基于TPA參數的低糖廣式月餅冬瓜蓉配方優化

陳 弦，張 雁*，馬永軒，張凌泓，魏振承

（1.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，農業部功能食品重點實驗室，廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070）

基于TPA參數的低糖廣式月餅冬瓜蓉配方優化

陳 弦1,2，張 雁1,*，馬永軒1，張凌泓1,2，魏振承1

（1.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，農業部功能食品重點實驗室，廣東省農產品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；2.華中農業大學食品科學技術學院，湖北 武漢 430070）

為研制低糖廣式月餅冬瓜蓉餡料，考察了廣式月餅感官評分與硬度、凝聚性及回復性3種質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）參數的相關性，在此基礎上優化了低糖冬瓜蓉餡料配方。結果表明，廣式冬瓜蓉月餅的感官評分與TPA參數呈極顯著負相關（P＜0.01），說明采用硬度、凝聚性和回復性3個TPA參數指標評價月餅品質是可行的。采用麥芽糖醇、木糖醇及低聚異麥芽糖作為低糖冬瓜蓉配方優化的蔗糖替代品，以月餅的TPA參數和感官評分為指標，利用單形重心試驗，優化得到兩組低糖冬瓜蓉的配方（質量分數）：1）冬瓜漿75.5%、麥芽糖醇19.0%、花生油4.5%、玉米淀粉1.0%；2）冬瓜漿75.5%、蔗糖3.3%、木糖醇15.7%、花生油4.5%、玉米淀粉1.0%。

廣式月餅；質地剖面分析；蔗糖替代品；單形重心試驗；低糖冬瓜蓉

廣式月餅是中國月餅的一大類型，其具有皮薄餡厚、色澤金黃、餅角分明、花紋精美、口感油潤等特點[1-4]。然而廣式月餅是一種高糖高油的烘焙食品，依現代營養學觀點看，這類食品不宜于糖尿病、心腦血管等疾病患者食用，大量食用這類食品極易引起肥胖，并可能引發糖尿病、高血脂、動脈硬化、冠心病等所謂的“富貴病”[5-9]。

蔗糖替代品的使用是解決廣式月餅高糖的有效途徑，蔗糖替代品可分為高甜度的強力型甜味劑和低甜度的填充型甜味劑，低甜度的填充型甜味劑又稱為功能性甜味劑，包括糖醇和低聚糖兩大類，與強力型甜味劑相比，功能性甜味劑不僅提供甜味，并具有促進腸道有益菌群增殖的作用，同時還能賦予食品一定的體積和結構形狀，運用于月餅中可以較好地維持其質構和口感[10-13]。

目前對月餅品質的評價暫無統一規范，多采用感官評定的方法，往往存在誤差大、重現性較差的缺點，而采用儀器分析方法，可以科學客觀地評價月餅的品質。質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）又被稱為兩次咀嚼測試，是一種科學有效的分析食品質地的方法，可通過質構儀探頭模擬人牙齒在二次咀嚼過程中時間和力的變化規律，經過軟件分析得出硬度、脆性、黏著性、彈性、黏聚性、膠黏性、咀嚼性和回復性等質構特性參數[14-16]。月餅的硬度是月餅達到一定形變時所需的力，是評價月餅的主要指標，月餅質地在回軟期由硬變軟的這種變化，對于月餅的品質而言是有利的；凝結性反映的是咀嚼月餅時，月餅抵抗受損并緊密連接，使之保持完整的能力，反映了月餅內部結合力的大小；回復性反映了月餅受壓后迅速恢復形變的能力，這3種參數能夠較好地反映出消費者在咀嚼月餅的過程中口感的變化[17-18]。近年來關于食品質地的研究報道顯示，質構儀分析與感官評定之間有良好的相關性[19-20]。

單形重心試驗是應用于食品配方優化的一種有效手段，具有以下優點：可以建立連續變量的曲面模型，對配方中的各成分及其交互作用進行評價，得出食品配方與性能的關系；可以根據試驗設定響應值目標進行成分組成的優化，確定各成分的最佳比例；可以減少實驗次數、提高實驗效率[21]。

本研究擬選取麥芽糖醇、木糖醇、低聚異麥芽糖3種低熱量填充型甜味劑，在考察月餅感官評分與TPA參數之間相關性的基礎上，根據《食品營養標簽管理規范》中關于低糖食品的要求（低糖食品需滿足總糖含量小于5 g/100 g（固體）或小于5 mL/100 mL（液體））[22]，采用單形重心試驗優化質地和口感良好的低糖冬瓜蓉餡料配方[23-24]。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮冬瓜（廣東黑皮） 廣州市天河北肉菜市場；低筋面粉 濰坊風箏面粉有限責任公司；轉化糖漿 廣州增城穗豐食品廠；堿水（食用枧水，主要成分為碳酸鈉、碳酸鉀） 廣州市利豐食品實業有限公司；花生油 廣東鷹嘜食品有限公司；玉米淀粉廣州市增城康燁食品廠；蔗糖 雷州市唐家糖廠有限公司；麥芽糖醇（含量≥98%；水分含量≤1%）、木糖醇（含量≥98%；水分含量≤1%） 杭州普修生物科技有限公司；低聚異麥芽糖（含量≥98%；水分含量≤1%） 鄭州富泰程化工有限公司。

1.2儀器與設備

TA-XTplus質構分析儀 英國Stable Micro Systems公司；YXDF18型遠紅外電熱食品烤爐 上海立環機械制造有限公司；C21-ST2118電磁爐、MJ-25BM03A攪拌機 廣東美的精品電器制造有限公司；均質機 德州恒力電機有限責任公司；JM30001電子天平 余姚紀銘稱重檢驗設備有限公司。

1.3方法

1.3.1廣式冬瓜蓉月餅制作工藝

1.3.1.1餅皮的制作

按照低筋面粉200.00 g、糖漿120.00 g、花生油40.00 g、堿水6.00 g的餅皮配方，先將堿水與糖漿混勻，再加入花生油混勻，最后加入面粉調制成面團，即成餅皮[25]。

1.3.1.2冬瓜蓉餡料的制作

高糖冬瓜蓉餡料的制作：新鮮冬瓜去皮、洗凈、去瓤，切成小塊（0.5 cm×0.5 cm），置于攪拌機中加適量水（100 g冬瓜加入50 g水），攪拌機2檔攪拌30 s，均質得冬瓜漿，將冬瓜漿在140℃條件下炒制10 min，加入蔗糖在120℃條件下繼續炒制8 min，將花生油和玉米淀粉混勻后加入其中，在100℃條件下炒制5 min即可[26-27]。其中餡料配方為：250.00 g冬瓜漿，62.90 g蔗糖，14.90 g花生油，3.30 g玉米淀粉。

低糖冬瓜蓉餡料的制作：分別將麥芽糖醇、木糖醇、低聚異麥芽糖以不同的比例取代上述配方中的蔗糖，并按照上述工藝流程制作餡料。

1.3.1.3月餅的制作

將月餅餅皮稱質量分割、包入冬瓜蓉餡料后入模成型，以底火175℃、面火210℃烘烤10 min后再以底火150℃、面火175℃烘烤5 min出爐，最后當月餅冷卻到50～60℃時，在密閉環境中回軟24 h。其中月餅質量為180.00 g，形狀為扁平圓柱形，皮餡質量比控制為1∶2[4]。

1.3.2 TPA測定

采用P/50探頭對月餅進行TPA測試，可得到月餅的硬度、黏附性、脆性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復性7個質構參數。

用水果刀將回軟后的月餅均分切成8塊扇形狀月餅，利用質構儀在設定參數（表1）條件下進行TPA測試，測定其硬度、凝聚性和回復性3個參數指標，參數指標的具體定義及取值方法見表2，取8塊樣品的測量數據進行統計分析。

表1 TPA測定參數設置[[2255]]Table 1 Parameter settings for TPA analysis

表2 廣式冬瓜蓉月餅TPA測定指標及其含義[[2288]]Table 2 TPA indexes and their definitions for white gourd Cantonese-style moon cake

1.3.3 廣式冬瓜蓉月餅的感官評價

參考月餅國標[2]，根據感官評定中的質地多面剖析方法，制定廣式月餅的感官評分細則，見表3。由8名有相關經驗的技術人員組成感官評定小組，首先給評審員詳細介紹表3中的評分細則，然后對樣品進行密碼編號，隨機讓8名評審員評定，最后統計評定結果。

表3 廣式冬瓜蓉月餅的感官評分細則Table 3 Criteria for sensory evaluation of white gourd Cantonese-style moon ccaakkee

1.3.4 廣式冬瓜蓉月餅感官評分與TPA參數的相關性分析

選取餡料配方中的蔗糖用量作為單因素變量，分別取20.00、30.00、40.00、50.00、60.00、70.00、80.00 g 7個水平。按照冬瓜蓉餡料的制作工藝以及月餅的制作工藝制作完成后，對其進行TPA參數的測試和感官評價，并采用SPSS 19.0軟件中的皮爾森相關系數雙尾檢驗法分析TPA參數與感官評分之間的相關性。

1.3.5低糖月餅的配方優化

將麥芽糖醇、木糖醇及低聚異麥芽糖等蔗糖替代品和蔗糖一起組成復配糖，利用Design-Expert中的混料試驗，按照Scheffe的｛4，3｝單形重心試驗設計原理進行試驗設計[29-30]，如表4所示，按照15組配方進行月餅制作，測定其TPA參數，用該軟件優化復配糖的配方，并對以優化配方制作出的月餅進行感官評分。

表4 復配糖的｛4，3｝單形重心試驗設計Table 4 Simplex centroid design｛4,3｝for sugar combinations

1.4 數據分析

采用SSPS 19.0統計軟件單因素方差分析（one wayANOVA）進行組間差異性比較，數據用表示。采用皮爾森相關系數雙尾檢驗法進行指標間相關性檢驗。

2 結果與分析

2.1廣式冬瓜蓉月餅感官評分與TPA參數的相關性

表5 月餅感官評分和TPA參數隨蔗糖用量的變化Table 5 Influences of sucrose concentration on the sensory evaluation and TPA parameters of moon cake

由表5可知，月餅的硬度、凝聚性、回復性和感官評分均隨冬瓜蓉餡料中蔗糖用量的增加而變化。此外，廣式冬瓜蓉月餅的感官評分與硬度、凝聚性、回復性均呈極顯著負相關（P＜0.01），相關系數分別為-0.941、-0.855、-0.834，說明TPA參數越小，月餅的品質越好。因此，可以用月餅的硬度、凝聚性和回復性3個TPA參數來客觀評價月餅的品質和口感。

2.2復配糖比例的確定

2.2.1｛4，3｝單形重心試驗結果

按照設計的15組配方制作月餅，測得其TPA參數如表6所示。

表6 單形重心試驗結果Table 6 Results of simplex centroid experiments

續表6

2.2.2 Design-Expert軟件分析結果

2.2.2.1硬度

硬度的回歸方程為：

Y=6 412.394X1+5 062.572X2+5 163.111X3+7 712.245X4-3 912.548X1X3+8 340.554X1X4-3 718.289X1X2-4 076.83X3X4+18 436.671X2X3-1 486.628X2X4

固定X1=0，根據回歸方程作出硬度的等高線圖如圖1所示。

圖1 餡料中復配糖對月餅硬度的影響Fig.1 Effect of sugar combinations on the hardness of moon cake

根據圖1可知，隨著木糖醇和麥芽糖醇所占比例的減小，月餅的硬度逐漸減小，而低聚異麥芽糖所占比例增大時，月餅的硬度減小。

2.2.2.2凝聚性

凝聚性的回歸方程為：

固定X1=0，根據回歸方程作出凝聚性的等高線圖見圖2。

圖2 餡料中復配糖對月餅凝聚性的影響Fig.2 Effect of sugar combinations on the cohesiveness of moon cake

根據圖2可知，當單一糖所占比例越大，月餅的凝聚性越小，而當每種糖所占的比例較為均等時，月餅的凝聚性增大。

2.2.2.3回復性

圖3 餡料中復配糖對月餅回復性的影響Fig.3 Effect of sugar combinations on the resilience of moon cake

回復性的回歸方程為：

固定X1=0，根據回歸方程作出回復性的等高線圖見圖3。根據圖3可知，單一糖所占比例越大，月餅的回復性越小，而每種糖所占的比例較為均等時，月餅的回復性增大。

2.2.3試驗結果的方差分析

表7 單形重心試驗結果的方差分析Table 7 Analysis of variance of simplex centroid experiments

由表7的方差分析可知，麥芽糖醇和低聚異麥芽糖比例對月餅的硬度有顯著性影響（P＜0.05），而蔗糖、麥芽糖醇、木糖醇、低聚異麥芽糖比例均對月餅的凝聚性和回復性有極顯著影響（P＜0.01）。

2.2.4復配糖比例優化

使用Design-Expert軟件對復配糖的配比進行優化，以蔗糖含量最低、月餅的硬度、凝聚性和回復性最小為優化目標，得到5組優化配方，將這5組配方制得的月餅進行TPA測試驗證以及感官評價，得到的結果見表8。

表8 配方優化實驗結果Table 8 Sensory score and TPA parameters of five selected stuffing formulations

由表8可知，由第2組配方制得的月餅的感官評分最高，第4組配方制得的次之，結合TPA參數值最小的優化原則以及《食品營養標簽管理規范》[22]中對低糖固體食品需滿足總糖含量小于5 g/100 g的要求，優化后得到配方1的甜味劑組成：麥芽糖醇100.0%；配方2的甜味劑組成：蔗糖17.2%、木糖醇82.8%；由此得出低糖廣式冬瓜蓉月餅餡料的配方1：冬瓜漿75.5%、麥芽糖醇19.0%、花生油4.5%、玉米淀粉1.0%；配方2：冬瓜漿75.5%、蔗糖3.3%、木糖醇15.7%、花生油4.5%、玉米淀粉1.0%。按照蔗糖的熱量值為1.7×104J/g，麥芽糖醇的熱量值為0.5×104～1.3×104J/g，木糖醇的熱量值為1.0×104～1.2×104J/g計算，配方1制得的月餅熱量相比傳統月餅熱量降低了4.2～12.7 J/g，配方2制得的月餅熱量相比傳統月餅熱量降低了4.4～6.1 J/g。

3 討 論

3.1月餅TPA參數與感官評價的相關性

本研究表明，廣式冬瓜蓉月餅的感官評分與硬度、凝聚性、回復性均呈極顯著負相關（P＜0.01），相關系數分別為-0.941、-0.855、-0.834。文波[25]對月餅感官評分與TPA參數的相關性研究表明，月餅的感官評分與硬度、凝聚性、回復性均呈極顯著負相關（P＜0.01），因此采用硬度、凝聚性和回復性3個TPA參數來客觀評價月餅品質。王玉牛[31]研究月餅感官評定與儀器分析之間相關性時，發現感官評定的硬度、黏聚性、黏牙情況以及易嚼性與儀器測定的硬度、黏聚性、黏牙情況以及易嚼性均達到了極顯著（P＜0.01），本研究結果與他們的研究結果基本一致，借助儀器可以客觀地評價月餅的口感。

3.2蔗糖替代品對月餅質構的影響

廣式月餅冬瓜蓉的質地主要與冬瓜纖維的組織狀態以及冬瓜蓉中糖、油脂、淀粉和蛋白質之間的相互作用相關。而幾種蔗糖替代品（麥芽糖醇、木糖醇和低聚異麥芽糖）在理化性質上的差異以及蔗糖與蔗糖替代品之間的相互作用也會對其制作出的月餅質構有一定影響。

本研究表明，隨著木糖醇和麥芽糖醇在復配糖中所占比例不斷減小，月餅的硬度逐漸減小，而低聚異麥芽糖所占比例不斷增大時，月餅的硬度逐漸減小。據報道，不同的蔗糖替代品在分子結構上含有的羥基數量不同，羥基數量的差異會帶來糖類吸濕性上的差異，糖醇中除了甘露糖醇和異麥芽酮糖醇，均有一定的吸濕性[32]。而低聚異麥芽糖具有高度的保濕能力，可以保持冬瓜蓉的濕潤度從而使月餅硬度降低。

單一糖所占比例不斷增大，月餅的凝聚性和回復性不斷減小，而當3種糖所占的比例較為均等時，月餅的凝聚性和回復性不斷增大。郝月慧等[33]在研究糖醇對蛋糕質地影響時也發現用糖醇全部取代蛋糕中的蔗糖后，蛋糕的彈性、凝聚性和回復性均下降。蔗糖替代品的黏度均低于蔗糖，單獨使用時，會使月餅餡料松散，造成凝聚性和回復性下降，而3種蔗糖替代品復配使用時，則起到對餡料增稠的作用。

此外，蔗糖替代品對月餅硬度、凝聚性和回復性的影響均較為復雜，可能還包括淀粉、蛋白質和糖類之間的相互作用力[34]，其影響的因素和影響機理還有待進一步深入的研究。而廣式月餅體系的組分更多，物質之間的作用更為復雜，將來的研究可以考慮從單一物質到多種物質之間的相互作用切入。

4 結 論

廣式冬瓜蓉月餅的感官評分與TPA參數均呈極顯著負相關（P＜0.01），借助TPA參數可以客觀評價廣式月餅的口感。采用木糖醇、麥芽糖醇、低聚異麥芽糖作為蔗糖替代品，利用混料設計中的{4，3}單形重心試驗，以TPA參數值與感官評價為優化指標，優化得到兩組低糖廣式冬瓜蓉月餅餡料的配方（質量分數）：1）75.5%冬瓜漿、19.0%麥芽糖醇、4.5%花生油、1.0%玉米淀粉；2）75.5%冬瓜漿、3.3%蔗糖、15.7%木糖醇、4.5%花生油、1.0%玉米淀粉；均符合總糖含量均小于5.0%的低糖食品要求。

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Optimization of Formulation of Low-Sugar White Gourd Stuffing in Cantonese-Style Moon Cake Based on TPA Parameters

CHEN Xian1,2, ZHANG Yan1,*, MA Yongxuan1, ZHANG Linghong1,2, WEI Zhencheng1
(1. Guangdong Key Laboratory of Agricultural Products Processing, Key Laboratory of Functional Foods, Ministry of Agriculture, Sericultural and Agri-Food Research Institute GAAS, Guangzhou 510610, China; 2. College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

This study investigated the optimization of low-sugar white gourd stuffing formulations for Cantonese-style moon cake by correlating sensory score with texture profile analysis (TPA) parameters including hardness, cohesiveness and resilience of moon cake. The results showed that all the three TPA parameters were significantly negatively correlated with the sensory score of moon cake (P＜ 0.01) and that they could be used as indicators to evaluate the quality of low-sugar white gourd stuffing. Maltitol, xylitol and isomaltooligosaccharide were used as sugar substitutes in the moon cake stuffing. Two optimized formulations were obtained by simplex-centroid experiments consisting of 75.5%white gourd puree, 19.0%maltitol, 4.5%peanut oil, and 1.0%corn starch; and 75.5%white gourd puree, 3.3%sucrose, 15.7%xylitol, 4.5%peanut oil, and 1.0%corn starch, respectively.

Cantonese-style moon cake; texture profile analysis (TPA); sugar substitutes; simplex centroid experiment; low-sugar white gourd stuffing

TS255.5

A

1002-6630（2015）12-0054-06

10.7506/spkx1002-6630-201512010

2014-11-16

廣東省教育部產學研項目（2011A090200078；2012B091100055）；

廣東省農業廳現代農業產業技術體系項目（粵財農[2012]282）

陳弦（1989—），女，碩士研究生，研究方向為焙烤食品科學。E-mail：chenxian1217kuai@qq.com

*通信作者：張雁（1967—），女，研究員，博士，研究方向為食品生物化學。E-mail：zhang__yan_@126.com