白海娜

（吉林化工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，吉林吉林 132022）

紅薯中含維生素、膳食纖維等多種元素，營養(yǎng)豐富，被譽為營養(yǎng)最均衡的保健食品之一[1-2]。紅薯產(chǎn)品的加工符合當(dāng)代食品工業(yè)快速發(fā)展的需求。近些年來，紅薯日益受到重視，出現(xiàn)各式各樣的紅薯食品，但紅薯加工技術(shù)還不成熟，未能得到充分開發(fā)[3]。因此，應(yīng)大力開發(fā)紅薯相關(guān)食品，提高其產(chǎn)品加工層次，促進其發(fā)展。本研究以紅薯為主要原料，同時添加具有活性成分的蔓越莓[4-7]，研制紅薯蔓越莓復(fù)合餅干，在單因素實驗的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面分析法對配方進行優(yōu)化，最終確定餅干的最佳配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅薯制泥（自制）（紅薯取除不能使用部分，清洗干凈，放入烤箱烘烤至熟，去皮取肉，搗碎成泥）；低筋面粉、黃油、白砂糖、雞蛋和蔓越莓干均為市售食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

VH-11 型遠紅外食品烘爐，東莞燦烽食品機械有限公司；SZM-10 型攪拌機，濟南翔隆食品機械有限公司。

1.3 餅干制作流程

餅干制作工藝流程為紅薯泥→加入輔料→和成面團→醒發(fā)→造型切片→烘烤→成品[8-9]。

1.4 單因素實驗

實驗以100 g 低筋面粉制作紅薯蔓越莓復(fù)合餅干為研究目標，對黃油、白砂糖、紅薯泥和蔓越莓干4個因素進行單因素研究[10-12]，分析它們對餅干感官的影響。

1.4.1 黃油添加量設(shè)計

固定白砂糖40 g、紅薯泥60 g、蔓越莓干20 g的添加量，分別加入10 g、15 g、20 g、25 g 和30 g黃油進行感官評價，篩選出最佳的黃油添加量。

1.4.2 白砂糖添加量設(shè)計

固定黃油20 g、紅薯泥60 g、蔓越莓干20 g 的添加量，分別加入30 g、35 g、40 g、45 g 和50 g 白砂糖進行感官評價，篩選出最佳的白砂糖添加量。

1.4.3 紅薯泥添加量設(shè)計

固定白砂糖40 g、黃油20 g、蔓越莓干20 g 的添加量，分別加入50 g、55 g、60 g、65 g 和70 g 紅薯泥進行感官評價，篩選出最佳的紅薯泥添加量。

1.4.4 蔓越莓干添加量設(shè)計

固定白砂糖40 g、紅薯泥60 g、黃油20 g 的添加量，分別加入15 g、20 g、25 g、30 g 和35 g 蔓越莓干進行感官評價，篩選出最佳的蔓越莓干添加量。

1.5 紅薯蔓越莓復(fù)合餅干的響應(yīng)面優(yōu)化實驗

為了確定紅薯蔓越莓復(fù)合餅干的最佳配方，在單因素實驗基礎(chǔ)上，選取紅薯泥添加量、白砂糖添加量、黃油添加量和蔓越莓干添加量進行響應(yīng)面優(yōu)化實驗。響應(yīng)面實驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 響應(yīng)面實驗因素與水平

1.6 感官評價

采用表2的評分標準[13]對餅干進行感官判定。

表2 感官評分表

1.7 統(tǒng)計分析

每組實驗分別做3 個平行，計算平均值與標準差。采用Origin 7.5 軟件繪制圖形。響應(yīng)面分析采用Design Expert 7.0.0 軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅薯蔓越莓復(fù)合餅干研制的單因素結(jié)果

2.1.1 黃油添加量對餅干品質(zhì)的影響

由圖1可知，黃油添加量在10～20 g 時，隨著黃油添加量的增多，餅干感官評分也隨之提高，在黃油添加量為20 g 時，餅干感官評分達到最高。隨著黃油添加量的繼續(xù)增加，感官評價分數(shù)開始下降。黃油添加量的增多，使餅干面團水分蒸發(fā)受到影響，導(dǎo)致烘烤的餅干過軟，不易成型，外形結(jié)構(gòu)不規(guī)則。因此，選取最適黃油添加量為20 g。

圖1 黃油添加量對餅干品質(zhì)的影響

2.1.2 白砂糖添加量對餅干品質(zhì)的影響

由圖2可知，在白砂糖添加量在30～40 g時，隨著白砂糖添加量的增多，感官評分也隨之提高，在白砂糖添加量為40 g 時，餅干感官評分達到最高。隨著白砂糖添加量的繼續(xù)增加，餅干感官評分開始下降。白砂糖在餅干烘烤過程中會產(chǎn)生焦化作用，美化餅干的外觀、色澤。白砂糖添加量過少時，餅干顏色不夠美觀，但添加量過多時，餅干的表層會因美拉德反應(yīng)而褐變，產(chǎn)生焦黃色，甚至焦糊；也會降低面團的彈性，使烘烤出來的餅干收縮變形。另外，白砂糖有滲透性，其較強的吸水性會影響面筋的脹潤度。因此，最適白砂糖的添加量為40 g。

圖2 白砂糖添加量對餅干品質(zhì)的影響

2.1.3 紅薯泥添加量對餅干品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著紅薯泥添加量的增加，餅干感官評分呈現(xiàn)先升高后降低趨勢。紅薯中有大量的膳食纖維、淀粉等多糖。當(dāng)紅薯泥添加量過多時，在多糖的影響下，餅干容易出現(xiàn)顏色不均，易焦糊，口感僵硬的現(xiàn)象，導(dǎo)致感官品質(zhì)下降。此外，紅薯泥添加量過高，還會影響面團的性質(zhì)，使面團含水過多，難以成型，而且成本也會相應(yīng)提高。因此，紅薯泥的最適添加量為60 g。

圖3 紅薯泥添加量對餅干品質(zhì)的影響

2.1.4 蔓越莓干添加量對餅干品質(zhì)的影響

由圖4可知，蔓越莓干添加量在15～25 g 時，隨著蔓越莓干添加量的增多，感官評價分數(shù)也隨之提高，當(dāng)蔓越莓干添加量在25 g 時，餅干感官評分最高。當(dāng)蔓越莓干添加量繼續(xù)增加時，餅干感官評分開始下降。蔓越莓干是粒狀輔料，在面團中的比重過大，會影響攪拌，顆粒感增加，影響組織結(jié)構(gòu)，降低餅干的品質(zhì)和口感。因此，蔓越莓干的最適添加量為25 g。

圖4 蔓越莓干添加量對餅干品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化實驗

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化實驗結(jié)果

紅薯蔓越莓復(fù)合餅干的響應(yīng)面實驗結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面實驗結(jié)果

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型方差分析

通過響應(yīng)面分析法對表4進行二次回歸擬合分析，得到餅干各個因素的回歸方程為Y=97.00+0.51X1+0.53X2+0.73X3+0.48X4+0.01X1X2+0.26X1X3-5.00×10-3X1X4-0.30X2X3+0.29X2X4+0.18X3X4-1.03X12-0.90X22-0.74X32-0.87X42。利用Design Expert 7.0.0 軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果見表4。

由表4可知，模型P＜0.000 1，說明該模型的差異是極顯著的；失擬項P=0.964 7 ＞0.05，失擬項不顯著，說明回歸方程擬合較好。通過Design-Expert 7.0 軟件分析得出回歸方程，進行回歸模型方差分析。由F檢驗可得影響餅干品質(zhì)的因素主次順序依次為黃油添加量＞白砂糖添加量＞紅薯泥添加量＞蔓越莓干添加量。

表4 響應(yīng)面回歸模型方差分析

2.2.3 響應(yīng)面結(jié)果分析

等高線和3D 響應(yīng)面圖可表明單個因素變量的實驗水平與響應(yīng)值之間的關(guān)系，以及兩個單因素變量間的交互作用。由圖5響應(yīng)面曲線可以看出，當(dāng)紅薯泥X1、白砂糖X2、黃油X3和蔓越莓干X4取值較小時，效應(yīng)面曲線較陡，說明4 個因素對餅干品質(zhì)的影響較大。由圖5等高線可以看出，各因素之間交互作用并不顯著。

圖5 各因素交互作用對餅干品質(zhì)影響的3D 響應(yīng)面圖以及等高線圖

綜上，由響應(yīng)面分析得出紅薯蔓越莓復(fù)合餅干的最佳配方為低筋面粉添加量100 g，紅薯泥添加量56.58 g，黃油添加量36.36 g，白砂糖添加量37.69 g，蔓越莓干添加量26.90 g，感官評分預(yù)測值為97.44 分?？紤]到實驗的可操作性，將預(yù)測配方值進行調(diào)整，即低筋面粉添加量為100 g，紅薯泥添加量為56.5 g，黃油添加量為36.5 g，白砂糖添加量為37.5 g，蔓越莓干添加量為27.0 g，并進行實驗，得到餅干感官評分為97.98 分，與預(yù)測值接近，表明優(yōu)化模型良好。

3 結(jié)論

本研究以紅薯泥、蔓越莓干為主要原料制作餅干。利用響應(yīng)面分析法進行優(yōu)化，獲得紅薯蔓越莓復(fù)合餅干的最佳配方為低筋面粉添加量100 g，紅薯泥添加量56.5 g，黃油添加量36.5 g，白砂糖添加量37.5 g，蔓越莓干添加量27.0 g。紅薯蔓越莓復(fù)合餅干為紅薯資源的開發(fā)和利用奠定基礎(chǔ)。