香芋味杂粮酥性饼干的配方优化

冯露雅，刘玉龙，廖艳芳，蒋雅茜，全沁果，3

（1.湖南科技学院 化学与生物工程学院，湖南永州 425199；2.湖南科技学院 生化工程技术研究中心，湖南永州 425100；3.湘南优势植物资源综合利用湖南省重点实验室，湖南永州 425199）

0 引言

香芋（Colacasia escuenla）又名魁芋、芋头，属天南星科芋属，为多年生单子宿根性草本植物，原产于中国和印度，目前广泛分布于亚洲亚热带地区及大洋洲热带，是一种集食用、药用价值于一体的重要经济作物。在我国，香芋主产于福建、浙江、江苏、湖南、福建、广东、广西等省份，是我国南方普遍种植的一种经济作物［1］。江永香芋则是湖南江永县的地标特产之一，与香米、香姜、香柚、香菇合称“江永五香”［2］。目前，江永香芋以鲜食为主，加工转化程度不高，限制了其加工产业的发展。酥性饼干是以低筋面粉为主要原料，加油脂及其它配料，经调浆、成型、煎烤等工艺制成的食品，以产品酥松得名。近年来，随着粗粮保健功能的发现，人类对粗粮的日摄入量不断重视，使得杂粮酥性饼干成为了被青睐的休闲食品之一［3-5］。为此，本文以综合感官评分为指标，采用模糊数学感官评价法结合单因素-响应面试验优化了香芋味杂粮酥性饼干的配方，以期延长江永香芋加工产业链，拓展现有杂粮酥性饼干的种类。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

江永香芋，购于湖南省永州市江永县，挑选大小和成色相近的样品进行清洗、去皮并切片，将其干燥、粉碎、过筛成粉后密封于4 ℃冰箱储存；所用其他原料及器具均为食品级，所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

1.3 试验方法

1.3.1 酥性饼干的制作工艺

先用打蛋器搅打鸡蛋，待其颜色变浅、体积膨大时加入其余原料搅拌均匀，揉制成面团后放置于4 ℃冰箱醒发45 min，用饼干模具进行塑型。最后将其转移至烤盘上，设置烘烤温度190 ℃，时间14 min进行烘焙。

1.3.2 酥性饼干的感官评定

参考Sallam［6］的方法，挑选10位食品专业人员（男女比例为1：1），进行专业的食品感官评定培训，进而组成感官评定小组。在评价前12 h内禁止饮酒、禁食刺激性食物，根据酥性饼干感官评定标准对产品进行评价，见表1。

表1 酥性饼干感官评定标准表

1.3.3 建立因素集

以饼干样品的气味（u1）、色泽（u2）、形态（u3）和口感（u4）构建单元结构，以此子集组合成食品感官评定的因素集U={u1，u2，u3，u4}。

首先，遗民注杜的心态表现。 后金入主中原后，遗民群体或抗争，或自戕，或隐逸，或游移，在国家与民族危亡的历史语境中追求忠孝仁义的儒家传统理念。 《荀子·礼论》曰：“君子敬始而慎终，终始如一，是君子之道，礼义之文也。”固然入世理念是儒家所倡导的基本思想，但是，在华夷之辨与君臣之道的观念下，贞于朱明，背离清廷成为不少遗民文人心目中反映君子品质的行为。 遗民文人投射自身心绪，与杜诗产生跨越时空的共鸣，表现出强烈的儒家君子文化精神感召力量。

1.3.4 建立评语集

在对各因素感官描述的基础上确定优秀（v1）、良好（v2）、一般（v3）、较差（v4）4个等级为饼干的感官评语集V={v1，v2，v3，v4}，其对应的分值见表1。

1.3.5 确定质量因素权重集

根据感官评价员对气味、色泽、形态、口感的分数确定每个评定因素的权重系数，组成权重集K={气味k1，色泽k2，形态k3，滋味k4}，满足k1+k2+k3+k4=1。

1.3.6 建立模糊数学感官评价法

将10人感官评价小组对饼干的气味、色泽、形态和口感的打分情况汇总，统计其在4个评价等级中的票数，将该票数分别除以总人数得到了感官评价的模糊数学关系矩阵A，对应的模糊数学评价集则为Y=K×A。设饼干优秀、良好、一般和较差的模糊综合评价等级R=｛95，85，70，30｝，则综合感官评分T=Y×R。

1.3.7 单因素试验

确定初始配方为：纯牛奶20 g、燕麦片10 g、小米粉20 g、鸡蛋20 g、小苏打2 g、泡打粉2 g、香芋粉30 g、低筋面粉100 g、白砂糖30 g、植物油30 g。研究香芋粉添加量（30、40、50、60、70 g）、低筋面粉添加量（100、110、120、130、140 g）、白砂糖添加量（30、35、40、45、50 g）和植物油添加量（30、35、40、45、50 g）的改变对饼干综合感官评分的影响。

1.3.8 正交试验

在单因素试验的基础上，以香芋粉添加量、低筋面粉添加量、细白糖添加量、植物油的添加量为单因素，设计L9（34）正交试验，筛选出优水平并进行验证，从而确定香芋味杂粮酥性饼干的最适配方。

1.3.9 品质指标的测定

酸价、过氧化值、菌落总数、大肠菌群和霉菌按照GB 7100-2015《食品安全国家标准 饼干》执行［7］。

1.3.10 数据处理与分析

各试验组均平行3次，取其平均值。利用Origin 2017作图，并用SPSS 19.0采用Duncan法对数据进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 感官评价权重的确定

综合10名感官评价员的评价结果，可计算得到酥性饼干感官评价的权重分布，结果见表2。权重由高到低排序为口感＞气味＞色泽＞形态，将其得分除以100即得权重集K=｛气味，色泽，形态，口感｝=｛0.28，0.18，0.17，0.37｝。

表2 酥性饼干感官评定权重分布统计

2.2 单因素试验

图1显示了香芋粉添加量、低筋面粉添加量、白砂糖添加量和植物油添加量的改变对酥性饼干综合感官评分的影响。

由图1（a）知，随着香芋粉添加量的增加，酥性饼干的综合感官评分先上升后下降，当其添加量为50 g时，综合感官评分最高。香芋淀粉颗粒较小，且表面光滑均匀，赋予了其良好的膨润性，因此适当的香芋粉用量可提高饼干的酥松性［8］。而香芋粉的含量过高会导致面团的面筋强度过低，产品不易成型，组织和结构孔隙不均一。因此确定香芋粉添加量的正交试验研究区间为50 g附近。

由图1（b）知，低筋面粉添加量在120 g之前，酥性饼干的综合感官评分随其添加量的增加显著提升，而超过120 g后综合感官评分开始下降。面粉中的蛋白质通过水合作用形成面筋，进而赋予了面团的弹性和延展性；当低筋面粉添加量过低时，面团不易成型，而含量过高时，会使得其蛋白质的水合作用发挥不充分，影响酥性饼干的口感［9］。因此确定低筋面粉添加量的正交试验研究区间为120 g附近。

由图1（c）知，白砂糖添加量对酥性饼干综合感官评分的影响差异显著，40 g时综合感官评分最高。白砂糖和面粉混合后，烘烤过程中会形成微晶体并发生美拉德反应，进而影响酥性饼干的硬度、色泽和风味，白砂糖用量过少时，饼干的细腻程度和甜度降低，而过多则会使饼干口感变得粗糙且甜腻［10］。因此，确定白砂糖添加量的正交试验研究区间为40 g附近。

由图1（d）知，植物油添加量为45 g以前，随着添加量的提升，面团的胀润度得到有效改善，酥性饼干的表面光泽渐明显，纹理越清晰。当植物油添加量超过45 g后，酥性饼干的口感变得油腻，且局部有破裂现象，影响了其综合感官评分。因此，确定植物油添加量的正交试验研究区间为45 g附近。

2.3 正交试验

正交试验的设计方案及分析结果见表3。通过极差分析发现，对酥性饼干综合感官评分影响大小的排序为：a＞c＞b＞d，进一步比较均值大小筛选出优水平为A3B2C2D3，即香芋粉添加量50 g、低筋面粉添加量120 g、白砂糖添加量40 g、植物油添加量45 g。在此基础上将饼干的配方转化为百分比的形式：低筋面粉比例为36.47%，香芋粉比例为15.20%，植物油比例为13.68%，白糖比例为12.16%，鸡蛋比例为6.08%，小苏打比例为0.06%，泡打粉比例为0.06%，燕麦片比例为3.04%，小米粉比例为6.62%，牛奶比例为6.63%。该条件下酥性饼干的综合感官评分为90.16。

2.4 卫生指标分析

由表4和图2可知，制得的香芋味杂粮酥性饼干无霉变、无生虫及其他正常视力可见的外来异物，且酸价、过氧化值、菌落总数、大肠菌群和霉菌符合GB 7100-2015《食品安全国家标准 饼干》的限量值。

表4 酥性饼干的卫生指标

3 结语

通过模糊数学感官评价法结合单因素-正交试验，得到了香芋味杂粮酥性饼干的最适配方为：低筋面粉36.47%、香芋粉15.20%、植物油13.68%、白糖12.16%、鸡蛋6.08%、小苏打0.06%、泡打粉0.06%，燕麦片3.04%，小米粉6.62%，牛奶6.63%。该条件下综合感官评分为90.16。该饼干的卫生指标符合GB 7100-2015《食品安全国家标准 饼干》的限量标准。研究结果为香芋味杂粮酥性饼干的生产提供了理论依据。