響應面法優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

（山東農業工程學院食品科學與工程學院，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物質，如蛋白質、碳水化合物、胡蘿卜素等，也含有黃酮及抗氧化物質[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，芹菜食品屬于低鹽餐飲，這迎合了當今時代的潮流，即多食用健康有機、少油少鹽的綠色蔬菜。據研究，多吃芹菜對人體很有好處，它可以預防疾病，具有降低血壓、預防癌癥、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，其他領域鮮少涉及。因此，市場上的芹菜產品很少，雖然芹菜具有高營養價值和藥用價值，但生產渠道狹隘，且關注力度不夠，導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注力度，但缺少營養物質及高營養價值；芹菜含有多種營養物質，具有較高的藥用價值和營養價值，但是產業鏈條單一，缺乏市場和深加工途徑。

本研究是將兩者結合，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，實現對芹菜的深加工，提高加工附加值。當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合的產品。將這兩類食品結合在一起，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展空間，可以作為一類具有高營養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 儀器與設備

兩層四盤電烤箱（佛山市順德區陳村鎮華興實業有限公司）、1012型鼓風干燥箱（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 芹菜粉餅干生產工藝

稱量調粉→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的距離，不宜挨得太近。烤箱上下火溫度設置為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，使其呈現酥脆性。

2 結果分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 芹菜粉添加量對餅干質量的影響

當芹菜粉添加量為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不出芹菜的特殊風味，評分較低；當芹菜粉添加量為8 g時，餅干呈淺綠色，口感上明顯具有芹菜的特殊風味，香酥可口；當芹菜粉添加量為14 g時，餅干呈焦綠色，色澤過綠，口感上體現出濃烈的芹菜味，芹菜味覆蓋了餅干本身的風味。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量的影響

當黃油添加量為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，結構細密；當黃油添加量為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、口感及結構比較得出，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量的影響

當白砂糖添加量為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，結構較粗糙，略有大孔，評分較低；當白砂糖添加量為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 烘烤時間對餅干質量的影響

當烘烤時間為8 min時，餅干色澤呈淺綠色，色澤均勻，口感偏軟，不酥脆，芹菜的風味不明顯；當烘烤時間為10 min時，餅干表面平整有光澤，口感較酥脆，評分較好；當烘烤時間為16 min時，餅干色澤過深，出現烤焦現象，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 烘烤溫度對餅干質量的影響

當烘烤溫度為150 ℃時，餅干口感較軟，餅干風味不明顯，評分較低；當烘烤溫度為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；當烘烤溫度為190 ℃時，餅干表面不平整，有氣泡現象，口感酥脆，邊緣略有烤焦現象。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 響應面回歸模型的建立與分析

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

表1 響應面設計因素水平及編碼表

表2 響應面試驗及結果表

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軟件進行響應面試驗設計和方差分析[1]，最終確定芹菜粉酥性餅干的最優配方。對數據進行回歸模型優化，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 定響應面方差分析結果見表3。

表3 感官評定響應面方差分析結果表

CV（變異系數）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CV=0.95%，說明實驗可重復性好，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R2=0.971 6，因變量即響應值的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，可以用此模型來預測和分析芹菜粉酥性餅干的最優工藝配方。

2.3 響應面各因素間交互影響分析

響應面圖形為開口向下、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的影響顯著，芹菜粉添加量對餅干感官品質影響較大，黃油添加量對餅干的感官評分影響較小。

3 結論

通過單因素實驗及響應面分析，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，具有芹菜的特殊風味，同時也含有豐富的營養物質及較高的營養價值，符合消費者及消費市場需求。