响应面法优化大豆渣馍干配方

豆康宁，黄亚男，李盘欣

（1.漯河医学高等专科学校，河南 漯河 462002；2.河南南街村（集团）有限公司，河南 漯河 462600）

大豆渣是大豆加工过程中的一种副产物，我国是世界大豆种植和加工大国，年产大豆渣约2 000万t[1]。大豆渣富含蛋白质、膳食纤维、脂肪等，营养价值较高[2]。医学研究表明，大豆渣具有预防便秘、控制心血管疾病等作用[3-4]。因此，大豆渣具重要的营养和保健价值。大豆渣的口感比较粗糙，经过超微粉碎处理后，大豆渣粒径变小，其口感也由粗糙变得细腻[5]。将超微粉粹处理后的大豆渣添加到小麦粉中开发大豆渣面制品，是大豆渣开发利用的一种方向[6]。

馍干是一种焙烤类糕点，主要通过配料、和面、成型、发酵、蒸煮、切片、烘烤而成[7-8]。馍干品种多样，风味丰富，深受消费者青睐。近年来，杂粮馍干越来越多，受到市场的追捧。本研究在小麦粉内添加大豆渣粉，开发大豆渣馍干研究其配方，探索大豆渣馍干配方组成中酵母、水、大豆渣、食盐的添加量与馍干的感官品质之间的关系，在馍干配方单因素试验的基础上，通过响应面法优化大豆渣馍干的配方，最终得出感官品质最佳的大豆渣馍干配方，为大豆渣馍干的开发应用提供理论方法与技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料

活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；特制一等面粉，河南雪健食品有限公司；纯净水，农夫山泉股份有限公司；食盐，青海省盐业股份有限公司；大豆渣，粉状，平均粒径 40 μm，成分：蛋白质 32.2%、脂肪12.7%、膳食纤维41.8%、灰分4.5%、水分7.5%、其它1.3%，江苏密友粉体新装备制造有限公司。

1.2 仪器与设备

SZ-15型简装和面机，广州旭众食品机械有限公司；MT140型压面机，湖北省枣阳市巨鑫机械有限公司；AFJ-30型发酵箱，杭州伟龙制造设备有限公司；MQ32型切片机，上海恒悦食品机械有限公司；YXD-90型烤箱，上海红联机械电器制造有限公司；DHG-9240A型恒温干燥箱，上海越众仪器设备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 大豆渣馍干的制作[7-8]

大豆渣馍干配方中原料添加量：以大豆渣粉与面粉组成混合粉为基准（以下同），每100 g混合粉中酵母添加量为0.5%～3%，水添加量为36%～46%，大豆渣添加量为0～10%，食盐添加量为0～2%。其操作步骤与参数具体见参考文献[7]和[8]中馍干的制作方法。

1.3.2 馍干感官品质评价方法[9-10]

大豆渣馍干感官品质评价指标包括组织结构（40%）、硬度（20%）、脆度（20%）、食味（20%），共计100分，馍干的感官品质评定标准见表1。

表1 馍干的感官品质评定标准

1.3.3 馍干配方单因素实验方法

1.3.3.1 酵母的添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响

酵母的添加量分别为混合粉 （小麦粉和大豆渣的混合粉）的 0.5%、1%、1.5%、2.0%、2.5%、3%，加水量为混合粉的 40%，大豆渣的添加量占混合粉的6%，食盐添加量为1%，考察酵母的添加量对馍干感官品质评分的影响。

1.3.3.2 加水量对大豆渣馍干感官品质评分的影响

加水量分别为混合粉的 36%、38%、40%、42%、44%、46%，酵母添加量为混合粉的2%，大豆渣的添加量为混合粉的6%，食盐添加量为1%，考察加水量对大豆渣馍干感官品质评分的影响。

1.3.3.3 大豆渣的添加量对馍干品质的影响

大豆渣的添加量分别为混合粉量的0%、2%、4%、6%、8%、10%，酵母添加量为混合粉的 2%，加水量为混合粉的 40%，食盐添加量为混合粉的1%，考察大豆渣的添加量对馍干感官品质评分的影响。

1.3.3.4 食盐的添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响

食盐添加量分别为混合粉的0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，酵母添加量为混合粉的 2%，加水量为混合粉的40%，大豆渣的添加量为混合粉的6%，考察食盐添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响。

1.3.4 响应面法优化馍干配方实验方法

大豆渣馍干配方的响应面法优化实验因素与水平见表2所示。运用响应面软件Design Expert 6.0，以大豆渣馍干感官品质评分为响应值，优化得出大豆渣馍干最佳配方。

表2 大豆渣馍干配方响应面实验因素与水平 %

1.3.5 数据处理

采用 Office Excell软件作图，计算标准差，运用Design-Expert 6.0软件对大豆渣馍干的配方进行了优化。

2 结果与分析

2.1 酵母添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响

酵母的添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响见图1所示。

图1 酵母添加量对大豆渣馍干感官评分的影响

从图1分析可知，大豆渣馍干的感官品质评分随酵母添加量的增加，呈先增加后逐渐下降的趋势。酵母的添加量为2%时，大豆渣馍干的感官品质评分达到最大值。酵母在发酵的过程中产生二氧化碳气体，增加面团的体积，使馍干呈多孔状组织[11]。当酵母添加量过小，则膜干内部结构的气孔太小，硬度偏大，脆度较小，食味中酵母发酵风味不足。当酵母添加量过大，则膜干内部结构的气孔太大，组织气孔不均匀，硬度和脆度都变小，食味中酵母发酵风味比较浓郁。当酵母添加量在1.5%～2.5%范围内，馍干内部结构气孔大小均匀，硬度和脆度大小适中，食味中酵母发酵风味充足。

2.2 加水量对馍干感官品质评分的影响

水的添加量对大豆渣馍干感官品质评分的影响如图2所示。

图2 加水量对大豆渣馍干感官评分的影响

从图2分析可知，大豆渣馍干的感官评分随加水量的增加呈先升高、后下降趋势。加水量为40%时大豆渣馍干感官评分达到最大值。大豆渣的吸水率比面粉高[12]，因此，大豆渣馍干比普通馍干加水量要多。当加水量少时，则面团偏硬，面团发酵体积偏小，则所制作的馍干内部结构的气孔太小，硬度偏大，脆度较小。当加水量过大，则面团偏软，面团体积容易塌陷，所制作的馍干组织结构粗糙，气孔不均。当加水量在38%～42%范围内，馍干内部结构气孔大小均匀，硬度和脆度大小适中。

2.3 大豆渣的添加量对馍干感官品质评分的影响

大豆渣的添加量对馍干感官品质评分的影响见图3所示。

图3 大豆渣添加量对大豆渣馍干感官评分的影响

从图3分析可知，馍干的感官评分随大豆渣添加量的增加，呈先增加、后下降的趋势。当大豆渣的添加量为4%时，大豆渣馍干感官评分达到最大值。少量添加大豆渣，能够改良面团的品质，提高馍干的品质；但是当大豆渣添加量过多，则破坏面团的品质，所制作的馍干品质会下降[13]。少量添加大豆渣时，面团发酵体积较大，馍干内部结构的气孔较大，硬度变小，脆度变大。但是，当大豆渣添加量过大时，馍干内部结构的气孔不均匀，组织粗糙，而且食味中出现大豆的腥味。当大豆渣添加量在2%～6%范围内，馍干内部结构气孔大小均匀，硬度和脆度大小适中，食味中酵母发酵风味充足，无大豆腥味。

2.4 食盐的添加量对馍干的感官品质评分的影响

食盐的添加量对馍干的感官品质评分的影响见图4所示。

图4 食盐的添加量对馍干感官品质评分的影响

从图4分析可知，馍干的感官品质评分随食盐的添加量的增加，呈先增加、后下降的趋势。食盐添加量为1%时，大豆渣馍干感官评分达到最大值。食盐能够增加面团的面筋强度，改善面团的物理特性，增大面团的发酵体积，而且面团发酵后体积比较稳定，少量添加食盐对酵母活性影响也比较小[14]。添加少量食盐时，面团发酵体积较大，馍干内部结构的气孔较大，硬度较小，脆度变大。但是，当食盐添加量过大时，由于食盐能够抑制酵母活性，面团体积偏小，馍干内部结构的气孔较小，组织粗糙，而且馍干的发酵风味不足，甚至出现咸味。当食盐添加量在0.5%～1.5%范围内，馍干内部结构气孔大小均匀，硬度和脆度大小适中，食味中酵母发酵风味充足。

2.5 响应面试验结果

2.5.1 回归方程的建立

采用响应面中的Box-Behnken设计原理，以酵母、水、大豆渣、食盐的添加量为自变量，得到大豆渣馍干的感官品质评分的响应值。响应面实验的设计方案与结果见表3。

表3 响应面实验的设计方案与结果

2.5.2 大豆渣馍干配方的回归方程的建立与优化方案的确定[15]

以因素及相互作用为自变量，响应值为因变量，应用响应面软件进行拟合，获得大豆渣馍干感官品质评分的回归方程：感官品质评分=92.42-0.17A＋1.04B -1.08C＋0.042D-3.86A2-3.17B2-3.86C2-3.42D2＋ 0.25AD＋0.63BD＋ 0.50CD，回归方程中方差分析如表4所示。

表4 回归方程中方差分析

从表4 分析可以看出，因素 B、C、A2、B2、C2、D2，对大豆渣馍干感官品质评分影响显著。模型（Model）的Problem＞F值＜0.01，这说明了响应面的设计模型非常显著，其回归方程具有良好的分析和应用价值。失拟项Problem＞F值＞0.05，这说明失拟项不显著，其实验模型拟合实验的真实情况非常好，能够用于大豆渣馍干配方的优化。经过上述方差分析与回归模型，应用响应面软件进行分析，并最终确定大豆渣馍干优化后的配方，其结果见表5所示，大豆渣馍干最佳配方的感官品质评分为92.6。

表5 响应面软件预测最佳反应条件

2.5.3 交互因素对大豆渣馍干感官评分的影响[16]

酵母添加量、加水量、大豆渣添加量、食盐添加量的交互影响见图5～图10。

图5 酵母添加量与加水量的交互影响

图6 酵母添加量与大豆渣添加量的交互影响

图7 酵母添加量与食盐添加量的交互影响

图8 加水量与大豆渣的交互影响

图9 加水量与食盐添加量的交互影响

图10 大豆渣添加量与食盐添加量的交互影响

从图5～图10分析可知，四种因素酵母添加量、加水量、大豆渣添加量、食盐添加量，其两因素之间相互影响的共同点是，当一个因素固定不变时，另一个因素随着数值的增大，呈先上升、后下降趋势，这和单因素实验变化趋势一致。结合表4和图5～10相互验证可知，在该四种因素中，每两个因素组合交互作用对大豆渣馍干感官评分影响较小。

3 结论与讨论

通过单因素及响应面优化实验得出，大豆渣馍干最佳配方为：酵母添加量1.49%、加水量40.34%、大豆渣添加量4.30%(面粉95.70%)、食盐添加量1.01%，该配方所制作的馍干感官评分达到92.6。加水量和大豆渣添加量对大豆渣馍干感官品质影响显著。添加4.30%的大豆渣馍干，感官品质良好。

大豆渣的营养成分为:蛋白质32.2%、脂肪12.7%、膳食纤维41.8%、灰分4.5%、水分7.5%、其它1.3%，与面粉的营养成分相比，大豆渣中的蛋白质、脂肪、膳食纤维、灰分的含量比面粉高，因此，大豆渣能够提高面粉和馍干的营养价值。

大豆渣的口感因膳食纤维含量比较高而变得粗糙[17]，但是经过超微粉碎、酶解法、挤压膨化法、发酵法等方法处理之后，颗粒粒径变得细小，口感变得细腻[18-20]，能够克服其对馍干感官品质的影响。而且，大豆渣含有丰富的膳食纤维、蛋白质、矿物质、维生素、油脂等营养成分，能够增加馍干的营养价值。因此，应该进一步研究大豆渣不同改良方法，开发出技术效果好，产品优良的大豆渣馍干，以丰富馍干的品种，提高大豆渣的利用价值。