響應(yīng)面法優(yōu)化芹菜粉酥性餅干的加工工藝

◎ 趙 敏，于 輝，岳鳳麗，邢艷霞，李 丹

（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟南 250100）

芹菜是飯桌上常見的一種綠色蔬菜，芹菜中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、碳水化合物、胡蘿卜素等，也含有黃酮及抗氧化物質(zhì)[1]，具有清除自由基的作用[2]，因此，芹菜具有一定的抗氧化能力。此外，芹菜中富含豐富的礦物質(zhì)，芹菜食品屬于低鹽餐飲，這迎合了當(dāng)今時代的潮流，即多食用健康有機、少油少鹽的綠色蔬菜。據(jù)研究，多吃芹菜對人體很有好處，它可以預(yù)防疾病，具有降低血壓、預(yù)防癌癥、健胃健腦等多種功效[3-5]，尤其在春夏季食用，可以起到清熱解暑、預(yù)防肝火旺盛的作用。在我國，芹菜分布廣泛，在市場上隨處可見，但對于芹菜的深加工研究較少，除了作為菜品食用，其他領(lǐng)域鮮少涉及。因此，市場上的芹菜產(chǎn)品很少，雖然芹菜具有高營養(yǎng)價值和藥用價值，但生產(chǎn)渠道狹隘，且關(guān)注力度不夠，導(dǎo)致了芹菜的加工附加值得不到提升。

與芹菜相比，餅干具有廣闊的消費市場和關(guān)注力度，但缺少營養(yǎng)物質(zhì)及高營養(yǎng)價值；芹菜含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，具有較高的藥用價值和營養(yǎng)價值，但是產(chǎn)業(yè)鏈條單一，缺乏市場和深加工途徑。

本研究是將兩者結(jié)合，研制出一種新品種餅干即芹菜粉酥性餅干，既可以滿足消費者的消費需求，又可以拓展芹菜的消費市場，實現(xiàn)對芹菜的深加工，提高加工附加值。當(dāng)今市場上研究混合粉的餅干品種比較多，但是鮮有將芹菜粉和餅干相結(jié)合的產(chǎn)品。將這兩類食品結(jié)合在一起，不但符合消費市場的需求，帶給消費者更高的利益，而且該食品具有廣闊的發(fā)展空間，可以作為一類具有高營養(yǎng)價值的餅干新品種在市場流通，也可以作為拓寬芹菜加工渠道、打開消費市場的研究新領(lǐng)域。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

低筋小麥粉、白砂糖、鹽、小蘇打、黃油、淀粉以及芹菜，均為市售食品級。

1.2 儀器與設(shè)備

兩層四盤電烤箱（佛山市順德區(qū)陳村鎮(zhèn)華興實業(yè)有限公司）、1012型鼓風(fēng)干燥箱（富麗達實驗儀器廠）、小型粉碎機、電磁爐、電冰箱、電子天平、餅干模具、烤盤、漱口杯和廢水杯。

1.3 實驗方法

以黃油、白砂糖、芹菜粉添加量以及烘烤吧時間為試驗變量進行單因素試驗。

1.3.1 餅干的基本配方

低筋小麥粉95 g、淀粉5 g、白砂糖20 g、鹽0.5 g、黃油35 g、小蘇打0.6 g、水25 g。

1.3.2 芹菜粉的制備

新鮮芹菜→清理→切丁（2～3 mm）→烘干（60 ℃）→粉碎→備用[6]。

1.3.3 芹菜粉餅干生產(chǎn)工藝

稱量調(diào)粉→輔料溶解→靜置→輥壓→成型→烘烤→冷卻→整理→包裝。

1.3.4 操作要點

（1）稱量調(diào)粉。將實驗材料按照基本配方依次稱量完畢后，可將糖和鹽放入一個容器，面粉、小蘇打、淀粉和芹菜粉放入一個容器，充分混勻。

（2）輔料溶解。用電磁爐加熱燒水，先將糖和鹽放到熱水中攪拌溶解，直至水中的顆粒全部溶解。再將黃油加熱溶解，把糖和鹽水倒入黃油中攪拌混合，待其冷卻后倒至面粉中，用刮刀拌勻混合，揉成濕潤且柔軟的面團。面團不要過度揉捏，揉捏時間過長會使面筋過度形成，得到的餅干表面干燥、口感僵硬。

（3）靜置。將和好的面團蓋上保鮮膜密封好，放入冰箱中冷卻10 min。

（4）輥壓。將面團壓扁碾壓，用搟面杖搟至中間與邊緣厚度一致的面片，厚度為3～5 mm。

（5）成型。將模具放在面團上按壓，不宜將邊角剩余的面團進行二次碾壓成型，否則做出的餅干口感會稍硬。

（6）烘烤。在烤盤上均勻刷一層油，不宜太多，將成型餅干放在烤盤上，每塊餅干中間留出恰當(dāng)?shù)木嚯x，不宜挨得太近。烤箱上下火溫度設(shè)置為170 ℃，烘烤約13 min取出。

（7）冷卻。將餅干放在室溫下自然冷卻10～15 min，使其呈現(xiàn)酥脆性。

2 結(jié)果分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 芹菜粉添加量對餅干質(zhì)量的影響

當(dāng)芹菜粉添加量為2 g時，餅干呈黃色，無芹菜味道，從外形、色澤和口感上都體現(xiàn)不出芹菜的特殊風(fēng)味，評分較低；當(dāng)芹菜粉添加量為8 g時，餅干呈淺綠色，口感上明顯具有芹菜的特殊風(fēng)味，香酥可口；當(dāng)芹菜粉添加量為14 g時，餅干呈焦綠色，色澤過綠，口感上體現(xiàn)出濃烈的芹菜味，芹菜味覆蓋了餅干本身的風(fēng)味。因此，從餅干的外形、色澤及口感比較得出，芹菜粉添加量的適宜范圍是5～11 g。

2.1.2 黃油添加量對餅干質(zhì)量的影響

當(dāng)黃油添加量為25 g時，面團不易成型，餅干表面粗糙有氣泡，沒有光澤，外形不佳，口感僵硬，組織粗糙；當(dāng)黃油添加量為30 g時，面團易成型，口感酥脆，不油膩，色澤均勻，結(jié)構(gòu)細密；當(dāng)黃油添加量為45 g時，面團較濕潤，不易成型，粘性及彈性差，餅干口感較軟且油膩，易破碎，評分較低。因此，從餅干的外形、口感及結(jié)構(gòu)比較得出，黃油添加量的適宜范圍是25～35 g。

2.1.3 白砂糖添加量對餅干質(zhì)量的影響

當(dāng)白砂糖添加量為10 g時，面團極難成型，餅干表面粗糙有裂痕，外形不佳，口感僵硬，色澤不佳，結(jié)構(gòu)較粗糙，略有大孔，評分較低；當(dāng)白砂糖添加量為20 g時，面團濕潤易成型，口感酥脆，甜度適中，色澤均勻；當(dāng)白砂糖添加量為30 g時，口感酥脆，過甜，色澤均勻有光澤。因此，從餅干的外形、色澤及口感比較得出，白砂糖添加量的適宜范圍是15～25 g。

2.1.4 烘烤時間對餅干質(zhì)量的影響

當(dāng)烘烤時間為8 min時，餅干色澤呈淺綠色，色澤均勻，口感偏軟，不酥脆，芹菜的風(fēng)味不明顯；當(dāng)烘烤時間為10 min時，餅干表面平整有光澤，口感較酥脆，評分較好；當(dāng)烘烤時間為16 min時，餅干色澤過深，出現(xiàn)烤焦現(xiàn)象，糊味明顯，評分較低。因此，從餅干的外形、色澤及口感比較得出，烘烤時間的適宜范圍是8～12 min。

2.1.5 烘烤溫度對餅干質(zhì)量的影響

當(dāng)烘烤溫度為150 ℃時，餅干口感較軟，餅干風(fēng)味不明顯，評分較低；當(dāng)烘烤溫度為180 ℃時，餅干外形較好，色澤均勻略帶光澤，口感酥脆，軟硬適中，甜淡適中；當(dāng)烘烤溫度為190 ℃時，餅干表面不平整，有氣泡現(xiàn)象，口感酥脆，邊緣略有烤焦現(xiàn)象。因此，從餅干的外形、色澤及口感比較得出，烘烤溫度的適宜范圍是170～190 ℃。

2.2 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

根據(jù)單因素實驗分析可知，選取感官評分（Y）為響應(yīng)值，芹菜粉添加量（A）、黃油添加量（B）和白砂糖添加量（C）對餅干感官品質(zhì)的影響較大，選定這3種因素，采用Box-behnken模型設(shè)計了三因素三水平實驗，響應(yīng)面試驗設(shè)計因素水平見表1，試驗結(jié)果見表2。

表1 響應(yīng)面設(shè)計因素水平及編碼表

表2 響應(yīng)面試驗及結(jié)果表

在各個單因素的適宜添加量范圍確定以后，通過Design-Expert 8.0.6軟件進行響應(yīng)面試驗設(shè)計和方差分析[1]，最終確定芹菜粉酥性餅干的最優(yōu)配方。對數(shù)據(jù)進行回歸模型優(yōu)化，得到的感官評分R1與3因素間的二次多元回歸方程為：

R1=78.00+0.87A+0.15B+1.28C+1.30AB+0.45AC+0.40 BC-1.47A2-0.82B2-4.28C2

模型的P值小于0.000 1，說明該模型是極顯著的。失擬項P值為0.758 8遠大于0.05，說明失擬項與純誤差之間差異不顯著，可以接受該模型。A-芹菜粉添加量的影響P=0.010 5＜0.05（顯著），C-白砂糖添加量的影響P=0.001 5＜0.05（顯著），A-芹菜粉添加量與B-黃油添加量的交互相AB影響P=0.008 3＜0.05（顯著），A-芹菜粉添加量的二次項A2影響P=0.003 8＜0.05（顯著），B-黃油添加量的二次項B2影響P=0.049 6＜0.05（顯著），C-白砂糖添加量的二次項C2的影響P＜0.0001（極顯著）。從回歸方程中可以得出，各因素對綜合評分的影響大小順序為：白砂糖添加量＞芹菜粉添加量＞黃油添加量，感官評 定響應(yīng)面方差分析結(jié)果見表3。

表3 感官評定響應(yīng)面方差分析結(jié)果表

CV（變異系數(shù)）表示實驗精確度，CV值越大，則該實驗的可靠性越低[7]。該模型的變異系數(shù)CV=0.95%，說明實驗可重復(fù)性好，Adeq Precision(信噪比)=13.647＞4，說明模型與試驗值擬合度很好。校正系數(shù)R2=0.971 6，因變量即響應(yīng)值的97.16%是由所選擇的自變量引起的，R2與R2adj接近1，并且兩者接近，表明回歸方程效果好，可以用此模型來預(yù)測和分析芹菜粉酥性餅干的最優(yōu)工藝配方。

2.3 響應(yīng)面各因素間交互影響分析

響應(yīng)面圖形為開口向下、頂部凸起的曲面，表明感官評分存在極值，該極值是響應(yīng)面的最高點。在黃油添加量一定時，隨著白砂糖添加量的增多，感官評分先上升后下降。白砂糖添加量一定時，隨著黃油添加量增加感官評分變化較小，白砂糖添加量對餅干的感官評分影響較大。在芹菜粉添加量一定時，隨白砂糖添加量的增多，感官評分先上升后下降。在白砂糖添加量一定時，芹菜粉添加量對餅干的感官評分影響較小。芹菜粉添加量和白砂糖添加量對感官評分影響顯著，但是兩者交互項對餅干的感官評分影響較小。交互項AB對芹菜粉酥性餅干感官品質(zhì)的影響顯著，AB交互項的等高線圖呈橢圓，芹菜粉添加量與黃油添加量交互相對芹菜粉酥性餅干感官品質(zhì)的影響顯著，芹菜粉添加量對餅干感官品質(zhì)影響較大，黃油添加量對餅干的感官評分影響較小。

3 結(jié)論

通過單因素實驗及響應(yīng)面分析，最終確定芹菜粉酥性餅干的最佳配方是：低筋小麥粉85 g，芹菜粉添加量10 g，淀粉5 g，小蘇打0.6 g，黃油添加量33 g，白砂糖添加量21 g，鹽0.5 g以及水25 g。按照此配方制作出的芹菜粉酥性餅干口感酥脆、色澤均勻，具有芹菜的特殊風(fēng)味，同時也含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及較高的營養(yǎng)價值，符合消費者及消費市場需求。