马铃薯云腿月饼加工工艺的响应面法优化

张俊祥，陆王惟，崔 芮，朱碧芬，闫加桐，覃宇悦

（1.玉溪丫眯绿色休闲食品有限公司，云南玉溪 652604；2.昆明理工大学农业与食品学院，云南昆明 650550）

马铃薯是茄目茄科植物，别名洋芋、土豆，是仅次于水稻、小麦和玉米的第四大粮食作物[1]。马铃薯营养价值较高，富含膳食纤维、维生素、蛋白质和优质淀粉等营养物质[2]。我国是马铃薯种植大国，产量稳居世界前列[3]。马铃薯在云南省已有悠久的种植历史。但是，受到其特殊风味和当地居民饮食习惯的影响，目前马铃薯主要以鲜食为主，种类单一。

云腿月饼是选用云南精制宣威火腿，加入猪油、白砂糖、蜂蜜等辅料制成的馅料，再以饼坯包心烘焙而成，口感甜咸适中，油而不腻，火腿香味浓郁，外壳口感酥而不散，故称“硬壳云腿月饼”[4]。马铃薯全粉以马铃薯为原料，经蒸煮、破碎等工序制作而成，呈小颗粒状或粉末状[5]。虽然马铃薯全粉不含面筋蛋白，不易形成网状结构，但是马铃薯全粉中的直链淀粉含量较高、吸水性能优异，添加到烘焙食品中能有效提高产品的感官品质[6]。例如，李松林等人[7]将马铃薯和玉米淀粉以3∶1的比例制作马铃薯脆饼，感官评分最高。包鸿慧等人[8]制作马铃薯曲奇饼干，发现马铃薯全粉含量为25%时品质最佳。

有关马铃薯新产品的开发已成为研究热点。试验以马铃薯全粉、小麦粉、云南精制火腿为主要原料，通过中心设计响应面法优化马铃薯云腿月饼的工艺参数，旨在为马铃薯烘焙产品的开发提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料和设备

马铃薯全粉，购自云南省昆明市东川区；小麦粉，昆明市虹山面粉厂提供；精制火腿，购自云南省宣威市；蜂蜜、一级白砂糖、猪油，均为市售。

SMJ-80J型和面机、SM-603型烤箱，无锡胜麦机械有限公司产品。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

①饼皮：马铃薯全粉、小麦粉→加入水混匀→加入蜂蜜、白砂糖、猪油→混匀；

②馅料：云南宣威精制火腿切丁→加入蜂蜜、白砂糖、猪油→加入炒熟面粉混匀；

①+②→包入馅料→成型→烘烤→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

①原料处理。小麦粉（中筋面粉）、马铃薯全粉分别过筛备用。②面团制作。将小麦粉和马铃薯全粉混合均匀放入和面机，依次加入水、蜂蜜、白砂糖、猪油，其中以面粉含量为100%计算，水相对含量为25%，白砂糖相对含量为3.5%，蜂蜜相对含量为6.5%，小苏打相对含量为0.125%，和面至面团有一定的韧性且不黏手即可。③静置。将面团于室温下醒发30 min，使面团性能保持一定的稳定性。④馅料选择。精选肥瘦适中、肉质细腻、香气浓郁、咸香适口的云南宣威火腿，切丁备用。⑤馅料混合。加入蜂蜜、白砂糖、猪油混合均匀，其中猪油呈黏稠状且有一定的流动性。⑥面粉炒制。小火翻炒，略微发黄。⑦馅料调制。将拌好的火腿丁加入炒熟后的面粉，揉搓至无干粉状态。⑧包馅。将饼皮和火腿馅料按比例分割，云腿馅料包入饼皮后，整形成半圆形，收口朝下。⑨烘烤。在成型后的马铃薯云腿月饼的饼坯表面刷蜂蜜蛋液，放入烤箱，上火200℃，下火185℃，烘制15 min[9]。

1.3 单因素试验

分别考查马铃薯全粉与小麦粉的配比（10∶90，15∶85，20∶80，25∶75，30∶70），猪油相对含量（10%，15%，20%，25%，30%），云腿馅料与饼皮面团配比 （40∶60，45∶55，50∶50，55∶45，60∶40）对马铃薯云腿月饼感官品质的影响。

1.4 响应面试验

综合单因素试验结果，以马铃薯全粉与小麦粉配比、猪油相对含量、云腿馅料与饼皮面团配比为试验因素，以感官评定为指标，进行响应面分析。

1.5 感官评定

选择马铃薯全粉与小麦粉的配比、猪油的相对含量、云腿馅料与饼皮面团配比，参照国标GB/T 19855—2015《月饼》及相关文献[10-13]，将形态、组织、色泽、杂质、滋味与口感等作为指标进行感官评分，满分100分。10名（男女各5名）评价员组成评定小组，取10人感官评分的平均值进行分析。

感官评定标准见表1。

1.6 数据处理

采用Design Expert 11进行响应面分析，Microsoft Excel 2016进行方差分析，Spass statistic 19.0软件进行数据分析和显著性分析，各因素在相同条件下平行测定3次。

2 结果与分析

2.1 马铃薯云腿月饼单因素试验结果

2.1.1 马铃薯全粉与小麦粉的配比对月饼感官评分的影响

表1 感官评定标准

选取马铃薯全粉与小麦粉配比分别为10∶90，15∶85，20∶80，25∶75，30∶70进行试验，猪油相对含量20%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。

马铃薯全粉与小麦粉的配比对月饼感官评分的影响见图1。

图1 马铃薯全粉与小麦粉的配比对月饼感官评分的影响

由图1可知，当马铃薯全粉的配比升高时，感官评分先升高后降低，在马铃薯全粉与小麦粉的配比达到20∶80时，感官评分分数最高为92.5分。这可能是由于面团中添加的马铃薯全粉破坏了面团中的面筋，让饼皮更加酥松绵软，改善了月饼的口感和组织结构；但随着马铃薯全粉的配比的升高，导致面团缺乏黏性和弹性，不易成型，组织结构松散，破坏了月饼的外观、口感和组织结构[13]。

2.1.2 猪油相对含量对月饼感官评分的影响

选取猪油相对含量分别为10%，15%，20%，25%，30%进行试验，马铃薯全粉与小麦粉配比20∶80，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。

猪油相对含量对月饼感官评分的影响见图2。

图2 猪油相对含量对月饼感官评分的影响

由图2可知，随着猪油相对含量的升高，感官评分先升高后逐渐降低。当猪油在面团中的相对含量为20%时，感官评分最高为90.6分。当猪油相对含量不超过20%时，随着猪油相对含量的升高，饼皮的组织结构、形态、色泽和口感滋味都得到了改善，这可能是由于油脂在面筋蛋白与淀粉微粒之间形成了一层薄油膜，破坏了面团的面筋蛋白，使面团在烘烤后口感酥软。但随着猪油相对含量的升高，感官评分逐渐下降，这可能是由于较高的猪油含量，使得饼皮在烘烤后口感油腻且在烘烤时容易焦煳。

2.1.3 云腿馅料与饼皮面团配比对月饼感官评分的影响

选取云腿馅料与饼皮面团配比分别为40∶60，45∶55，50∶50，55∶45，60∶40进行试验，马铃薯全粉与小麦粉的配比20∶80，猪油相对含量20%。

云腿馅料与饼皮面团配比对月饼感官评分的影响见图3。

图3 云腿馅料与饼皮面团配比对月饼感官评分的影响

由图3可知，随着云腿馅料与饼皮面团配比的升高，感官评分逐步升高，当云腿馅料与饼皮面团配比为50∶50时，感官评分最高为93.9分。这可能是由于在该配比时，月饼外形完整、无露馅现象、火腿丁分布均匀且有火腿的香气，当云腿馅料与饼皮面团配比超过该比例时，感官评分开始下降，这可能是由于馅料过多，月饼出现露馅现象，形态不完整。

2.2 马铃薯云腿月饼响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计与结果

响应面试验设计与结果见表2。

选取马铃薯全粉与小麦粉的配比（A）、猪油相对含量（B） 和云腿馅料与饼皮面团配比（C） 这3个因素作为自变量，云腿月饼的感官评分作为因变量，依据Box-Behnken中心组合设计原理，对马铃薯云腿月饼的制作加工工艺进行优化。

表2 响应面试验设计与结果

对表2进行方差分析，得响应面回归方程为

2.2.2 回归方程的显著性检验及方差分析

回归方程的显著性检验及方差分析见表3。

表3 回归方程的显著性检验及方差分析

使用 Design Expert 11软件，得到表3。对上述模型进行显著性检验，分析p值可知，模型差异为极显著（p＜0.01），说明方程拟合度较高，可以较好地反映得分与各因素之间的关系。失拟项差异为不显著（p＞0.05）[14]，说明其他因素对试验影响较小，此模型可用于马铃薯云腿月饼工艺条件的优化。由表3可知，马铃薯全粉与小麦粉配比、猪油相对含量对马铃薯月饼的加工工艺影响显著，对马铃薯火腿月饼的感官评分影响较大；云腿馅料与饼皮面团配比对马铃薯月饼的加工工艺影响不显著，对马铃薯火腿月饼的感官评分影响较小。此外，由表3可知，一次项A2，B2为极显著（p＜0.01）；一次项C2和二次项AB，AC，BC为不显著。表3的F值可判断各个因素对综合感官评分强弱的影响，影响程度大小次序为马铃薯全粉与小麦粉的比例＞猪油相对含量＞云腿馅料与饼皮面团配比。

2.2.3 各因素交互作用的响应面分析

各因素交互作用的响应面见图4。

图4 各因素交互作用的响应面

响应面图中，曲面的陡峭程度可以用来表示变量对综合得分的影响程度，曲面越陡峭表明影响越大，曲面越平缓表明影响越小；等高线图反映了各因素之间的交互作用强弱，椭圆形表示各因素之间交互作用显著，圆形表示因素之间交互作用不显著[14]。对感官评分进行响应面分析，并绘制三维图形。分析结果表明，综合感官评分存在最大值，由图4所示，最大值对应的坐标轴即是马铃薯全粉与小麦粉的配比、猪油相对含量、云腿馅料与饼皮面团配比3个因素的最佳组合。由此可以得到，马铃薯云腿月饼的最佳制作加工工艺参数为马铃薯全粉与小麦粉的配比21∶79，猪油相对含量21%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。

2.2.4 验证试验结果

通过Design Expert 11软件，得到马铃薯云腿月饼的最佳加工工艺参数为马铃薯全粉与小麦粉的配比21∶79，猪油相对含量21%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。但受实际条件限制，将加工工艺条件调整为马铃薯全粉与小麦粉的配比 20∶80，猪油相对含量 20%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。进行6次试验，得到感官评分的平均值为 85.8分，与预测值87.9分相差2.4分。与理论预测值的差异不显著，说明此回归模型可靠。

3 产品品质标准

根据 GB/T 19855—2015，DBS 53/003—2015等标准[15]及相关参考文献[16]，制定企业生产产品品质标准。

（1）感官指标。①形态。外形圆整，无露馅现象，底部无明显焦斑。②色泽。饼面褐黄色，饼底棕黄不焦。③组织。饼皮厚薄均匀，断面馅料与饼皮分明，火腿丁均匀分布，无夹生、糖块。④滋味与口感。饼皮酥软，有面粉香味、火腿丁香气。⑤杂质。无肉眼可见的外来杂质。

（2） 理化指标。酸价（以脂肪计） （KOH） 饼皮≤5 mg/g，过氧化值（以脂肪计） 饼皮≤0.25 g/100 g，馅料≤0.40 g/100 g，亚硝酸盐（以NO2计）馅料≤4 mg/kg，干燥失质量10～18 g/100 g，总糖（以蔗糖计） 15～30 g/100 g，脂肪 15～30 g/100 g，馅料含量≥40 g/100 g，云腿丁含量≥11 g/100g，黄曲霉毒素 B1≤5 μg/kg。

（3） 微生物指标。菌落总数＜1 500 CFU/g，大肠菌落＜300 MPN/100 g，霉菌计数＜100 CFU/g，致病菌不得检出。

4 结论

试验通过单因素筛选工艺因素范围，响应面法优化得到最佳工艺条件为马铃薯全粉与小麦粉的配比21∶79，猪油相对含量21%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。但在实际生产过程中，受条件所限，将工艺参数调整为马铃薯全粉与小麦粉的配比20∶80，猪油相对含量20%，云腿馅料与饼皮面团配比50∶50。在此条件下，马铃薯云腿月饼具有良好的外观形态、滋味口感和组织结构。