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        響應(yīng)面法優(yōu)化馬鈴薯重組米生產(chǎn)工藝

        2019-12-02 07:53:52劉文銳肖志剛賈永昊朱鵬
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2019年21期
        關(guān)鍵詞:評(píng)價(jià)

        劉文銳,肖志剛,賈永昊,申 縉,馬 暢,朱鵬

        (沈陽師范大學(xué) 糧食學(xué)院,遼寧沈陽 110034)

        0 引言

        馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富,新鮮馬鈴薯中含有20%左右的淀粉、1.5%~2.3%的蛋白質(zhì)、0.1%~1.1%的脂肪、0.6%~0.8%的粗纖維,以及鉀、鐵、鈣、硒等礦物質(zhì)和維C、B 族維生素等豐富的營(yíng)養(yǎng)成分[1]。隨著國家馬鈴薯主食戰(zhàn)略的推進(jìn),預(yù)計(jì)到2020 年30%以上的馬鈴薯原料將作為主食消費(fèi),把馬鈴薯加工成饅頭、面條、米粉等主食產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)馬鈴薯由菜用消費(fèi)向主食消費(fèi)的轉(zhuǎn)變。目前,對(duì)于馬鈴薯主食類產(chǎn)品的研究多集中于馬鈴薯饅頭、馬鈴薯面條等面制品[2-5],對(duì)于馬鈴薯重組米的相關(guān)研究較少。重組米,又稱擠壓人造米,是指以淀粉類原料為主體,經(jīng)擠壓熟化、切割、干燥制成與天然大米相似之顆粒。研究以馬鈴薯全粉、粳米粉和米糠為主要原料,采用雙螺桿擠壓重組技術(shù)生產(chǎn)馬鈴薯重組米,采用三因素三水平的響應(yīng)面分析方法,以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo),對(duì)馬鈴薯重組米的生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,旨在為馬鈴薯重組米產(chǎn)品的開發(fā)提供數(shù)據(jù)支撐[6]。

        1 材料與方法

        1.1 主要材料

        粳米粉,市售;馬鈴薯全粉,承德魁仙有限公司提供;單甘脂,河南恩苗食品有限公司提供。

        1.2 主要儀器與設(shè)備

        DS56-Ⅲ型雙螺桿擠壓膨化機(jī),濟(jì)南賽信機(jī)械有限公司產(chǎn)品; ESJ120-4B 型電子天平,沈陽龍騰電子有限公司產(chǎn)品;DHG-9146A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1 馬鈴薯重組米制備方法

        工藝流程:碎米粉、馬鈴薯全粉、米糠→混合→擠壓→切割造?!稍铩R鈴薯重組米。

        原料配比:米粉80%,馬鈴薯全粉15%,米糠5%。

        1.3.2 馬鈴薯重組米感官品質(zhì)評(píng)價(jià)方法

        參考GB/T 15682-2008 和張輝[7]的方法,對(duì)重組米進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

        感官評(píng)價(jià)=米粒評(píng)價(jià)×30% +米飯?jiān)u價(jià)×70%。

        米飯感官評(píng)價(jià)指標(biāo)見表1,米粒感官評(píng)價(jià)指標(biāo)見表2。

        表1 米飯感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

        表2 米粒感官評(píng)價(jià)指標(biāo)

        2 結(jié)果與分析

        2.1 模型建立與方差分析

        選取對(duì)馬鈴薯重組米品質(zhì)影響較大的原料水分含量、擠壓溫度、螺桿轉(zhuǎn)速進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)分析,-1,0,1 分別代表自變量的高、中、低水平,研究其對(duì)馬鈴薯重組米感官品質(zhì)的影響,確定擠壓最佳工藝條件。

        擠壓工藝因素水平見表3。

        表3 擠壓工藝因素水平

        應(yīng)用Design Expert 軟件中的Central Composite 模型設(shè)計(jì),選用中心復(fù)合模型,共有14 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn),其中8 個(gè)為析因點(diǎn)、6 個(gè)為零點(diǎn),以螺桿轉(zhuǎn)速、擠壓溫度、原料水分含量為自變量,以感官評(píng)價(jià)為響應(yīng)值,進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

        響應(yīng)面設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果見表4。

        表4 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與試驗(yàn)結(jié)果

        由Design Expert 軟件求得感官評(píng)價(jià)回歸方程:

        感官評(píng)價(jià)回歸方程方差分析見表5。

        表5 感官評(píng)價(jià)回歸方程方差分析

        由表5 可知,回歸模型極顯著(p<0.01),模型與試驗(yàn)值擬合程度較好,可較好地預(yù)測(cè)馬鈴薯復(fù)配米最佳工藝條件,自變量X1,X2,X3,交互項(xiàng)X1X2,X1X3,X2X3對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)得分影響極顯著(p<0.01),這表明螺桿轉(zhuǎn)速、擠壓溫度、原料水分含量3 個(gè)因素對(duì)馬鈴薯重組米感官品質(zhì)都有顯著的影響,通過回歸系數(shù)絕對(duì)值進(jìn)行分析,3 個(gè)因素對(duì)重組米感官品質(zhì)影響大小的順序?yàn)樵纤趾浚韭輻U轉(zhuǎn)速>擠壓溫度。

        2.2 因素交互作用

        為直觀顯示因素交互作用對(duì)馬鈴薯重組米感官品質(zhì)的影響,根據(jù)回歸方程分析結(jié)果,利用響應(yīng)面模型,作出相應(yīng)的曲面圖,其中1 個(gè)因素固定,使另外2 個(gè)因素交互作用形成響應(yīng)曲面圖。

        兩因素交互作用響應(yīng)面見圖1。

        圖1 兩因素交互作用響應(yīng)面

        由圖1 可知,原料水分含量固定為35.04%條件下,擠壓溫度的曲面較為平緩,螺桿轉(zhuǎn)速的曲面較陡,說明螺桿轉(zhuǎn)速比擠壓溫度對(duì)重組米感官評(píng)價(jià)的影響顯著;在螺桿轉(zhuǎn)速固定為220 r/min 的條件下,水分的曲面較陡,擠壓溫度的曲面較平緩,說明水分比溫度對(duì)重組米感官評(píng)價(jià)的影響顯著;在擠壓溫度固定為130 ℃的條件下,水分的曲面較陡,螺桿轉(zhuǎn)速的曲面較平緩,說明水分比螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)重組米感官評(píng)價(jià)的影響顯著。

        3 結(jié)論

        通過響應(yīng)面法對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,經(jīng)驗(yàn)證后得到最佳擠壓工藝條件為螺桿轉(zhuǎn)速220 r/min,擠壓溫度130 ℃,原料水分含量35.04%,此條件下所得馬鈴薯重組米品質(zhì)最佳。

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