正交试验优化“参”谷代餐饼干工艺研究

刘美琪，李晓静，郑龙华，孙 越，王竹欣，孙云龙

通化师范学院 食品科学与工程学院 (通化 134002)

代餐饼干因具有饱腹、代餐和营养等特性，在快节奏生活普遍、低运动群体增加的社会背景下的今天广受人们欢迎。代餐饼干的原料配比主要主要以高纤维添加物和高饱腹感原材料为主，高纤维植物即不被肠胃所消化防止油脂的过分摄入，又可以达到促进肠胃蠕动帮助加快消化促进新陈代谢的效果[1]。木糖醇是人体糖类代谢的正常中间体[2]，因其属于非胰岛素依赖的甜味剂、可供患有糖尿病等特殊人群食用[3]和低糖等特性，常常在代餐食品中作为白砂糖的替代品使用。随着药食同治思想的传入，也广泛运用药食同源理念研发生产多种功能性代餐饼干，如低血糖代餐饼干[4]。

人参隶属于五加科植物[5]，药用价值极高。“参”谷代餐饼干是在具有低糖低脂功能性的代餐饼干中添加了人参粉，因人参粉中含有人参皂苷和人参多糖，因而更有营养功能性，是专为人参研发的一种功能性饼干新品。本研究拟在普通代餐饼干制作中添加人参粉，通过单因素与正交试验，优化其配方，达到感官好、营养强，滿足部分特殊人群的需要，也为将来人参营养物质的深入研究开发提供有益的参考。

1 材料与方法

1.1 材料

全麦粉、低筋面粉、麸皮(食用级)、黑芝麻(熟)、木糖醇(食用级)，南京甘汁园糖业有限公司；牛奶(食用级)，内蒙古蒙牛乳业(集团)股份有限公司；市售人参粉。

1.2 仪器与设备

AUY—220型电子天平，岛津国际贸易有限公司；烤箱，上海一洲食品机械有限公司。

1.3 方法

1.3.1代餐饼干的制备

1.3.1.1 工艺流程

原料准备→配料及预处理→黄油与木糖醇混合→依次加入全麦粉、低筋面粉、人参粉、黑芝麻、牛奶→均匀搅拌成型→静置→烘烤→冷却→产品成型。

1.3.1.2 基础配方

基础配方分为固定原材料及变量材料(木糖醇、人参粉)。固定原材料中以总材料100 g作为比例100的基准，配料中的材料(固态、液态、流体)以添加的重量(g)占总体材料重量的百分比方式进行表示，故可知“参”谷代餐饼干的基础配方为：全麦粉17%、牛奶25%、低筋面粉22%、燕麦麸皮12%、黑芝麻4%、黄油20%，其中变量材料各自变化分别为木糖醇7%～33%、人参0.1%～0.5%。

1.3.1.3 操作要点

(1)预处理：黄油需要软化。

(2)制作过程：将全麦粉、低筋面粉和麸皮作为主要原材料与人参粉、黑芝麻等原材料作为辅料依次均匀混合加入。

(3)“参”谷代餐饼干的面团调制：将面粉作为主要原料和人参为辅料一起混合后，用手将其搅拌约10 min后,面团质地软硬适中，在室温温度下存放面团即可。

(4)面团的静置：“参”谷代餐饼干面团成型后静置约10～15 min。

(5)烘烤：烘焙16 min后需要静置至室温方可食用。

1.3.2单因素实验

1.3.2.1 人参粉的添加量

参照1.3.1.2中的基本配方，并使产品饼干的烘焙温度控制在170 ℃、烘焙时间控制在15 min、木糖醇10%，调整人参粉添加量所占比例分别为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%和0.5%。

1.3.2.2 烘焙时间的选择

参照1.3.1.2中的基本配方，并使其人参粉添加量为0.1%、木糖醇10%、烘焙温度为170 ℃，调整烘焙时间为9 min、12 min、15 min、18 min和21 min。

1.3.2.3 烘焙温度的选择

参照1.3.1.2中的基本配方，并使其人参粉添加量为0.1%、木糖醇10%、烘焙时间为15 min，调整烘焙温度为145 ℃、150 ℃、160 ℃、170 ℃和180 ℃。

1.3.2.4 木糖醇的添加量

参照1.3.1.2中的基本配方，使产品饼干的烘焙温度控制在170 ℃、烘焙时间控制在15 min、人参粉0.1%，调整木糖醇添加量分别为7%、14%、21%、27%和33%。

1.3.3正交试验

根据单因素试验结果，设计成为L9(34)的正交试验[6]。以感官评价为考核指标，“参”谷代餐饼干正交试验水平与因素如表1所示。

表1 “参”谷代餐饼干的L9(34)正交试验水平与因素的选取

1.3.4感官品质品评方法

参考《食品安全国家标准 饼干》GB 7100—2015中的感官要求，制定出“参”谷代餐饼干的感官品质标准，并选取感官分析评价员10人[7]，进行感官评定。感官评价表见表2。

表2 感官评价表

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果

2.1.1人参粉添加量对“参”谷代餐饼干的感官影响

由图1可知，“参”谷代餐饼干的感官品质随着人参粉的添加量的变化，产品的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当人参粉添加过量时，饼干色泽较之前较深，苦味显现，随着添加量的增加甘苦味也逐步提高，口感迅速降低，饼干颜色有略微加深，当人参添加百分比含量为0.2%时口感适中，色泽呈现代餐饼干粗粮的棕褐色，口感咀嚼感较佳，色泽较为均衡。人参粉添加量为0.2%(90分)时感官评分最高。

图1 人参粉添加量对“参”谷代餐饼干的感官影响

2.1.2烘焙温度对“参”谷代餐饼干的感官影响

由图2可知，“参”谷代餐饼干的感官品质随着烘焙温度的升高，产品的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当烘焙温度不足时，饼干色泽较浅，咀嚼感不足，脆度不足，随着温度的升高脆度转为硬度，颜色较深呈焦糊状态形态较差，口感迅速降低，当烘焙温度为170 ℃时口感较佳，色泽呈现代餐饼干粗粮的棕褐色，口感咀嚼感良好，色泽较为均衡。烘焙温度为170 ℃(93分)时感官评分最高。

图2 烘焙温度对“参”谷代餐饼干的感官影响

2.1.3烘焙时间对“参”谷代餐饼干的感官影响

由图3可知，“参”谷代餐饼干的感官品质随着烘焙时间的增加，产品的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当烘焙时间不够充足时，饼干色泽较浅，咀嚼感不足，脆度不足，质地较软，不成形，随着时间的升高饼干颜色较深呈黑焦糊状态，口感降低，味道渐苦甜味被掩盖，当烘焙时间为15 min时口感较佳，色泽呈现代餐饼干粗粮的棕褐色，口感咀嚼感良好。烘焙温度为15 min(94分)时感官评分最高。

图3 烘焙时间对“参”谷代餐饼干的感官影响

2.1.4木糖醇的添加量对“参”谷代餐饼干的感官影响

由图4可知，“参”谷代餐饼干的感官品质随着木糖醇添加量的增加，产品的感官评分呈现先上升后下降的趋势。当木糖醇添加量较少时， 饼干的人参苦味显现，味道呈现微苦，质地脆度不足，颜色呈正常棕褐色，随着木糖醇添加量的增加，“参”谷代餐饼干的感官品质逐渐升高后又呈现降低的态势，因为甜度过高后饼干由甘甜转变为甜腻感，使得感官评分降低，当木糖醇添加量为27%时甜度适当口味较佳。色泽呈现代餐饼干粗粮的棕褐色，口感咀嚼感良好。木糖醇添加量控制在为27%(96分)时感官评分最高。

图4 木糖醇的添加量对“参”谷代餐饼干的感官影响

2.2 正交实验结果

“参”谷代餐饼干的配方最优组合如表3正交试验结果所示，产品的最佳组合为A2B2C2D2各个因素影响的主次顺序为C>B>D>A，即烘焙温度>烘焙时间>木糖醇添加量>人参添加量。即木糖醇添加量为27%、人参添加量为0.2%、烘焙时间18 min和烘焙温度160 ℃。

表3 正交试验结果

由于最佳组合A2B2C2D2不在正交试验范围中，故需要进行验证试验[7]，在木糖醇添加量为27%、人参添加量为0.2%、烘焙时间为18 min和烘焙温度为160 ℃时进行试验，其试验感官评分为92.3。

3 结论

此试验通过选取人参粉和木糖醇这两种辅料的添加量的改变以及烘焙温度和烘焙时间的控制作为试验的单因素，并采取单因素和正交试验，最后得到的“参”谷代餐饼干的最优配方：全麦粉17%、低筋面粉22%、燕麦麸皮12%、黄油20%、牛奶25%、木糖醇27%、黑芝麻4%、人参0.2%、烘焙时间为18 min和烘焙温度为160 ℃。以此配方做出的饼干色香味俱全，品质口感好，且有较高的营养价值。