响应面优化全绿豆布丁工艺研究

刘 学　董雨薇　宁 欢　赵洪洪　徐 慧

[摘要]本文以绿豆（全绿豆）为原料，以卡拉胶、明胶、奶粉、复配糖（L-阿拉伯糖/白砂糖=1∶2.5）添加量为考察因素，以感官评定分数为考察指标，在单因素试验的基础上，经过响应面优化法确定每100g全绿豆布丁产品的最优配方为绿豆12.50g、卡拉胶0.40g、明胶0.38g、奶粉0.59g、复配糖7.07g、结冷胶0.20g、鲜奶香精0.40g，感官评定分数为88.83±3.46分。此工艺下测得全绿豆布丁的蛋白质、总糖、多肽含量分别为2.99±0.10g/100g、7.50±1.86g/100g、85.00±56.00mg/100g。经检测，产品菌落总数检测值为30±10CFU/g，符合国家相关卫生标准。全绿豆布丁营养丰富，呈浅绿色，具有绿豆清香，口感滑爽细腻。该研究成果丰富了市售布丁产品种类，为绿豆的综合利用提供技术参考。

[关键词]全绿豆;布丁;响应面

中图分类号：TS214.9 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

绿豆营养价值高，含有丰富的蛋白质、淀粉、膳食纤维、维生素等功能性营养成分，其中绿豆皮中含有膳食纤维、黄酮类化合物和无机元素等。且中、西医相关研究已证实绿豆具有解毒、抗菌、抑菌、降血脂、预防“三高”等作用，药用价值较高[1]。现阶段常见的绿豆制品以绿豆粥、绿豆糕、绿豆凉粉、绿豆粉丝等为主[2]，产品种类较少、加工工艺单一，且加工过程产生的副产物——绿豆皮常作为饲料或直接丢弃，造成了严重浪费。

布丁是一种新型且有营养的乳制品，口感滑爽细腻，呈半固体状态[3]，受各年龄段消费者喜爱，市场前景良好。为此，本文以全绿豆为原料开发全绿豆布丁，产品的开发将为绿豆深加工、绿豆皮的综合利用提供技术参考，为绿豆产区产业化发展提供新思路。

1 试验概述

1.1 材料与设备

1.1.1 材料及试剂

绿豆、白砂糖：市售;奶粉：黑龙江省完达山乳业股份有限公司;L-阿拉伯糖、鲜奶香精、葡萄糖、结冷胶、卡拉胶、明胶：食品级，河南万邦实业有限公司;牛血清白蛋白：大于98.9%，赛国生物科技有限责任公司;无水硫酸铜、酒石酸碱钠、氢氧化钠、蒽酮、浓硫酸、三氯乙酸、氯化钠：均为分析纯，天津市科技密欧化学试剂有限公司;平板计数琼脂：北京陆桥技术有限责任公司。

1.1.2 主要试验仪器与设备

XFS-280型手提式压力蒸汽灭菌器：浙江新丰医疗器械有限公司;LLJ-B12K1型料理机：小熊电器股份有限公司;JRJ300-SH型分散均质机：上海标本模型厂;SC-04型低速离心机：安徽中科中佳科学仪器有限公司;UV-1200型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司;TYAIB0.24/10型高压灭菌锅：宁波久兴医療器械有限公司;DH-600AB型电热恒温培养箱：北京中兴伟业有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 全绿豆布丁工艺流程

全绿豆布丁工艺流程见图1。

1.2.2 操作要点

（1）挑选、清洗：选择无虫眼、颗粒饱满、无霉变、鲜绿色绿豆，清水清洗。

（2）浸泡：蒸馏水浸泡2h。

（3）熟制：121MPa，隔水加热20min。

（4）均质：转速10 000r/min，30s/次，处理4次。

（5）过滤：40目筛子过滤，除去粗糙颗粒。

（6）热灌装：温度保持在70℃左右。

（7）快速冷却：在凝胶化开始之前，在30min内快速冷却至室温。

1.2.3 单因素试验

按1.2.1中的工艺流程进行布丁制作，以感官评定分数为考察指标，每100g产品的基本配方为绿豆12.50g、卡拉胶0.40g、明胶0.40g、奶粉0.40g、复配糖7.00g（L-阿拉伯糖/白砂糖=1∶2.5）、结冷胶0.20g、鲜奶香精0.40g，在基本配方的基础上对卡拉胶、明胶、奶粉和复配糖四个考察因素进行单因素试验，单因素试验因素水平见表1。

1.2.4 响应面分析

根据1.2.3单因素试验结果，选定各因素中三个最优水平为自变量进行响应面分析，以感官评定分数作为响应值，对布丁的配方进行优化，响应面试验因素水平见表2。

1.2.5 感官评定

随机选择10人进行感官培训，从外观、口感、风味三方面对各因素水平条件下制得的产品进行感官评分，取平均值作为最终的感官评定分数。参考含乳型果冻的食品安全国家标准[4]和李天骄等[5]的研究结果制定全绿豆布丁的感官评价标准，见表3。

1.2.6 全绿豆布丁理化指标检测

根据1.2.4的响应面优化所得最优配方制作全绿豆布丁，并检测其蛋白质、总糖、多肽和菌落总数，检测方法见表4。

1.2.7 数据处理与分析

利用Excel软件对结果进行分析处理，计算平均值及标准偏差;利用DPS9.50和标记字母法对单因素试验组数据进行组内差异显著性分析[6-7]。

2 结果与分析

2.1 各单因素对布丁感官品质的影响

对单因素试验中不同配方的布丁进行感官评定，将得到的评定分数进行分析处理，计算其平均值、标准偏差，并进行组内差异显著性分析[8]，其结果见表5。

由试验结果和表5可知，每100g全绿豆布丁中：卡拉胶添加量小于0.40g时，布丁成型差、有裂痕，随着卡拉胶添加量的增加，布丁成型好、呈浅绿色、口感顺滑、无气泡;添加量大于0.40g时，布丁析水现象严重、硬度大、凝固性差、口感过于顺滑。根据感官评分小组的评分结果，确定卡拉胶添加量0.40g为最优水平，感官评分值为87.80±1.01分。

每100g全绿豆布丁中，明胶添加量小于0.40g时，布丁的成型差、硬度弹性差、口感太绵软，随着明胶添加量的增加，布丁成型好、呈浅绿色、口感细腻、无裂痕;添加量大于0.40g时，布丁硬度大、口感过于绵稠。根据感官评分小组的评分结果，确定卡拉胶添加量0.40g为最优水平，感官评分值为88.50±0.70分。

每100g全绿豆布丁中，奶粉添加量大于0.60g时，布丁奶香味不足、成型松散不顺滑，随着奶粉添加量的增加，布丁具有牛奶的清甜味、口感顺滑不松散;添加量大于0.60g时，布丁呈淡绿色、绿豆香味发淡、奶香味过浓。根据感官评分小组的评分结果，确定卡拉胶添加量0.60g为最优水平，感官评分值为90.00±1.11分。

每100g全绿豆布丁中，复配糖添加量大于7.00g时，布丁口感平淡、有异味，随着糖添加量的增加，布丁口感改善、甜味增大、无异味;添加量大于7.00g时，布丁口感过于甜腻。根据感官评分小组的评分结果，确定卡拉胶添加量7.00g为最优水平，感官评分值为91.67±1.90分。

由组内差异显著分析结果可以看出试验数据间的组内差异显著性明显，具有统计学意义。结合感官评定分数与大众的喜好，确定卡拉胶、明胶、复配糖和奶粉四个考察因素的最优水平小组分别为0.30～0.50g/100g、0.30～0.50g/100g、6.00～8.00g/100g、0.50～0.70g/100g。

2.2 响应面优化结果

基于单因素试验和感官评分结果，得出响应面分析选取的响应面试验因素水平，见表2。使用Design-Expert8.0.6中的Box-Behnken模式对全绿豆布丁的最优工艺参数进行四因素三水平优化设计试验，响应面优化设计表和感官评定分数结果见表6。

利用Design-Expert8.0.6软件对表6数据进行多元回归拟合，得到全绿豆布丁感官评分对卡拉胶、明胶、复配糖、奶粉的拟合方程为：

Y=88.71+0.081A-0.73B-0.35C+0.14D-0.24AB+0.35AC+0.6AD-0.11BC-0.91CD-3.46A2-1.53B2-1.62C2-2.25D2    （1）

式中：Y表示感官评分，分;A为卡拉胶添加量，g/100g;B为明胶添加量，g/100g;C为奶粉添加量，g/100g;D为复配糖添加量，g/100g。

方差结果分析见表7。由表7可知，F

0.05，表明模型的预测值与实际值高度拟合;决定系数R2=0.995 7>0.9，调整决定系数R2Adj=0.991 5，说明该模型拟合度好;根据F值大小，得出各因素對全绿豆布丁感官评分影响的主次顺序为明胶>奶粉>复配糖>卡拉胶，各因素之间交互作用的响应面三维图见图2。由图2可知，卡拉胶与奶粉、复配糖、明胶交互作用显著，奶粉与复配糖交互作用极显著。

通过响应面优化法确定每100g全绿豆布丁的最优配方为绿豆12.50g、卡拉胶0.40g、明胶0.38g、奶粉0.59g、复配糖7.07g、结冷胶0.20g、鲜奶香精0.40g，感官评定分数为88.83±3.46分。

2.3 布丁理化指标检测结果

2.3.1 全绿豆布丁营养指标含量

根据1.2.6测定方法得出布丁蛋白质、总糖、多肽的含量，见表8。

2.3.2 菌落总数

根据《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》（GB 4789.2-2016）计算布丁的菌落总数为30±10CFU/g<300CFU/g，说明本产品符合国家卫生标准。

3 结 论

本文以绿豆为原料制作全绿豆布丁。在单因素试验基础上，经过响应面优化法确定每100g全绿豆布丁的最优配方为绿豆12.50g、卡拉胶0.40g、明胶0.38g、奶粉0.59g、复配糖7.07g（L-阿拉伯糖2.00g、白砂糖5.07g）、结冷胶0.20g、鲜奶香精0.40g，感官评定分数为88.83±3.46分。在此工艺下测得全绿豆布丁的蛋白质、总糖、多肽含量分别为2.99±0.10g/100g、7.50±1.86g/100g、85.00±56.00mg/100g，菌落总数检测值为30± 10CFU/g。试验发现各因素对全绿豆布丁感官评分的影响主次顺序为明胶>奶粉>复配糖>卡拉胶，卡拉胶与奶粉、复配糖、明胶交互作用对布丁的感官影响显著，奶粉与复配糖交互作用对布丁的感官影响极显著。

全绿豆布丁营养丰富，呈浅绿色，具有绿豆清香，口感滑爽细腻。此研究可丰富市售布丁产品种类，提高布丁的营养价值，可提高绿豆的经济价值，为绿豆的综合利用提供技术参考，且在全绿豆布丁产品加工生产中资金、设备及劳动力投入少，便于产业化生产以及技术的推广应用。

参考文献

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收稿日期：2019-11-08

基金项目：河北省现代农业产业技术体系杂粮杂豆产后加工与品牌培育项目（HBCT2018070206）。

作者简介：刘学，女，本科，研究方向为食品质量与安全。

通信作者：徐慧，女，博士，讲师，研究方向为农产品综合利用。

Study on Response Surface Optimization of Whole Mung Bean Pudding

Liu Xue1， Dong Yuwei1， Ning Huan1， Zhao honghong2， Xu Hui1

（1.College of Science&Technology， Hebei Agricultural University，Cangzhou，Hebei 061100;2.Huanghua Port Customs District P.R.China，Cangzhou，Hebei 061100）

Abstract：In this paper， mung bean （whole mung bean） was used as raw material， carrageenan， gelatin， milk powder and compound sugar （L-arabinose/sugar=1∶2.5） were added as factors， and sensory evaluation scores were taken as indexes. On the basis of single factor test， the optimal formula of 100 g mung bean pudding product was determined by response surface optimization method. The optimum formula was mung bean 12.50 g， carrageenan 0.40 g， gelatin 0.38 g， milk powder 0.59 g， compound sugar 7.07 g， and sensory evaluation score 88.83 points.  The contents of protein， total sugar and polypeptide in whole mung bean pudding were 2.99±0.10 g/100 g， 7.50±1.86 g/100 g and 85.00±56.00 mg/100 g respectively. After testing， the detection value of the total number of bacterial colonies was 30±10 CFU/g， which met the relevant national health standards. The whole mungbean pudding is rich in nutrition， light green， with the fragrance of mungbean， smooth and delicate taste. The research results of this paper enrich the types of pudding products on the market and provide technical reference for the comprehensive utilization of mung bean.

Key Words： Whole mung bean， Pudding， Response surface