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沙棘全果粉饼干配方工艺的优化研究

2020-08-11 982 上传者：管理员

摘要：以沙棘全果粉、小麦低筋面粉、全蛋液、糖粉、黄油为原料，开发沙棘全果粉饼干。并且通过单因素试验和响应面实验优化沙棘全果粉饼干配方工艺，确定最优配方为：沙棘全果粉添加量为17%、全蛋液添加量为13%、糖粉添加量为54%。此最佳配方生产出的饼干沙棘风味突出，口感松脆细腻。

关键词：
响应面分析法
沙棘全果粉
轻工业
配方工艺
饼干
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沙棘是一种营养丰富、食用及药用价值极高的植物[1]。其果实营养丰富，据测定含有多种维生素、亚油素、沙棘黄酮、超氧化物等活性物质和人体所需的各种氨基酸。其中维生素C的含量每100g可达到600～1294mg，是猕猴桃的2～3倍[2]。在我国经典医学著作中,明确记载了沙棘在心脑血管、抗肿瘤、抗衰老方面的作用及取得的效果[3]。

沙棘全果粉指沙棘干燥后经粉碎制成的粉末,基本保留了新鲜沙棘较大部分的营养与功能。沙棘全果粉饼干的研发不仅可以满足人们对营养保健食品的需求，还可以提高我国沙棘综合开发效益。本文利用响应面分析法，研究试验条件下沙棘全果粉饼干的最佳工艺配方,为其规模化生产提供参考。

1、原料与设备

1.1 原料

沙棘干果：购于乌鲁木齐金花山食品有限公司糖粉：购于扬州市华德食品店;金龙鱼低筋面粉、安佳黄油、鸡蛋均购于扬州市邗江区欧尚超市。

1.2 主要设备

SunMate-SEC-3Y烤箱:江苏三麦食品机械有限公司；BS210S电子天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司；CF-630B气流式超微粉碎机：广州晨雕机械设备有限公司。

2、试验方法

2.1 工艺流程[4]

原料预处理：沙棘干果经挑拣后，用超微粉碎机粉碎,过300目筛备用。

搅拌：将室温自然软化的黄油倒入搅拌缸中，低速搅拌，加入糖粉混匀（用压、刮的方式）。分次加入鸡蛋，混匀。加入低筋粉和沙棘全果粉，混匀。

成型：放入饼干模具塑形。

冷冻、切片：面团放进冰箱冷藏2h后取出，切成0.5cm厚度。

烘烤、冷却：200℃/180℃15min或者160℃160℃25min，烘烤后从烤箱取出，冷却至室温。

包装：将冷却后的饼干充氮包装。

2.2 单因素实验

在预实验的基础上,确定沙棘全粉饼干基础配方为:每100g低筋面粉、沙棘全果粉20g(以低筋面粉为基准,下同)、全蛋液15g、黄油60g、糖粉55g。

2.2.1 沙棘全果粉添加量对饼干品质的影响

配方中的其它配料比不变，以低筋粉质量为基准，沙棘全果粉的添加量为低筋粉质量的10%、20%、30%、40%、50%情况下，评定饼干的感官品质。

2.2.2 全蛋液添加量对饼干品质的影响

配方中的其它配料比不变，以低筋粉质量为基准，在全蛋液的添加量为低筋粉质量的10%、15%、20%、25%、30%的情况下，评定饼干的感官品质。

2.2.3 糖粉添加量对饼干品质的影响

配方中的其它配料比不变，以低筋粉质量为基准，在糖粉的添加量为低筋粉质量的45%、50%、55%、60%、65%的情况下，评定饼干的感官品质。

2.3 响应面设计试验

根据单因素的试验结果，设计响应面试验中的BOX-Behnken试验方法并利用Design-expert8.0.6软件，对结果进行分析，以感官评分为响应值Y。

表1响应面设计因素与水平

2.4 感官评价

2.4.1 饼干感官质量评分

组织8名评价员对饼干进行感官评分,分数取8人评分的平均值。对沙棘全果粉饼干从色泽、外形、组织、香气、口感及味道6方面进行评价,结合相关参考文献[5,6,7]，根据表2标准要求进行感官评价。

表2沙棘全果粉饼干感官评分细则

2.4.2 饼干感官质量比较分析

利用简单定量描述性分析方法[8]，对本文研发的沙棘全果粉饼干与原味黄油饼干进行对照，绘制蜘蛛网状图，从而对两种饼干的风味、色泽及质地进行比较。

3、结果与分析

3.1 单因素试验结果与分析

3.1.1 沙棘全果粉添加量对饼干品质的影响

从图1可知，在B=15%,C=55%的情况下，沙棘全果粉添加量为20%时，饼干的感官品质最好。随着沙棘全果粉添加量的增加，感官分值逐渐降低。沙棘全果粉的加入会使饼干的组织结构、口味特点发生改变。全果粉添加量对产品的色泽及外形影响较小,但是会对味道产生较大的影响。添加量较少时，饼干的沙棘风味不突出；添加量过多时，饼干的口味偏酸，质地偏硬，口感较差。

图1沙棘全果粉添加量（A）对饼干感官的影响（B=15%,C=55%)

3.1.2 全蛋液添加量对饼干品质的影响

从图2可知，在A=20%,C=55%的情况下，全蛋液添加量为15%时，饼干色泽较好、质地疏松，口感香醇，感官评分最高。原因在于：鸡蛋所含的蛋白质和氨基酸在烘烤过程中会在饼干表面发生美拉德反应，产生令人愉悦的风味和棕黄色泽。蛋液还可以改善制品的组织性能，对原料中的油脂和其他物料起到乳化作用，使其风味和结构均一。当添加量超过15%时，感官品质逐渐下降。蛋液添加量过多时，面团过于稀软，影响饼干成型，成熟后饼干口感较硬。

图2全蛋液添加量（B）对饼干感官的影响(A=20%,C=55%)

3.1.3 糖粉添加量对饼干品质的影响

从图3可知，在A=20%,B=15%的情况下，糖粉添加量为55%时，饼干甜度适宜，色泽较好、组织细腻，感官评分最高。糖粉颗粒细小，对油脂有很好的乳化作用，能产生很均匀的组织，使饼干的组织会较细腻。糖粉添加量对产品的色泽及外形影响较小但是会对味道产生较大的影响[5]。糖粉添加量过少时，饼干没有甜味；过多时味道过甜，影响感官评分。

图3糖粉添加量（C）对饼干感官的影响（A=20%,B=15%)

3.2 响应面试验结果与分析

3.2.1 试验结果

试验结果见表3。

3.2.2 试验分析

依据Design-expert8.0.6软件对响应面的实验结果进行分析，得到表4的回归模型的方差分析。

由表4可知，回归模型的P-value<0.0001，相关性极显著，并且方程失拟项不显著（P>0.05），说明该模型与实际结果的拟合性较好，试验方法可靠，具有可操作性。其中一次项A具有显著性，一次项B有非常显著性（p<0.01），一次项C没有显著性；AC、BC交互项作用非常显著，AB交互项不具有显著性；A、B、C的平方项具有非常显著性(p<0.01)。依据Design-expert8.0.6软件对饼干的感官评价和配方工艺进行回归拟合，得到标准方程：

表3响应面设计方案及试验结果

表4回归模型的方差分析表

3.2.3 响应面图分析

利用Design-expert8.0.6软件，得到响应曲面图，如图4、图5、图6所示。

图4A和B对食品感官的影响（C=55%)

图5B和C对食品感官的影响（A=20%)

图6A和C对食品感官的影响（A=15%)

由图4可知，C=55%时，在一定范围内随着A和B的升高，感官分值是先上升而后下降，响应曲面坡面较为平缓且等高线近似一个圆，综合响应面图可以看出A和B的交互作用不具有显著性，与方差分析结果相同。

由图5可知，在A=20%时，随着B和C的升高，感官分值是先上升而后下降，在B=15%,C=55%的范围内，感官分值达到稳定点。等高线图为椭圆，表明B和C对食品感官的交互作用影响强烈，这与方差分析的结果相同。

由图6可知，在B=15%时，随着A和C的升高，感官分值是先上升而后下降，在A=20%,C=55%的范围内，感官分值达到稳定点。等高线图为椭圆，表明A和C对食品感官的交互作用影响强烈，这与方差分析的结果相同。

3.2.4 最佳工艺结果的确定及验证

通过Design-expert8.0.6软件对回归方程进行优化求解，得到沙棘粉添加量为17.17%、全蛋液添加量为12.85%、糖粉添加量为53.71的条件下，感官得分为88.27。该试验参数和结果并未见表3，所以需进行试验验证，根据实际情况，对参数进行修整。设置配方工艺：沙棘粉添加量为17%、全蛋液添加量为13%、糖粉添加量为54%。同时设置随机对照组：沙棘粉添加量为20%、全蛋液添加量为15%、糖粉添加量为55%，结果见表5。

表5验证试验结果

从表5中可以看出，验证组的感官评分高于随机对照组，说明验证组的饼干品质更优。实验结果的最终感官评分为90.3，与理论分析结果基本相同。

3.3 两种饼干的感官对比分析

由图7可得知，沙棘全果粉饼干的口感更加浓郁松脆，组织更加均匀，可见沙棘全果粉在饼干加工中的应用效果较好，在风味和口感上更具优势。

图7两种饼干的品质分析蜘蛛网图

4、结论

根据试验结果，得到了沙棘全果粉饼干的最佳工艺配方：以低筋面粉的质量为基准，沙棘粉添加量为低筋粉质量的17%、全蛋液添加量为低筋粉质量的13%、糖粉添加量为低筋粉质量的54%。并得到了在本试验条件下的沙棘全果粉饼干的食品感官回归方程，拟合度较高。另外由简单定量描述性检验证明其在风味和口感方面比一般饼干有优势。沙棘全果粉饼干的开发丰富了产品的多样性,提高了沙棘的附加值,为其开发提供新的思路[5]。

此外，为了获得感官品质更佳的沙棘全果粉饼干，需要对整个工艺过程所涉及的物性与操作参数进行全面地研究，同时，对前述食品感官的评价标准和评价方法，也可作进一步地分析。

参考文献：

[1]金婷.沙棘多糖的提取纯化､结构鉴定及其抗氧化性的研究[D].哈尔滨:东北农业大学,2006.

[2]赵志永,王东键,陈奇凌,等.沙棘的有效成分及其保健功能研究进展[J].农产品加工(创新版),2010(7):50-52.

[3]王峰,王海平,刘金凤,等.分析沙棘的营养保健功能及其开发利用研究进展[J].农业开发与装备,2018(2):159+163.

[4]严帆,王先花,王波.蔓越莓饼干加工工艺研究[J].粮食与油脂,2018,31(6):41-43.

[5]肖付刚,杨晓,魏泉增,等.红薯全粉饼干的研制[J].美食研究,2018,35(4):53-56.

[6]张志刚,姚玉军,闻茂.沙棘酥性饼干的研制[J].粮食与饲料工业,2017(9):29-32.

[7]林楠,夏杨毅,鲁言文.饼干品质评价的研究进展[J].粮油加工,2009(3):102-105.

[8]方忠祥.食品感官评定[M].北京:中国农业出版社,2010.

刘莹莹,王秋玉,曹仲文.优化沙棘全果粉饼干配方工艺[J].粮食加工,2020,45(04):53-57.