响应面法优化玛仁糖生产工艺的研究

任雪晴 汪雪雁 司雄元 罗骁 李亚婷 许梦凡

摘 要：玛仁糖是新疆的一种传统特色食品，制作食用历史悠久，其主要原料为当地的核桃和糖浆。为规范玛仁糖的工业化生产，提高玛仁糖产品的市场竞争力，根据国标中糖果和米饭的感官评比方法，结合切糕的感官评比相关研究，总结制定出适用于玛仁糖感官性质的评分标准：总分100分，一级指标分别为外观20分（形状10分、色泽10分）、适口性30分（硬度15分、粘性15分）、风味40分（干果滋味20分、甜度20分）和接受度10分。在使用单因素试验的基础上，结合响应面分析法和质构分析研究白砂糖在糖浆中比例、糖浆比例、蛋清添加比例对感官评价得分的影响。结果表明：白砂糖对玛仁糖的硬度与脆性影响较大，糖浆与核桃比例对硬度、咀嚼性、脆性、黏性都有较大影响，蛋清含量主要影响硬度、脆性和黏性;当白砂糖在糖浆中比例为55.35%、糖浆比例为54.1%、蛋清比例为2.09%，制备的玛仁糖感官评分最高，达到80.09。

关键词：玛仁糖;响应面;质构;感官评价

中图分类号 TS255.6 文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）15-0163-05

Study on Preparation and Antioxidant Activity of a New Type of Maren Sugar

REN Xueqing1 et al.

（1Anhui Agricultural University， Hefei 230061， China）

Abstract： Maren sugar is a traditional specialty food in Xinjiang， which has a long history of eating and making. Its main raw materials are local walnuts and syrup. In order to standardize the industrial production of Maren sugar and improve the market competitiveness of Maren sugar products. According to the sensory evaluation method of candies and rice in the national standard and the related literature of sensory evaluation of cut cakes， the scoring standard for the sensory properties of Maren sugar was summarized. The total score was 100， and the first-class indicators were appearance 20 points （shape 10 and color 10）， palatability 30 points （hardness 15 and viscosity 15）， flavor 40 points （dried fruit taste 20 and sweetness 20） and acceptance 10 points. On the basis of single factor experiment， combined with response surface analysis and texture analysis， the effects of the proportion of white sugar in syrup， syrup and egg white on sensory evaluation scores were studied. Single factor analysis showed that white granulated sugar had a great influence on the hardness and brittleness of Maren sugar， while the ratio of syrup to walnut had a great influence on the hardness， chewiness， brittleness and stickiness， while the content of egg white mainly affected the hardness， brittleness and stickiness. When the proportion of white granulated sugar in syrup is 55.35%， the proportion of syrup is 54.1% and the proportion of egg white is 2.09%， the score of Maren sugar is 80.09， and the sensory score is the highest.

Key words： Maren sugar; The response surface; Texture; Sensory evaluation

玛仁糖是带有傳统新疆特色的一种食品，属于果仁糖的一种，其主要原料是核桃和糖浆，含有大量的蛋白质和脂质，香甜可口且营养丰富，近年来深受消费者喜爱[1-5]。但传统的玛仁糖加工生产效率低，卫生条件难以控制，产品品质较难统一。为此，笔者根据玛仁糖的产品特点建立了玛仁糖感官评分的新标准，通过响应面分析法和质构分析，确定了玛仁糖原料中白砂糖、糖浆、蛋清3种因素对其感官评分和质构的影响，优化了生产工艺。目前国内外对于玛仁糖的研究报告较少，因此本研究有一定的参考价值[6-11]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂 核桃（新疆产）;麦芽糖稀、白砂糖、鸡蛋、铝制模具均为市售;试剂为分析纯。

1.2 仪器与设备 UDK169全自动凯氏定氮仪（意大利VELP公司）;XT-200高速多功能粉碎机（江省永康市红太阳机电有限公司）;BECKMAN-Allegra高速冷冻离心机（美国BECKMAN科技公司）;YRE-5299旋转蒸发仪（巩义市予华仪器有限责任公司）;TA-XT Plus型质构分析仪（英国Stable Micro Systems公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 玛仁糖的制作方法[12-13] 核桃挑选烘烤→糖浆熬制→加入蛋清→混合均匀→倒入模具→冷却固形→切块包装。选用外皮光洁无黑点的优质核桃原料，在烘箱中进行烘烤。选取温度梯度为60、70、80、90、100℃，分别烘烤20、30、40min。烘烤温度为100℃的核桃出现明显的油哈味，而其他温度的核桃都随着温度升高，香气明显增加、酥脆度增加，因此选择90℃下30min的烘烤条件。熬制混合后糖浆至能拉丝成型，加入核桃和搅打后的蛋清混合均匀，倒入模具中压平成型，常温下冷却固型，切块包装。

1.3.2 玛仁糖的工艺优化 （1）单因素试验：调整糖浆中白砂糖的总质量比分别为45%、50%、55%、60%、65%。熬煮后糖浆与核桃的总质量比为50%，蛋清添加量为4%;白砂糖的比例固定为50%，调整糖浆在产品总质量中的占比为45%、50%、55%、60%、65%，蛋清的添加量为4%;熬制糖浆时白砂糖比例为50%，糖浆占比为50%，熬制糖浆时加入蛋清比例分别为0%、2%、4%、6%、8%。瑪仁糖的感官评定标准参考国标中米饭的感官标准并结合玛仁糖自身的感官性质进行修改[14-16]，参考选择10名食品专业的学生，经过感官培训组成感官分析小组进行评分。样品的呈送顺序随机，在室温下对玛仁糖的外观、适口性、接受度进行感官评定打分。评定标准见表1。

采用质构仪检测方法确定每种因素对玛仁糖成品质构的影响，探头型号为A/CKB切刀型探头，试验前速度为1.00mm/s，试验速度为2.00mm/s，试验后速度为10.00mm/s，触发力10.0g，下压距离7.000mm，重复4次。

（2）响应面优化设计：根据单因素感官评分试验结果可知，3种因素与感官评分存在明显的影响关系，以白砂糖在糖浆中比例（A）、糖浆在成品中比例（B）、蛋清比例（C）为变量，根据Box-Behnken中心组合试验原理，以感官评分结果为响应值，进行3因素3水平响应面试验设计及分析，从而得到最佳工艺配比，试验因素与水平设计见表2[17-20]。

1.3.3 质量检测 脂肪：参考GB 5009.6-2016[21]食品安全国家标准食品中脂肪的测定;蛋白质：参考GB 5009.5-2016[22] 食品安全国家标准食品中蛋白质的测定;微生物：参考食品安全国家标准菌落总数测定[23];大肠杆菌：参考食品安全国家标准大肠菌群计数[24];致病菌：参考食品安全国家标准中金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、志贺氏菌测定[25-27]。

2 结果与分析

2.1 工艺优化结果

2.1.1 单因素感官评分 由图1可知，白砂糖在糖浆中比例从45%增加到55%时，玛仁糖的感官评分从62.5分迅速升高至最高分78分，当比例继续增加时，感官评分先缓慢后迅速下降。白砂糖的甜度大于麦芽糖，其含量的高低对于产品的甜度有很大影响，结合质构分析可知其对于产品的硬度也有较大影响，这可能也是影响感官评分的一个因素。由此可见，白砂糖在糖浆中的比例对玛仁糖的感官评分具有明显影响，其最佳添加量为55%。糖浆在玛仁糖中的比例从45%增加到55%时，玛仁糖的感官评分从63.5分迅速升高至77.5分，当糖浆比例不断增加时，玛仁糖感官评分呈现迅速下降趋势，说明添加比例超过最佳添加比例55%时对感官评分的影响很大，因此最优添加比例为55%。蛋清的比例在从0%增加到4%时，玛仁糖的感官评分从63.5增加至最高分80分，蛋清比例再增加至6%时感官评分趋于缓慢下降，增加到8%时感官评分迅速下降，说明过多的蛋清使得玛仁糖的感官评分有所下降，因此蛋清最佳添加量为6%。

2.1.2 单因素对质构的影响 （1）白砂糖比例：由表3可知，白糖在糖浆中的占比越大，成品的硬度和脆性就越大，且增大明显;咀嚼性增大，但增加幅度较小;黏性逐渐下降，这可能与白糖性质有关，白砂糖与麦芽糖一同熬煮时融化，与样品混合后冷却再次结晶。白砂糖比例为65%时硬度较大，而45%时脆性不够，所以选择中间3个等级作为下一步试验的参考。

（2）糖浆比例：由表4可知，固定白砂糖比例后，增加糖浆比例，硬度、咀嚼性、脆性、黏性4个指标都明显上升，说明糖浆比例是影响样品质构的关键因素。糖浆比例增加，核桃之间的缝隙变小，样品越致密，冷却后糖浆结晶，硬度变大，糖浆本身的咀嚼性就大于核桃，结晶后的脆性也大于核桃，因此糖浆比例增加，其他各项指标都呈明显上升趋势。

（3）蛋清比例：由表5可知，在固定白砂糖比例和糖浆比例后，增加蛋清比例，样品硬度与脆性减小，咀嚼性没有明显变化，黏性增加。蛋清本身的硬度较小，与糖浆和核桃混合后填充在样品间隙，减小了核桃与糖浆的接触面积，使硬度和脆性减弱。

2.1.3 响应面试验结果 运用Design expert V8.0.5软件对表6数据进行拟合，得回归方程：Y=79.90+0.33A-1.79B+0.58C-0.66AB-0.66AC+1.11BC-2.92A2-4.77B2-1.84C2，由回归方程可以看出，二次项系数均为负值，表明抛物面开口向下，此模型存在最大值。建立模型的P<0.0001，显著;失拟项P>0.05，不显著，说明该模型具有较高可靠性;调整决定系数R2Adj=0.9813、R2=0.9918、R2pred=0.9846，从另一个方面表明该模型可靠，玛仁糖感官得分的变化有98.13%来源于白砂糖在糖浆中比例、糖浆比例和蛋清比例。经方差分析，3个因素对玛仁糖感官评分影响的主次顺序为B>C>A，即糖浆比例>蛋清比例>白砂糖在糖浆中比例（表7）。3种因素及其交互项的影响都为极显著，说明拟合效果较好。

2.1.4 响应面因素交互作用 由图2可知，随着白砂糖在糖浆中比例、糖浆比例、蛋清比例的增加，感官评分值均先上升后下降，等高线图均呈椭圆形，说明三者两两之间存在一定交互作用，与方差分析结果一致。由此可见，最佳工艺为白砂糖在糖浆中比例为55.35%、糖浆比例为54.1%、蛋清比例为2.09%，制备的玛仁糖评分最高，达到80.09。

2.2 感官指标 外表整齐，底部平整，无霉变，具有该品种应有的形态特征;表面色泽均匀，具有该品种应有的色泽特征;无不规则大空洞，无糖粒，无粉块;味纯正，无异味，具有该品种应有的风味和口感特征，无可见杂质。

2.3 理化指标 脂肪含量为25.36%，蛋白质为8.145%。

2.4 卫生指标 经检测，菌落总数<100CFU/mL，大肠杆菌<3MPN/mL，无致病菌检出，符合国家标准。

3 结论与讨论

新疆玛仁糖生产产品品质的差异，不仅限制企业标准化发展，也对新疆玛仁糖这一特色品牌造成不良影响。司雄元[28]等对新疆皮山县主要玛仁糖企业进行实地调研，结果也反映了这一问题。本研究以新疆玛仁糖为研究对象，使用针对玛仁糖感官性质设计的感官评分新标准，并以此作为工艺优化的依据，结合单因素质构分析，探讨玛仁糖原料中白砂糖、糖浆、蛋清3种因素对其感官评分和质构的影响。结果表明：3种因素对感官评分的影响都较大，白砂糖对玛仁糖的硬度与脆性影响较大，糖浆与核桃比例对硬度、咀嚼性、脆性、黏性都有较大影响，蛋清含量主要影响硬度、脆性和黏性。响应面分析结果表明，当白砂糖在糖浆中比例为55.35%、糖浆比例为54.1%、蛋清比例为2.09%，制备的玛仁糖评分最高，达到80.09。

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（责编：徐世红）