響應面法優化藜麥松露酒糟曲奇餅干工藝

張晨，龔曉源，胡海洋，譚興怡，時小東，2，李翔，2*

（1.成都大學食品與生物工程學院，四川 成都 610106；2.成都大學農業農村部雜糧加工重點實驗室，四川 成都 610106）

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）是一種莧科植物，富含蛋白質、多糖、維生素等多種營養物質，有抗癌、抗氧化、減肥、助消化的作用，它的生長抵抗力極強，可以在嚴寒等不利的環境中生長。目前關于藜麥的研究主要集中在其種植、營養學特性、精深加工等方面[1-5]。松露是一種珍稀食用菌，子實體如塊狀，具有獨特的土腥味，含18種氨基酸、微量元素等多種生物活性物質，具有極高的營養保健價值以及免疫調節、抗腫瘤活性等作用[6-9]。酒糟含有豐富的營養物質，如蛋白質、氨基酸、礦物質等[11]。適當食用酒糟具有減肥、補氣養血、潤肺的益處。

本研究將藜麥松露酒糟添加到曲奇餅干中，既增加了餅干風味，同時也提高了酒糟的利用度，并且可以制作口味獨特、口感酥脆、甜而不膩、具有營養價值的酒糟曲奇餅干，滿足人們對全面化飲食的需要[12-13]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藜麥：山西華青藜麥產品開發有限公司；松露：四川品高農產有限公司；糯米：遼寧盤錦鵬躍米業有限公司；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；低筋小麥粉：青島星華糧油食品有限公司；糖粉：日照福美盈食品有限公司；黃油、雞蛋、食鹽、A款和B款餅干：市售。

TA.XT plus型質構儀：上海技越國際貿易有限公司；ESJ120-4B型電子天平：沈陽龍騰電子有限公司；C21-TEZ型電磁爐：廣東萬家樂廚房科技有限公司；K35FK602烤箱、XS-02A型粉碎機、SZ28B5蒸鍋：蘇泊爾股份有限公司；HAD-FX202-00電熱鼓風干燥箱：北京恒奧德儀器有限公司；DDQ-A01G1型打蛋器：廣州小熊電器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

1.2.2.1 原輔料的預處理

根據文獻[10]的步驟制作得到副產物藜麥松露酒糟，放入電熱鼓風干燥箱70℃下烘7 h，隨后取出粉碎，過100目篩，裝袋在4℃下冷藏備用。低筋小麥粉、糖粉均需過100目篩；黃油水浴軟化。

1.2.2.2 藜麥松露酒糟曲奇餅干的制備

將黃油放入盆中，依次加入鹽、糖粉快速攪打至發白蓬松狀態，將全蛋液分3次放入并進行快速攪打，加入過篩的低筋小麥粉、酒糟粉。把原輔料攪拌均勻和成面團[14]。將面團搟壓制成6 mm～7 mm厚的面片。用方形磨具（4 cm×4 cm）把面片輥壓成型。在鐵質烤盤上刷一層食用油，把餅坯間隔式鋪陳，將鐵盤放入經預熱后的烤箱，設置上火180℃、下火160℃，進行17 min左右的烘烤。取出自然冷卻，隨后進行各項指標測定。

1.2.3 感官評定

請10名有經驗并且無特殊口感愛好的評定者品嘗制作好的藜麥松露酒糟曲奇餅干。根據國家標準GB/T 20980—2007《餅干》以及參考文獻[15-17]，對酒糟曲奇餅干進行感官評分，餅干評分標準見表1。

表1 感官評價標準Table 1 Standard of sensory evaluation

1.2.4 單因素試驗設計

以藜麥松露酒糟粉和低筋小麥粉的總量100 g為基準，添加雞蛋50 g、食鹽0.8 g。固定黃油添加量為35%，糖粉添加量為30%，考察藜麥松露酒糟粉添加量（20%、25%、30%、35%、40%）對藜麥松露酒糟曲奇餅干感官品質的影響；固定藜麥松露酒糟粉添加量為35%，糖粉添加量為25%，考察黃油添加量（20%、25%、30%、35%、40%）對藜麥松露酒糟曲奇餅干感官品質的影響；固定藜麥松露酒糟粉添加量為35%，黃油添加量為30%，考察糖粉添加量（20%、25%、30%、35%、40%）對藜麥松露酒糟曲奇餅干感官品質的影響。

1.2.5 響應面試驗設計

采用Design Expert 8.0.6.1軟件，在單因素試驗基礎上，通過Box-Behnken對藜麥松露酒糟粉添加量（A）、黃油添加量（B）、糖粉添加量（C）3個因素進行試驗，因素水平見表2。

表2 響應面試驗設計因素與水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.2.6 藜麥松露酒糟曲奇餅干質構檢測

用質構儀分別測定藜麥松露酒糟曲奇餅干與兩款市售普通餅干（A、B）的質構特性，并進行對比分析。測定參數：感應力為5 g，探頭P/2，測前速度、測中速度、測后速度分別為1、1、2 mm/s，壓縮程度50%，測試目標距離10 mm。每個樣品測定3次，取平均值。比較藜麥松露酒糟曲奇餅干和普通餅干硬度、酥脆性、咀嚼性的差異[18-19]。

1.2.7 餅干理化及微生物指標測定

理化指標：水分含量測定參考GB 5009.3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》；脂肪含量測定參考GB 5009.6—2016《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》；酸價參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準食品中酸價的測定》；過氧化值參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》。

微生物指標：菌落總數參考GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》；大腸桿菌測定參考GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》；霉菌測定參考GB 4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》。

1.3 數據處理

采用Excel 2019和Design Expert 8.0.6.1進行數據統計和分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 藜麥松露酒糟粉添加量的確定

藜麥松露酒糟粉添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響見圖1。

圖1 藜麥松露酒糟粉添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響Fig.1 Effect of quinoa truffle distiller's grains flour addition on sensory scores of distiller's grains cookies

由圖1可知，餅干感官評分隨藜麥松露酒糟粉添加量的增大先升高后降低。當藜麥松露酒糟粉的添加量為35%時，藜麥松露酒糟曲奇餅干的感官評分最高。此時，餅干表面呈現麩皮色，且酒糟香味濃郁、口感酥脆，甜度適中，組織狀態完整。所以，選取藜麥松露酒糟粉添加量的中間水平為35%進行響應面試驗。

2.1.2 黃油添加量的確定

黃油添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響見圖2。

圖2 黃油添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響Fig.2 Effect of butter addition on sensory scores of distiller's grains cookies

由圖2可知，餅干感官評分隨黃油添加量的增大先升高后降低。當黃油的添加量少于30%時，餅干的口感較差，色澤偏白，香味不濃，組織狀態較差，并且會有裂縫，影響產品整體外觀。黃油的添加量大于30%時，餅干的口感變得偏軟，過于油膩，容易松垮，不易成型，感官評分下降。所以，選取黃油添加量的中間水平為30%進行響應面試驗。

2.1.3 糖粉添加量的確定

糖粉添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響見圖3。

由圖3可知，餅干感官評分隨糖粉添加量的增大先升高后降低。當糖粉的添加量為25%時，餅干的感官評分最高。糖粉添加量少于25%時，甜度過淡，口感欠佳；糖粉添加量大于25%，產品甜度過高，口感較差。主要是由于藜麥松露酒糟本身就含有糖分，添加過多的糖粉會使其甜味偏重，不符合消費者的健康需求。所以，選取糖粉添加量的中間水平為25%進行響應面試驗。

圖3 糖粉添加量對酒糟曲奇餅干感官評分的影響Fig.3 Effect of powdered sugar addition on sensory scores of distiller's grains cookies

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計與結果

以感官評分為響應值，使用Design Expert 8.0.6.1軟件，進行Box-Behnken試驗設計，結果見表3。

表3 響應面試驗設計與結果Table 3 Response surface test design and results

2.2.2 響應面回歸模型方差分析

采用Design Expert 8.0.6.1軟件對表3中數據進行回歸擬合，回歸方程：Y=80.88-7.44A+1.69B+1.20C+1.00AB-1.08AC-1.73BC-11.17A2-4.72B2-2.99C2。

方差分析結果見表4。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Regression model equation analysis

由表4結果可知，模型試驗誤差小，失擬項不顯著，說明回歸方程擬合良好。該回歸模型能夠反映各個因素之間的關系，可以用來預測藜麥松露酒糟曲奇餅干的參數[20]。A、B、A2、B2、C2項差異顯著（P<0.05），對感官評分有顯著影響。由F值可知，各因素對產品感官評分的影響順序為藜麥松露酒糟粉添加量>黃油添加量>糖粉添加量。

因素間相互作用對感官評分影響的響應面圖見圖4。

圖4 各因素的交互作用對藜麥松露酒糟曲奇餅干感官評分影響的響應面圖Fig.4 Response surface diagram of interaction of various factors on sensory score of quinoa truffle distiller's grains cookies

由圖4可知，藜麥松露酒糟粉添加量與黃油添加量、藜麥松露酒糟粉添加量與糖粉添加量、黃油添加量與糖粉添加量響應曲面均較為平緩，等高線較圓，交互作用相對較弱[21]，與方差分析結果一致。

2.2.3 驗證試驗

根據響應面預測的最優配方為藜麥松露酒糟粉添加量33.30%、黃油添加量30.05%、糖粉添加量26.17%，在此配方下感官評分預測值為82.367 9，為便于實際操作，將最佳工藝條件調整為藜麥松露酒糟粉添加量33.3%、黃油添加量30.1%、糖粉添加量26.2%，此條件下進行3次平行驗證試驗，得到餅干的感官評分分別為 81.34、83.55、83.12，平均值為 82.67，與預測值偏差為0.37%，因此該模型具有實用性。

2.3 藜麥松露酒糟曲奇餅干的質構分析結果

通過響應面優化得到最佳配方后，對最佳配方制得的餅干的硬度、酥脆性、咀嚼性進行檢測，并與市售的兩款曲奇餅干（A、B）的質構特性相比較，以驗證其是否達到市售要求，檢測對比結果見表5。

表5 藜麥松露酒糟曲奇餅干與市售曲奇餅干質構參數對比Table 5 Comparison of texture parameters between quinoa truffle distiller's grains cookies and market crisp cookies

由表5可知，藜麥松露酒糟曲奇餅干的硬度、酥脆性和咀嚼性均高于市售的兩款曲奇餅干，說明該配方下的藜麥松露酒糟曲奇餅干硬度、咀嚼性較好且口感酥脆，可以適當地延緩陳化速度，更易保存，品質優于市售餅干。

2.4 餅干理化及微生物指標測定結果

藜麥松露酒糟曲奇餅干理化及微生物指標檢測結果如表6所示。

表6 藜麥松露酒糟曲奇餅干理化及微生物指標檢測結果Table 6 Detection results of physicochemical and microbial indexes of quinoa truffle distiller's grains cookies

由表6可知，按照最優配方生產的藜麥松露酒糟曲奇餅干的理化及微生物指標檢測結果均符合GB 7100—2015《食品安全國家標準餅干》[22]，為合格產品。

3 結論

本試驗通過單因素試驗和響應面優化試驗，得到藜麥松露酒糟曲奇餅干的最佳工藝配方：以藜麥松露酒糟粉和低筋小麥粉的總量為基準，藜麥松露酒糟粉添加量為33.3%、低筋小麥粉添加量為66.7%，黃油添加量為30.1%、糖粉添加量為26.2%，食鹽添加量為0.8%，雞蛋添加量為50%。該配方下的曲奇餅干呈雜糧麩皮色，邊緣略帶焦黃，顏色均一有光澤，酒糟香味濃郁，口感酥脆，甜而不膩，感官評分為82.67，質構參數符合市售要求，水分含量、脂肪、酸價、過氧化值、菌落總數、大腸桿菌、霉菌等指標均符合國家標準。藜麥松露酒糟曲奇餅干的研制為藜麥松露酒糟在餅干中的應用提供了一定的技術基礎，并豐富了餅干的品種，同時也滿足了大眾對餅干口味多樣化的追求。