响应面法优化藜麦松露酒糟曲奇饼干工艺

张晨，龚晓源，胡海洋，谭兴怡，时小东，2，李翔，2*

（1.成都大学食品与生物工程学院，四川 成都 610106；2.成都大学农业农村部杂粮加工重点实验室，四川 成都 610106）

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）是一种苋科植物，富含蛋白质、多糖、维生素等多种营养物质，有抗癌、抗氧化、减肥、助消化的作用，它的生长抵抗力极强，可以在严寒等不利的环境中生长。目前关于藜麦的研究主要集中在其种植、营养学特性、精深加工等方面[1-5]。松露是一种珍稀食用菌，子实体如块状，具有独特的土腥味，含18种氨基酸、微量元素等多种生物活性物质，具有极高的营养保健价值以及免疫调节、抗肿瘤活性等作用[6-9]。酒糟含有丰富的营养物质，如蛋白质、氨基酸、矿物质等[11]。适当食用酒糟具有减肥、补气养血、润肺的益处。

本研究将藜麦松露酒糟添加到曲奇饼干中，既增加了饼干风味，同时也提高了酒糟的利用度，并且可以制作口味独特、口感酥脆、甜而不腻、具有营养价值的酒糟曲奇饼干，满足人们对全面化饮食的需要[12-13]。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

藜麦：山西华青藜麦产品开发有限公司；松露：四川品高农产有限公司；糯米：辽宁盘锦鹏跃米业有限公司；甜酒曲：安琪酵母股份有限公司；低筋小麦粉：青岛星华粮油食品有限公司；糖粉：日照福美盈食品有限公司；黄油、鸡蛋、食盐、A款和B款饼干：市售。

TA.XT plus型质构仪：上海技越国际贸易有限公司；ESJ120-4B型电子天平：沈阳龙腾电子有限公司；C21-TEZ型电磁炉：广东万家乐厨房科技有限公司；K35FK602烤箱、XS-02A型粉碎机、SZ28B5蒸锅：苏泊尔股份有限公司；HAD-FX202-00电热鼓风干燥箱：北京恒奥德仪器有限公司；DDQ-A01G1型打蛋器：广州小熊电器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 原辅料的预处理

根据文献[10]的步骤制作得到副产物藜麦松露酒糟，放入电热鼓风干燥箱70℃下烘7 h，随后取出粉碎，过100目筛，装袋在4℃下冷藏备用。低筋小麦粉、糖粉均需过100目筛；黄油水浴软化。

1.2.2.2 藜麦松露酒糟曲奇饼干的制备

将黄油放入盆中，依次加入盐、糖粉快速搅打至发白蓬松状态，将全蛋液分3次放入并进行快速搅打，加入过筛的低筋小麦粉、酒糟粉。把原辅料搅拌均匀和成面团[14]。将面团擀压制成6 mm～7 mm厚的面片。用方形磨具（4 cm×4 cm）把面片辊压成型。在铁质烤盘上刷一层食用油，把饼坯间隔式铺陈，将铁盘放入经预热后的烤箱，设置上火180℃、下火160℃，进行17 min左右的烘烤。取出自然冷却，随后进行各项指标测定。

1.2.3 感官评定

请10名有经验并且无特殊口感爱好的评定者品尝制作好的藜麦松露酒糟曲奇饼干。根据国家标准GB/T 20980—2007《饼干》以及参考文献[15-17]，对酒糟曲奇饼干进行感官评分，饼干评分标准见表1。

表1 感官评价标准Table 1 Standard of sensory evaluation

1.2.4 单因素试验设计

以藜麦松露酒糟粉和低筋小麦粉的总量100 g为基准，添加鸡蛋50 g、食盐0.8 g。固定黄油添加量为35%，糖粉添加量为30%，考察藜麦松露酒糟粉添加量（20%、25%、30%、35%、40%）对藜麦松露酒糟曲奇饼干感官品质的影响；固定藜麦松露酒糟粉添加量为35%，糖粉添加量为25%，考察黄油添加量（20%、25%、30%、35%、40%）对藜麦松露酒糟曲奇饼干感官品质的影响；固定藜麦松露酒糟粉添加量为35%，黄油添加量为30%，考察糖粉添加量（20%、25%、30%、35%、40%）对藜麦松露酒糟曲奇饼干感官品质的影响。

1.2.5 响应面试验设计

采用Design Expert 8.0.6.1软件，在单因素试验基础上，通过Box-Behnken对藜麦松露酒糟粉添加量（A）、黄油添加量（B）、糖粉添加量（C）3个因素进行试验，因素水平见表2。

表2 响应面试验设计因素与水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

1.2.6 藜麦松露酒糟曲奇饼干质构检测

用质构仪分别测定藜麦松露酒糟曲奇饼干与两款市售普通饼干（A、B）的质构特性，并进行对比分析。测定参数：感应力为5 g，探头P/2，测前速度、测中速度、测后速度分别为1、1、2 mm/s，压缩程度50%，测试目标距离10 mm。每个样品测定3次，取平均值。比较藜麦松露酒糟曲奇饼干和普通饼干硬度、酥脆性、咀嚼性的差异[18-19]。

1.2.7 饼干理化及微生物指标测定

理化指标：水分含量测定参考GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》；脂肪含量测定参考GB 5009.6—2016《食品安全国家标准食品中脂肪的测定》；酸价参考GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》；过氧化值参考GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》。

微生物指标：菌落总数参考GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》；大肠杆菌测定参考GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》；霉菌测定参考GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》。

1.3 数据处理

采用Excel 2019和Design Expert 8.0.6.1进行数据统计和分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 藜麦松露酒糟粉添加量的确定

藜麦松露酒糟粉添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响见图1。

图1 藜麦松露酒糟粉添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响Fig.1 Effect of quinoa truffle distiller's grains flour addition on sensory scores of distiller's grains cookies

由图1可知，饼干感官评分随藜麦松露酒糟粉添加量的增大先升高后降低。当藜麦松露酒糟粉的添加量为35%时，藜麦松露酒糟曲奇饼干的感官评分最高。此时，饼干表面呈现麸皮色，且酒糟香味浓郁、口感酥脆，甜度适中，组织状态完整。所以，选取藜麦松露酒糟粉添加量的中间水平为35%进行响应面试验。

2.1.2 黄油添加量的确定

黄油添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响见图2。

图2 黄油添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响Fig.2 Effect of butter addition on sensory scores of distiller's grains cookies

由图2可知，饼干感官评分随黄油添加量的增大先升高后降低。当黄油的添加量少于30%时，饼干的口感较差，色泽偏白，香味不浓，组织状态较差，并且会有裂缝，影响产品整体外观。黄油的添加量大于30%时，饼干的口感变得偏软，过于油腻，容易松垮，不易成型，感官评分下降。所以，选取黄油添加量的中间水平为30%进行响应面试验。

2.1.3 糖粉添加量的确定

糖粉添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响见图3。

由图3可知，饼干感官评分随糖粉添加量的增大先升高后降低。当糖粉的添加量为25%时，饼干的感官评分最高。糖粉添加量少于25%时，甜度过淡，口感欠佳；糖粉添加量大于25%，产品甜度过高，口感较差。主要是由于藜麦松露酒糟本身就含有糖分，添加过多的糖粉会使其甜味偏重，不符合消费者的健康需求。所以，选取糖粉添加量的中间水平为25%进行响应面试验。

图3 糖粉添加量对酒糟曲奇饼干感官评分的影响Fig.3 Effect of powdered sugar addition on sensory scores of distiller's grains cookies

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计与结果

以感官评分为响应值，使用Design Expert 8.0.6.1软件，进行Box-Behnken试验设计，结果见表3。

表3 响应面试验设计与结果Table 3 Response surface test design and results

2.2.2 响应面回归模型方差分析

采用Design Expert 8.0.6.1软件对表3中数据进行回归拟合，回归方程：Y=80.88-7.44A+1.69B+1.20C+1.00AB-1.08AC-1.73BC-11.17A2-4.72B2-2.99C2。

方差分析结果见表4。

表4 回归模型方差分析Table 4 Regression model equation analysis

由表4结果可知，模型试验误差小，失拟项不显著，说明回归方程拟合良好。该回归模型能够反映各个因素之间的关系，可以用来预测藜麦松露酒糟曲奇饼干的参数[20]。A、B、A2、B2、C2项差异显著（P<0.05），对感官评分有显著影响。由F值可知，各因素对产品感官评分的影响顺序为藜麦松露酒糟粉添加量>黄油添加量>糖粉添加量。

因素间相互作用对感官评分影响的响应面图见图4。

图4 各因素的交互作用对藜麦松露酒糟曲奇饼干感官评分影响的响应面图Fig.4 Response surface diagram of interaction of various factors on sensory score of quinoa truffle distiller's grains cookies

由图4可知，藜麦松露酒糟粉添加量与黄油添加量、藜麦松露酒糟粉添加量与糖粉添加量、黄油添加量与糖粉添加量响应曲面均较为平缓，等高线较圆，交互作用相对较弱[21]，与方差分析结果一致。

2.2.3 验证试验

根据响应面预测的最优配方为藜麦松露酒糟粉添加量33.30%、黄油添加量30.05%、糖粉添加量26.17%，在此配方下感官评分预测值为82.367 9，为便于实际操作，将最佳工艺条件调整为藜麦松露酒糟粉添加量33.3%、黄油添加量30.1%、糖粉添加量26.2%，此条件下进行3次平行验证试验，得到饼干的感官评分分别为 81.34、83.55、83.12，平均值为 82.67，与预测值偏差为0.37%，因此该模型具有实用性。

2.3 藜麦松露酒糟曲奇饼干的质构分析结果

通过响应面优化得到最佳配方后，对最佳配方制得的饼干的硬度、酥脆性、咀嚼性进行检测，并与市售的两款曲奇饼干（A、B）的质构特性相比较，以验证其是否达到市售要求，检测对比结果见表5。

表5 藜麦松露酒糟曲奇饼干与市售曲奇饼干质构参数对比Table 5 Comparison of texture parameters between quinoa truffle distiller's grains cookies and market crisp cookies

由表5可知，藜麦松露酒糟曲奇饼干的硬度、酥脆性和咀嚼性均高于市售的两款曲奇饼干，说明该配方下的藜麦松露酒糟曲奇饼干硬度、咀嚼性较好且口感酥脆，可以适当地延缓陈化速度，更易保存，品质优于市售饼干。

2.4 饼干理化及微生物指标测定结果

藜麦松露酒糟曲奇饼干理化及微生物指标检测结果如表6所示。

表6 藜麦松露酒糟曲奇饼干理化及微生物指标检测结果Table 6 Detection results of physicochemical and microbial indexes of quinoa truffle distiller's grains cookies

由表6可知，按照最优配方生产的藜麦松露酒糟曲奇饼干的理化及微生物指标检测结果均符合GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》[22]，为合格产品。

3 结论

本试验通过单因素试验和响应面优化试验，得到藜麦松露酒糟曲奇饼干的最佳工艺配方：以藜麦松露酒糟粉和低筋小麦粉的总量为基准，藜麦松露酒糟粉添加量为33.3%、低筋小麦粉添加量为66.7%，黄油添加量为30.1%、糖粉添加量为26.2%，食盐添加量为0.8%，鸡蛋添加量为50%。该配方下的曲奇饼干呈杂粮麸皮色，边缘略带焦黄，颜色均一有光泽，酒糟香味浓郁，口感酥脆，甜而不腻，感官评分为82.67，质构参数符合市售要求，水分含量、脂肪、酸价、过氧化值、菌落总数、大肠杆菌、霉菌等指标均符合国家标准。藜麦松露酒糟曲奇饼干的研制为藜麦松露酒糟在饼干中的应用提供了一定的技术基础，并丰富了饼干的品种，同时也满足了大众对饼干口味多样化的追求。