响应面法优化韧性胎菊饼干配方

李云捷，于博，吴进菊，许思雨

（湖北文理学院化学工程与食品科学学院，湖北襄阳441053）

响应面法优化韧性胎菊饼干配方

李云捷，于博，吴进菊，许思雨

（湖北文理学院化学工程与食品科学学院，湖北襄阳441053）

在单因素试验的基础上，采用响应面法优化韧性胎菊饼干的最佳配方，结果表明以面粉添加量为基准（其中低筋面粉添加量为90%，淀粉添加量为10%），其它原料添加量分别为：胎菊粉2.29%、奶粉3%、植物油18.35%、白糖20.56%、复合膨松剂1.91%、食盐0.2%、水28%，所制得的饼干菊香浓郁，口感酥脆无渣，感官评分最高。

响应面法；韧性饼干；胎菊；配方

Abstract：On the basis of single factor experiment，the response surface method was adopted to optimize the best chrysanthemum buds toughness biscuits formula，the results showed that based on flour content（including low protein flour adding amount was 90%，the starch content of 10%），and other raw materials added quantity respectively：chrysanthemum buds powder 2.29%，milk powder 3%，vegetable oil18.35%，sugar 20.56%，compound leavening agent 1.91%，salt 0.2%，water 28%，the prepared cookies were full of scent of chrysanthemums，crispy without slag，sensory score the highest.

Key words：response surface methodology；tough biscuit；chrysanthemum buds；formula

韧性饼干是以低筋小麦粉为主要原料，加上少量油脂和白糖制成的口感酥脆的一类饼干，由于其油脂含量较低，深受广大消费者的喜爱。胎菊是杭白菊未完全张开时的花朵，具有抗菌、抗氧化、抗疲劳、解热、降血压、降血脂、抑制突变、抗癌等药理功能[1-8]，在各地广泛种植。将胎菊粉加入饼干中，在给予韧性饼干菊花风味的同时，可以抑制面筋形成，提高产品性能，为拓展胎菊用途提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料与设备

胎菊粉：襄阳帝昊源生物工程公司；复合膨松剂：上海万研食品有限公司；低筋面粉、玉米淀粉、全脂奶粉、白糖、食盐、玉米油：市售。

FA1004分析天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；FW-80小型粉碎机：北京市永光明医疗仪器有限公司；MT-10压面机：襄阳熊集机械厂；T3-321B烤箱：广东美的厨房电器制造有限公司；101型烘箱：北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 韧性菊花饼干制作工艺流程及操作要点

韧性菊花饼干的基本制作工艺为，取面粉、淀粉、奶粉、糖粉、水及植物油先预混成团，再依次加入胎菊粉、膨松剂及食盐调制面团，静置15 min～20 min，辊压9次～11次，间或翻转折叠，冲印成型，上火180℃，底火为150℃，焙烤时间12 min左右，既得成品[9]。

1.2.2 单因素试验

1.2.2.1 复合膨松剂添加量对饼干品质的影响

以面粉为基准，用量为100 g（其中低筋面粉90%，淀粉10%），白砂糖添加量为20%、植物油为18%、胎菊粉为2.3%、水的添加量为28%。分别添加复合膨松剂1%、2%、3%、4%和5%，参照1.2.1制得韧性菊花饼干，通过感官评分（1.3.1）探讨膨松剂的添加量对韧性菊花饼干品质的影响。

1.2.2.2 胎菊粉添加量对饼干品质的影响

复合膨松剂的添加量为2%，其余原料用量参照

1.2.2.1 ，分别添加胎菊粉1.5%、1.7%、1.9%、2.1%、2.3%和2.5%，制得饼干，评定方法同1.2.2.1。

1.2.2.3 植物油添加量对饼干品质的影响

胎菊粉的添加量为2.3%，其余原料用量参考

1.2.2.2 ，分别添加植物油 12%、14%、16%、18%、20%和22%，制得饼干，评定方法同1.2.2.1。

1.2.2.4 白砂糖添加量对饼干品质的影响

植物油的添加量为18%，其余原料用量参考

1.2.2.3 ，分别添加白砂糖 18%、20%、22%、24%、26%和28%，制得饼干，评定方法同1.2.2.1。

1.2.3 基于响应面试验的最佳原料配比的试验设计

在单因素试验结果上，采用中心组合试验Design-Expert 8.0设计方案进行进一步分析，以复合膨松剂添加量、胎菊粉添加量、植物油添加量、白砂糖添加量进行优化分析，分别以 A、B、C、D 来表示，并以+1、0、-1分别代表变量的水平，试验因素与水平设计见表1。

表1 响应面试验因素水平表Table 1 Response surface test factor level table

1.3 感官鉴评标准

对制成的韧性菊花饼干进行感官鉴评，感官鉴评每次固定12个人，并保持每次鉴评的人都不变，根据每个人的打分，取每一项分数的平均值[10]。

表2 韧性菊花饼干感官鉴评标准Table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

续表2 韧性菊花饼干感官鉴评标准Continue table 2 Sensory evaluation criteria for the quality of chrysanthemum biscuits

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1 复合膨松剂添加量对饼干品质的影响结果

复合膨松剂添加量对饼干品质的影响见图1。

图1 复合膨松剂添加量对饼干品质的影响Fig.1 Effect of compound content on the quality of biscuit

由图1可知，复合膨松剂添加量对饼干的感官得分影响较大，呈现先上升再下降的趋势。当复合膨松剂添加量为1%时，面团成型容易，但面团组织结构过于严密，色泽微灰，且饼干成品质地较硬；当添加量为2%时，面团的性能略有上升，成型最为容易，组织结构细密均匀，色泽加深，饼干品质达最好；随添加量增加，面团硬度较大，成型困难，饼干品质降低。因此，复合膨松剂添加量取2%为响应面中心点。

2.1.2 胎菊粉添加量对饼干品质的影响结果

胎菊粉的添加可以增强饼干的风味，但同时由于纤维含量较高，对面团筋力有破坏作用。胎菊粉添加量对饼干品质的影响见图2。

由图2可知，随着胎菊粉添加量的增加，有效抑制了面团筋力，同时增强了产品风味，使得产品质地疏松，松脆可口。当添加量超过2.3%时，对面团筋力破坏较大，饼干胚成型困难，且色泽偏褐色或黑色，外观难看，且口感发苦。因此，胎菊粉添加量取2.3%为响应面中心点。

图2 胎菊粉添加量对饼干品质的影响Fig.2 Effect of chrysanthemum powder on the quality of biscuit

2.1.3 植物油添加量对饼干品质的影响结果

植物油添加量对饼干品质的影响见图3。

图3 植物油添加量对饼干品质的影响Fig.3 Effect of plant oil on the quality of biscuit

由图3可知，植物油添加量对感官得分都呈现出一种先上升后下降的趋势，当添加量为12%时，面团的可塑性和起酥性差，表面干燥无光泽，硬度较大，松脆度不足；而随着植物油添加量增加到18%时，面团可塑性和起酥性均提高，表面光滑，硬度和松脆度适中，饼干口感变好；但继续添加，松脆度过大，含油量较多，口感油腻。因此，起酥油添加量取18%为响应面中心点。

2.1.4 白砂糖添加量对饼干品质的影响结果

白砂糖添加量对饼干品质的影响见图4。

图4 白砂糖添加量对饼干品质的影响Fig.4 Effect of white granulated sugar addition on quality of biscuit

由图4可知，随着白砂糖添加量的增大，感官得分呈现先上升再下降的趋势。当白砂糖添加量为18%时，面团延伸性和可塑性较差，饼干质地较硬，饼坯上色浅，口感较差；当白糖添加20%时，面团的延伸性和可塑性均提高，成型较容易，饼坯焦糖化反应上色适中，甜味适中，饼干口感最佳；白糖添加量超过20%时，甜味改变不大，但焦糖化反应过度，色泽加深，甚至产生焦苦味。因此，白糖添加量取20%为响应面中心点。

2.2 基于响应面试验的最佳原料配比的试验

2.2.1 响应面试验结果

通过设计的响应面试验，对影响韧性菊花饼干品质的主要因素进行分析对比，并确定韧性菊花饼干的最佳工艺配方，韧性菊花饼干响应面试验结果分析表如表3所示。

表3 试验方案与结果Table 3 Test designs and extraction results of biscuits

续表3 试验方案与结果Continue table 3 Test designs and extraction results of biscuits

2.2.2 感官得分模型进行显著性检验

对感官得分模型进行显著性检验，结果见表4，回归模型系数显著性检验结果见表5。

表4 感官得分回归模型的方差分析结果Table 4 Analysis of variance of regression model of sensory score

表5 感官得分回归模型系数的显著性检验结果Table 5 Significance test results of regression model coefficients for sensory score

从感官得分模型的方差分析可见，模型的F=62.50＞F0.01（14，4）=14.24，P＜0.000 1＜0.01，失拟项的F=0.26＜F0.05（14.4）=5.87，本试验所选用的二次多项模型具有高度的显著性，失拟项在P=0.05水平上不显著（P=0.960 7＞0.05），其校正决定系数 R2Adj为 0.968 5，表明此模型拟合优度好，仅有约3.15%的感官评分不能由此模型进行解释。可以用此模型来分析和预测韧性菊花饼干的感官评分。

由表5得到感官评分对复合膨松剂添加量（A）、胎菊粉添加量（B）、植物油添加量（C）和白砂糖添加量（D）的二元多次回归模型为：感官评分（Y）=87.80-1.00A-0.42B+1.22C+0.62D+0.00AB+0.00AC+0.00AD+0.57BC+0.075BD+0.025CD-5.70A2-2.28B2-3.35C2-1.10D2。

由表5回归模型系数显著性检验结果可知，模型的一次项A、C、D在1%的水平内非常显著，B在5%的水平内显著。 二次项 A2、B2、C2、D2在 1%水平上非常显著，交互项都不太显著。表明复合膨松剂、植物油、白砂糖的添加量对韧性胎菊饼干的口感具有极其显著的作用，胎菊粉的添加对其风味也有明显的改善作用。但彼此之间的交互作用对饼干口感的改善没有明显影响。

2.2.3 感官评分响应面分析与优化

根据感官得分回归分析结果作出相应曲面图，结果见图5～图10。

图 5 Y=f（A，B）的响应面Fig.5 Response surface of Y=f（A，B）

由图 5～图 10可直观地看到，AB、AC、AD、BC 和CD之间交互作用显著，BD之间交互作用较小。

2.2.4 验证试验

利用响应面试验确定的最佳工艺配方，低筋面粉90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油 18.35 g、白糖20.56 g、复合膨松剂1.91 g、食盐0.2 g、水28 g进行验证试验，并进行感官鉴评，感官评分的结果为88.85分，与预测值88.05，误差0.90%。说明该模型能较好地预测实际韧性胎菊饼干配料对口感的影响情况。

图 6 Y=f（A，C）的响应面Fig.6 Response surface of Y=f（A，C）

图 7 Y=f（A，D）的响应面Fig.7 Response surface of Y=f（A，D）

图 8 Y=f（B，C）的响应面Fig.8 Response surface of Y=f（B，C）

图 9Y=f（B，D）的响应面Fig.9 Response surface of Y=f（B，D）

图 10 Y=f（C，D）的响应面Fig.10 Response surface of Y=f（C，D）

3 结论

研究表明，韧性胎菊饼干的最佳工艺配方为低筋面粉 90 g、淀粉 10 g、胎菊粉 2.29 g、奶粉 3 g、植物油18.35 g、白糖 20.56 g、复合膨松剂 1.91 g、食盐 0.2 g、水28 g；通过此工艺制得的饼干外观光滑、表面平整有光泽、断面有层次、口感松脆细腻。产品未通过添加菊花香精而使得产品富有菊花香气，更加健康自然，同时增加了膳食纤维含量，有利于人体健康，对于开拓胎菊食品具有参考价值。

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Optimization of Chrysanthemum Buds Toughness Biscuits Formula by Response Surface Methodology

LI Yun-jie，YU Bo，WU Jin-ju，XU Si-yu
（College of Chemical Engineering and Food Science，Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Hubei，China）

2017-03-07

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.20.021

李云捷（1979—），女（汉），副教授，硕士，研究方向：农产品贮藏与加工。