响应面法优化山梨糖醇黄桃桃酥加工工艺

罗丽琴，王健华，罗江南，蒋文洁，谢 玮

（铜仁学院 材料与化学工程学院，贵州铜仁 554300）

桃属于蔷薇科，李属，主要起源于我国的西北高原，后广泛分布于亚洲、非洲、欧洲、美洲和澳洲等地[1]。桃的品种根据果实肉色可分为白肉桃、黄肉桃、红肉桃、绿肉桃4种，但果肉呈绿色的桃子资源较少[2]。其中，黄桃因果肉呈金黄色而得名，它的肉质细嫩，口感脆，色泽饱和度也高，成熟之后酸甜适口，肉质软，所以广受大众喜爱[3]。黄桃有丰富的维生素C和大量的人体所需要的纤维素、胡萝卜素、番茄黄素、红素及多种微量元素，营养价值丰富。由于黄桃为典型的呼吸跃变型水果，在采摘过后果肉会因环境与自身乙烯释放因素，发生腐烂坏果等，大大降低了果农的经济效益。我国的桃主要以鲜食为主，加工产品仅占原料总产量的18%，不足以满足市场的大量需求[4]。我国桃果的精深加工能力还需提高，目前国内外的桃果制品主要有桃汁、桃酱、桃罐头、桃果脆片以及桃果丹皮等[5]。

玉屏自治县素有“中国黄桃之乡”美誉。玉屏黄桃于1999年引进，改良适应玉屏气候后因口感、外观和滋味等突出闻名于省内外，并在当地打造且注册了“玉屏皇桃”的知名品牌[6]。结合目前国内外桃产品精深加工的现状，同时为了提升黄桃带来的经济效益，需要开展黄桃深加工技术。在桃酥常规配方的基础上，采用黄桃粉代替部分低筋面粉，糖醇代替糖粉，通过单因素试验和响应面法优化试验，研究了黄桃粉对山梨糖醇黄桃桃酥感官品质的影响，确定了山梨糖醇黄桃桃酥的加工工艺和最佳配方，旨在为黄桃产业健康发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

低筋面粉、玉米油、鸡蛋和苏打粉，均购自于贵州省铜仁市合力超市；玉屏黄桃，采自贵州省铜仁市玉屏侗族自治县；山梨糖醇，广东真味源食品配料有限公司；双效泡打粉，广东真味源食品配料有限公司。

1.2 仪器设备

酷贝KB-C01电子技术秤，永康市艾瑞贸易有限公司；DHG-9070A电热鼓风干燥箱，常州普天仪器制造有限公司；K35FC825型苏泊尔电烤箱，浙江苏泊尔股份有限公司；OLD-800A多功能粉碎机，揭阳空港区豪展五金制品厂。

1.3 试验方法

1.3.1 基础配方

低筋面粉73 g、黄桃粉27 g、玉米油54 g、山梨糖醇30 g、全蛋液15 g、双效泡打粉1.2 g和苏打粉1.2 g。

1.3.2 制作方法及注意事项

山梨糖醇黄桃桃酥的制作方法为山梨糖醇、玉米油、全蛋液、苏打粉、双效泡打粉混合搅拌→加入黄桃粉和低筋面粉→搅拌成团→分坯→按压成型→焙烤→冷却→包装→成品。

1.3.3 山梨糖醇黄桃桃酥注意事项

（1）原料处理。黄桃切碎为0.1 cm大小的立方体，在80 ℃干燥箱中干燥12 h后放入多功能粉碎机粉碎，趁热过40目筛。以100 g配合了黄桃粉和低筋面粉的混合粉为基准，分别称量双效泡打粉、山梨糖醇、全蛋液、玉米油和苏打粉备用。

（2）面团调制。将山梨糖醇、玉米油、全蛋液、苏打粉和双效泡打粉混合搅拌。将低筋面粉、黄桃粉混匀后，立即与上述混合体混合、搅拌。为了防止面筋的产生，在没有固体粒子、颜色均匀、面团变得光滑之前，可以通过重叠和切拌的动作搅拌面团。

（3）分装、摆盘。把面团分成多个约25 g的生坯。将小面团压成0.5 cm厚度的扁平圆形，再用大拇指按下一定的凹陷，放入烤盘，注意摆放保持一定间隔。

（4）烘烤时间及温度。烘烤前先将电烤箱预热至165 ℃，降至160 ℃，将烤盘放入电烤箱中，烘烤9 min。

1.3.4 黄桃桃酥感官评定

在陈琼玲等[7]建立的桃酥感官评价标准的基础上，根据产品特性制定感官评价标准，从颜色、形态、组织结构、味道进行评分，评价基准参照表1。

表1 黄桃桃酥感官评分标准

1.3.5 单因素试验设计

随机抽取9名食品专业的同学（5男4女）进行感官评分，取平均值作为最终依据，研究各因素对黄桃桃酥感官品质的影响。

（1）黄桃粉添加量的影响。分别取21%、24%、27%、30%和33%黄桃粉进行感官评价，确定最佳添加水平。

（2）山梨糖醇添加量的影响。分别取20%、25%、30%、35%和40%山梨糖醇进行感官评价，确定最佳添加水平。

（3）玉米油添加量的影响。分别取45%、48%、51%、54%和57%玉米油进行感官评价，确定最佳添加水平。

1.3.6 响应面优化法试验设计

由前面的单因素试验结果，分别选取黄桃粉添加量（A）、山梨糖醇添加量（B）、玉米油添加量（C）作为自变量，并运用Design- Expert 8.0.6.1数据分析软件进行3因素3水平共17个试验点的Box-Behnken中心组合试验，优化山梨糖醇黄桃桃酥的配方参数。试验因素和水平设计见表2。

表2 试验因素和水平

1.3.7 数据处理及分析

运用Origin 2021对单因素试验结果进行分析和作图，再利用响应面分析软件对响应面试验结果进行数据处理和方差分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 黄桃粉添加量的确定

由图1可知，混合粉中黄桃粉添加量小于27%时，黄桃桃酥的口感和外观感觉评分会因黄桃粉添加量的增加而提高；当黄桃粉添加量为27% 时，桃酥颜色、口感粗糙度、结构状态等感官评价最好；黄桃粉用量由27%增加到33%时，混合粉中黄桃粉含量高于最佳使用临界值，此时桃酥颜色变黑，口感过于粗糙、发黏、不易咀嚼或吞咽。因此，选择黄桃粉添加量为24%、27%、30%这3个水平开展响应面优化试验研究。

2.1.2 山梨糖醇添加量的确定

由图2可知，山梨糖醇添加量小于30%时，桃酥的感官评分随山梨糖醇添加量增加而提高；当山梨糖醇添加量为30%时，桃酥的感官评价最好；当山梨糖醇用量由30%增加到40%时，桃酥整体过甜，同时桃酥焦糖色过深、回酸感明显。综合研究分析，选择山梨糖醇添加量为25%、30%、35%这3个水平开展响应面优化试验的研究。

2.1.3 玉米油添加量的确定

由图3可知，当玉米油添加量小于54%时，桃酥的综合感官评分随玉米油添加量的增加而增大；当玉米油添加量为54%时，桃酥的干燥程度、酥脆特性及粗糙感均处于最佳水平；当玉米油添加量在54%～57%时，桃酥的综合感官评分有下降的趋势。这是由于玉米油的过量使用而掩盖了黄桃粉的香味。此外，油量过高导致桃酥松散变形、内部过软、粘牙，并伴随有油分渗出。因此，选择玉米油添加量为51%、54%、57%这3个水平开展响应面优化试验的研究。

2.2 响应面优化试验结果

2.2.1 响应面曲面结果及方差分析

根据单因素试验结果，运用响应面分析法对3个因素和各指标之间进行回归拟合，具体结果见表3。通过数据进行回归分析，得到回归方程为Y=85.187-0.458 75A-B-1.458 75C-0.165AB-2.027 5AC-0.055BC-1.547 75A²-1.685 25B²-3.602 75C²。

表3 Box-Behnken试验设计及结果

由表4可知，回归模型显著（P＜0.05），失拟项不显著（P＞0.05），即模型拟合性好；R²=0.894 5，表示模型响应值变化的89.45%来自所选择的变量，方法是可行的；R²adj=0.758 9，表明模型可信度良好；变异系数CV=1.79%，较低，模型能很好地反映实际值；C显著（P＜0.05）；A、B不显著（P＞0.05）；AC显著（P＜0.05）；AB、BC不显著（P＞0.05）；C²极显著（P＜ 0.01）；A²、B²不显著（P＞ 0.05）。故在试验范围内，各个因素对桃酥感官品质的影响大小次序为C（玉米油添加量）＞B（山梨糖醇添加量）＞A（黄桃粉添加量）。

表4 回归模型方差分析

2.2.2 因素交互作用分析

响应面曲面图和等高线图可以直观地反映两个因素之间的交互作用[8]。响应面图的斜率越大，说明两个参数之间的交互作用对响应值的影响越显著。由图4可知，图像呈开口朝下的伞状曲面，说明感官评分存在极值[9]。等高线图趋于椭圆，交互作用越显著，趋于圆形则交互作用弱，所以黄桃粉添加量和玉米油添加量交互作用显著，黄桃粉添加量和山梨糖醇添加量、山梨糖醇添加量和玉米油添加量交互作用弱[10]。该结果与方差分析结果一致。

2.2.3 响应面优化山梨糖醇黄桃桃酥最佳工艺

响应面优化软件中Box-Behnken分析表明，该桃酥的最佳配方参数分别为黄桃粉添加量27%，玉米油添加量53.8%，山梨糖醇添加量29.71%，黄桃桃酥的理论预测响应值为85.47分。经过综合考量决定将最佳参数调整为黄桃粉添加量27%，玉米油添加量54%，山梨糖醇添加量30%。

2.2.4 验证试验

考虑到调整后参数的可靠性，需进行验证试验，即在参数调整后的条件下平行反复试验3次，得到3组数据，分别为85.56分、85.33分和85.78分，取平均分为85.56分，与理论预测响应值相比，仅相差0.09分，结果与预测值相近，说明调整过后的参数可靠，可将调整后的参数作为山梨糖醇黄桃桃酥的最佳工艺。

3 结论

在桃酥常规配方的基础上，用黄桃粉替代部分低筋面粉，用糖醇代替糖粉，通过单因素试验和响应面法优化试验，得出优化后的参数，即黄桃粉27%、玉米油54%、山梨糖醇30%、全蛋液15%、双效泡打粉1.2%和苏打粉1.2%，制作山梨糖醇黄桃桃酥。在此条件下，桃酥的感官评定结果如下。在色泽方面：表面金黄，底部为深棕色，色泽均一，无焦黑；在形态方面：外形整齐，裂纹均匀，厚度一致，没有塌陷；在组织结构方面：内部较均匀，断面呈团粒状，无大空洞；在滋味气味方面：松脆适口，甜味适中，有轻微的黄桃味，不油腻，无异味。