周瑩，胡艦，陸煬，戴陽軍

（1.揚州大學(xué)旅游烹飪學(xué)院，江蘇揚州225127；2.常熟理工學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，江蘇常熟215500）

紅糖，又稱片黃糖、紫沙糖，主要分布在廣西和云南等地。它是以甘蔗為原材料，經(jīng)榨汁、澄清、蒸煮，通過石灰法而制成的粗糖[1]。除了糖的作用外，它還含有多種微量元素、維生素和氨基酸[2]，營養(yǎng)豐富。紅糖主要適用于老年人、病情嚴(yán)重者、經(jīng)期不調(diào)者和剛生產(chǎn)完的孕婦吃，具有活血化瘀、緩中止痛、利腸通便、治療體虛等作用[3]。

生姜，別名勾狀指、百辣云，是一種藥食同源的草本科植物。它主要分布在中國的中部和東南部。生姜不僅可以藥用，它還是一種不可或缺的調(diào)味品，它與大蒜和香蔥有著“三大調(diào)料”之美稱[4]。它含有充足的養(yǎng)分，每100克中含有1.3 g蛋白質(zhì)、0.02 mg硫胺素、0.03 mg核黃素、4 mg維生素 C、295 mg鉀、27 mg鈣、1.4 mg鐵、0.34 mg鋅等營養(yǎng)成分[5]。早在《名醫(yī)》一書中就記載過生姜具有治療“傷寒、頭痛、鼻塞、咳嗽”的功效，還可有效祛風(fēng)止寒、終止嘔吐、祛痰順氣[6-7]。不僅如此，生姜還有抗氧化、抑菌、抑制腫瘤的作用[8]。

糯米中含有大量的可供人體生長所必需的養(yǎng)分，如淀粉、碳水化合物和維生素等[9]。經(jīng)常吃糯米可以緩解腹脹、腹瀉、尿頻、脾胃虛弱等癥狀。糯米也是一種很好的營養(yǎng)產(chǎn)品，具有補血、止汗、健脾養(yǎng)胃的功能。

近年來，我國的紅糖制品越來越多樣化，如“益母紅糖”、“阿膠紅糖”等，紅糖制品的研制與開發(fā)已經(jīng)興起了廣泛的熱潮[10]。梅芳等[11]通過在牛奶中加入紅糖和生姜汁研制生姜紅糖牛奶，并對其生產(chǎn)工藝進行了探討。傅鋒等[12]以紅糖和生姜為原料，探究了微波干燥生姜紅糖果脯的工藝。陳文文[13]以紅糖、紅棗以及生姜提取物為材料進行復(fù)合飲料研制。

鑒于加工設(shè)備的不完善以及加工方法的局限性，紅糖類餅干、紅糖類脆片的研究還比較少，因此紅糖類脆片產(chǎn)品的研發(fā)勢必有廣闊的市場前景。本試驗以紅糖脆片糕的感官評分和脆度為評價指標(biāo)，對豬油、紅糖粉、生姜粉及水的添加量進行單因素試驗，采用響應(yīng)面設(shè)計法對紅糖脆片糕的配方進行優(yōu)化，通過壓差膨化技術(shù)制作紅糖脆片糕并得到紅糖脆片糕的最優(yōu)工藝參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅糖：河北糖業(yè)煙酒有限公司；生姜粉：亳州寶豐食品廠；糯米粉：如東寶龍食品廠；豬油：成都合利旺油脂有限公司，以上試驗材料均符合國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

1011QB型烘烤箱：上海封騰電子有限公司；Blixer 2型食品高速打碎機：山東野步貿(mào)易有限公司；M-07型手持式攪拌混合機：浙江森鑫電子商務(wù)有限公司；ZGF100型負(fù)壓干燥控制系統(tǒng)：山東登月紅景天有限公司；TA.XIA-05型質(zhì)構(gòu)分析儀：上海普慧實業(yè)發(fā)展有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 加工方法

1.2.1.1 工藝流程

原料預(yù)處理→混合、攪拌→壓?！o置→切片→負(fù)壓干燥→成品→檢測

1.2.1.2 操作要點

1）紅糖磨粉：將紅糖鋪平在已烘干的烤盤上，放進55℃的萬能蒸烤箱中烘烤2 h，用80目篩子將顆粒細的紅糖粉篩下來，獲得紅糖粉。

2）加料混合、攪拌：將適量紅糖粉、生姜粉、水和預(yù)先融化好的豬油混合，用手持式攪拌機將其充分?jǐn)嚢杈鶆?，再?∶1（質(zhì)量比）的比例倒入預(yù)先稱量好的糯米粉中，用食品切碎攪拌機將其攪拌混合均勻，10 s后取出，制成紅糖糯米粉。

3）壓模：在模具中放入保鮮袋，稱取180 g調(diào)配好的紅糖糯米粉放入模具進行壓模，室溫靜置40 h。

4）切片、干燥：40小時后取出模具中的紅糖生姜脆片塊，將其切成厚度為3 mm的片狀，在烤盤上擺放好，放入負(fù)壓干燥箱中進行負(fù)壓干燥，3小時后取出，得到成品。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計

選取豬油添加量、紅糖粉添加量、生姜粉添加量、水添加量為主要影響因素，紅糖脆片糕的脆度、感官評分為測定標(biāo)準(zhǔn)，對紅糖脆片糕制作工藝進行研究。

1.2.2.1 豬油添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取紅糖粉100 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品攪拌機。保證試驗條件不變的情況下，分別加入 11、13、15、17、19 g的豬油，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對其進行感官評價和脆度檢測。

1.2.2.2 紅糖粉添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品攪拌機。保證試驗條件不變的情況下，分別加入40、60、80、100、120 g的紅糖粉，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對其進行感官評價和脆度檢測。

1.2.2.3 生姜粉添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，紅糖粉100 g，水20 g，放入食品攪拌機。保證試驗條件不變的情況下，分別加入4、5、6、7、8 g的生姜粉，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對其進行感官評價和脆度檢測。

1.2.2.4 水添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

每組精準(zhǔn)稱取豬油15 g，紅糖粉100 g，生姜粉5 g，放入食品攪拌機。保證試驗條件不變的情況下，分別加入 14、17、20、23、26 g的水，按照加工流程制成最終產(chǎn)品，對其進行感官評價和脆度檢測。

1.2.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計

通過單因素試驗所得出的結(jié)果，選擇豬油添加量、紅糖粉添加量、水的添加量這3個對紅糖脆片糕品質(zhì)有較大影響的因素進行優(yōu)化設(shè)計。利用Box-Behnken的中心組合設(shè)計原理[14]，以紅糖脆片糕的感官評分和脆度為標(biāo)準(zhǔn)，以豬油添加量（A）、紅糖粉添加量（B）、水的添加量（C）為變量，將感官評分（Y1）和脆度（Y2）作為響應(yīng)值，并以此建立響應(yīng)模型，對紅糖脆片糕最佳工藝配方進行分析并對其做出預(yù)測。試驗因素水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis experiments

1.3 紅糖脆片糕品質(zhì)的測定與檢驗

1.3.1 紅糖脆片糕質(zhì)構(gòu)特性的測定

使用TA.XIA-05型質(zhì)構(gòu)分析儀，選用P2.5球形探頭，測試速度為1 mm/s、下壓距離為3 mm、壓縮比為20%。選取一塊完整的紅糖脆片糕平行放置在測試臺上，對其進行脆度測定，重復(fù)測定3次，最后取其平均值。

1.3.2 微生物檢驗方法

1.3.2.1 菌落總數(shù)的測定

菌落總數(shù)的測定參考GB/T 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》。

1.3.2.2 大腸菌群的測定

大腸菌群的測定參考GB/T 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)食品微生物學(xué)檢驗大腸菌群計數(shù)》。

1.3.3 紅糖脆片糕感官評價指標(biāo)

組織一個10人有品評經(jīng)驗的食品專業(yè)人員評價小組，每個人對紅糖脆片糕的組織狀態(tài)、色澤、口感、香氣這4個感官指標(biāo)進行感官評價，取其平均值形成最終感官評分。品評時，應(yīng)在自然光源下觀察產(chǎn)品，并對產(chǎn)品的組織狀態(tài)和色澤進行打分，然后聞其氣味，對產(chǎn)品的香氣打分，最后品嘗，給產(chǎn)品的口感打分，注意品評每個樣品前要用純凈水漱口。感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 紅糖脆片糕感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

續(xù)表2 紅糖脆片糕感官評分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 豬油添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

豬油添加量對感官評分和脆度的影響見圖1。

圖1 豬油添加量對感官評分和脆度的影響Fig.1 Effect of lard addition on the sensory score and crispness

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，隨著豬油添加量的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評分和脆度呈先升高后下降的趨勢，當(dāng)豬油添加量在13 g～17 g范圍內(nèi)時，紅糖脆片糕的感官評分和脆度較好。當(dāng)豬油添加量較少時，紅糖脆片糕的口感較為堅硬、不酥脆；豬油添加量較多時，則會導(dǎo)致紅糖脆片糕太過酥松而易散碎。綜合上述分析，當(dāng)豬油添加量為15 g左右時，紅糖脆片糕的品質(zhì)較好。

2.1.2 紅糖粉添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

紅糖粉添加量對感官評分和脆度的影響見圖2。

圖2 紅糖粉添加量對感官評分和脆度的影響Fig.2 Effect of brown powder sugar addition on the sensory score and crispness

圖2顯示，隨著紅糖粉添加量的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評分和脆度先不斷上升，然后又表現(xiàn)為下降，當(dāng)紅糖粉添加量在100 g左右時，紅糖脆片糕的感官評分和脆度最優(yōu)。當(dāng)紅糖粉添加量較少時，紅糖的甜味不足，色澤也較淺，使紅糖脆片糕品質(zhì)變差；紅糖粉添加量太多時，遮蓋了生姜粉的辣味，同時，顏色變得太深，也會致使紅糖脆片糕口感和質(zhì)地下降。故當(dāng)紅糖粉的添加量在100 g左右時，紅糖脆片糕品質(zhì)最佳。

2.1.3 生姜粉添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

生姜粉添加量對感官評分和脆度的影響見圖3。

圖3 生姜粉添加量對感官評分和脆度的影響Fig.3 Effect of ginger powder addition on the sensory score and crispness

從圖3中可以發(fā)現(xiàn)，生姜粉添加量對紅糖脆片糕感官評分和脆度都沒有較大的影響。隨著生姜粉添加量的不斷升高，紅糖脆片糕的感官評分和脆度變化形勢較不明顯，趨于平緩。綜合上述分析，得出生姜粉的添加量對紅糖脆片糕感官評分和脆度沒有顯著影響。

2.1.4 水添加量對紅糖脆片糕品質(zhì)的影響

外源性傳承人顧名思義即源于外族而并非本來就承繼有相應(yīng)的技藝的傳承人，他們長時間地專注于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的鉆研，對其進行保護以供自己使用，并在這項事業(yè)中投入了自己大量的心血和智慧。外源性傳承人通常具有創(chuàng)造性，他們對某些瀕臨消亡的非物質(zhì)文化遺產(chǎn)進行采集、整理、加工和完善，從而使自己的靈魂與該非物質(zhì)文化遺產(chǎn)水乳交融。比如王洛賓，他對我國西部地區(qū)的山歌進行了搜集、整理，同時將自己對山歌的理解和感悟以獨特的創(chuàng)造力融入其所掌握的知識之中而被人們稱為西部歌王。

水添加量對感官評分和脆度的影響見圖4。

圖4 水添加量對感官評分和脆度的影響Fig.4 Effect of water addition on the sensory score and crispness

從圖4中可以看出，隨著水的不斷添加，紅糖脆片糕的感官評分和脆度變化趨勢是先上升，在到達最高點后，又迅速下降。當(dāng)添加量在20 g左右時，紅糖脆片糕的感官評分和脆度都較好。當(dāng)水的添加量較少時，會導(dǎo)致紅糖脆片糕口感干硬；而水添加量較多時，則紅糖脆片糕會過于松散易碎。綜上，水添加量在20 g左右時，紅糖脆片糕品質(zhì)最優(yōu)。

2.2 工藝優(yōu)化試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

2.2.1 響應(yīng)曲面試驗結(jié)果

使用Design-Expert 8.05b軟件進行試驗數(shù)據(jù)處理，通過單因素試驗結(jié)果，根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理，選取豬油添加量（A）、紅糖粉添加量（B）、水添加量（C）為變量，以感官評分（Y1）和脆度（Y2）為響應(yīng)值，建立響應(yīng)曲面回歸模型。響應(yīng)面分析試驗方案及結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面分析試驗方案及結(jié)果Table 3 Program and experimental results of response surface design

2.2.2 響應(yīng)曲面回歸方程分析

回歸方程方差分析表見表4。

表4 回歸方程方差分析表Table 4 Analysis results of regression and variance

續(xù)表4 回歸方程方差分析表Continue table 4 Analysis results of regression and variance

對試驗進行回歸分析，得到感官評分Y1的二次多項式模型為：Y1=91.52+3.62A-1.96B-1.71C-0.60AB+0.35AC+1.87BC-6.20A2-9.32B2-9.57C2，得到脆度 Y2的二次多項式模型為：

由結(jié)果可知：對感官評分Y1進行優(yōu)化時，可得A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，紅糖脆片糕感官評分為92.260 6。對脆度Y2進行優(yōu)化時，可得A=14.94 g，B=95.30 g，C=20.36 g，紅糖脆片糕脆度為2 197.11。根據(jù)回歸方程方差分析表，Y2的P=0.006 2，而Y1的P＜0.000 1，因此基于感官評分Y1建立的二次多項回歸方程模型較脆度Y2的更具顯著性。所以最終取由感官評分優(yōu)化的結(jié)果，即 A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，紅糖脆片糕感官評分為92.260 6。

2.2.3 響應(yīng)曲面3D圖分析

2.2.3.1 感官評分3D圖分析

各兩因素交互作用對紅糖脆片糕感官評分影響的響應(yīng)曲面見圖5。

圖5 各兩因素交互作用對紅糖脆片糕感官評分影響的響應(yīng)曲面Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions between every two factors on the sensory scores of brown sugar crisp cake

圖5反映出當(dāng)水添加量、紅糖粉添加量和豬油添加量三因素之一取零水平時，其他兩個因素對紅糖脆片糕感官評分的影響。

1）當(dāng)水添加量取零水平時，豬油添加量保持不變，隨紅糖粉添加量的增長，紅糖脆片糕的感官評分呈現(xiàn)一條拋物線，呈先升高后下滑的趨向；紅糖粉添加量保持不變，隨豬油添加量逐漸增長，感官評分則呈一條弧線，呈現(xiàn)先升高后下滑的趨勢。

2）當(dāng)紅糖粉添加量取零水平時，豬油添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的感官評分呈拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。當(dāng)水的添加量保持不變時，隨著豬油添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)成圓滑的弧線，呈先增加后降低。

3）當(dāng)豬油添加量取零水平時，紅糖粉添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的感官評分為一條拋物線，表現(xiàn)為先升高后降低的狀態(tài)。水的添加量保持不變，隨著紅糖粉的不斷添加，感官評分為拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。

2.2.3.2 脆度3D圖分析

各兩因素交互作用對紅糖脆片糕脆度影響的響應(yīng)曲面見圖6。

圖6反映出當(dāng)水添加量、紅糖粉添加量和豬油添加量三因素之一取零水平時，其他兩個因素對紅糖脆片糕脆度的影響。

1）當(dāng)水添加量取零水平時，豬油添加量保持不變，隨紅糖粉添加量的增長，紅糖脆片糕的脆度呈現(xiàn)一條弧線，呈先升高后下滑的趨向；紅糖粉添加量保持不變，隨豬油添加量逐漸增長，脆度則呈弧線型，呈現(xiàn)先上升后下滑的狀態(tài)。

2）當(dāng)紅糖粉添加量取零水平時，豬油添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的脆度呈拋物線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。當(dāng)水的添加量保持不變時，隨著豬油添加量的增加，脆度呈現(xiàn)成拋物線的形態(tài)，呈先增加后降低。

3）當(dāng)豬油添加量取零水平時，紅糖粉添加量保持不變，隨著水的添加量的增加，紅糖脆片糕的脆度為一條拋物線，表現(xiàn)為先升高后降低的狀態(tài)。水的添加量保持不變，隨著紅糖粉的不斷添加，脆度為一條弧線，表現(xiàn)為先增加后降低的趨向。

2.2.4 驗證試驗

結(jié)合實際操作條件，最終優(yōu)化的制作工藝參數(shù)為：豬油添加量為16 g，紅糖粉添加量為98 g，水添加量為20 g。為了驗證模型的準(zhǔn)確性，在優(yōu)化工藝條件下重復(fù)試驗3次，此時測得紅糖脆片糕的感官評分為93.28分，脆度指標(biāo)為2 315.8 gf，與試驗時所得的數(shù)據(jù)基本相符，感官評分誤差為1.1%，說明該組參數(shù)可以應(yīng)用于實踐。微生物指標(biāo)檢出所含菌落總數(shù)為1.6×102cfu/g，大腸菌群未檢出，即大腸菌群呈陰性，產(chǎn)品達到國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

本試驗首先通過單因素試驗，確定豬油添加量、紅糖粉添加量及水添加量為主要影響因素，以紅糖脆片糕的脆度、感官評分為測定標(biāo)準(zhǔn)，對紅糖脆片糕制作工藝進行研究。測得3個因素分別在11 g～19 g、40 g～120 g、14 g～26 g范圍內(nèi)時感官評價和脆度結(jié)果最佳。然后，建立以感官評價和脆度為響應(yīng)值的三因素三水平響應(yīng)面模型，進行紅糖脆片糕的最佳制作工藝配方優(yōu)化。最后對測試數(shù)據(jù)進行方差分析，得到紅糖脆片糕的最佳工藝參數(shù)：豬油添加量為16 g、紅糖粉添加量為98 g、水添加量為20 g，在此條件下紅糖脆片糕的感官評分為93.28分，脆度指標(biāo)為2 315.8 gf，大腸菌群呈陰性。