響應面法優化奶子馕的制作工藝及品質分析

熱伊漢古麗·薩地克 ，吐地·艾力，馮作山 ，阿麗耶·司馬義 ，阿衣古麗·阿力木 *

1.新疆農業大學食品科學與藥學學院（烏魯木齊 830052）；2.新疆果品采后科學與技術重點實驗室（烏魯木齊 830052）；3.新疆慧光創新科技開發有限公司（烏魯木齊 830052）

隨著我國社會經濟的不斷發展，面食品在人們生活中逐漸成為不必缺少的主食和輔食產品，越來越受到人們的消費和喜愛[1]。馕在新疆發展有著3 000年的悠久歷史，是新疆人重要的面食品，也是飲食文化中具有特色的重要食品。馕具有制作步驟簡單、耐貯藏、攜帶方便、營養豐富等特點[2]。馕的品種也比較多，根據有關調查顯示馕有50多個品種，最常見有肉馕、窩窩馕、片馕和芝麻馕。烤馕時所用的設備叫馕坑，在新疆維吾爾族人民日常生活中，馕坑可設在庭院、家門口，甚至一些集市和大城市里的街道上[3]。

牛奶中含有人體所必需的各種營養成分，如含有2.7%～3.5%的蛋白質、3%～5%的脂肪、4.5%～4.8%的乳糖，以及多種維生素和礦物微量元素。奶子馕營養價值高，較容易被人體吸收，被人們稱為“最接近完美的食品”，是理想的天然食品之一[4]。奶子馕中的水分起著重要作用，制作過程中加水加得恰當，加得巧妙，不僅能保持其中的營養成分，還能使烹制的成品更加味美可口，有益于身體健康[5]。酵母菌是一種結構簡單的真菌類單細胞微生物，其生殖方式為芽殖。酵母菌生長的最適溫度為25～37 ℃，最適pH為4.5～5.0[6]。食鹽由Na離子和Cl離子組成，在機體內有很大作用，主要功能是維持細胞和血液滲透壓的平衡、酸堿平衡和水代謝平衡[7]。此次試驗目的是以傳統馕的制作工藝為基礎，在其原有的原料中添加或改良一些營養成分的比例，可以得到品質更好的馕[8]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

天山牌小麥粉（新疆天山面粉有限責任公司）；加碘精制鹽（新疆鹽湖制鹽有限責任公司）；白砂糖（烏魯木齊市同得利商貿有限公司）；燕子即發酵母（樂斯福明光有限公司）；菜籽油（中糧昌吉糧油工業有限公司）；牛奶（新疆西域春乳業有限責任公司）。

1.2 試驗儀器與設備

電子天平（PL203，梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；電子計重稱（JSB15-05，上海浦春計量儀器有限公司）；立式雙速和面機（H20F，廣東力豐機制造有限公司）；型物性測試儀（TA-XT Plus，英國Stable Micro System公司）；色差儀（NR200，深圳市三恩時科技有限公司）；電馕坑（新疆想象環保科技公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 奶子馕的制作流程

1.3.2 奶子馕的工藝流程操作

1) 原料：小麥粉、食鹽、白砂糖、酵母、植物油和水，按比例精密稱取原料備用。

2) 面團的制作：按照原料比例將小麥粉、食鹽，白砂糖混合倒入和面機，調節速度攪拌到均勻為止。在混合粉中加入活化的酵母液、植物油，直至面團揉出筋膜。

3) 發面：待面團軟硬適度，將其放在室溫中（28～30 ℃），持續發面2 h。待其發酵至原體積2倍時取出。

4) 揉面：面團醒發好后，再進行揉面，主要目的是排除面團內部氣體，避免加熱過程中氣體加熱膨脹，形成氣泡。

5) 成形：反復多次搓揉面團，排出面團在發酵過程中產生的氣體，揉勻，揉透，至表面光滑。在光滑的面團上覆蓋保鮮膜，避免面團和接觸空氣失水而產生硬皮現象，影響奶子囊的外觀。

6) 調節馕坑溫度：傳統馕坑和現代電子馕坑的溫度調節有一定的差別，試驗所用電馕坑溫度不能太高，也不能太低。馕坑溫度太高會導致馕內部沒有熟好而馕表面卻已熟黑的現象，甚至會產生破裂的現象。如果馕坑溫度太低，烤制出的馕不夠蓬松，影響馕的感官品質。

7) 貼馕：貼馕需掌握一定技巧，力度的掌握是馕餅貼牢固的關鍵。

8) 扒馕：扒馕時用鐵鏟子把馕從坑內鏟出來，需注意鏟馕的角度，避免馕底部貼在馕坑，造成馕餅裂開的現象。

1.3.3 感官評定

按表1的標準對樣品色澤、風味、形態、口感、組織結構進行綜合評分，感官評分表見表1。

表1 奶子馕的感官評分表

1.3.4 質構測定

質構儀是模擬人體口感的感受器，將有關參數用數據來表達。選取出最優試驗條件下的奶子馕進行質構測定。去除周圍馕皮，將馕切成2 cm×2 cm×2 cm的小方塊。測試條件：探頭選用P36/R型，應變量為適合50%，測試前速度1 mm/s，測試中速度5 mm/s，測試后速度5 mm/s，重復3次，取平均值。

1.4 試驗設計

其他原料添加量不變的條件下，在考察單因素酵母菌添加量、牛奶添加量、食鹽添加量、水添加量的基礎上，進行響應面法優化試驗。按照上述單因素對奶子馕的感官和質構的影響進行評定，通過單因素分析得到奶子馕的最優配方。

1.4.1 單因素對奶子馕感官與質構的影響

在預測試驗基礎上，奶子馕中加入小麥粉、白砂糖、植物油等，在基本原料不變的情況下，測定并分析酵母、牛奶、食鹽和水的添加量對奶子馕的質構的影響。

1.4.1.1 酵母菌添加量對奶子馕感官和質構的影響

以1 000 g的小麥粉為基準，分別添加1.2，2.4，3.6，4.2和6.0 g酵母，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同酵母添加量對奶子馕的感官和質構的影響，并找出最佳酵母添加量。

1.4.1.2 牛奶添加量對奶子馕感官和質構的影響

以1 000 g的小麥粉為基準，分別添加120，125，130，135和140 g牛奶，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同牛奶添加量對奶子馕的感官和質構的影響，并找出最佳牛奶添加量。

1.4.1.3 食鹽添加量對奶子馕感官和質構的影響

以1 000 g的小麥粉為基準，分別添加7.0，10.5，14.0，17.5和21.0 g食鹽，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同食鹽添加量對奶子馕的感官和質構的影響，并找出最佳食鹽添加量。

1.4.1.4 水添加量對奶子馕感官和質構的影響

以1 000 g的小麥粉為基準，分別添加330，335，340，345和350 g水，其他原料添加量固定不變制作奶子馕。分析不同水添加量對奶子馕的感官和質構的影響，并找出最佳水分添加量。

1.4.2 響應面法優化試驗

根據單因素試驗結果，所測出來的數據進行處理，并采用Box-Behnken原理，以奶子馕的質構特性進行響應面試驗，在單因素不同的條件下分析影響奶子馕的感官及質構與主要因素之間的相互作用，根據分析結果確定最佳復合改良劑的配方。

1.5 數據處理

不同添加量的單因素對奶子馕的感官和質構影響試驗所測出的數據用SPSS 24，Origin 8.1軟件進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 單因素感官影響

2.1.1 酵母菌添加量對奶子馕感官的影響

酵母被廣泛應用于食品發酵中，其在生產過程中起著至關重要的作用。在發酵過程中酵母通過一系列反應將淀粉轉為糖分，將糖分轉化產成大量二氧化碳，使面團蓬松，烤制過程中面團受熱膨脹，口感松軟。酵母菌在發酵體系中的作用方式直接決定產品的品質[9]。由圖1可知，隨著酵母菌添加量增大，奶子馕的感官評分逐漸增大，感官評分升高基本呈線性快速增長趨勢，并在酵母菌添加量3.6 g時達到最高值。添加量超過3.6 g后感官評分逐漸下降。

圖1 酵母菌添加量對奶子馕感官的影響

2.1.2 牛奶添加量對奶子馕感官的影響

牛奶營養全面，是人們公認的優質動物蛋白來源[10]。添加量過少會導致蛋腥味過濃，奶子馕干且松散，隨著牛奶含量的增加，強化奶子馕中的乳蛋白和礦物質，可提高奶子馕的營養價值。牛奶用量過多會導致奶香味過重，奶子馕水分過高，容易造成奶子馕的塌陷[11]。由圖2可知，隨著牛奶添加量增大，奶子馕的感官評分逐漸增大，感官評分升高基本呈線性快速增長趨勢，并在牛奶添加量130 g時達到最高值。添加量超過130 g后感官評分逐漸下降，可知牛奶添加量130 g時感官評分最佳。

圖2 牛奶添加量對奶子馕感官的影響

2.1.3 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

食鹽具有使蛋白質變性的作用，食鹽對于面筋有收斂作用，添加食鹽可以調節小麥粉的黏彈力，黏彈力是面類成形不可缺少的性狀[12]。由圖3可知，隨著食鹽添加量增大，奶子馕的感官評分呈先逐漸增大后有下降趨勢，食鹽添加量14.0 g時達到最高值，添加量超過14.0 g后感官評分逐漸下降。可知食鹽添加量14.0 g時感官評分最佳。

圖3 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

2.1.4 水添加量對奶子馕感官的影響

由圖4可知，隨著水添加量增大，奶子馕的感官評分呈先逐漸增大后出現下降趨勢，并在水添加量340 g時達到最高值。添加量超過340 g后感官評分逐漸下降。可知水添加量340 g時，感官評分最佳[13]。

圖4 水添加量對奶子馕感官的影響

2.2 單因素質構影響

2.2.1 酵母菌添加量對奶子馕質構的影響

酵母添加量影響奶子馕的形態和品質，添加過多或過少都會影響其發酵效果，當添加量過少時面團發酵不完全，奶子馕的比容和高徑比較低，添加量過多時，面團成熟過度，使奶子馕出現孔洞及塌陷現象[14]。從圖5可看出，酵母添加量1.2 g時，奶子馕的硬度最高，彈性最小，酵母添加量6.0 g時，硬度值為最低，彈性為最高；酵母用量逐漸增大時，硬度逐漸升高，圖5顯示酵母菌添加量最大時彈性最大，硬度最小。在發酵過程中酵母產生的二氧化碳能使面團體積膨大，會產生致密的蜂窩狀結構，并使二氧化碳留在面團內從而有助于面筋的再進一步擴展，增大面團的體積。可知酵母菌添加量1.2 g時，奶子馕的膨脹體積小，硬度大，彈性差，發酵不完全感官評分不佳。酵母菌添加量6.0 g時，奶子馕的膨脹體積大，硬度小，彈性好，發酵較為完全。

2.2.2 牛奶添加量對奶子馕質構的影響

牛奶是奶子馕面團中溶解酵母、白砂糖、食鹽的重要物質之一，牛奶含量對奶子馕品質及貨架期的影響至關重要。從圖6可看出，隨著牛奶添加量逐漸增大，成品的硬度呈現逐漸減小趨勢。牛奶添加量120～140 g范圍內，彈性呈先增大后減少趨勢。牛奶添加量大于130 g時，彈性逐漸減小。牛奶添加量120 g時，奶子馕的硬度最高，牛奶添加量偏低時，奶子馕的發酵性不好，硬度偏大，分析主要原因可能是當牛奶加入量少時，面團較硬，面筋蛋白難以吸水，面筋形成率低，難以伸展，發酵困難，硬度偏大。牛奶添加量繼續增大到140 g時，面團中水分過高，易使面團過軟，彈性偏低，不利于成型。

圖6 牛奶添加量對奶子馕質構的影響

2.2.3 食鹽添加量對奶子馕質構的影響

食品中適當的食鹽用量不僅能改善口感，還可以增強面筋彈性[15]。從圖7可以看出，隨著食鹽用量增大，奶子馕的彈性呈先增大后減小趨勢，硬度呈逐漸增大趨勢。食鹽添加量14.0 g時奶子馕的彈性最高，之后隨著食鹽添加量的加大，奶子馕的彈性減小。食鹽能改變面筋的物理性質，能使面團吸水性能增加，面筋強度增強，使面團膨脹而不致斷裂，奶子馕品質得到改善。食鹽添加量較多時，食鹽的滲透壓較大，會將酵母侵蝕死亡或者休眠，產氣量隨之降低，使發酵面團體積變小，導致質地變硬，難以發酵[16]。

圖7 食鹽添加量對奶子馕感官的影響

2.2.4 水添加量對奶子馕質構的影響

水在奶子馕面團中有溶解酵母、白砂糖、食鹽的作用，水分對奶子馕品質及貨架期的影響至關重要。水是奶子馕中水分來源的主要成分，從圖8可看出，隨著水添加量逐漸增大，成品的硬度呈逐漸減小趨勢。水添加量在330～350 g范圍內，彈性呈先增大后減少趨勢。水添加量大于340 g時，彈性逐漸減小。水添加量為330 g時，奶子馕的硬度為最高，水添加量偏低時，奶子馕發酵不完全，硬度偏大，分析主要原因可能是當水添加量低時，面團較硬，面筋蛋白難以吸水，面筋形成率低，難以伸展，發酵困難，所以硬度偏大[17]。水添加量繼續增大到350 g時，面團中水分過高，易使面團過軟，彈性偏低，不利于成型。水添加量與酵母的繁殖能力也有一定關系。面團含水量較高時，酵母繁殖能力較強，發酵期間所產生的二氧化碳能將面團快速膨發，奶子馕體積大，彈性較好。因此，最佳水添加量在340 g。

圖8 水添加量對奶子馕質構的影響

2.3 響應面法優化奶子馕制作工藝結果分析

2.3.1 響應面法試驗方案及結果

以酵母菌添加量（A）、食鹽添加量（B）、牛奶添加量（C）、水添加量（D）進行四因素三水平響應面試驗，以硬度為響應值，試驗方案及結果如表2和表3所示。

表2 響應面因素水平表 單位：g

表3 奶子制作響應面試驗方案及結果

2.3.2 回歸方程的方差分析

為研究奶子馕中酵母添加量、牛奶添加量、食鹽添加量、水添加量對奶子馕感官和構質的影響，在單因素試驗基礎上，進行響應面曲面分析試驗，在29個試驗點中，應用Design Expert 8.05軟件對表4試驗結果進行回歸擬合分析，得到二階多項式方程：Y=90.13+0.47A+0.24B-0.93C+0.74D-2.33AB+0.17AC+0.4AD+1.75BC-0.33BD+0.04CD-3.16A2-1.74B2-0.31C2-2.02D2，對上述模型進行方差分析，結果見表4。

根據表4可知，模型結果極顯著（P＜0.000 1），R2=74.81%，說明響應值硬度的變化有74.81%來源于酵母、牛奶、食鹽和水的添加量，擬合程度好，誤差小。各因素F值大小反映其對響應值影響的大小，通過回歸方程可以確定最佳奶子馕制作基本配方條件[18]。由此可見，試驗模型對奶子馕的酵母、食鹽、牛奶和水的添加量進行分析與預測是可行的。

表4 回歸方程系數顯著性及方差分析

2.3.3 最佳配方驗證

為檢驗響應面優化結果的可靠性，采用最優配比制作奶子馕并制作出響應面圖，無麩質制品缺乏面筋蛋白，面團的持氣能力差，故制品蓬松度、韌性較小，通過單因素及多因素中心旋轉組合分析，得到奶子馕的最佳配方：酵母菌添加量3.53 g、牛奶添加量130.23 g、食鹽添加量13.68 g、水添加量341.21 g，產品感官評分為95.75分，相對誤差0.94%，產品質量穩定，可接受性良好[19]。

奶子馕在生產過程中充分保留膳食纖維，木聚糖酶可降解纖維素、半纖維素，使不溶性糖分解為可溶性聚糖，可溶聚糖具有優良的吸水能力，從而增大膳食纖維利用率[20]。從圖9可知，奶子馕的硬度、黏性、咀嚼性等，酵母菌添加量5.17 g時，饅頭硬度、膠黏性、回復性最小。同時，酵母菌發酵過程中也能降解奶子馕中纖維素，兩者交互作用較為明顯，這在響應面交互作用分析中得到驗證[21]。牛奶具有特殊風味，在食品行業中牛奶及奶制品品質多并大量生產，傳統馕基礎下，加入牛奶制作奶子馕可以得到更好效果，因為牛奶含有大量水分，添加量過多時，造成奶子馕感官評分的下降，過少達不到理想的效果[22]。食鹽也是在食品加工工業中應用最為廣泛的輔材料之一，可使面團中的糖度分布均勻，發生穩定乳化作用，提高制品的感官品質。研究發現奶子馕中添加適量的食鹽，有助于提高感官評分，對奶子馕風味有改善作用[23]。水在制作奶子馕過程中必不可少，適量的水分能夠降低奶子馕的硬度、內聚性及咀嚼性。研究表明水與雙乙酰酒石酸單雙甘油酯有較好的交互作用，對奶子馕品質有一定改良效果，2種改良劑均對奶子馕感官品質有一定提升[24]。

圖9 奶子馕感官評分曲面圖

3 討論

通過單因素試驗研究酵母、牛奶、食鹽、水等原料添加量對奶子馕感官品質和質構的影響，其中酵母添加量對奶子馕感官品質的影響規律是隨著酵母添加量的增加，奶子馕感官評分呈先上升后下降趨勢，這是因為少量的酵母添加使面糊發酵緩慢，成品奶子馕體積小、內部組織較差、感官評分較低。過量的酵母添加在焙烤過程中使面糊膨脹炸裂，加快面糊中水分的流失，影響口感。牛奶營養成分豐富，改善產品營養，提高奶子馕的感官評分。牛奶添加量對奶子馕感官品質的影響規律同樣是先上升后下降趨勢。這是因為牛奶添加量過少會導致蛋腥味過濃，奶子馕干且松散，隨著牛奶添加量的增加，強化奶子馕中的乳蛋白和礦物質，提高奶子馕營養的營養價值。牛奶用量過多也會導致奶香味過重，奶子馕水分過高，容易造成奶子馕的塌陷。食鹽添加量對奶子馕感官品質影響的試驗過程中，隨著食鹽用量的增加，感官評分呈現先上升后下降趨勢。水添加量對奶子馕感官品質的影響規律是隨著水添加量的增加，奶子馕感官評分呈先上升后下降趨勢。水分對奶子馕的老化速度、面筋形成速度及整體的軟硬程度都有極大影響。水添加量較少使馕餅口感干硬，外觀干癟。水添加較多，馕松軟造成操作難度加大，對口感和儲存的時間長短都有影響。

4 結論

通過單因素試驗及響應面試驗確定奶子馕感官和質構最佳的酵母、牛奶、食鹽、水的基本配方添加量：酵母3.53 g、食鹽13.68 g、牛奶130.23 g、水341.21 g時，奶子馕的感官評分95.75分，感官最佳，質構較好。分析奶子馕的質構特性，根據奶子馕的硬度和彈性，結果表明適當添加奶子馕基本配方會對奶子馕的質構有一定改善作用。