正交試驗(yàn)優(yōu)化“參”谷代餐餅干工藝研究

劉美琪，李曉靜，鄭龍華，孫 越，王竹欣，孫云龍

通化師范學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院 (通化 134002)

代餐餅干因具有飽腹、代餐和營(yíng)養(yǎng)等特性，在快節(jié)奏生活普遍、低運(yùn)動(dòng)群體增加的社會(huì)背景下的今天廣受人們歡迎。代餐餅干的原料配比主要主要以高纖維添加物和高飽腹感原材料為主，高纖維植物即不被腸胃所消化防止油脂的過分?jǐn)z入，又可以達(dá)到促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)幫助加快消化促進(jìn)新陳代謝的效果[1]。木糖醇是人體糖類代謝的正常中間體[2]，因其屬于非胰島素依賴的甜味劑、可供患有糖尿病等特殊人群食用[3]和低糖等特性，常常在代餐食品中作為白砂糖的替代品使用。隨著藥食同治思想的傳入，也廣泛運(yùn)用藥食同源理念研發(fā)生產(chǎn)多種功能性代餐餅干，如低血糖代餐餅干[4]。

人參隸屬于五加科植物[5]，藥用價(jià)值極高。“參”谷代餐餅干是在具有低糖低脂功能性的代餐餅干中添加了人參粉，因人參粉中含有人參皂苷和人參多糖，因而更有營(yíng)養(yǎng)功能性，是專為人參研發(fā)的一種功能性餅干新品。本研究擬在普通代餐餅干制作中添加人參粉，通過單因素與正交試驗(yàn)，優(yōu)化其配方，達(dá)到感官好、營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)，滿足部分特殊人群的需要，也為將來人參營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的深入研究開發(fā)提供有益的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

全麥粉、低筋面粉、麩皮(食用級(jí))、黑芝麻(熟)、木糖醇(食用級(jí))，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；牛奶(食用級(jí))，內(nèi)蒙古蒙牛乳業(yè)(集團(tuán))股份有限公司；市售人參粉。

1.2 儀器與設(shè)備

AUY—220型電子天平，島津國(guó)際貿(mào)易有限公司；烤箱，上海一洲食品機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1代餐餅干的制備

1.3.1.1 工藝流程

原料準(zhǔn)備→配料及預(yù)處理→黃油與木糖醇混合→依次加入全麥粉、低筋面粉、人參粉、黑芝麻、牛奶→均勻攪拌成型→靜置→烘烤→冷卻→產(chǎn)品成型。

1.3.1.2 基礎(chǔ)配方

基礎(chǔ)配方分為固定原材料及變量材料(木糖醇、人參粉)。固定原材料中以總材料100 g作為比例100的基準(zhǔn)，配料中的材料(固態(tài)、液態(tài)、流體)以添加的重量(g)占總體材料重量的百分比方式進(jìn)行表示，故可知“參”谷代餐餅干的基礎(chǔ)配方為：全麥粉17%、牛奶25%、低筋面粉22%、燕麥麩皮12%、黑芝麻4%、黃油20%，其中變量材料各自變化分別為木糖醇7%～33%、人參0.1%～0.5%。

1.3.1.3 操作要點(diǎn)

(1)預(yù)處理：黃油需要軟化。

(2)制作過程：將全麥粉、低筋面粉和麩皮作為主要原材料與人參粉、黑芝麻等原材料作為輔料依次均勻混合加入。

(3)“參”谷代餐餅干的面團(tuán)調(diào)制：將面粉作為主要原料和人參為輔料一起混合后，用手將其攪拌約10 min后,面團(tuán)質(zhì)地軟硬適中，在室溫溫度下存放面團(tuán)即可。

(4)面團(tuán)的靜置：“參”谷代餐餅干面團(tuán)成型后靜置約10～15 min。

(5)烘烤：烘焙16 min后需要靜置至室溫方可食用。

1.3.2單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.2.1 人參粉的添加量

參照1.3.1.2中的基本配方，并使產(chǎn)品餅干的烘焙溫度控制在170 ℃、烘焙時(shí)間控制在15 min、木糖醇10%，調(diào)整人參粉添加量所占比例分別為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%。

1.3.2.2 烘焙時(shí)間的選擇

參照1.3.1.2中的基本配方，并使其人參粉添加量為0.1%、木糖醇10%、烘焙溫度為170 ℃，調(diào)整烘焙時(shí)間為9 min、12 min、15 min、18 min和21 min。

1.3.2.3 烘焙溫度的選擇

參照1.3.1.2中的基本配方，并使其人參粉添加量為0.1%、木糖醇10%、烘焙時(shí)間為15 min，調(diào)整烘焙溫度為145 ℃、150 ℃、160 ℃、170 ℃和180 ℃。

1.3.2.4 木糖醇的添加量

參照1.3.1.2中的基本配方，使產(chǎn)品餅干的烘焙溫度控制在170 ℃、烘焙時(shí)間控制在15 min、人參粉0.1%，調(diào)整木糖醇添加量分別為7%、14%、21%、27%和33%。

1.3.3正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，設(shè)計(jì)成為L(zhǎng)9(34)的正交試驗(yàn)[6]。以感官評(píng)價(jià)為考核指標(biāo)，“參”谷代餐餅干正交試驗(yàn)水平與因素如表1所示。

表1 “參”谷代餐餅干的L9(34)正交試驗(yàn)水平與因素的選取

1.3.4感官品質(zhì)品評(píng)方法

參考《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 餅干》GB 7100—2015中的感官要求，制定出“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并選取感官分析評(píng)價(jià)員10人[7]，進(jìn)行感官評(píng)定。感官評(píng)價(jià)表見表2。

表2 感官評(píng)價(jià)表

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.1.1人參粉添加量對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

由圖1可知，“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)隨著人參粉的添加量的變化，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)人參粉添加過量時(shí)，餅干色澤較之前較深，苦味顯現(xiàn)，隨著添加量的增加甘苦味也逐步提高，口感迅速降低，餅干顏色有略微加深，當(dāng)人參添加百分比含量為0.2%時(shí)口感適中，色澤呈現(xiàn)代餐餅干粗糧的棕褐色，口感咀嚼感較佳，色澤較為均衡。人參粉添加量為0.2%(90分)時(shí)感官評(píng)分最高。

圖1 人參粉添加量對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

2.1.2烘焙溫度對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

由圖2可知，“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)隨著烘焙溫度的升高，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)烘焙溫度不足時(shí)，餅干色澤較淺，咀嚼感不足，脆度不足，隨著溫度的升高脆度轉(zhuǎn)為硬度，顏色較深呈焦糊狀態(tài)形態(tài)較差，口感迅速降低，當(dāng)烘焙溫度為170 ℃時(shí)口感較佳，色澤呈現(xiàn)代餐餅干粗糧的棕褐色，口感咀嚼感良好，色澤較為均衡。烘焙溫度為170 ℃(93分)時(shí)感官評(píng)分最高。

圖2 烘焙溫度對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

2.1.3烘焙時(shí)間對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

由圖3可知，“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)隨著烘焙時(shí)間的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)烘焙時(shí)間不夠充足時(shí)，餅干色澤較淺，咀嚼感不足，脆度不足，質(zhì)地較軟，不成形，隨著時(shí)間的升高餅干顏色較深呈黑焦糊狀態(tài)，口感降低，味道漸苦甜味被掩蓋，當(dāng)烘焙時(shí)間為15 min時(shí)口感較佳，色澤呈現(xiàn)代餐餅干粗糧的棕褐色，口感咀嚼感良好。烘焙溫度為15 min(94分)時(shí)感官評(píng)分最高。

圖3 烘焙時(shí)間對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

2.1.4木糖醇的添加量對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

由圖4可知，“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)隨著木糖醇添加量的增加，產(chǎn)品的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)木糖醇添加量較少時(shí)， 餅干的人參苦味顯現(xiàn)，味道呈現(xiàn)微苦，質(zhì)地脆度不足，顏色呈正常棕褐色，隨著木糖醇添加量的增加，“參”谷代餐餅干的感官品質(zhì)逐漸升高后又呈現(xiàn)降低的態(tài)勢(shì)，因?yàn)樘鸲冗^高后餅干由甘甜轉(zhuǎn)變?yōu)樘鹉伕校沟酶泄僭u(píng)分降低，當(dāng)木糖醇添加量為27%時(shí)甜度適當(dāng)口味較佳。色澤呈現(xiàn)代餐餅干粗糧的棕褐色，口感咀嚼感良好。木糖醇添加量控制在為27%(96分)時(shí)感官評(píng)分最高。

圖4 木糖醇的添加量對(duì)“參”谷代餐餅干的感官影響

2.2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

“參”谷代餐餅干的配方最優(yōu)組合如表3正交試驗(yàn)結(jié)果所示，產(chǎn)品的最佳組合為A2B2C2D2各個(gè)因素影響的主次順序?yàn)镃>B>D>A，即烘焙溫度>烘焙時(shí)間>木糖醇添加量>人參添加量。即木糖醇添加量為27%、人參添加量為0.2%、烘焙時(shí)間18 min和烘焙溫度160 ℃。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

由于最佳組合A2B2C2D2不在正交試驗(yàn)范圍中，故需要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)[7]，在木糖醇添加量為27%、人參添加量為0.2%、烘焙時(shí)間為18 min和烘焙溫度為160 ℃時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，其試驗(yàn)感官評(píng)分為92.3。

3 結(jié)論

此試驗(yàn)通過選取人參粉和木糖醇這兩種輔料的添加量的改變以及烘焙溫度和烘焙時(shí)間的控制作為試驗(yàn)的單因素，并采取單因素和正交試驗(yàn)，最后得到的“參”谷代餐餅干的最優(yōu)配方：全麥粉17%、低筋面粉22%、燕麥麩皮12%、黃油20%、牛奶25%、木糖醇27%、黑芝麻4%、人參0.2%、烘焙時(shí)間為18 min和烘焙溫度為160 ℃。以此配方做出的餅干色香味俱全，品質(zhì)口感好，且有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。