响应面法优化灰树花魔芋面条的工艺配方

贾瑞博，刘凯丽，陈　濠，李　燕，赵　慧，周文斌，刘　斌，吕旭聪

（1.福建农林大学食品科学学院，福建福州　350002；2.福建农林大学国家菌草工程技术研究中心，福建福州　350002）



响应面法优化灰树花魔芋面条的工艺配方

贾瑞博1，2，刘凯丽1，2，陈濠1，2，李燕1，2，赵慧1，2，周文斌1，2，刘斌1，2，*吕旭聪1，2

（1.福建农林大学食品科学学院，福建福州350002；2.福建农林大学国家菌草工程技术研究中心，福建福州350002）

摘要：以面条的咀嚼性为指标，通过单因素试验和响应面优化试验，确定了灰树花魔芋面条制作的最佳工艺配方为高筋面粉84.8%，灰树花粉6%，魔芋精粉7%，谷朊粉2%，食用碱0.2%，在此工艺配方条件下制作面条并对其进行评价分析，咀嚼性378.09，感官评分达84.96。

关键词：灰树花；魔芋精粉；面条；咀嚼性；响应面；配方优化

面条在我国有着悠久的历史，是人们生活中最常见的传统面食，尤其在北方，面条颇受喜爱[1-2]。目前，市场上的面条主要以小麦粉为原料，矿物质元素及膳食纤维等营养成分缺乏，种类和花色也十分有限。近年来，随着市场需求的不断扩大和人们生活水平的不断提高，人们对面条的品质也提出了新的要求，不仅是吃饱而且还追求其营养性、功能性和保健性[3-4]，因此传统面条加工配方的改进已成为面条产业研究的焦点[5-6]，开发和研制高品质、高营养且具有一定保健功效的面条制品已成为当前面条加工产业发展的一个重要方向。通过向面粉中添加灰树花粉及魔芋精粉，对其工艺配方进行优化，不但丰富了市场上面条的花色品种，同时也利用灰树花和魔芋所具有的功能保健活性，提高面条的营养价值。

质构仪是客观评价食品品质的主要仪器，具有灵敏度高、结果可进行精确的数据化处理等优点。质构仪分析的过程中有很多模式，其中TPA模式中的咀嚼性是一个间接反映人在咀嚼食物过程中所需要做功大小的指标，是一种对食物口感较为客观的描述方式，其数值实际是硬度、内聚性和弹性3个指标的乘积，同时也等于胶黏性与弹性指标值的乘积，能较好地代表测试产品质构指标的变化[7-8]。本文以面条的咀嚼性作为指标，对灰树花魔芋面条的工艺配方进行优化。

1　材料与方法

1.1材料

高筋面粉、食用碱、食盐，市售；魔芋精粉，汉中九龙芦鑫魔芋精粉有限公司提供；谷朊粉，河南卫辉圣力有限责任公司提供；灰树花（40℃烘干，粉碎机粉碎过80目筛，经超微粉碎，制备灰树花超细微粉），庆元县益尔食品有限公司提供。

1.2试验方法

1.2.1灰树花魔芋面条制备工艺[9]

原料→和面→熟化→压片→切条成型→面条。

1.2.2单因素试验

（1）灰树花粉添加量。在魔芋精粉添加量6%，谷朊粉添加量3%，食用碱添加量0.2%的条件下，分别加入4%，8%，12%，16%，20%的灰树花粉按指定工艺制作面条，对其咀嚼性评定分析。

（2）魔芋精粉添加量。在灰树花粉添加量8%，谷朊粉添加量3%，食用碱添加量0.2%的条件下，分别加入2%，4%，6%，8%，10%的魔芋精粉按指定工艺制作面条，对其咀嚼性评定分析。

（3）谷朊粉添加量。在灰树花粉添加量8%，魔芋精粉添加量6%，食用碱添加量0.2%的条件下，分别加入1%，3%，5%，7%，9%的谷朊粉按指定工艺制作面条，对其咀嚼性评定分析。

（4）食用碱添加量。在灰树花粉添加量8%，魔芋精粉添加量6%，谷朊粉添加量3%的条件下，分别加入0.1%，0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的食用碱按指定工艺制作面条，对其咀嚼性评定分析。

1.3响应面优化试验设计

基于单因素试验结果，以咀嚼性为指标，采用Design Expert（8.06版）软件，选取灰树花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量和食用碱添加量4个因素，通过Box- Behnken设计四因素三水平的响应面优化试验。

响应面试验因素与水平设计见表1。

表1　响应面试验因素与水平设计/ %

1.4感官评定标准

面条的感官评价标准见表2。

1.5TPA测试[10-12]

称取按所述工艺制作的面条样品100 g，沸水煮熟，当面条白芯完全消失时取出放置于冷水中，每次取3根面条进行测定。测试条件：TPA测试探头为轻型刀片A/LKB，测前速度、测试速度及测后速度均为0.7 mm/s，压缩距离0.6 mm，2次压缩停留间隔5 s。

2　结果与分析

2.1单因素试验结果

2.1.1灰树花粉添加量对面条咀嚼性的影响

灰树花粉添加量对面条咀嚼性的影响见图1。

灰树花粉添加量较小时，对面条咀嚼性的影响较小；当灰树花粉添加量超过8%时，咀嚼性随着灰树花粉添加量的增加而降低。因此，选取8%为灰树花粉的最佳添加量。

2.1.2魔芋精粉添加量对面条咀嚼性的影响

魔芋精粉添加量对面条咀嚼性的影响见图2。

表2　面条的感官评价标准

图1　灰树花粉添加量对面条咀嚼性的影响

图2　魔芋精粉添加量对面条咀嚼性的影响

由图2可知，随着魔芋精粉添加量的增大，面条咀嚼性先增大后减小，表明魔芋精粉对面条的咀嚼性影响较大。魔芋精粉添加量为6%时，面条的咀嚼性最佳，这可能是魔芋精粉有较强的吸水溶胀性和凝胶特性引起的咀嚼性改善；但当魔芋精粉添加量过大时，咀嚼性反而降低。因此，选取魔芋精粉添加量6%为最佳。

2.1.3谷朊粉添加量对面条咀嚼性的影响

谷朊粉添加量对面条咀嚼性的影响见图3。

图3　谷朊粉添加量对面条咀嚼性的影响

由图3可知，随着谷朊粉添加量的增大，面条的咀嚼性有所提升，在一定范围内显示量效关系，可能是谷朊粉利用自身麦醇溶蛋白和麦谷蛋白的水合作用，使得面条有更好的网络结构。当谷朊粉添加量超过5%时，面条的形态和质构特性基本趋于稳定。因此，选择5%为谷朊粉最佳添加量。

2.1.4食用碱添加量对面条咀嚼性的影响

食用碱添加量对面条咀嚼性的影响见图4。

图4　食用碱添加量对面条咀嚼性的影响

由图4可知，随着食用碱添加量的增大，面条咀嚼性呈现先增大后减小的趋势。在0.1%～0.2%时，面条咀嚼性随食用碱添加量的增加而增大，呈现一定的量效关系；当食用碱添加量超过0.2%时，咀嚼性随食用碱添加量增加而降低。因此，食用碱添加量为0.2%时最适。

2.2通过响应面设计确定灰树花魔芋面条最佳工艺配方

2.2.1模型的建立及其显著性检验

响应面分析及结果见表2。

运用Design Expert（8.06版）软件对表2数据进行完全二次回归分析，得到灰树花魔芋面条的咀嚼性对灰树花粉添加量（X1）、魔芋精粉添加量（X2）、谷朊粉添加量（X3）、食用碱添加量（X4）的二次多项回归方程，表示如下：

表2　响应面分析及结果

回归方程的方差分析结果见表3。

表3　回归方程的方差分析结果

由表3对响应值的二次模型方差分析结果可以得出，R2=0.955 0，表明自变量和响应值关系显著，模型p＜0.000 1，达到极显著；失拟项p=0.059 0＞0.05，不显著。方差分析还显示一次项（X1，X2，X3，X4）和二次项（X12，X22，X32，X42）均显著，X1X2，X1X4交互作用显著，说明该模型拟合度好，可以用来模拟分析和预测灰树花魔芋面条的最佳工艺。

2.2.2响应面交互作用分析

为确定灰树花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量、食用碱添加量及其两两交互作用对灰树花魔芋面条咀嚼性的影响，根据二次模拟回归方程绘出响应面及等高线图。

灰树花粉添加量与魔芋精粉添加量（a）及灰树花粉添加量与食用碱添加量（b）的各交互作用见图5。

图5　灰树花粉添加量与魔芋精粉添加量（a）及灰树花粉添加量与食用碱添加量（b）的各交互作用

等高线的形状反映交互效应的强弱大小，圆形表示两因素交互作用不显著，而椭圆形则表示两因素交互作用显著。从响应面等高线的分布规律和间隔距离可以看出，因素间交互作用的强弱和因素对响应值的影响程度[13]。图5表明，灰树花粉添加量与魔芋精粉添加量以及灰树花粉添加量与食用碱添加量的交互作用显著。

2.3最佳工艺验证试验

通过软件对灰树花魔芋面条咀嚼性二次模拟回归分析，综合考虑得到灰树花魔芋面条最佳工艺配方为高筋面粉84.74%，灰树花粉6.05%，魔芋精粉6.99%，谷朊粉2.02%，食用碱0.20%。从实际生产和经济效应方面考虑，将工艺配方修改为高筋面粉84.8%，灰树花粉添加量6%，魔芋精粉添加量7%，谷朊粉添加量2%，食用碱添加量0.2%。为进一步验证灰树花魔芋面条配方的可靠性和合理性，按照最佳配方参数组合进行验证试验，对其进行咀嚼性分析和感官评价。试验平行5次，取其平均值。

验证试验结果见表4。

表4　验证试验结果

由表4可知，此配方组合的灰树花魔芋面条呈现灰褐色，色泽均匀一致，具有良好的适口性和韧性，无斑点及异色，具有灰树花特有的香味，面条厚薄形状基本均匀、没有裂痕以及收缩变形等现象，表面光滑细腻、无肉眼可见的外来杂质，煮熟后口感不黏、有弹性、柔软爽口。

3　结论

本研究旨在开发一种灰树花魔芋面条配方，通过单因素试验和响应面试验对灰树花魔芋面条配方中的灰树花粉添加量、魔芋精粉添加量、谷朊粉添加量、食用碱添加量4个因素进行优化，确定了灰树花魔芋面条的最佳工艺配方为高筋面粉84.8%，灰树花粉6%，魔芋精粉7%，谷朊粉2%，食用碱0.2%。此时灰树花魔芋面条感官评价（R1）、咀嚼性（R2）分别为84.96和378.09。本研究通过开发和研制一种高品质、高营养且具有一定保健功效的面条制品，为灰树花综合利用及面条配方开发提供一条新的思路。

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Response Surface Optimization of the Formula of the Grifola frondosa Konjac Noodles

JIA Ruibo1，2，LIU Kaili1，2，CHEN Hao1，2，LI Yan1，2，ZHAO Hui1，2，ZHOU Wenbin1，2，LIU Bin1，2，*LV Xucong1，2
（1. College of Food Science，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China；2. National Engineering Research Center of JUNCAO Technology，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou，Fujian 350002，China）

Abstract：To optimize the formula of the Grifola frondosa konjac noodles by single factor test and response surface with the noodle chewiness as the main evaluation index. Determining the optimal process parameters are as follows：bread flour 84.8%，Grifola frondosa 6%，konjac flour 7%，paddy power 2%，edible alkali 0.2%，making noodles and evaluation under the conditions of this process，chewiness 378.09，the sensory evaluation score is 84.96.

Key words：Grifola frondosa；konjac powder；noodles；chewiness；response surface；formula optimization

*通讯作者：吕旭聪（1984—），男，博士，助理研究员，研究方向为食品生物技术。

作者简介：贾瑞博（1991—），男，在读硕士，研究方向为食品生物技术。

基金项目：福建省重大科技专项（2014NZ0002- 1）；福建农林大学青年教师A类人才科研启动基金项目（KXML2012A）。

收稿日期：2016- 01- 06

文章编号：1671- 9646（2016）03b- 0032- 04

中图分类号：TS201

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.03.036