响应面试验优化羊奶果代餐饼干的加工工艺

李扬，陈雅妮

吉林农业科技学院（吉林 132001）

羊奶果在我国西南部分地区有大面积种植[1-2]，通常作为水果食用，果实呈椭圆状，可食部分大。除味道可口外，羊奶果还具有食用营养价值，富含维生素、果胶、还原糖、氨基酸等有益成分[3-5]。

韧性饼干在研制过程中添加的油脂与糖含量较少，口感松脆耐嚼[6]，可做为代餐饼干。随着生活水平的提高，越来越多的人重视健康管理，对含有营养性功能的饼干需求量呈逐年上升趋势[7-8]。

国内市场上有关羊奶果的加工产品多为高糖蜜饯果脯类产品[9-11]，口感单一，市面上仍鲜见到关于羊奶果的烘焙加工产品，致使羊奶果资源得不到合理利用，市场销售情况不佳[12-15]。试验旨为更好利用羊奶果资源，研究一款口感极佳，组织状态良好的羊奶果代餐饼干，为开发羊奶果烘焙加工产品提供参考，为开拓羊奶果烘焙产品市场提供基础[16-17]。

1 材料与设备

1.1 试验材料

低筋面粉（中原粮油有限公司）；伊利全脂奶粉（伊利集团股份有限公司）；羊奶果：（云南市售）；食盐、小苏打、碳酸氢铵、黄油、白砂糖（市售食品级，北京华联超市）。

1.2 试验设备

MJ-WBL2510B型搅拌机（SKG电器制造有限公司）；DKX-B30N1型电烤箱（小熊电器股份有限公司）；KFS-C系列电子数字秤（凯丰集团有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 羊奶果代餐饼干工艺流程

原料选择→清洗→加热软化→去皮去核→打浆→过滤→称量→面团调制→面团静置→面团压辊→手工成型→烘烤→冷却→成品

1.3.2 羊奶果代餐饼干工艺说明

原料预处理：选用新鲜羊奶果果实二次清洗后，加热软化，去皮去核并打浆过滤，果浆制备完成后称量其它原辅料备用。

面团调制：按试验要求将原辅料混合均匀搅拌，出现面疙瘩后将隔水软化好的黄油分3次加入。

面团静置：揉搓成团后将面团静置20 min。

面团压辊、手工成型：待面团静置完成后进行反复折叠压辊，随后用擀面杖将面团均匀擀成所需要的饼干坯厚度，刻上花纹扎上若干小孔。

烘烤、冷却：放入烤箱中进行烘烤，设定温度为面火160 ℃、底火180 ℃、烘烤时间14 min，烘烤完成后取出冷却至室温即可。

1.3.3 单因素试验设计

为保证饼干在研究过程中的严谨性，试验以固定低筋面粉质量为100 g，其余配比将以此质量分数为基准（100%）。经预试验确定焙烤添加小苏打0.5%，碳酸氢铵0.5%，水25%，盐0.5%。以饼干感官评分为指标，分别考察黄油添加量（16%，18%，20%，22%和24%）、奶粉添加量（10%，15%，20%，25%和30%）、羊奶果果浆添加量（5%，10%，15%，20%和25%）、白砂糖添加量（15%，20%，25%，30%和35%）对羊奶果代餐饼干感官品质的影响。

1.3.4 响应面优化试验设计

在单因素试验基础上，选取黄油添加量、奶粉添加量、羊奶果果浆添加量、白砂糖添加量4个主要因素作为响应变量，每组做3个平行，共设计29组试验，以感官评价综合评分为响应值，利用Design-Expert 8.0.6软件处理数据结果，试验因素水平设计编码表见表1。

表1 响应面试验因素水平表

1.3.5 感官评价法

具体评价标准见表2。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

单因素最佳条件为：黄油添加量20%、奶粉添加量20%、羊奶果果浆添加量15%、白砂糖添加量20%。

2.2 响应面试验结果与分析

2.2.1 响应面优化饼干加工工艺

响应面图形是响应值对各试验因素A（黄油添加量）、B（奶粉添加量）、C（羊奶果果浆）、D（白砂糖添加量）所构成的三维空间立体曲面图，从响应面3D图上可直观形象地看出最佳参数及各参数之间的相互作用，通过Design-Expert 8.0.6软件设计Box-Behnken响应面试验，以感官评分为评价指标[18]。结果见表3。

2.2.2 回归模型方差分析

对表3的试验结果，采用试验因素的相关性来解释，试验的误差越小越好，用方差分析评价结果的显著性[19-20]，结果见表4。对表4回归方程进行显著性检验分析可知，该模型极显著（p＜0.000 01），且试验方法可靠。相关系数R2=0.945 4，校正决定系数R2adj=0.890 7，失拟项不显著（p=0.145 7＞0.05）。结果说明建立的回归方程拟合度较好，可对羊奶果代餐饼干的感官品质进行准确预测和分析。

由表观察p值可以看出，各因素对羊奶果代餐饼干的感官评分的影响为：A＞C＞B＞D。其中，一次项A、C、AC、AD显著，二次项A2、B2、C2、D2极显著。说明黄油添加量、羊奶果果浆添加量、羊奶果果浆与黄油添加量、黄油添加量与白砂糖添加量对羊奶果代餐饼干感官评分均有显著影响；黄油添加量二次项、奶粉添加量二次项、羊奶果果浆添加量二次项、白砂糖添加量二次项对羊奶果代餐饼干的感官评分有极显著影响。

表3 响应面设计及结果

表4 回归模型的方差分析

2.2.3 感官评定的响应面分析

由图1可形象显示出最佳参数与各参数之间的相互作用，根据模拟二次多项回归模型和对其方差分析，得到相应的响应面和等高线，且在6个交互项中，任何2个交互因素的响应面都存在最高点[5]。等高线越趋近于椭圆，则表示交互作用越强，越趋近于圆，表示交互作用越弱，从图中可知黄油添加量（A）与羊奶果果浆添加量（C）、黄油添加量（A）与白砂糖添加量（D）的交互作用较强，对羊奶果代餐饼干的感官评分值的影响显著。

图1 各因素交互效应对感官评价的响应面曲图和等高线图

2.2.4 验证试验

根据响应面的结果，利用Design-Expert 8.0.6软件进行分析，得到羊奶果代餐饼干最佳工艺条件为：黄油添加量20.36%、奶粉添加量19.74%、羊奶果果浆添加量15.81%、白砂糖添加量19.75%。此条件下羊奶果代餐饼干的理论感官评分为93.87分。

为了检验试验操作的合理性和可行性，在实际操作中，考虑试验的便捷，将响应面分析法的优化条件适当修改为：黄油添加量20%、奶粉添加量15%、羊奶果果浆添加量20%、白砂糖添加量20%，在此条件下对羊奶果代餐饼干进行3次重复试验得到的平均分为92.73分，与预测值接近，证明采用响应面优化羊奶果代餐饼干的回归方程拟合良好，可以用来预测羊奶果代餐饼干的最佳工艺。

3 结论

根据单因素试验结果为基础，结合原料响应面分析确定最佳原料配方：黄油添加量、奶粉添加量、羊奶果果浆添加量、白砂糖添加量分别占20%，15%，20%和20%。在此参数条件下制得的羊奶果代餐饼干口感酸甜、色泽均匀、呈金黄色、有一定韧性、组织状态良好，能被消费者接受，感评价分相对较高，为羊奶果烘焙产品的研发提供理论基础。