响应面法优化羊肚菌紫米火腿月饼加工工艺

陈红兵，刘宇迪，陈柯君，程桂广，刘亚平，*覃宇悦

（1. 云南喜荟食品有限公司，云南 昆明 650501；2. 昆明理工大学食品科学与工程学院，云南 昆明 650500）

羊肚菌（Morchella spp.） 是著名的珍稀食用菌，被称为“菌中之王”，香味独特、营养丰富，具有化痰理气和治疗肠胃疾病的功效。羊肚菌含有对人体有益的多种营养成分，其中多糖、蛋白质和维生素含量高，脂肪含量相对较少，与现代人对于食品的营养与低能量需求十分吻合[1-2]。

紫米又称“紫珍珠”，主要产于云南，是中国消费量最大的功能稻米[3]。《本草纲目》记载：紫米有滋阴补肾、健脾暖肝、明目活血等作用，富含丰富花色苷、总黄酮、纤维素、维E、多酚等功能成分，具有防治贫血、促进血液循环、消除瘀血、防治糖尿病和改善视力等功效[4]。云南省墨江县盛产紫米，由于缺乏对紫米的营养价值和实用价值的认知，因此紫米利用率较低，相关产品开发尚处于起步阶段，造成了一定的资源浪费和经济损失[5]。

在火腿月饼加工工艺配方的基础上，将羊肚菌与紫米添加到云南火腿月饼中，通过对加工工艺进行优化，制作得到羊肚菌紫米火腿月饼。为进一步综合开发利用紫米和羊肚菌烘焙类产品探索一条新途径。

1 材料与方法

1.1 材料

高筋面粉，香港金像面粉厂提供；羊肚菌，产自云南省楚雄市；紫米，产自云南省墨江县；火腿，产自云南省宣威市；白砂糖，韩国大韩制糖有限公司提供；蜂蜜、猪油，均为市售；新鲜鸡蛋，购自云南省昆明市呈贡农贸市场。

1.2 仪器与设备

WK-150 型超微粉碎机，青州市精诚医药装备制造有限公司产品；KVL40 型厨师机，凯伍德机械有限公司产品；长帝F40 型烤箱，广东伟仕达电器科技有限公司产品。

1.3 工艺流程

1.3.1 羊肚菌粉及紫米粉制作

羊肚菌清洗表面污泥→冷冻干燥→超微粉碎→过100 目筛→羊肚菌超微粉。

紫米淘洗干净→冷冻干燥→超微粉碎→过100 目筛→紫米超微粉。

1.3.2 饼皮制作

羊肚菌粉、紫米超微粉、小麦面粉→加入紫米水混匀→加入蜂蜜、白砂糖、猪油→混匀→室温下静置1 h→饼皮面团。

1.3.3 馅料制作

云南宣威精制火腿切丁→加入蜂蜜、白砂糖、猪油→加入炒熟面粉混匀→火腿馅料。

1.3.4 羊肚菌紫米火腿月饼生产

称取制饼皮面团和馅料→整形成半圆形→烘烤→冷却→羊肚菌紫米火腿月饼。

1.4 羊肚菌紫米火腿月饼制作的单因素试验

通过预试验，确定火腿月饼饼皮基本配方为小麦面粉300 g，蜂蜜20 g，白砂糖10 g，水75 g，猪油135 g，泡打粉2 g。火腿月饼馅料基本配方中各组分用量为宣威火腿250 g，蜂蜜10 g，白砂糖40 g，熟面粉145 g，猪油105 g。

按照火腿月饼制作流程，进行单因素试验，考查羊肚菌超微粉添加量（0，1%，2%，3%，4%）、紫米超微粉添加量（5%，10%，15%，20%，25%）、饼皮面团与火腿馅料配比（60∶40，55∶45，50∶50，45∶55，40∶60） 因素对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响。

1.5 感官指标

参照国标GB/T 19855—2015《月饼》 及DBS 53/003—2015《云腿月饼》[7-8]，由10 名（男女各5 名）评价员组成评定小组，对产品的外观（20 分）、质构（20 分）、滋味与口感（30 分）、色泽（20 分）、杂质（10 分） 等5 个指标，进行综合评比。产品最终得分为10 位评价员的平均分。

羊肚菌紫米火腿月饼的感官评分标准见表1。

表1 羊肚菌紫米火腿月饼的感官评分标准

1.6 数据分析

利用上述单因素试验得到的试验结果, 采用Boxbehnken 设计和响应面分析法（Response surface methodology，RSM），以羊肚菌超微粉添加量、紫米超微粉添加量、饼皮面团与馅料配比为考查因素优化制作羊肚菌紫米火腿月饼配方。

羊肚菌紫米火腿月饼中心组合设计因素与水平设计见表2。

表2 羊肚菌紫米火腿月饼中心组合设计因素与水平设计

2 结果与分析

2.1 羊肚菌超微粉添加量对月饼感官品质的影响

选取羊肚菌超微粉添加量为0，1%，2%，3%，4%，紫米超微粉添加量为20%，饼皮面团与火腿馅料配比为50∶50，对羊肚菌紫米火腿月饼进行感官评定。

羊肚菌超微粉添加量对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响见图1。

图1 羊肚菌超微粉添加量对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响

由图1 可知，随着羊肚菌超微粉添加量的增加，羊肚菌紫米火腿月饼的感官品质呈先上升后下降趋势。当羊肚菌超微粉添加量过多，会使苦味和酸味增加，并伴有轻微刺激气味，感官评分降低[9-10]。当羊肚菌超微粉添加量为2%时，口感最佳，月饼感官得分最高；当添加量超过3%时，由于羊肚菌菌粉吸水性远高于面粉，从而导致面团过干，月饼口感降低[11-12]。

2.2 紫米超微粉添加量对月饼感官品质的影响

选取紫米超微粉添加量为5%，10%，15%，20%，25%，羊肚菌超微粉添加量为2%，饼皮面团与火腿馅料配比为50∶50，对羊肚菌紫米火腿月饼进行感官评定。

紫米超微粉添加量对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响见图2。

图2 紫米超微粉添加量对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响

由图2 可知，随着紫米超微粉添加量的增加，羊肚菌紫米火腿月饼的感官品质呈先上升后下降趋势。当紫米超微粉添加量为20%时，感官评价最高；当紫米超微粉添加量较低时，月饼的成色不足，颜色较浅；紫米超微粉添加量过高时，会导致月饼饼皮变硬，口感粗糙。其原因可能是紫米粉添加量较少时，对小麦粉面团影响不大，但其添加量过大时，则显著降低了面团的弹性[13]。

2.3 饼皮面团与火腿馅料配比对月饼感官品质的影响

选取饼皮面团与火腿馅料配比分别为40∶60，45∶55，50∶50，55∶45，60∶40 进行试验，羊肚菌超微粉添加量为2%，紫米超微粉添加量为20%，对羊肚菌紫米火腿月饼进行感官评定。

饼皮面团与馅料比对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响见图3。

图3 饼皮面团与馅料比对羊肚菌紫米火腿月饼感官品质的影响

由图3 可知，饼皮面团与火腿馅料配比为50∶50 时，感官评价最高，此时的月饼既有火腿月饼的特有香味，且内部结构均匀，口感最佳。当饼皮面团占比太低时，月饼定型较差，馅料易漏出；当饼皮面团占比太高时，月饼口感粗糙。

3 羊肚菌紫米火腿月饼的工艺条件优化

3.1 羊肚菌紫米火腿月饼响应面试验设计及结果

根据上述得到的单因素试验结果，使用Design Expert 软件，采用Box-behnken 模型，以羊肚菌超微粉添加量（A）、紫米超微粉添加量（B） 和饼皮面团与馅料配比（C） 等3 个因素作为自变量，对羊肚菌紫米火腿月饼的加工工艺进行优化。

试验设计及结果见表3。

表3 试验设计及结果

利用Design Expert 7.1 统计软件进行回归拟合，得到相应的二次多元回归方程为：

3.2 羊肚菌紫米火腿月饼感官品质影响的方差分析和响应面分析

采用响应面分析法对羊肚菌紫米火腿月饼拟合的回归方程进行方差和显著性分析。

回归模型方差分析结果见表4。

表4 回归模型方差分析结果

由表4 可知，该模型达到极显著水平（p＜0.000 1），且失拟项p=0.211 9＞0.050 0（不显著），表明所得方程显著，即该模型在被研究的整个回归区域拟合良好：模型系数R2=0.976 8，校正系数R2Adj=0.967 0。同时，预测系数为0.947 0，说明相关性较好，表明94.70%试验数据的变异性可用此回归模型来解释[14]。

此外，该回归方程可较好地反映出羊肚菌紫米火腿月饼感官品质与各因素之间的关系[15]。由表4 可知，一次项A2，C2为极显著（p＜0.01），二次项AB，BC 为不显著。同时，F 值代表了各因素对月饼感官品质影响的强弱程度，F 值越大，则影响作用越强。由F 值差异可得出，各因素对羊肚菌紫米火腿月饼的感官品质影响强弱的顺序为C＞A＞B。

各因素交互作用的响应曲面见图4。

图4 各因素交互作用的响应曲面

由图4 可知，各参数和最佳值之间的相互关系。根据Design Expert 软件中的Optimization 分析，计算得到羊肚菌紫米火腿月饼的加工工艺最优条件为羊肚菌超微粉添加量1.7%，紫米超微粉添加量21%，饼皮面团与馅料配比50∶50。根据加工工艺最优条件，进行5 组验证试验，产品感官指标得分平均值为92.3 分，品质优良。

4 结论

通过单因素试验及响应曲面试验，确定了羊肚菌紫米火腿月饼制作的最优工艺条件为羊肚菌超微粉添加量1.7%，紫米超微粉添加量21%，饼皮面团与馅料配比50∶50。羊肚菌和紫米的添加，赋予了火腿月饼更为丰富的营养成分。此外，羊肚菌紫米火腿月饼色泽呈暗紫色，且内部结构均匀、口感较好，市场前景广阔。