發芽糙米低糖低脂桃酥配方響應面優化

鄭藝梅 ，李孟茹

1. 閩南師范大學生物科學與技術學院（漳州 363000）；2. 漳臺休閑食品與茶飲料研究所（漳州 363000）

發芽糙米（GBR）富含多種生理活性物質，如γ-氨基丁酸（GABA）、谷胱甘肽、肌醇、谷維素和阿魏酸等，其中GABA的生理功效備受人們關注。據報道，糙米發芽后GABA含量大幅度增加，分別是糙米的2倍和精白米的6～8倍[1]。因此，發芽糙米是一種具有全營養概念及特殊營養價值的功能性主食或配料。

國內外有關發芽糙米制品的研究大多集中在發芽糙米粉[2-4]；富含礦物元素[5-8]及GABA發芽糙米[5,9]；發芽糙米面包[10]和餅干[11]；發芽糙米發酵飲料[12-14]等。此外，對發芽糙米特色制品也進行了探索，如發芽糙米太陽餅[15]、發芽糙米蒸糕[16]、發芽糙米麻糬[17]、發芽糙米煎餅[18]、發酵糙米糕[19]、發芽糙米清酒[20]等。但有關發芽糙米桃酥鮮有報道。

在桃酥常規配方基礎上，采用發芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通過單因素試驗和響應面優化試驗，探索發芽糙米對低糖低脂桃酥感官品質的影響，確定發芽糙米低糖低脂桃酥配方，為傳統桃酥的品質改良提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料和試劑

發芽糙米（試驗室自制）；低筋面粉；植物油；白砂糖；雞蛋；碳酸氫銨、碳酸氫鈉（均為市售食品級）；次氯酸鈉（AR）。

1.2 主要儀器與設備

DHG-9030電熱恒溫鼓風干燥機（上海精宏實驗設備有限公司）；C21-RT2135電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；FR224CN電子天平（奧豪斯儀器（上海）有限公司）；DHP-9162型電熱恒溫培養箱（上海浦東榮豐科學儀器有限公司）；T3-L381B型美的電烤箱（廣東美的廚房電器制造有限公司）；FW-100高速萬能粉碎機（北京市永光明醫療儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 桃酥制作工藝流程及基礎配方

基礎配方[21-22]：低筋面粉100 g、植物油45 g、糖粉40 g，全蛋液18 g、碳酸氫銨1.2 g、碳酸氫鈉0.8 g。

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原料處理

發芽糙米粉碎過100目篩。以低筋面粉與發芽糙米粉配成混合粉100 g為基準，分別稱量植物油、糖粉、全蛋液、碳酸氫銨和碳酸氫鈉。

1.3.2.2 面團調制

將糖粉、碳酸氫銨、植物油和全蛋液攪拌至充分溶解呈乳泥狀。碳酸氫鈉、低筋面粉和發芽糙米粉混勻后立即與上述乳泥狀混合并攪拌。為防止面筋的產生，用切拌和疊壓的動作去拌勻面團至無固體顆粒、面團光滑和顏色均勻后即可。

1.3.2.3 分摘、置盤

將面團分成若干個約20 g的生坯。將生坯制成厚度5 mm的扁圓形，放入烤盤，注意擺放保持一定間距。

1.3.2.4 烘烤及冷卻

烘烤前先將電烤箱預熱至上火180 ℃，下火130℃，將裝有桃酥生坯的烤盤放入電烤箱中，烘烤14 min，至餅坯表面形成多瓣大小不一的自然裂紋，色澤呈麥黃色時，即可出爐、冷卻。

1.4 試驗設計

1.4.1 單因素試驗設計

經查閱相關文獻并結合預試驗情況，以感官評價為依據，進行單因素設計，研究各因素對發芽糙米桃酥感官品質的影響。

混合粉中發芽糙米粉添加量分別取15%，30%，45%，60%和75%，對其進行感官評定，確定最佳添加量。

植物油添加量分別取15%，30%，45%，60%和75%，分別對其進行感官評定，確定最佳添加量。

糖粉添加量分別取10%，20%，30%，40%和50%，分別對其進行感官評定，確定最佳添加量。1.4.2 響應面優化試驗設計

結合單因素試驗結果，運用Design-Expert 8.0.6.1軟件進行三因素三水平試驗的Box-Behnken中心組合試驗設計，優化發芽糙米低糖低脂桃酥配方參數。

1.5 感官評價

在參考丁琳等[22]建立的桃酥感官評價標準基礎上，結合產品特性制定感官評分標準，從形狀外觀、色澤、組織結構、口感進行評分，評分標準見表1。

1.6 數據處理及分析

采用Design-Expert 8.0.6.1、Origin 8.5軟件處理數據并進行統計分析。

表1 發芽糙米低糖低脂桃酥感官評價標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 發芽糙米粉適宜添加量的確定

固定植物油添加量45%，糖粉添加量40%，全蛋液添加量18%，碳酸氫銨添加量1.2%，碳酸氫鈉添加量0.8%。按照發芽糙米粉添加量占混合粉為15%，30%，45%，60%和75%進行試驗，研究對桃酥感官品質的影響結果見圖1。

由圖1可知，隨著發芽糙米粉添加量增加，桃酥的感官評分升高，添加量60%時評分即達到最大值，繼續添加則桃酥的感官評分下降。發芽糙米粉含有膳食纖維和GABA，添加較少，不能改善桃酥營養特性；添加過多，發現面團筋力不足，質地較松散，不易成型，表面干裂，口感較粗糙。因此，確定發芽糙米粉最佳添加量為60%。

圖1 發芽糙米粉添加量對桃酥感官評分的影響

2.1.2 植物油添加量的確定

根據單因素試驗結果，固定發芽糙米粉添加量60%、糖粉添加量40%、全蛋液添加量18%、碳酸氫銨添加量1.2%、碳酸氫鈉添加量0.8%。按照植物油添加量15%，30%，45%，60%和75%進行試驗，研究其對桃酥感官品質的影響，結果見圖2。

在桃酥制作過程中，添加的植物油可防止面筋的形成、阻止淀粉與面筋結合；面團中的油脂導致大量氣泡出現，有利于桃酥烘烤中因膨脹而酥松，從而增加桃酥的攤裂度、光澤度、酥松度等。當植物油添加量過低時，導致面筋生成，桃酥口感硬而不酥；添加量過高時，面團過于軟塌，成型較差，產品雖然口感酥松但過于油膩。因此，確定植物油最佳添加量為45%。

圖2 植物油添加量對桃酥感官評分的影響

2.1.3 糖粉適宜添加量的確定

根據單因素試驗，固定發芽糙米粉添加量60%、植物油添加量45%、全蛋液添加量18%、碳酸氫銨添加量1.2%、碳酸氫鈉添加量0.8%。按照糖粉添加量分別為10%，20%，30%，40%和50%進行試驗，研究其對桃酥感官品質的影響，見圖3。

隨著糖粉添加量增加，感官評分呈先上升后下降趨勢，添加量40%達到最高值。

在桃酥制作中，糖粉參與焦糖化反應和美拉德反應，可使產品表面形成金黃色或棕黃色并產生誘人的風味。其反水化作用的特性，影響面團的柔軟度和可塑性[23]。糖粉過多，桃酥生坯烘烤時非酶褐變程度較大，表面顏色變深，口感過于甜膩，影響酥性，且不利人體健康；糖粉過少，桃酥甜度不足，攤裂度降低，且桃酥生坯烘烤時表面色澤較淺，需要焙烤較長時間才能達到金黃色或棕黃色。因此，確定糖粉最佳添加量為40%。

圖3 糖粉添加量對桃酥感官評分的影響

2.2 響應面優化試驗結果

2.2.1 模型建立及顯著性分析

根據單因素試驗結果，采用Design-Expert 8.0.6.1軟件中Box-Behnken試驗設計，以發芽糙米粉添加量（X1）、植物油添加量（X2）、糖粉添加量（X3）為響應變量（見表2），感官評分（Y）為響應值進行數據擬合，結果見表3。

對表3中數據進行多元回歸擬合，得到多元回歸方程為：Y=70.772 0+0.212 90X1+0.506 55X2-0.076 025X3+1.688 89E-003X1X2+0.015 667X1X3+8.750 00E-003XX-7.770 00E-003X2-0.012 514X2-0.014 857X2。

表2 試驗因素和水平

表3 Box-Behnken試驗設計及結果

對回歸模型進行方差分析，結果見表4。

表4顯示，回歸模型極顯著（p＜0.01），失擬項不顯著（p＞0.05），說明模型擬合性好。R2=0.958 0，說明模型響應值的變化95.8%來自選擇的因變量，方法可行；R2adj=0.904 1，表明模型可信度高，結果與模型預測值一致；變異系數CV=1.18%，較低，模型可以較好地反映出真實值。X2極顯著（p＜0.01），X1、X3不顯著（p＞0.05）；X1X3極顯著（p＜0.01），X2X3顯著（p＜0.05），X1X2不顯著（p＞0.05）。在試驗范圍內各因素對桃酥感官品質影響大小順序依次為X2（植物油添加量）＞X3（糖粉添加量）＞X1（發芽糙米粉添加量）。

2.2.2 響應面分析

各因素及其交互作用響應面曲面圖和等高線圖分別見圖4。結果表明，隨著各因素添加量增大，桃酥的感官評分總體呈現先上升后下降趨勢。

圖4（A）中X1的坡度小于X2，說明發芽糙米粉對感官評分的影響比植物油??；等高線接近圓形，表明發芽糙米粉和植物油的交互作用不顯著（p＞0.05）。圖4（B）（C）中等高線為橢圓形，表明發芽糙米粉和糖粉之間（p＜0.01）、植物油和糖粉之間交互作用（p＜0.05）顯著。X3的坡度大于X1，說明糖粉對感官評分的影響比發芽糙米粉大。X2坡度大于X3，說明植物油對感官評分的影響比糖粉大。與表4結果一致。

表4 回歸模型方差分析

圖4 各因素交互作用對桃酥感官評分的影響

2.2.3 參數優化及驗證試驗

通過Box-Behnken分析可得，發芽糙米桃酥的最佳配方參數分別為發芽糙米粉添加量（占混合粉）56.03%，植物油添加量37.28%，糖粉添加量37.96%，桃酥感官評分理論預測值為84.74分?？紤]實踐可操作性，并結合低糖低脂營養健康桃酥開發，驗證響應面結果的可靠性，將最佳參數調整為：發芽糙米粉添加量56%，植物油添加量37%，糖粉添加量37%。在此條件下重復3次試驗，桃酥的感官評分分別為84.23，84.54和84.92分，平均為84.56分，與理論預測值相比，相差0.18分。因此，采用響應面優化得到的最佳參數可靠。

2.3 產品感官品質評價

采用優化后參數、即發芽糙米粉56%、植物油37%、糖粉37%、全蛋液18%、碳酸氫銨1.2%、碳酸氫鈉0.8%制作桃酥，感官評價結果表明如下。

形狀與外觀：外形整齊，厚薄較一致，底面平整，表面形態攤裂均勻或有較均勻細小花紋，不塌陷。表面色澤：表面和底部為棕黃色，裂紋凹處呈淡黃色，色澤均勻。組織結構：蜂窩狀空隙較均勻的，無大的空洞，無可見雜質，無焦粒?？诟校核纱啵挥湍?，甜度適中，無異味，有米香味。

3 結論

在桃酥常規配方基礎上，用發芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通過單因素試驗和響應面優化試驗，確定發芽糙米低糖低脂桃酥配方為：發芽糙米粉56%，植物油37%，糖粉37%，全蛋液18%，碳酸氫銨1.2%，碳酸氫鈉0.8%。其中植物油和糖粉添加量比參考配方分別降低17.8%和7.5%。此外，發芽糙米富含GABA和膳食纖維，使桃酥更加營養和健康。