发芽糙米低糖低脂桃酥配方响应面优化

郑艺梅 ，李孟茹

1. 闽南师范大学生物科学与技术学院（漳州 363000）；2. 漳台休闲食品与茶饮料研究所（漳州 363000）

发芽糙米（GBR）富含多种生理活性物质，如γ-氨基丁酸（GABA）、谷胱甘肽、肌醇、谷维素和阿魏酸等，其中GABA的生理功效备受人们关注。据报道，糙米发芽后GABA含量大幅度增加，分别是糙米的2倍和精白米的6～8倍[1]。因此，发芽糙米是一种具有全营养概念及特殊营养价值的功能性主食或配料。

国内外有关发芽糙米制品的研究大多集中在发芽糙米粉[2-4]；富含矿物元素[5-8]及GABA发芽糙米[5,9]；发芽糙米面包[10]和饼干[11]；发芽糙米发酵饮料[12-14]等。此外，对发芽糙米特色制品也进行了探索，如发芽糙米太阳饼[15]、发芽糙米蒸糕[16]、发芽糙米麻糬[17]、发芽糙米煎饼[18]、发酵糙米糕[19]、发芽糙米清酒[20]等。但有关发芽糙米桃酥鲜有报道。

在桃酥常规配方基础上，采用发芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通过单因素试验和响应面优化试验，探索发芽糙米对低糖低脂桃酥感官品质的影响，确定发芽糙米低糖低脂桃酥配方，为传统桃酥的品质改良提供参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料和试剂

发芽糙米（试验室自制）；低筋面粉；植物油；白砂糖；鸡蛋；碳酸氢铵、碳酸氢钠（均为市售食品级）；次氯酸钠（AR）。

1.2 主要仪器与设备

DHG-9030电热恒温鼓风干燥机（上海精宏实验设备有限公司）；C21-RT2135电磁炉（广东美的生活电器制造有限公司）；FR224CN电子天平（奥豪斯仪器（上海）有限公司）；DHP-9162型电热恒温培养箱（上海浦东荣丰科学仪器有限公司）；T3-L381B型美的电烤箱（广东美的厨房电器制造有限公司）；FW-100高速万能粉碎机（北京市永光明医疗仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 桃酥制作工艺流程及基础配方

基础配方[21-22]：低筋面粉100 g、植物油45 g、糖粉40 g，全蛋液18 g、碳酸氢铵1.2 g、碳酸氢钠0.8 g。

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料处理

发芽糙米粉碎过100目筛。以低筋面粉与发芽糙米粉配成混合粉100 g为基准，分别称量植物油、糖粉、全蛋液、碳酸氢铵和碳酸氢钠。

1.3.2.2 面团调制

将糖粉、碳酸氢铵、植物油和全蛋液搅拌至充分溶解呈乳泥状。碳酸氢钠、低筋面粉和发芽糙米粉混匀后立即与上述乳泥状混合并搅拌。为防止面筋的产生，用切拌和叠压的动作去拌匀面团至无固体颗粒、面团光滑和颜色均匀后即可。

1.3.2.3 分摘、置盘

将面团分成若干个约20 g的生坯。将生坯制成厚度5 mm的扁圆形，放入烤盘，注意摆放保持一定间距。

1.3.2.4 烘烤及冷却

烘烤前先将电烤箱预热至上火180 ℃，下火130℃，将装有桃酥生坯的烤盘放入电烤箱中，烘烤14 min，至饼坯表面形成多瓣大小不一的自然裂纹，色泽呈麦黄色时，即可出炉、冷却。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验设计

经查阅相关文献并结合预试验情况，以感官评价为依据，进行单因素设计，研究各因素对发芽糙米桃酥感官品质的影响。

混合粉中发芽糙米粉添加量分别取15%，30%，45%，60%和75%，对其进行感官评定，确定最佳添加量。

植物油添加量分别取15%，30%，45%，60%和75%，分别对其进行感官评定，确定最佳添加量。

糖粉添加量分别取10%，20%，30%，40%和50%，分别对其进行感官评定，确定最佳添加量。1.4.2 响应面优化试验设计

结合单因素试验结果，运用Design-Expert 8.0.6.1软件进行三因素三水平试验的Box-Behnken中心组合试验设计，优化发芽糙米低糖低脂桃酥配方参数。

1.5 感官评价

在参考丁琳等[22]建立的桃酥感官评价标准基础上，结合产品特性制定感官评分标准，从形状外观、色泽、组织结构、口感进行评分，评分标准见表1。

1.6 数据处理及分析

采用Design-Expert 8.0.6.1、Origin 8.5软件处理数据并进行统计分析。

表1 发芽糙米低糖低脂桃酥感官评价标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 发芽糙米粉适宜添加量的确定

固定植物油添加量45%，糖粉添加量40%，全蛋液添加量18%，碳酸氢铵添加量1.2%，碳酸氢钠添加量0.8%。按照发芽糙米粉添加量占混合粉为15%，30%，45%，60%和75%进行试验，研究对桃酥感官品质的影响结果见图1。

由图1可知，随着发芽糙米粉添加量增加，桃酥的感官评分升高，添加量60%时评分即达到最大值，继续添加则桃酥的感官评分下降。发芽糙米粉含有膳食纤维和GABA，添加较少，不能改善桃酥营养特性；添加过多，发现面团筋力不足，质地较松散，不易成型，表面干裂，口感较粗糙。因此，确定发芽糙米粉最佳添加量为60%。

图1 发芽糙米粉添加量对桃酥感官评分的影响

2.1.2 植物油添加量的确定

根据单因素试验结果，固定发芽糙米粉添加量60%、糖粉添加量40%、全蛋液添加量18%、碳酸氢铵添加量1.2%、碳酸氢钠添加量0.8%。按照植物油添加量15%，30%，45%，60%和75%进行试验，研究其对桃酥感官品质的影响，结果见图2。

在桃酥制作过程中，添加的植物油可防止面筋的形成、阻止淀粉与面筋结合；面团中的油脂导致大量气泡出现，有利于桃酥烘烤中因膨胀而酥松，从而增加桃酥的摊裂度、光泽度、酥松度等。当植物油添加量过低时，导致面筋生成，桃酥口感硬而不酥；添加量过高时，面团过于软塌，成型较差，产品虽然口感酥松但过于油腻。因此，确定植物油最佳添加量为45%。

图2 植物油添加量对桃酥感官评分的影响

2.1.3 糖粉适宜添加量的确定

根据单因素试验，固定发芽糙米粉添加量60%、植物油添加量45%、全蛋液添加量18%、碳酸氢铵添加量1.2%、碳酸氢钠添加量0.8%。按照糖粉添加量分别为10%，20%，30%，40%和50%进行试验，研究其对桃酥感官品质的影响，见图3。

随着糖粉添加量增加，感官评分呈先上升后下降趋势，添加量40%达到最高值。

在桃酥制作中，糖粉参与焦糖化反应和美拉德反应，可使产品表面形成金黄色或棕黄色并产生诱人的风味。其反水化作用的特性，影响面团的柔软度和可塑性[23]。糖粉过多，桃酥生坯烘烤时非酶褐变程度较大，表面颜色变深，口感过于甜腻，影响酥性，且不利人体健康；糖粉过少，桃酥甜度不足，摊裂度降低，且桃酥生坯烘烤时表面色泽较浅，需要焙烤较长时间才能达到金黄色或棕黄色。因此，确定糖粉最佳添加量为40%。

图3 糖粉添加量对桃酥感官评分的影响

2.2 响应面优化试验结果

2.2.1 模型建立及显著性分析

根据单因素试验结果，采用Design-Expert 8.0.6.1软件中Box-Behnken试验设计，以发芽糙米粉添加量（X1）、植物油添加量（X2）、糖粉添加量（X3）为响应变量（见表2），感官评分（Y）为响应值进行数据拟合，结果见表3。

对表3中数据进行多元回归拟合，得到多元回归方程为：Y=70.772 0+0.212 90X1+0.506 55X2-0.076 025X3+1.688 89E-003X1X2+0.015 667X1X3+8.750 00E-003XX-7.770 00E-003X2-0.012 514X2-0.014 857X2。

表2 试验因素和水平

表3 Box-Behnken试验设计及结果

对回归模型进行方差分析，结果见表4。

表4显示，回归模型极显著（p＜0.01），失拟项不显著（p＞0.05），说明模型拟合性好。R2=0.958 0，说明模型响应值的变化95.8%来自选择的因变量，方法可行；R2adj=0.904 1，表明模型可信度高，结果与模型预测值一致；变异系数CV=1.18%，较低，模型可以较好地反映出真实值。X2极显著（p＜0.01），X1、X3不显著（p＞0.05）；X1X3极显著（p＜0.01），X2X3显著（p＜0.05），X1X2不显著（p＞0.05）。在试验范围内各因素对桃酥感官品质影响大小顺序依次为X2（植物油添加量）＞X3（糖粉添加量）＞X1（发芽糙米粉添加量）。

2.2.2 响应面分析

各因素及其交互作用响应面曲面图和等高线图分别见图4。结果表明，随着各因素添加量增大，桃酥的感官评分总体呈现先上升后下降趋势。

图4（A）中X1的坡度小于X2，说明发芽糙米粉对感官评分的影响比植物油小；等高线接近圆形，表明发芽糙米粉和植物油的交互作用不显著（p＞0.05）。图4（B）（C）中等高线为椭圆形，表明发芽糙米粉和糖粉之间（p＜0.01）、植物油和糖粉之间交互作用（p＜0.05）显著。X3的坡度大于X1，说明糖粉对感官评分的影响比发芽糙米粉大。X2坡度大于X3，说明植物油对感官评分的影响比糖粉大。与表4结果一致。

表4 回归模型方差分析

图4 各因素交互作用对桃酥感官评分的影响

2.2.3 参数优化及验证试验

通过Box-Behnken分析可得，发芽糙米桃酥的最佳配方参数分别为发芽糙米粉添加量（占混合粉）56.03%，植物油添加量37.28%，糖粉添加量37.96%，桃酥感官评分理论预测值为84.74分。考虑实践可操作性，并结合低糖低脂营养健康桃酥开发，验证响应面结果的可靠性，将最佳参数调整为：发芽糙米粉添加量56%，植物油添加量37%，糖粉添加量37%。在此条件下重复3次试验，桃酥的感官评分分别为84.23，84.54和84.92分，平均为84.56分，与理论预测值相比，相差0.18分。因此，采用响应面优化得到的最佳参数可靠。

2.3 产品感官品质评价

采用优化后参数、即发芽糙米粉56%、植物油37%、糖粉37%、全蛋液18%、碳酸氢铵1.2%、碳酸氢钠0.8%制作桃酥，感官评价结果表明如下。

形状与外观：外形整齐，厚薄较一致，底面平整，表面形态摊裂均匀或有较均匀细小花纹，不塌陷。表面色泽：表面和底部为棕黄色，裂纹凹处呈淡黄色，色泽均匀。组织结构：蜂窝状空隙较均匀的，无大的空洞，无可见杂质，无焦粒。口感：松脆，不油腻，甜度适中，无异味，有米香味。

3 结论

在桃酥常规配方基础上，用发芽糙米粉替代部分低筋面粉，并降低植物油和糖粉的添加量，通过单因素试验和响应面优化试验，确定发芽糙米低糖低脂桃酥配方为：发芽糙米粉56%，植物油37%，糖粉37%，全蛋液18%，碳酸氢铵1.2%，碳酸氢钠0.8%。其中植物油和糖粉添加量比参考配方分别降低17.8%和7.5%。此外，发芽糙米富含GABA和膳食纤维，使桃酥更加营养和健康。