＊蘇超 李天一 高婷 戴文娜 張爽 許華方

（1.蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院蕪湖市生命健康工程技術(shù)研究中心 安徽 241000 2.南京衛(wèi)崗乳業(yè)有限公司 江蘇 210000）

引言

黑木耳[1]是著名的山珍，可食、可藥、可補(bǔ)，中國(guó)老百姓餐桌上久食不厭，有“素中之葷”之美譽(yù)，世界上被稱之為“中餐中的黑色瑰寶”。黑木耳是一種重要的食用菌，富含蛋白質(zhì)、脂肪、糖類及多種維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[2]，其中鐵的含量極為豐富[3]，并可防治缺鐵性貧血，還含有豐富的維生素K，能維持體內(nèi)凝血因子的正常水平，以防止出血。黑木耳不僅營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高，同時(shí)還含有黑色素、多糖、黃酮等天然活性成分[4-5]，具有抗氧化[6]、抗輻射[7]、降低膽固醇[8]、預(yù)防高血脂[9]和提高免疫力[10]等多種保健功效[11-13]。

現(xiàn)代社會(huì)不斷發(fā)展，人們的工作節(jié)奏不斷加快，這就需要方便快速、隨時(shí)隨地解決飲食問(wèn)題，而面包食用可口又方便，能夠滿足人們?nèi)粘Ｉ畹娘嬍承枨骩14-15]。市售面包的調(diào)查顯示未見(jiàn)黑木耳面包的銷售，因此，開發(fā)口味獨(dú)特、集營(yíng)養(yǎng)與保健為一體的黑木耳面包能夠迎合消費(fèi)者的需求，具有較大的生產(chǎn)研究?jī)r(jià)值[16]。響應(yīng)面分析法（Response Surface Methodology，RSM），是通過(guò)一系列多個(gè)變量、確定性的“試驗(yàn)”得到一定數(shù)據(jù)，采用多元二次回歸方程來(lái)擬合多因子實(shí)驗(yàn)中因素與響應(yīng)值之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)對(duì)回歸方程的分析來(lái)尋求最優(yōu)工藝參數(shù)，解決多變量問(wèn)題的統(tǒng)計(jì)方法[17]。本文對(duì)黑木耳面包制作工藝進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化研究[18-19]，得到最優(yōu)制作工藝參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行了品質(zhì)測(cè)定，為新型面包的開發(fā)利用提供了有益參考。

1.材料與方法

(1)材料與試劑

高筋粉新鄉(xiāng)良潤(rùn)全谷物食品有限公司；白糖太古糖業(yè)有限公司；雞蛋大潤(rùn)發(fā)超市；食鹽中國(guó)鹽業(yè)股份有限公司；即發(fā)干酵母安琪酵母股份有限公司。

(2)儀器與設(shè)備

FA2004分析天平上海衡平儀器儀表廠；WF111710-849粉碎機(jī)江陰市萬(wàn)通藥化機(jī)械設(shè)備有限公司；SEC-1Y-S發(fā)酵箱江蘇三麥機(jī)械有限公司；TA.TOUCH質(zhì)構(gòu)儀上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司。

(3)方法

①面包的制作工藝流程和操作要點(diǎn)

A.工藝流程

面粉、糖、鹽、酵母、木耳混合→加入全蛋液、水混合→攪拌→揉搓→一次發(fā)酵→排氣揉搓→二次發(fā)酵→烘焙→成品。

B.操作要點(diǎn)

挑選品質(zhì)較好的黑木耳，用粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，再通過(guò)過(guò)篩獲得不同粒度的黑木耳。稱取適量的高筋粉、酵母、食鹽、白砂糖、黑木耳進(jìn)行混合，向其中倒入全蛋液，邊攪拌邊加水，攪拌均勻，制成面團(tuán)。將揉搓好的面團(tuán)放在碗中蓋上保鮮膜，在室溫25～28℃的環(huán)境中進(jìn)行第一次發(fā)酵，發(fā)酵至2～2.5倍大，手指蘸粉戳孔不回彈不塌陷即可。將發(fā)酵好的面團(tuán)取出，輕拍排氣，分塊，每塊約為50g，滾圓后蓋保鮮膜松弛20min，拍扁、搟開、疊起、再搟、卷起、收口。注意收口處要平滑平整。將揉搓好的面團(tuán)放入溫度為37℃左右，濕度為70%左右環(huán)境中進(jìn)行二次發(fā)酵，發(fā)酵到6～7min時(shí)即可。將發(fā)酵好的面團(tuán)放入預(yù)熱好的烤箱中，進(jìn)行烘焙，面包出爐后，在表面刷一層油，室溫冷卻后即為成品[20]。

②制作工藝優(yōu)化研究

A.單因素實(shí)驗(yàn)

在面包的制備過(guò)程中，考察了黑木耳粉添加量、黑木耳粉的目數(shù)、面包的發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包品質(zhì)的影響，以面包的感官評(píng)分做標(biāo)準(zhǔn)。考察的因素和范圍有：黑木耳粉添加量1%、2%、3%、4%、5%；黑木耳粉目數(shù)60目、80目、100目、120目、140目；發(fā)酵時(shí)間1h、1.5h、2h、2.5h、3h。

B.響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

為進(jìn)一步確定面包的最佳工藝參數(shù)，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取黑木耳粉的添加量（A）、黑木耳粉的粒數(shù)（B）、發(fā)酵時(shí)間（C）為自變量，以面包的感官評(píng)分為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)3因素3水平響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化最佳工藝參數(shù)。因素及水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平編碼

③成品黑木耳面包的品質(zhì)測(cè)定

相同的制作工藝，在不添加黑木耳粉的條件下，進(jìn)行面包的制作。將該面包與最佳制作工藝條件下的黑木耳面包采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)硬度、黏度、彈性、咀嚼性、膠著性進(jìn)行測(cè)定并進(jìn)行感官評(píng)分。

④指標(biāo)的測(cè)定

A.感官品質(zhì)評(píng)分

面包的感官品質(zhì)對(duì)于面包的整體品質(zhì)來(lái)說(shuō)尤其重要。試驗(yàn)采用感官評(píng)分的方式對(duì)黑木耳面包的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。感官評(píng)分（Sensory Analysis）是一種能真實(shí)、客觀反映食品品質(zhì)的有效方法，在國(guó)內(nèi)外食品品質(zhì)研究中得到廣泛的應(yīng)用，目前尚無(wú)一種儀器測(cè)試能完全取代感官鑒評(píng)[21]。感官評(píng)定試驗(yàn)方案，是由20位食品檢驗(yàn)專業(yè)的學(xué)生組成評(píng)定小組，對(duì)黑木耳面包進(jìn)行感官評(píng)定，根據(jù)《GB7099-2015食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)面包、糕點(diǎn)》的要求，選用百分制來(lái)評(píng)定黑木耳面包，最終取20名評(píng)審員的評(píng)分均值，具體的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[22]

B.質(zhì)構(gòu)特性

利用質(zhì)構(gòu)儀模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)測(cè)試面包的質(zhì)構(gòu)特性，包括硬度、黏度、彈性、咀嚼性、膠著性等指標(biāo)，來(lái)客觀評(píng)產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性變化。將面包放置至室溫后，切取2cm厚度的中間層，放置于質(zhì)構(gòu)儀探頭面積下的載物臺(tái)上，進(jìn)行測(cè)定。每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，取其平均值。

測(cè)定條件：探頭為P/36柱狀探頭，運(yùn)行模式為TPA方案，探頭感應(yīng)力為5g，測(cè)前速度為2.00mm/s，測(cè)中、測(cè)后速率均為1.00mm/s。

(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

主要采用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性分析，采用Origin.9軟件作圖，利用Design-E Expert 10.0軟件進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)方差分析。單因素實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次，取平均值。

2.結(jié)果與分析

(1)黑木耳面包制作工藝的研究

①黑木耳粉添加量對(duì)面包感官品質(zhì)的影響

在保持黑木耳粉粒數(shù)為100目，發(fā)酵時(shí)間為2h不變的條件下，以黑木耳面包的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究在不同黑木耳粉添加量條件下對(duì)面包感官品質(zhì)的影響。分別以1%、2%、3%、4%、5%的黑木耳粉進(jìn)行添加，其感官評(píng)分趨勢(shì)如圖1所示。結(jié)果表明，隨著黑木耳粉添加量的增加，感官評(píng)分先逐漸上升至較最高值后又下降。當(dāng)黑木耳粉添加量為3%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高分94分。這可能是由于黑木耳粉的添加量過(guò)少時(shí)面包味道過(guò)淡，而黑木耳粉添加量過(guò)大時(shí)，會(huì)影響面包的色澤，掩蓋面包的奶香味道，所以選擇適宜的黑木耳粉添加量為3%。

圖1 黑木耳粉添加量對(duì)面包感官評(píng)分的影響

②黑木耳粉粒數(shù)對(duì)面包感官品質(zhì)的影響

在保持黑木耳粉添加量為3%，發(fā)酵時(shí)間為2h不變的條件下，以黑木耳面包的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究在不同黑木耳粉粒數(shù)條件下對(duì)面包感官品質(zhì)的影響。分別以60目、80目、100目、120目、140目的黑木耳粒數(shù)進(jìn)行添加，其感官評(píng)分趨勢(shì)如圖2所示。結(jié)果表明，黑木耳粉粒數(shù)在100目以內(nèi)，感官評(píng)分逐漸上升，當(dāng)黑木耳粉粒數(shù)達(dá)到100目時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高分93分，在100～140目范圍內(nèi)，曲線呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。這可能是由于黑木耳粉的粒數(shù)過(guò)小時(shí)，面包食用起來(lái)會(huì)有顆粒感；當(dāng)黑木耳粒數(shù)過(guò)大時(shí)，其吸水性導(dǎo)致成品面包的水分降低，出現(xiàn)裂開的現(xiàn)象，因此選擇適宜的黑木耳粉粒數(shù)為100目。

圖2 黑木耳粉粒數(shù)對(duì)面包感官評(píng)分的影響

③發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包感官品質(zhì)的影響

在保持黑木耳粉添加量為3%，黑木耳粉粒數(shù)為100目不變的條件下，以黑木耳面包的感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究在不同發(fā)酵時(shí)間條件下對(duì)面包感官品質(zhì)的影響。分別以發(fā)酵1h、1.5h、2h、2.5h、3h進(jìn)行面包制作，其感官評(píng)分趨勢(shì)如圖3所示。結(jié)果表明，隨著面包的發(fā)酵時(shí)間增加，感官評(píng)分先逐漸上升至較高值后又下降，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到2h時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高分93分。這可能是因?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間過(guò)短時(shí)發(fā)酵程度不夠，面包過(guò)硬；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)發(fā)酵過(guò)度，面包發(fā)酸，因此選擇適宜的發(fā)酵時(shí)間為2h。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包感官評(píng)分的影響

(2)黑木耳面包最佳制作工藝參數(shù)確定

①Box-Behnken響應(yīng)面數(shù)據(jù)處理

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，及表2的試驗(yàn)安排，自變量選擇黑木耳粉添加量（A）、黑木耳粉的粒數(shù)（B）、面包的發(fā)酵時(shí)間（C），面包感官品質(zhì)（Y）為響應(yīng)值，利用Design-Expert 10.0設(shè)計(jì)3因素3水平Box-Behnken試驗(yàn)，進(jìn)行響應(yīng)面分析試驗(yàn)，優(yōu)化方案和結(jié)果見(jiàn)表3。由方差分析結(jié)果（表4）可知，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)總模型P值＜0.01，表明總模型方程極顯著。失擬項(xiàng)P值＞0.05，不顯著，說(shuō)明預(yù)測(cè)值和實(shí)際值之間的擬合程度較高；校正決定系數(shù)R2Adj=0.9055，決定系數(shù)R2=0.9587，說(shuō)明該模型擬合程度良好，各因素之間存在著交互作用，其中A、C、AB、AC、A2、B2、C2均呈顯著影響。

表3 響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)方案及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 方差分析表

②響應(yīng)面回歸模型的建立與擬合

通過(guò)Design-Expert 10.0對(duì)表3數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到回歸方程如下：

Y=94.40+1.25A-0.87B+1.38C-2.00AB+1.50AC-1.25BC-1.83A2-4.58B2-2.57C2

③各因素交互作用分析

通過(guò)響應(yīng)面法方差分析得到等高線圖和響應(yīng)面圖，如下圖4～6所示。若曲面較為平坦，則表示各因素的變化對(duì)響應(yīng)值有較小的影響，反之，則說(shuō)明各因素的變化對(duì)響應(yīng)值有較大的影響。通過(guò)等高線也可以分析2個(gè)因素之間的交互作用強(qiáng)弱，當(dāng)?shù)雀呔€趨于圓形時(shí)，則說(shuō)明2個(gè)因素之間的交互作用不顯著，等高線趨于橢圓時(shí)，則說(shuō)明2個(gè)因素之間的交互作用顯著。通過(guò)圖4～6可知，黑木耳粉的添加量和粒數(shù)之間交互作用極顯著，黑木耳粉的添加量和發(fā)酵時(shí)間之間交互作用較顯著，黑木耳粉的粒數(shù)和發(fā)酵時(shí)間之間交互作用不顯著。

圖4 黑木耳粉添加量和粒數(shù)等高線與響應(yīng)面圖

圖5 黑木耳粉添加量和發(fā)酵時(shí)間等高線與響應(yīng)面圖

圖6 黑木耳粉粒數(shù)和發(fā)酵時(shí)間等高線與響應(yīng)面圖

④驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

利用Design-Expert軟件對(duì)本試驗(yàn)回歸方程進(jìn)行優(yōu)化求解，得到黑木耳面包的最優(yōu)工藝條件為：黑木耳粉添加量3.77%，黑木耳粉粒數(shù)93.18目，發(fā)酵時(shí)間2.29h，而黑木耳面包的感官評(píng)分為95分。為了驗(yàn)證試驗(yàn)可靠性，結(jié)合面包制作的可操作性，修正工藝參數(shù)為：黑木耳粉添加量3.5%，黑木耳粉粒數(shù)95目，發(fā)酵時(shí)間2.3h，進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得黑木耳面包的感官評(píng)分為97分，相對(duì)誤差為2.06%，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化黑木耳面包的制作是可行的。

(3)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定

成品黑木耳面包與未加黑木耳粉的面包在硬度、黏附性、彈性和咀嚼性、膠著性指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果如表5所示，結(jié)果表明添加了黑木耳粉的面包，各方面指標(biāo)均有所改善，品質(zhì)得到了提升。

表5 黑木耳面包品質(zhì)指標(biāo)

3.結(jié)論

通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，對(duì)制作工藝參數(shù)進(jìn)行修訂，最終確定了黑木耳面包最佳制作工藝條件為：黑木耳粉添加量3.5%，黑木耳粉粒數(shù)95目，發(fā)酵時(shí)間2.3h，該條件下黑木耳面包的感官評(píng)分為97分，且在硬度、黏附性、彈性和咀嚼性、膠著性指標(biāo)上均有所改善，品質(zhì)得到了提升。黑木耳粉的添加，提高了面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，并附加了保健價(jià)值，滿足了人們的需求，為新型面包的開發(fā)提供了有益參考。