薯淀粉5%。

1.2.2 工藝流程

原料→稱量預混→黃油→水浴軟化→放入預混好的原料→揉制面團→將面團搟至2～3 mm厚→壓模成型→焙烤→冷卻→成品。

1.2.3 操作要點

（1）預混。將稱量好的低筋面粉、玉米膳食纖維粉、糖粉和食用鹽放入盆中混合均勻，放置備用。

（2）黃油軟化。將稱量好的黃油放入不銹鋼小盆中，將小盆置于55 ℃左右的溫水中水浴軟化至液態(tài)。

（3）和制面團。將預混好的原料倒入已經(jīng)融化成液體的黃油中，再加入雞蛋黃1個，揉制3 min左右（至面團表面起酥），面團成型后室溫下靜置5 min，便于餅干成型。

（4）壓膜成型。將面團放在不銹鋼工作臺臺面，輥軋成型，以增加可塑性。為保證餅干表明的平整，防止餅干開裂，在面團上面鋪一層保鮮膜，隔著保鮮膜用搟面杖將面團搟至1～2 mm，之后用模具成型。

（5）焙烤。在烤盤上鋪一層防油紙，將成型好的餅干整齊的排放在烤箱內的防油紙上，將烤盤放入烤箱中以上火溫度180 ℃、底火溫度170 ℃烤制16 min。

（6）冷卻。將烤制完成的餅干冷卻至室溫。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗設計

以1.2.1配方為基礎，其他因素不變，分別改變黃油添加量（30%、35%、40%、45%和50%）、玉米膳食纖維粉添加量（2%、4%、6g、8%和10%）、糖粉添加量（20%、30%、40%、50%和60%）和紅薯淀粉添加量（1%、3%、5%、7%和9%），研究其對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響[3-4]。

1.3.2 響應面試驗設計

根據(jù)單因素試驗結果，采用Box-Behnken試驗表進行4因素3水平進行響應面試驗。

1.4 感官指標評分方法

本次試驗的感官評分采用百分制評分標準。評分小組由10人組成，按照表1評分標準對餅干的各項指標進行打分，最后取平均值為該餅干的最終得分。感官品質評定標準見表1[5-7]。

表1 感官品質評定標準表

2 結果與分析

2.1 單因素試驗分析

2.1.1 黃油添加量的確定

以配方1.2.1為基礎，只改變黃油添加量，以研究黃油添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響，并分析其原因。黃油具有特殊的香甜味，無論對面團的品質還是餅干的品質都有影響[8]。黃油添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響見圖1。

圖1 黃油添加量對高玉米膳食纖維餅干品質的影響圖

由圖1可知，隨著黃油添加量的增加，高玉米膳食纖維餅干的感官品質呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在黃油添加量為35%時感官品質達到最高值。黃油添加量在30%時，面團略干，但餅干可以成型，烤制出來的餅干黃油香味較淡。當黃油添加量為超過35%后，面團過軟，使得餅干不易成型，且餅干口感油膩。因此，黃油添加量為30%～40%時最適合。

2.1.2 玉米膳食纖維粉添加量

玉米膳食纖維粉添加量會影響餅干的質地與口感[9]，國內的膳食纖維餅干中膳食纖維含量為2%～3%。以配方1.2.1為基礎，只改變玉米膳食纖維粉添加量，以研究玉米膳食纖維粉添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響，結果如圖2所示。

圖2 玉米膳食纖維粉添加量對高玉米膳食纖維餅干品質的影響圖

由圖2可知，隨著玉米膳食纖維粉添加量的增加，餅干的感官品質先上升后下降，玉米膳食纖維粉添加量為6%時，餅干的感官品質最好。玉米膳食纖維粉添加量為2%、4%時，餅干口感的酥脆度不足，且餅干的色澤泛白。當玉米膳食纖維粉添加量為10%時，由于玉米膳食纖維粉的吸水性，導致餅干口感過硬，玉米膳食纖維粉吸水后的顏色為褐色，導致了餅干色澤較深，且餅干的斷面有略微分層現(xiàn)象。因此，認為玉米膳食纖維粉的添加量為4%～8%時最佳。

2.1.3 糖粉添加量

以配方1.2.1為基礎，只改變糖粉添加量，以研究糖粉添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響，并分析其原因。糖粉添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響如圖3所示。

圖3 糖粉添加量對高玉米膳食纖維餅干品質的影響圖

由圖3可知，隨著糖粉添加量的增加，餅干的感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。當糖粉的添加量為20%～30%時，餅干甜味太淡，餅干的感官評分較低，糖粉添加量為50%～60%時，餅干的口感有甜膩感。糖粉主要是為了增加餅干的甜味，保證餅干的口感，且糖粉較砂糖更易溶解。因此，認為糖粉添加量為30%～40%時，最適合制作高玉米膳食纖維餅干。

2.1.4 紅薯淀粉添加量

紅薯淀粉可以阻止面團內面筋的形成，降低餅干的韌性，使餅干的口感更加酥脆，紅薯淀粉添加量會影響餅干的結構[10]。以配方1.2.1為基礎，只改變紅薯淀粉添加量，以研究紅薯淀粉添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響，并分析其原因。紅薯淀粉添加量對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響見圖4。

圖4 紅薯淀粉添加量對高玉米膳食纖維餅干品質的影響圖

由圖4可以看出，隨著紅薯淀粉添加量的增加，餅干的感官評分呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，當紅薯淀粉添加量為7%時感官最好。紅薯淀粉添加量為1%～3%時餅干口感略硬，酥脆感不強。紅薯淀粉添加量過高會使高玉米膳食纖維餅干組織架構松散影響高玉米膳食纖維餅干的品質[10]。因此，認為紅薯淀粉添加量為5%～9%時，最適合制作高玉米膳食纖維餅干。

2.2 響應面優(yōu)化試驗

2.2.1 響應面優(yōu)化試驗結果

以單因素試驗結果為基礎，采用Design-Expert 8.0.5軟件，根據(jù)單因素試驗結果，以黃油添加量、玉米膳食纖維粉添加量、糖粉添加量、紅薯淀粉添加量為自變量，以單因素試驗結果的最優(yōu)水平及其相鄰水平為響應面試驗的因素水平[11]。以高玉米膳食纖維餅干的感官品質為響應值，設計4因素3水平共29組響應點試驗，確定高玉米膳食纖維餅干的最優(yōu)配方。響應面試驗因素水平見表2。

表2 響應面試驗因素水平表

表3 感官評分響應面試驗方案及結果表

2.2.2 模型方差分析

利用軟件對表3的試驗結果進行多元回歸擬合，得到高玉米膳食纖維餅干的感官評分對黃油添加量（A）、玉米膳食纖維粉添加量（B）、糖粉添加量（C）、紅薯淀粉添加量（D）的二次多元回歸方程：感官評分=86.40-0.25A+0.33B-1.08C+0.50D+2.25AB-1.00AC+0.000AD+0.25BC+0.50BD+0.50CD-4.74A2-4.37B2-3.49C2-2.87D2[12]。

由表4可知，糖粉添加量對感官評分的影響為極顯著（p＜0.01），紅薯淀粉添加量對感官評分的影響為顯著（p＜0.05）。各因素在試驗取值范圍內對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響大小順序為糖粉添加量（C）＞紅薯淀粉添加量（D）＞玉米膳食纖維粉添加量（B）＞黃油添加量（A）。由方差分析還可知：黃油添加量（A）的二次項、玉米膳食纖維粉添加量（B）的二次項、糖粉添加量（C）的二次項、紅薯淀粉添加量（D）的二次項、黃油添加量與玉米膳食纖維粉添加量的交互項（AB）、黃油添加量與糖粉添加量的交互項（AC）對響應值的影響為極顯著，其他項對響應值的影響均不顯著。

表4 高玉米膳食纖維餅干試驗模型回歸系數(shù)顯著性檢驗結果表

2.2.3 響應面分析

圖5～圖10為黃油添加量、玉米膳食纖維粉添加量、糖粉添加量和紅薯淀粉添加量兩兩交互作用對感官評分的響應面和等高線圖。等高線圖的形狀表示兩個因素交互作用的強弱[13]。

黃油添加量和玉米膳食纖維粉添加量的交互作用如圖5所示，隨著黃油添加量的增加，高玉米膳食纖維餅干的感官評分呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢。從響應面3D立體圖可以看出，響應面突起嚴重，說明了黃油添加量和玉米膳食纖維粉添加量對餅干感官品質的影響較大，等高線呈現(xiàn)橢圓形，說明這兩個因素之間的交互作用明顯。從圖5中可以看出黃油添加量在33.4%～36.6%，且玉米膳食纖維粉添加量在5.40%～6.50%時高玉米膳食纖維餅干的感官品質最好。

圖5 黃油添加量和玉米膳食纖維粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

由圖6的等高線圖中可以看出，等高線呈現(xiàn)出橢圓形，二者之間的交互作用明顯。在響應面立體圖中可以看出糖粉添加量的曲線較黃油添加量的曲線平緩，說明黃油添加量對交互作用的影響比糖粉添加量大。從圖中可以看出黃油添加量在33.5%～36.8%，且糖粉添加量在34.6%～41.5%時感官品質最好。

圖6 黃油添加量和糖粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

由圖7的等高線圖可以看出等高線接近圓形，二者之間的交互作用不明顯。在響應面立體圖中可以看出紅薯淀粉添加量的曲線較黃油添加量的曲線平緩，說明黃油添加量對交互作用的影響比紅薯淀粉添加量大。從圖中可以看出黃油添加量在33.6%～36.2%，且紅薯淀粉添加量在6.20%～7.80%時感官品質最好。

圖7 黃油添加量和紅薯淀粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

由圖8的等高線圖可以看出等高線接近圓形，二者之間的交互作用不明顯。在響應面立體圖中可以看出紅薯淀粉添加量的曲線與黃油添加量的曲線彎曲度相接近，說明玉米膳食纖維粉添加量對于交互作用的影響與糖粉添加量對交互作用的影響相接近。從圖中可以看出玉米膳食纖維粉添加量在5.40%～6.70%，且糖粉添加量在34.4%～42.2%時高玉米膳食纖維餅干的感官品質最好。

圖8 玉米膳食纖維粉添加量和糖粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

由圖9的等高線圖中可以看出等高線接近圓形，二者之間的交互作用不明顯。在響應面立體圖中可以看出紅薯淀粉添加量的曲線較玉米膳食纖維粉添加量的曲線平緩，說明玉米膳食纖維粉添加量對于交互作用的影響大于紅薯淀粉添加量對交互作用的影響。從圖中可以看出玉米膳食纖維粉添加量在5.50%～6.80%，且紅薯淀粉添加量在6.5%～8.0%時高玉米膳食纖維餅干的感官品質最好。

圖9 玉米膳食纖維粉添加量和紅薯淀粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

由圖10的等高線圖可以看出等高線接近橢圓形，二者之間的交互作用較明顯。在響應面立體圖中可以看出紅薯淀粉添加量的曲線較黃油添加量的曲線平緩，說明糖粉添加量對于交互作用的影響比紅薯淀粉添加量對交互作用的影響更大。從圖中可以看出糖粉添加量在34.5%～43.0%，且紅薯淀粉添加量在6.4%～8.0%時高玉米膳食纖維餅干的感官品質最好[14]。

圖10 糖粉添加量和紅薯淀粉添加量交互作用對感官評分的響應面和等高線圖

2.2.4 感官評分響應面分析及最優(yōu)配方的確定

從圖中可以看出，感官評分的響應面呈拋物線狀，說明存在最高值，則回歸方程有最大值。經(jīng)過Design-Expert 8.0.5軟件的分析知，高玉米膳食纖維餅干的最優(yōu)配方是在基礎配方的基礎上：黃油添加量34.99%、玉米膳食纖維粉添加量6.08%、糖粉添加量38.53%以及紅薯淀粉添加量7.16%時，感官評分89.51分[15]。根據(jù)最優(yōu)配方，做3組驗證性試驗，制作出的餅干試驗結果如表5所示。

表5 最優(yōu)配方驗證結果表

由表5可知，使用最優(yōu)配方制作的高玉米膳食纖維餅干的感官評分為89.33分，與預測值89.51分相接近，進一步驗證了試驗結果。且由該配方制作出的餅干，口感酥脆、色澤誘人、表面光滑，較其他試驗組所制作的餅干感官品質更加優(yōu)良。

3 結論

本試驗是在單因素試驗結果的基礎上設計響應面試驗，進一步分析黃油添加量、玉米膳食纖維粉添加量、糖粉添加量以及紅薯淀粉添加量之間的交互作用對高玉米膳食纖維餅干感官品質的影響。并通過Design-Expert 8.0.5軟件研究4個因素對感官評分的回歸模型，經(jīng)驗證，該回歸模型合理可靠，得出高玉米膳食纖維餅干的最優(yōu)配方：低筋面粉100%、黃油添加量34.99%、玉米膳食纖維粉添加量6.08%、糖粉添加量38.53%、紅薯淀粉添加量7.16%、食用鹽2%、雞蛋黃10%。