響應面法優化瑪仁糖生產工藝的研究

任雪晴 汪雪雁 司雄元 羅驍 李亞婷 許夢凡

摘 要：瑪仁糖是新疆的一種傳統特色食品，制作食用歷史悠久，其主要原料為當地的核桃和糖漿。為規范瑪仁糖的工業化生產，提高瑪仁糖產品的市場競爭力，根據國標中糖果和米飯的感官評比方法，結合切糕的感官評比相關研究，總結制定出適用于瑪仁糖感官性質的評分標準：總分100分，一級指標分別為外觀20分（形狀10分、色澤10分）、適口性30分（硬度15分、粘性15分）、風味40分（干果滋味20分、甜度20分）和接受度10分。在使用單因素試驗的基礎上，結合響應面分析法和質構分析研究白砂糖在糖漿中比例、糖漿比例、蛋清添加比例對感官評價得分的影響。結果表明：白砂糖對瑪仁糖的硬度與脆性影響較大，糖漿與核桃比例對硬度、咀嚼性、脆性、黏性都有較大影響，蛋清含量主要影響硬度、脆性和黏性;當白砂糖在糖漿中比例為55.35%、糖漿比例為54.1%、蛋清比例為2.09%，制備的瑪仁糖感官評分最高，達到80.09。

關鍵詞：瑪仁糖;響應面;質構;感官評價

中圖分類號 TS255.6 文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）15-0163-05

Study on Preparation and Antioxidant Activity of a New Type of Maren Sugar

REN Xueqing1 et al.

（1Anhui Agricultural University， Hefei 230061， China）

Abstract： Maren sugar is a traditional specialty food in Xinjiang， which has a long history of eating and making. Its main raw materials are local walnuts and syrup. In order to standardize the industrial production of Maren sugar and improve the market competitiveness of Maren sugar products. According to the sensory evaluation method of candies and rice in the national standard and the related literature of sensory evaluation of cut cakes， the scoring standard for the sensory properties of Maren sugar was summarized. The total score was 100， and the first-class indicators were appearance 20 points （shape 10 and color 10）， palatability 30 points （hardness 15 and viscosity 15）， flavor 40 points （dried fruit taste 20 and sweetness 20） and acceptance 10 points. On the basis of single factor experiment， combined with response surface analysis and texture analysis， the effects of the proportion of white sugar in syrup， syrup and egg white on sensory evaluation scores were studied. Single factor analysis showed that white granulated sugar had a great influence on the hardness and brittleness of Maren sugar， while the ratio of syrup to walnut had a great influence on the hardness， chewiness， brittleness and stickiness， while the content of egg white mainly affected the hardness， brittleness and stickiness. When the proportion of white granulated sugar in syrup is 55.35%， the proportion of syrup is 54.1% and the proportion of egg white is 2.09%， the score of Maren sugar is 80.09， and the sensory score is the highest.

Key words： Maren sugar; The response surface; Texture; Sensory evaluation

瑪仁糖是帶有傳統新疆特色的一種食品，屬于果仁糖的一種，其主要原料是核桃和糖漿，含有大量的蛋白質和脂質，香甜可口且營養豐富，近年來深受消費者喜愛[1-5]。但傳統的瑪仁糖加工生產效率低，衛生條件難以控制，產品品質較難統一。為此，筆者根據瑪仁糖的產品特點建立了瑪仁糖感官評分的新標準，通過響應面分析法和質構分析，確定了瑪仁糖原料中白砂糖、糖漿、蛋清3種因素對其感官評分和質構的影響，優化了生產工藝。目前國內外對于瑪仁糖的研究報告較少，因此本研究有一定的參考價值[6-11]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 核桃（新疆產）;麥芽糖稀、白砂糖、雞蛋、鋁制模具均為市售;試劑為分析純。

1.2 儀器與設備 UDK169全自動凱氏定氮儀（意大利VELP公司）;XT-200高速多功能粉碎機（江省永康市紅太陽機電有限公司）;BECKMAN-Allegra高速冷凍離心機（美國BECKMAN科技公司）;YRE-5299旋轉蒸發儀（鞏義市予華儀器有限責任公司）;TA-XT Plus型質構分析儀（英國Stable Micro Systems公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 瑪仁糖的制作方法[12-13] 核桃挑選烘烤→糖漿熬制→加入蛋清→混合均勻→倒入模具→冷卻固形→切塊包裝。選用外皮光潔無黑點的優質核桃原料，在烘箱中進行烘烤。選取溫度梯度為60、70、80、90、100℃，分別烘烤20、30、40min。烘烤溫度為100℃的核桃出現明顯的油哈味，而其他溫度的核桃都隨著溫度升高，香氣明顯增加、酥脆度增加，因此選擇90℃下30min的烘烤條件。熬制混合后糖漿至能拉絲成型，加入核桃和攪打后的蛋清混合均勻，倒入模具中壓平成型，常溫下冷卻固型，切塊包裝。

1.3.2 瑪仁糖的工藝優化 （1）單因素試驗：調整糖漿中白砂糖的總質量比分別為45%、50%、55%、60%、65%。熬煮后糖漿與核桃的總質量比為50%，蛋清添加量為4%;白砂糖的比例固定為50%，調整糖漿在產品總質量中的占比為45%、50%、55%、60%、65%，蛋清的添加量為4%;熬制糖漿時白砂糖比例為50%，糖漿占比為50%，熬制糖漿時加入蛋清比例分別為0%、2%、4%、6%、8%。瑪仁糖的感官評定標準參考國標中米飯的感官標準并結合瑪仁糖自身的感官性質進行修改[14-16]，參考選擇10名食品專業的學生，經過感官培訓組成感官分析小組進行評分。樣品的呈送順序隨機，在室溫下對瑪仁糖的外觀、適口性、接受度進行感官評定打分。評定標準見表1。

采用質構儀檢測方法確定每種因素對瑪仁糖成品質構的影響，探頭型號為A/CKB切刀型探頭，試驗前速度為1.00mm/s，試驗速度為2.00mm/s，試驗后速度為10.00mm/s，觸發力10.0g，下壓距離7.000mm，重復4次。

（2）響應面優化設計：根據單因素感官評分試驗結果可知，3種因素與感官評分存在明顯的影響關系，以白砂糖在糖漿中比例（A）、糖漿在成品中比例（B）、蛋清比例（C）為變量，根據Box-Behnken中心組合試驗原理，以感官評分結果為響應值，進行3因素3水平響應面試驗設計及分析，從而得到最佳工藝配比，試驗因素與水平設計見表2[17-20]。

1.3.3 質量檢測 脂肪：參考GB 5009.6-2016[21]食品安全國家標準食品中脂肪的測定;蛋白質：參考GB 5009.5-2016[22] 食品安全國家標準食品中蛋白質的測定;微生物：參考食品安全國家標準菌落總數測定[23];大腸桿菌：參考食品安全國家標準大腸菌群計數[24];致病菌：參考食品安全國家標準中金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、志賀氏菌測定[25-27]。

2 結果與分析

2.1 工藝優化結果

2.1.1 單因素感官評分 由圖1可知，白砂糖在糖漿中比例從45%增加到55%時，瑪仁糖的感官評分從62.5分迅速升高至最高分78分，當比例繼續增加時，感官評分先緩慢后迅速下降。白砂糖的甜度大于麥芽糖，其含量的高低對于產品的甜度有很大影響，結合質構分析可知其對于產品的硬度也有較大影響，這可能也是影響感官評分的一個因素。由此可見，白砂糖在糖漿中的比例對瑪仁糖的感官評分具有明顯影響，其最佳添加量為55%。糖漿在瑪仁糖中的比例從45%增加到55%時，瑪仁糖的感官評分從63.5分迅速升高至77.5分，當糖漿比例不斷增加時，瑪仁糖感官評分呈現迅速下降趨勢，說明添加比例超過最佳添加比例55%時對感官評分的影響很大，因此最優添加比例為55%。蛋清的比例在從0%增加到4%時，瑪仁糖的感官評分從63.5增加至最高分80分，蛋清比例再增加至6%時感官評分趨于緩慢下降，增加到8%時感官評分迅速下降，說明過多的蛋清使得瑪仁糖的感官評分有所下降，因此蛋清最佳添加量為6%。

2.1.2 單因素對質構的影響 （1）白砂糖比例：由表3可知，白糖在糖漿中的占比越大，成品的硬度和脆性就越大，且增大明顯;咀嚼性增大，但增加幅度較小;黏性逐漸下降，這可能與白糖性質有關，白砂糖與麥芽糖一同熬煮時融化，與樣品混合后冷卻再次結晶。白砂糖比例為65%時硬度較大，而45%時脆性不夠，所以選擇中間3個等級作為下一步試驗的參考。

（2）糖漿比例：由表4可知，固定白砂糖比例后，增加糖漿比例，硬度、咀嚼性、脆性、黏性4個指標都明顯上升，說明糖漿比例是影響樣品質構的關鍵因素。糖漿比例增加，核桃之間的縫隙變小，樣品越致密，冷卻后糖漿結晶，硬度變大，糖漿本身的咀嚼性就大于核桃，結晶后的脆性也大于核桃，因此糖漿比例增加，其他各項指標都呈明顯上升趨勢。

（3）蛋清比例：由表5可知，在固定白砂糖比例和糖漿比例后，增加蛋清比例，樣品硬度與脆性減小，咀嚼性沒有明顯變化，黏性增加。蛋清本身的硬度較小，與糖漿和核桃混合后填充在樣品間隙，減小了核桃與糖漿的接觸面積，使硬度和脆性減弱。

2.1.3 響應面試驗結果 運用Design expert V8.0.5軟件對表6數據進行擬合，得回歸方程：Y=79.90+0.33A-1.79B+0.58C-0.66AB-0.66AC+1.11BC-2.92A2-4.77B2-1.84C2，由回歸方程可以看出，二次項系數均為負值，表明拋物面開口向下，此模型存在最大值。建立模型的P<0.0001，顯著;失擬項P>0.05，不顯著，說明該模型具有較高可靠性;調整決定系數R2Adj=0.9813、R2=0.9918、R2pred=0.9846，從另一個方面表明該模型可靠，瑪仁糖感官得分的變化有98.13%來源于白砂糖在糖漿中比例、糖漿比例和蛋清比例。經方差分析，3個因素對瑪仁糖感官評分影響的主次順序為B>C>A，即糖漿比例>蛋清比例>白砂糖在糖漿中比例（表7）。3種因素及其交互項的影響都為極顯著，說明擬合效果較好。

2.1.4 響應面因素交互作用 由圖2可知，隨著白砂糖在糖漿中比例、糖漿比例、蛋清比例的增加，感官評分值均先上升后下降，等高線圖均呈橢圓形，說明三者兩兩之間存在一定交互作用，與方差分析結果一致。由此可見，最佳工藝為白砂糖在糖漿中比例為55.35%、糖漿比例為54.1%、蛋清比例為2.09%，制備的瑪仁糖評分最高，達到80.09。

2.2 感官指標 外表整齊，底部平整，無霉變，具有該品種應有的形態特征;表面色澤均勻，具有該品種應有的色澤特征;無不規則大空洞，無糖粒，無粉塊;味純正，無異味，具有該品種應有的風味和口感特征，無可見雜質。

2.3 理化指標 脂肪含量為25.36%，蛋白質為8.145%。

2.4 衛生指標 經檢測，菌落總數<100CFU/mL，大腸桿菌<3MPN/mL，無致病菌檢出，符合國家標準。

3 結論與討論

新疆瑪仁糖生產產品品質的差異，不僅限制企業標準化發展，也對新疆瑪仁糖這一特色品牌造成不良影響。司雄元[28]等對新疆皮山縣主要瑪仁糖企業進行實地調研，結果也反映了這一問題。本研究以新疆瑪仁糖為研究對象，使用針對瑪仁糖感官性質設計的感官評分新標準，并以此作為工藝優化的依據，結合單因素質構分析，探討瑪仁糖原料中白砂糖、糖漿、蛋清3種因素對其感官評分和質構的影響。結果表明：3種因素對感官評分的影響都較大，白砂糖對瑪仁糖的硬度與脆性影響較大，糖漿與核桃比例對硬度、咀嚼性、脆性、黏性都有較大影響，蛋清含量主要影響硬度、脆性和黏性。響應面分析結果表明，當白砂糖在糖漿中比例為55.35%、糖漿比例為54.1%、蛋清比例為2.09%，制備的瑪仁糖評分最高，達到80.09。

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（責編：徐世紅）