響應面法優化韌性胎菊餅干配方

李云捷，于博，吳進菊，許思雨

（湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053）

響應面法優化韌性胎菊餅干配方

李云捷，于博，吳進菊，許思雨

（湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053）

在單因素試驗的基礎上，采用響應面法優化韌性胎菊餅干的最佳配方，結果表明以面粉添加量為基準（其中低筋面粉添加量為90%，淀粉添加量為10%），其它原料添加量分別為：胎菊粉2.29%、奶粉3%、植物油18.35%、白糖20.56%、復合膨松劑1.91%、食鹽0.2%、水28%，所制得的餅干菊香濃郁，口感酥脆無渣，感官評分最高。

響應面法；韌性餅干；胎菊；配方

Abstract：On the basis of single factor experiment，the response surface method was adopted to optimize the best chrysanthemum buds toughness biscuits formula，the results showed that based on flour content（including low protein flour adding amount was 90%，the starch content of 10%），and other raw materials added quantity respectively：chrysanthemum buds powder 2.29%，milk powder 3%，vegetable oil18.35%，sugar 20.56%，compound leavening agent 1.91%，salt 0.2%，water 28%，the prepared cookies were full of scent of chrysanthemums，crispy without slag，sensory score the highest.

Key words：response surface methodology；tough biscuit；chrysanthemum buds；formula

韌性餅干是以低筋小麥粉為主要原料，加上少量油脂和白糖制成的口感酥脆的一類餅干，由于其油脂含量較低，深受廣大消費者的喜愛。胎菊是杭白菊未完全張開時的花朵，具有抗菌、抗氧化、抗疲勞、解熱、降血壓、降血脂、抑制突變、抗癌等藥理功能[1-8]，在各地廣泛種植。將胎菊粉加入餅干中，在給予韌性餅干菊花風味的同時，可以抑制面筋形成，提高產品性能，為拓展胎菊用途提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料與設備

胎菊粉：襄陽帝昊源生物工程公司；復合膨松劑：上海萬研食品有限公司；低筋面粉、玉米淀粉、全脂奶粉、白糖、食鹽、玉米油：市售。

FA1004分析天平：上海舜宇恒平科學儀器有限公司；FW-80小型粉碎機：北京市永光明醫療儀器有限公司；MT-10壓面機：襄陽熊集機械廠；T3-321B烤箱：廣東美的廚房電器制造有限公司；101型烘箱：北京市永光明醫療儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 韌性菊花餅干制作工藝流程及操作要點

韌性菊花餅干的基本制作工藝為，取面粉、淀粉、奶粉、糖粉、水及植物油先預混成團，再依次加入胎菊粉、膨松劑及食鹽調制面團，靜置15 min～20 min，輥壓9次～11次，間或翻轉折疊，沖印成型，上火180℃，底火為150℃，焙烤時間12 min左右，既得成品[9]。

1.2.2 單因素試驗

1.2.2.1 復合膨松劑添加量對餅干品質的影響

以面粉為基準，用量為100 g（其中低筋面粉90%，淀粉10%），白砂糖添加量為20%、植物油為18%、胎菊粉為2.3%、水的添加量為28%。分別添加復合膨松劑1%、2%、3%、4%和5%，參照1.2.1制得韌性菊花餅干，通過感官評分（1.3.1）探討膨松劑的添加量對韌性菊花餅干品質的影響。

1.2.2.2 胎菊粉添加量對餅干品質的影響

復合膨松劑的添加量為2%，其余原料用量參照

1.2.2.1 ，分別添加胎菊粉1.5%、1.7%、1.9%、2.1%、2.3%和2.5%，制得餅干，評定方法同1.2.2.1。

1.2.2.3 植物油添加量對餅干品質的影響

胎菊粉的添加量為2.3%，其余原料用量參考

1.2.2.2 ，分別添加植物油 12%、14%、16%、18%、20%和22%，制得餅干，評定方法同1.2.2.1。

1.2.2.4 白砂糖添加量對餅干品質的影響

植物油的添加量為18%，其余原料用量參考

1.2.2.3 ，分別添加白砂糖 18%、20%、22%、24%、26%和28%，制得餅干，評定方法同1.2.2.1。

1.2.3 基于響應面試驗的最佳原料配比的試驗設計

在單因素試驗結果上，采用中心組合試驗Design-Expert 8.0設計方案進行進一步分析，以復合膨松劑添加量、胎菊粉添加量、植物油添加量、白砂糖添加量進行優化分析，分別以 A、B、C、D 來表示，并以+1、0、-1分別代表變量的水平，試驗因素與水平設計見表1。

表1 響應面試驗因素水平表Table 1 Response surface test factor level table

1.3 感官鑒評標準

對制成的韌性菊花餅干進行感官鑒評，感官鑒評每次固定12個人，并保持每次鑒評的人都不變，根據每個人的打分，取每一項分數的平均值[10]。

表2 韌性菊花餅干感官鑒評標準Table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

續表2 韌性菊花餅干感官鑒評標準Continue table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 復合膨松劑添加量對餅干品質的影響結果

復合膨松劑添加量對餅干品質的影響見圖1。

圖1 復合膨松劑添加量對餅干品質的影響Fig.1 Effect of compound content on the quality of biscuit

由圖1可知，復合膨松劑添加量對餅干的感官得分影響較大，呈現先上升再下降的趨勢。當復合膨松劑添加量為1%時，面團成型容易，但面團組織結構過于嚴密，色澤微灰，且餅干成品質地較硬；當添加量為2%時，面團的性能略有上升，成型最為容易，組織結構細密均勻，色澤加深，餅干品質達最好；隨添加量增加，面團硬度較大，成型困難，餅干品質降低。因此，復合膨松劑添加量取2%為響應面中心點。

2.1.2 胎菊粉添加量對餅干品質的影響結果

胎菊粉的添加可以增強餅干的風味，但同時由于纖維含量較高，對面團筋力有破壞作用。胎菊粉添加量對餅干品質的影響見圖2。

由圖2可知，隨著胎菊粉添加量的增加，有效抑制了面團筋力，同時增強了產品風味，使得產品質地疏松，松脆可口。當添加量超過2.3%時，對面團筋力破壞較大，餅干胚成型困難，且色澤偏褐色或黑色，外觀難看，且口感發苦。因此，胎菊粉添加量取2.3%為響應面中心點。

圖2 胎菊粉添加量對餅干品質的影響Fig.2 Effect of chrysanthemum powder on the quality of biscuit

2.1.3 植物油添加量對餅干品質的影響結果

植物油添加量對餅干品質的影響見圖3。

圖3 植物油添加量對餅干品質的影響Fig.3 Effect of plant oil on the quality of biscuit

由圖3可知，植物油添加量對感官得分都呈現出一種先上升后下降的趨勢，當添加量為12%時，面團的可塑性和起酥性差，表面干燥無光澤，硬度較大，松脆度不足；而隨著植物油添加量增加到18%時，面團可塑性和起酥性均提高，表面光滑，硬度和松脆度適中，餅干口感變好；但繼續添加，松脆度過大，含油量較多，口感油膩。因此，起酥油添加量取18%為響應面中心點。

2.1.4 白砂糖添加量對餅干品質的影響結果

白砂糖添加量對餅干品質的影響見圖4。

圖4 白砂糖添加量對餅干品質的影響Fig.4 Effect of white granulated sugar addition on quality of biscuit

由圖4可知，隨著白砂糖添加量的增大，感官得分呈現先上升再下降的趨勢。當白砂糖添加量為18%時，面團延伸性和可塑性較差，餅干質地較硬，餅坯上色淺，口感較差；當白糖添加20%時，面團的延伸性和可塑性均提高，成型較容易，餅坯焦糖化反應上色適中，甜味適中，餅干口感最佳；白糖添加量超過20%時，甜味改變不大，但焦糖化反應過度，色澤加深，甚至產生焦苦味。因此，白糖添加量取20%為響應面中心點。

2.2 基于響應面試驗的最佳原料配比的試驗

2.2.1 響應面試驗結果

通過設計的響應面試驗，對影響韌性菊花餅干品質的主要因素進行分析對比，并確定韌性菊花餅干的最佳工藝配方，韌性菊花餅干響應面試驗結果分析表如表3所示。

表3 試驗方案與結果Table 3 Test designs and extraction results of biscuits

續表3 試驗方案與結果Continue table 3 Test designs and extraction results of biscuits

2.2.2 感官得分模型進行顯著性檢驗

對感官得分模型進行顯著性檢驗，結果見表4，回歸模型系數顯著性檢驗結果見表5。

表4 感官得分回歸模型的方差分析結果Table 4 Analysis of variance of regression model of sensory score

表5 感官得分回歸模型系數的顯著性檢驗結果Table 5 Significance test results of regression model coefficients for sensory score

從感官得分模型的方差分析可見，模型的F=62.50＞F0.01（14，4）=14.24，P＜0.000 1＜0.01，失擬項的F=0.26＜F0.05（14.4）=5.87，本試驗所選用的二次多項模型具有高度的顯著性，失擬項在P=0.05水平上不顯著（P=0.960 7＞0.05），其校正決定系數 R2Adj為 0.968 5，表明此模型擬合優度好，僅有約3.15%的感官評分不能由此模型進行解釋。可以用此模型來分析和預測韌性菊花餅干的感官評分。

由表5得到感官評分對復合膨松劑添加量（A）、胎菊粉添加量（B）、植物油添加量（C）和白砂糖添加量（D）的二元多次回歸模型為：感官評分（Y）=87.80-1.00A-0.42B+1.22C+0.62D+0.00AB+0.00AC+0.00AD+0.57BC+0.075BD+0.025CD-5.70A2-2.28B2-3.35C2-1.10D2。

由表5回歸模型系數顯著性檢驗結果可知，模型的一次項A、C、D在1%的水平內非常顯著，B在5%的水平內顯著。 二次項 A2、B2、C2、D2在 1%水平上非常顯著，交互項都不太顯著。表明復合膨松劑、植物油、白砂糖的添加量對韌性胎菊餅干的口感具有極其顯著的作用，胎菊粉的添加對其風味也有明顯的改善作用。但彼此之間的交互作用對餅干口感的改善沒有明顯影響。

2.2.3 感官評分響應面分析與優化

根據感官得分回歸分析結果作出相應曲面圖，結果見圖5～圖10。

圖 5 Y=f（A，B）的響應面Fig.5 Response surface of Y=f（A，B）

由圖 5～圖 10可直觀地看到，AB、AC、AD、BC 和CD之間交互作用顯著，BD之間交互作用較小。

2.2.4 驗證試驗

利用響應面試驗確定的最佳工藝配方，低筋面粉90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油 18.35 g、白糖20.56 g、復合膨松劑1.91 g、食鹽0.2 g、水28 g進行驗證試驗，并進行感官鑒評，感官評分的結果為88.85分，與預測值88.05，誤差0.90%。說明該模型能較好地預測實際韌性胎菊餅干配料對口感的影響情況。

圖 6 Y=f（A，C）的響應面Fig.6 Response surface of Y=f（A，C）

圖 7 Y=f（A，D）的響應面Fig.7 Response surface of Y=f（A，D）

圖 8 Y=f（B，C）的響應面Fig.8 Response surface of Y=f（B，C）

圖 9Y=f（B，D）的響應面Fig.9 Response surface of Y=f（B，D）

圖 10 Y=f（C，D）的響應面Fig.10 Response surface of Y=f（C，D）

3 結論

研究表明，韌性胎菊餅干的最佳工藝配方為低筋面粉 90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油18.35 g、白糖 20.56 g、復合膨松劑 1.91 g、食鹽 0.2 g、水28 g；通過此工藝制得的餅干外觀光滑、表面平整有光澤、斷面有層次、口感松脆細膩。產品未通過添加菊花香精而使得產品富有菊花香氣，更加健康自然，同時增加了膳食纖維含量，有利于人體健康，對于開拓胎菊食品具有參考價值。

[1]戴敏,劉青云,李道中,等.菊花解熱、降壓作用的物質基礎研究[J].中藥材,2001,24(7):224-226

[2]蔣惠娣.中藥杭白菊心血管系統作用及活性成分研究[D].杭州:浙江大學,2004

[3]胡春,丁霄霖.菊花提取物對實驗動物抗疲勞和降血脂作用的研究[J].食品科學,1996(10):58-62

[4]潘正軍,王新風,周雪瑞.黃山貢菊水煎劑對實驗性高血壓小鼠血壓和血脂含量的影響[J].時珍國醫國藥,2008(19):669-670

[5]林忠寧,林育純.菊花倍半萜烯內酯誘導人鼻咽癌細胞毒性和凋亡的研究[J].中草藥,2002,33(10):909-912

[6]王樹立,李永德,趙勤,等.菊花等十五種中藥對大鼠膽固醇代謝的影響[J].中國生物化學與分子生物學報,1987(4):67-69

[7]王增田,劉家升,宋麗君.中藥的抗誘變作用[J].中國中醫藥信息雜志,1996(6):16-17

[8]殷紅,黃越燕,蔣小紅,等.杭白菊揮發油的抗菌抗炎作用及對PGE2的影響[J].浙江預防醫學,2007,19(8):8-9

[9]朱珠.焙烤食品工藝與實訓[M].鄭州:鄭州大學出版社,2012

[10]魏永義,豆康寧,鄧玉杰.餅干感官評價研究[J].農業機械,2011(29):116-117

Optimization of Chrysanthemum Buds Toughness Biscuits Formula by Response Surface Methodology

LI Yun-jie，YU Bo，WU Jin-ju，XU Si-yu
（College of Chemical Engineering and Food Science，Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Hubei，China）

2017-03-07

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.021

李云捷（1979—），女（漢），副教授，碩士，研究方向：農產品貯藏與加工。