低糖南瓜馅料的配方优化研究

吴俊师，刘巧瑜，曾晓房，邱民键，陈海光

（1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东 广州 510225；2.现代农业工程创新研究院，广东 广州 510225）

月饼是我国的传统食品，在我国的食品市场和饮食文化中占有重要地位[1]。而传统广式月饼则是一种高糖高油的烘焙食品，依照现代营养学观点，糖尿病、心脑血管等疾病患者食用有引起疾病的风险，大量食用则极易引起肥胖，并可能并发高血脂、动脉硬化、冠心病等所谓的“富贵病”[2-4]。随着社会经济的发展和消费者健康意识的提高，追求“健康、营养、安全”的食品已经成为一种趋势，因此低糖低能量型月饼将会逐渐成为消费者追随健康的饮食方向，同样也是各研究人员研发的重要方向[5-8]。

南瓜是葫芦科南瓜属植物，是一种药食两用植物，不仅含有生物活性物质[9-10]，果实内还有多种营养物质，包括糖类（淀粉、葡萄糖、果胶、果糖等）、维生素、蛋白质、多种氨基酸、脂肪等，具有防癌、辅助降血糖等保健功能，而南瓜中常量元素钾、钙、镁含量丰富且具有改善胰岛素功能、促进糖类和蛋白质代谢的作用[11-13]。木糖醇作为一种功能性甜味剂，具有防蛀牙、调节肠道等保健功能，当木糖醇进入体后，无需与胰岛素作用即可进入细胞，从而阻止血糖浓度升高[14-15]。用木糖醇和南瓜制作成的低糖南瓜馅料在保证馅料风味的同时，也提高了馅料的保健功能，符合健康养生的饮食习惯，在市场中将会有很大的潜力。

1 材料与方法

1.1 材料与设备仪器

1.1.1 试验原料

南瓜：市售；木糖醇：山东龙力生物科技股份有限公司；澄粉：苏州市云可食品有限公司；熟糯米粉：新乡良全骨食品有限公司；黄原胶：河南万邦实业有限公司；海藻酸钠：河南千志食品有限公司。

1.1.2 仪器设备

DHG-9240B型电热恒温鼓风干燥箱：广州飞迪生物科技有限公司；JYL-C012型榨汁机：九阳股份有限公司。

1.2 低糖南瓜馅料生产工艺

1.2.1 工艺流程

鲜南瓜→预处理（清洗、去皮、切块）→隔水蒸制→搅碎→糯米粉、澄粉→搅碎→炒制（加入花生油、黄原胶、木糖醇、海藻酸钠）→馅料

1.2.2 操作要点

原辅料的预处理方法：选择无腐烂、新鲜的南瓜，准确称取南瓜500 g，洗净切成合适的块状，在隔水蒸煮（100℃）30 min后，搅拌，再把称取好的澄粉和熟糯米粉倒入制作南瓜泥。

月饼馅料的炒制方法[16]：将称取好的花生油放35 g于锅中，待油热将搅拌好的南瓜泥倒入锅中以90℃小火进行炒制，分开多次倒入花生油，目的是防止馅料在炒制中粘锅，炒制10 min后加入木糖醇、黄原胶、海藻酸钠。再翻炒20 min，出锅冷却得出南瓜馅料[8-9]。

1.3 低糖南瓜馅料配方优化试验

1.3.1 单因素试验设计

1.3.1.1 木糖醇添加量的确定

取500 g南瓜，准确称取花生油25 g、澄粉45 g、熟糯米粉15 g，木糖醇的添加量分别为3%、5%、7%、9%、11%，探讨木糖醇添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.1.2 花生油添加量的确定

取500 g南瓜，准确称取木糖醇35 g、澄粉45 g、熟糯米粉15 g，花生油的添加量分别为3%、5%、7%、9%、11%，探讨花生油的添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.1.3 澄粉添加量的确定

取500g南瓜，准确称取木糖醇35g、熟糯米粉15g、花生油35 g，澄粉的添加量分别为7%、8%、9%、10%、11%，探讨澄粉添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.1.4 熟糯米粉添加量的确定

取500 g南瓜，准确称取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g，熟糯米粉的添加量为1%、2%、3%、4%、5%的熟糯米粉，探讨熟糯米粉添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.1.5 黄原胶添加量的确定

取500 g南瓜，准确称取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g、熟糯米粉10 g，黄原胶的添加量为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%，探讨熟糯米粉添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.1.6 海藻酸钠添加量的确定

取500 g南瓜，准确称取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g、熟糯米粉10 g，海藻酸钠的添加量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，探讨海藻酸钠添加量对馅料感官评价的影响。

1.3.2 低糖南瓜馅料的感官评价

依据GB/T 19855—2015《月饼》中广式月饼感官要求[17]，略作修改制定出感官评分标准，试验由经过食品感官评定训练的8人（女性4人、男性4人，年龄20岁～35岁）组成评定小组进行评定，低糖南瓜馅料评分标准见表1。

1.4 数据处理与分析

采用Excel软件得出试验数据的算术平均值，用SPSS软件处理得到显著性差异分析，选取Design-Expert 8.0.7软件设计及其处理响应面分析试验数据。

2 结果与分析

2.1 木糖醇添加量对感官评价的影响

木糖醇添加量对感官品质和感官评分的影响见图1。

木糖醇具有改善食品的品质、提高食品营养价值、减缓澄粉老化速度的作用[18-19]。图1表明，随着木糖醇添加量的增加，馅料的色泽、气味、硬度、黏度、组织形态没有明显变化。而适口感分数先增后减，在木糖醇添加量为7%时达到最高值，当木糖醇不足时馅料偏松散且适口感不足，当木糖醇添加过量时馅料的风味偏甜导致评分偏低。随木糖醇添加量的增加，馅料的感官评分先增加后缓慢下降。木糖醇添加量为7%时，感官评分最高为78.00分。根据感官评价，木糖醇的最佳添加量为7%。

表1 低糖南瓜馅料感官评价标准Table1 Sensoryevaluationcriteriaoflow-sugarpumpkinfilling

图1 木糖醇添加量对感官品质和感官评分的影响Fig.1 Effects of xylitol addition on sensory quality and sensory score

2.2 花生油添加量对感官评价的影响

花生油添加量对感官品质和感官评分的影响见图2。

图2 花生油添加量对感官品质和感官评分的影响Fig.2 Effects of peanut oil addition addition on sensory quality and sensory score

花生油是一种不饱和脂肪酸含量高达80%以上易消化的食用油，其营养价值丰富。将花生油加入至馅料中能改善馅料的粗糙口感，使馅料光滑细腻，不黏牙[20-21]。由图2可知花生油添加量对色泽、硬度、黏度有显著的影响。随着花生油添加量增加，馅料光泽、油润感有明显的提高。花生油不足时馅料硬度偏硬，花生油过量时馅料中花生油气味过重掩盖南瓜香味，黏度过大，黏牙感重。随花生油添加量的增加，感官评分先增加后减少。当花生油添加量为7%时，感官评分最高为82.88分。根据感官评价，花生油的最佳添加量为7%。

2.3 澄粉添加量对感官评价的影响

澄粉添加量对各感官品质和感官评分的影响见图3。

澄粉为无筋面粉，加入馅料之中起到增稠的作用，降低馅料的黏牙性，使其爽弹，提高弹性口感。由图3可知，澄粉对硬度和黏度有显著的影响，当澄粉添加量不足时馅料稀软难以成型，而添加量过多时馅料的硬度偏大且南瓜的香味不足[22]。随着澄粉添加量的增加，馅料的感官评分先上升后下降，当澄粉添加量为9%时感官评分达到最高值82.38分。澄粉的添加吸收馅料中的水分，有助于馅料的成型。根据感官评价，澄粉的最佳添加量为9%。

图3 澄粉添加量对各感官品质和感官评分的影响Fig.3 Effects of crystal powder addition on sensory quality and sensory score

2.4 熟糯米粉添加量对感官评价的影响

熟糯米粉添加量对感官品质和感官评分的影响见图4。

图4 熟糯米粉添加量对感官品质和感官评分的影响Fig.4 Effects of cooked glutinous rice flour addition on sensory quality and sensory score

熟糯米粉是由糯米粉炒制而成，熟糯米粉具有很强的黏合性，能把馅料更好地黏合在一起形成稳定形状，而且容易和油糖混合均匀，吸收多余的水分，使馅料获得润滑细腻的口感[23]。由图4可知，熟糯米粉对硬度、黏度有显著的影响，添加过多时馅料的黏牙感重影响口感，添加量少时馅料的口感粗糙。随着熟糯米粉添加量的增加，馅料的感官评分先上升后下降，当熟糯米粉添加量为2%时达到最高值80.88分。根据感官评价，熟糯米粉最佳添加量为2%。

2.5 黄原胶添加量对感官评价的影响

黄原胶添加量对感官品质和感官评分的影响见图5。

图5 黄原胶添加量对感官品质和感官评分的影响Fig.5 Effects of xanthan gum addition on sensory quality and sensory score

黄原胶是一种常见食品添加剂，常在食品中作为增稠剂、黏合剂、稳定剂、悬浮剂等，把0.1%～0.4%黄原胶加入烘培食品，能与淀粉相互结合，抑制淀粉的老化作用，延长产品的货架期[24]，在馅料中加入黄原胶增强馅料的弹性，提高馅料的黏合力，也可以起到防止淀粉老化的作用。由图5可知，随着黄原胶添加量增加，馅料的弹性增大，硬度也增大，也会出现明显的凝块。黄原胶对馅料硬度感官品质评分有显著的影响，但对色泽、气味、组织形态、黏度、适口感没有明显的影响。随着黄原胶添加量的增加，馅料的感官评价先增加后减少。黄原胶含量为0.4%时，最高值为81.5分。根据感官评价，黄原胶的最佳添加量为0.4%。

2.6 海藻酸钠添加量对感官评价的影响

海藻酸钠添加量对感官品质和感官评分的影响见图6。

图6 海藻酸钠添加量对感官品质和感官评分的影响Fig.6 Effects of sodium alginate addition on sensory quality and sensory score

海藻酸钠是一种天然的水溶性膳食纤维，是从海带和其它褐藻中提取的高分子多糖。其具有良好的增稠性、稳定性、亲水性等，在食品中能抑制淀粉的老化，而且食品安全性良好，广泛用于生产面包、蛋糕等食品[25-26]。由图6可知，随着海藻酸钠添加量的增加，对感官品质没有明显的影响，感官评分先上升后下降，当海藻酸钠添加量为0.2%时，达到最高值81.5分。根据感官评价，海藻酸钠最佳添加量为0.2%。

2.7 响应面分析法对低糖南瓜馅料配方优化

2.7.1 响应面分析法优化试验

根据Box-Behnken中心组合设计原理，选取花生油添加量、木糖醇添加量、澄粉添加量、熟糯米粉添加量的3个水平对馅料工艺进行优化，设计四因素三水平的响应面试验。因素水平见表2。

表2 响应面试验分析参数的因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface test analysis parameters

2.7.2 模型回归分析

利用Design-Expert8.0.6.0软件对试验进行编码，得出响应面分析结果如表3所示。

表3 响应面分析方案结果Table 3 Results of response surface analysis scheme

2.7.3 二次方程数学模型的建立

对低糖南瓜月饼馅料优化配方进行响应面分析，根据试验结果进行拟合，得到木糖醇添加量（A）、花生油添加量（B）、澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）4个因素的编码值回归方程：Y=82.3+1.07A+0.41B-0.15C-0.079D+0.28AB-0.062AC+0.50AD+0.81BC+0.02BD-1.44CD-2.46A2-2.92B2-3.23C2-1.50D2。

2.7.4 方差分析

用响应面分析法对响应面分析试验结果和所建立的数学模型进行方差分析，方差分析结果如表4。

表4 方差分析表Table 4 Analysis of variance table

由表4可知，数学模型P值＜0.000 1，说明该模型是极显著的。该模型的失拟项P值为0.069 5＞0.05不显著。回归方程中决定系数R2=0.971 7，调整决定系数R2adj=0.943 3。表明该模型拟合程度良好，误差较小，可以用该模型来进行低糖南瓜馅料的感官评分响应值的预测，综合F检验数据可知，本次试验中各因素对低糖南瓜馅料的影响的先后顺序为木糖醇添加量（A）＞花生油添加量（B）＞澄粉添加量（C）＞熟糯米份添加量（D）。

各因素中，木糖醇添加量（A）对馅料感官评价有极显著的影响（P＜0.000 1），花生油添加量（B）对馅料感官评价有显著影响（P＜0.05），澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）对馅料的感官评价没有显著影响（P＞0.05）。木糖醇添加量（A）的二次项A2、花生油添加量（B）的二次项 B2、澄粉添加量（C）的二次项 C2、熟糯米粉添加量（D）的二次项D2对低糖南瓜馅料的感官评分影响都极显著（P＜0.000 1），澄粉添加量（C）与花生油添加量（B）、熟糯米粉添加量（D）交互项 BC、CD对低糖南瓜馅料的感官评分影响显著（P＜0.05），而木糖醇添加量（A）与花生油添加量（B）、澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）的交互项AB、AC、AD对低糖南瓜馅料的感官评分影响都不显著（P＞0.05），花生油添加量（B）与熟糯米粉添加量（D）的交互项BD对低糖南瓜馅料的感官评分影响不显著（P＞0.05）。

2.7.5 交互作用分析

对表4中回归模型系数显著性检验结果中存在显著交互作用的交互项作响应曲面图和等高线图，见图 7～图 8。

图7 花生油添加量与澄粉添加量交互作用响应面图和等高线图Fig.7 Peanut oil and crystal powder addition interaction response surface diagram and contour diagram

图8 糯米粉添加量和澄粉添加量交互作用响应面图和等高线图Fig.8 Glutinous rice flour and crystal flour addition interaction response surface diagram and contour diagram

从图7中可以看出，澄粉添加量固定时，感官评分随花生油添加量的增加先升高后降低；花生油添加量固定时，感官评分随澄粉添加量的增加先升高后降低。澄粉添加量和花生油添加量交互作用显著。但感官评分主要受澄粉添加量的影响。

从图8中可以看出，当澄粉添加量固定时，感官评分随熟糯米粉的添加量增加先上升后下降；当熟糯米粉添加量固定时，感官评分随澄粉的添加量增加先上升后下降。澄粉添加量和熟糯米粉的添加量交互作用显著，但感官评分主要受澄粉添加量的影响。

2.7.6 最佳配方的预测与验证

通过DesignExpert8.0.6软件对试验优化后，在因素的水平范围内预测低糖南瓜馅料加工工艺的最佳条件为：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%。在此条件下预测低糖南瓜馅料感官评分可达82.55分。利用所得配方进行3次验证性试验，对低糖南瓜馅料的感官评分结果见表5。

表5 试验结果感官评分Table 5 Sensory score of test results

由表5可知，回归方程所得的预测值为82.55分与验证试验平均值82.50分，误差为0.05，由此可知，该模型的拟合度较好，具有价值性。因此低糖南瓜馅料的优化配方为：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%、黄原胶0.04%、海藻酸钠0.02%。

2.8 理化指标

2.8.1 总糖的测定

在最佳制作配方条件下，用斐林试剂进行3组总糖测定的平行试验，试验结果如表6。

表6 总糖测定结果Table 6 Determination results of total sugars

根据GB/T 21270—2007《食品馅料》要求，烘焙食品馅料的总糖含量要求＜60%，由试验结果可知平均值17.4%＜60%，说明该配方符合总糖含量的要求。

2.8.2 水分含量的测定

在最佳制作配方条件下，用直接干燥法进行3组水分含量测定的平行试验，试验结果如表7。

根据GB/T 21270—2007《食品馅料》要求，烘焙食品馅料的水分含量要求＜40%，由试验结果可知平均值35.17＜40%，说明该配方符合水分含量要求。

表7 水分含量的测定Table 7 Determination of moisture content

3 结论

本试验采用单因素试验和响应面分析法对低糖南瓜馅料配方及相应的生产工艺进行优化，并对结果进行了多次验证。单因素试验结果表明木糖醇添加量、花生油添加量、澄粉添加量、熟糯米粉添加量对感官评分有显著的影响，并且初步确定最佳的配方：木糖醇7%、花生油7%、澄粉9%、熟糯米粉2%、黄原胶0.4%、海藻酸钠0.2%。

响应面试验结果表明影响低糖南瓜馅料感官评分的主次因素为：木糖醇添加量＞花生油添加量＞澄粉添加量＞熟糯米粉添加量，且低糖南瓜馅料最佳配方为：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%、黄原胶0.4%、海藻酸钠0.2%。在此条件下，馅料口感具有弹性，黏牙感低，硬度适中，不过甜。并且水分含量和总糖含量均符合食品馅料国家标准，由此可见通过响应面分析法优化低糖南瓜馅料配方在实践上是可靠的。