响应面法优化芒果皮馅料的制备工艺

摘要：为开发利用芒果皮，提高芒果加工副产物的附加值，以芒果皮为主要原料，制备芒果皮馅料。在单因素实验的基础上，以白砂糖、花生油、玉米淀粉的添加量为自变量，以感官评分为指标，进行响应面试验，优化芒果皮馅料制备工艺。结果表明，芒果皮馅料最佳工艺配方为：芒果皮浆100 g、白砂糖添加量10.3 g、花生油添加量4.5 g、玉米淀粉添加量4.0 g。按此配方制得的芒果皮馅料呈黄绿色，有芒果香气，光泽油润，口感细腻。

关键词：芒果皮；馅料；感官评分；响应面法

中图分类号：TS255.4 文献标志码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20240522

基金项目：福建省中青年教师教育科研项目（JAT210862）；漳州职业技术学院校级课题项目（ZZY2021B136）。

Optimization of the preparation process of mango peel filling using response surface methodology

Xu Meiyu

（ Zhangzhou Institute of Technology， Zhangzhou， Fujian 363000 ）

Abstract： In order to develop and utilize mango peel and increase the added value of by-products in mango processing， mango peel was used as the main raw material to prepare mango peel filling. Using the addition of white sugar， peanut oil， and corn starch as independent variables and sensory evaluation as indicators， the preparation process of mango peel filling was optimized through response surface methodology based on single factor experiments. The results showed that the optimal process formula for mango skin filling were 100 g of mango peel pulp， 10.3 g of white sugar， 4.5 g of peanut oil， and 4.0 g of corn starch. Mango peel filling was made through the best process formula， presenting yellow green color with a mango aroma， glossy and oily texture， and delicate taste.

Key words： mango peel； filling； sensory evaluation； response surface methodology

芒果产量大，口感好，果肉香甜细腻，除了鲜食外，常被加工为芒果饮品、芒果泥、芒果干、芒果罐头、速冻芒果块等产品[1]。芒果皮是芒果加工过程中产生的副产物，占鲜果重的9%～16%，每年的数量有数百万吨，少部分被食品行业加工利用或制成动物饲料，大部分直接堆叠、丢弃，对环境保护和资源高效利用不利[2]。目前，有关芒果皮的研究主要集中在多酚类、膳食纤维、果胶、挥发性成分、色素等的提取上[3-7]，以及对提取物进行抑菌性、抗氧化活性、抗癌、保护心脏等功能的研究[8-9]。另外，芒果皮也可作为食品加工辅料，用于改善产品品质。Kabir等[10]将芒果皮制成粉状加入面条中，用于提高面条营养，改善面条结构和感官性能。郭玉霞等[11]在制作冻干芒果果肉脆块中添加20%芒果皮，经对比发现芒果皮的加入提升了产品营养价值和质构品质。芒果皮原料资源丰富且价格便宜，开发价值高。本研究以芒果皮为原料，通过单因素实验和响应面法优化配方，研制一款芒果皮馅料，旨在高效利用芒果皮，丰富芒果皮加工产品，提高芒果附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

芒果、花生油、玉米淀粉、白砂糖：市售。

MC-22SN01型电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；HR2084型榨汁机：飞利浦（中国）投资有限公司；MP31001型电子天平：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；不粘锅：合肥荣事达电子电器集团有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

1.2.2 操作要点

制备芒果皮浆：选择七八成熟，无斑点、无霉变的芒果，清洗干净，取皮。将芒果皮切成2 cm × 2 cm大小，加水煮30 min，捞出置于网筛上冷却。将冷却后的芒果皮按料水比10∶3打浆，过40目筛，得到芒果皮浆，4 ℃保存，备用。

制作芒果皮馅料：称取芒果皮浆100 g于不粘锅中，加入白砂糖，全程100 ℃炒制5 min，将花生油和玉米淀粉乳化混匀后，加入馅料，继续炒制馅料可抱团、不粘锅，水分含量低于40%，即可起锅[12]。

1.2.3 单因素实验设计

白砂糖添加量的选择：取芒果皮渣100 g，花生油6 g，玉米淀粉4 g，考察白砂糖添加量分别为8、10、12、14、16 g时对芒果皮馅料感官评分的影响。

花生油添加量的选择：取芒果皮渣100 g，白砂糖12 g，玉米淀粉4 g，考察花生油添加量分别为2、4、6、8、10 g时对芒果皮馅料感官评分的影响。

玉米淀粉添加量的选择：取芒果皮渣100 g，白砂糖12 g，花生油6 g，考察玉米淀粉添加量分别为2、3、4、5、6 g时对芒果皮馅料感官评分的影响。

1.2.4 响应面试验优化

由单因素实验结果，选择白砂糖添加量、花生油添加量、玉米淀粉添加量3个因素进行三因素三水平响应面法优化分析，采用Box-Benhnken中心组合试验设计的响应面分析方法，以感官评分为响应值，进一步探究芒果皮馅料的制备工艺。因素水平表见表1。

1.2.5 感官评价

选取10名经过感官培训的食品专业人员，从外观、风味、口感和组织状态4个方面对芒果皮馅料进行综合感官评价，总分100分，感官评价标准见表2[13-14]。

1.2.6 理化指标测定

水分含量：采用直接干燥法。

脂肪含量：采用酸水解法。

总糖含量：采用斐林氏容量法[15]。

1.3 数据分析

数据处理和分析使用 Microsoft Excel 2010、SPSS 25.0、Design Expert 13软件。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 白砂糖对芒果皮馅料感官品质的影响

由图1可知，白砂糖添加量从8 g增加至10 g，感官评分增加，并在添加量为10 g时达到最大值，此时感官评分为81.9分，之后继续增大白砂糖添加量，感官评分呈现下降趋势。七八成熟的芒果的果皮，甜中带酸，微苦，添加白砂糖，能中和酸味，掩盖苦味，使馅料整体风味和谐[16]。过多加入白砂糖，馅料口感过甜，颜色变深，硬度增加，质地粗糙，馅料感官品质降低明显。因此，适宜的白砂糖添加量为10 g。

2.1.2 花生油对芒果皮馅料感官品质的影响

由图2可知，当芒果皮馅料中花生油添加量逐渐增大，馅料综合感官品质先上升至最大值，再下降。当花生油添加量为4 g时，馅料感官评分最高。馅料制作中加入花生油能改善馅料色泽、光滑度、硬度和黏性，加入花生油较少时，馅料光泽一般，加入过多，花生油的气味会掩盖芒果味，馅料质地过软、粘牙，口感油腻[17]。因此，适宜的花生油添加量为4 g。

2.1.3 玉米淀粉对芒果皮馅料感官品质的影响

由图3可知，随着玉米淀粉添加量的增加，芒果皮馅料的感官评分先升高后降低。当玉米淀粉添加量为4 g时，芒果皮馅料整体感官评分最高。馅料中加入适量的玉米淀粉对其组织状态和口感能起到改善作用[13]。玉米淀粉添加较少时，馅料成型效果差，组织松散，有裂纹和孔洞。玉米淀粉加入量过大，会使馅料质地不细腻，硬度大，口感差。因此，适宜的玉米淀粉添加量为4 g。

2.2 响应面试验

2.2.1 响应面试验设计及结果

在单因素实验的基础上，以感官评分为响应值，对3个因素进行响应面试验优化工艺参数，试验设计与结果见表3。

2.2.2 响应面试验方差分析

采用Design-Expert 13软件对表3中数据进行多变量回归分析，得到芒果皮馅料感官评分的二次回归方程为：

由表4可知，模型极显著（P<0.000 1），F值为85.66，失拟项不显著（P = 0.932 8>0.05），模型决定系数R2 = 0.991 0，模型调整确定系数R2Adj = 0.979 4，说明模型拟合程度较好，可行性高，能利用此模型进行后续的试验优化设计[18-19]。根据F值，3个因素主次顺序为：B（花生油添加量）>A（白砂糖添加量）>C（玉米淀粉添加量）。根据P值，模型中A、B、AC、A2、B2、C2对结果的影响极显著，AB、BC对结果均有显著影响。总体而言，各因子对清除率的影响呈现出互动效应，而不是简单线性相关。

2.2.3 各因素交互作用分析

由图4（a）和（b）可知，固定玉米淀粉添加量，随着白砂糖和花生油添加量的增加，芒果皮馅料的感官评分先升高后降低。由图4（c）和（d）可知，固定花生油添加量，随着白砂糖和玉米淀粉添加量的增加，芒果皮馅料的感官评分呈先上升后下降的趋势。由图4（e）和（f）可知，固定白砂糖添加量时，随着花生油和玉米淀粉添加量的增加，芒果皮馅料的感官评分呈先增大后减小的趋势。图4中各因素交互作用的等高线图较陡峭，响应面图都接近椭圆形，表明因素间的交互作用显著，这与方差分析结果吻合。

2.3 验证试验

根据响应面优化结果计算得出最佳制备工艺为：白砂糖添加量10.267 g、花生油添加量4.453 g、玉米淀粉添加量4.013 g，预测的感官评分为82.7分。结合实际，调整最佳芒果皮馅料制备工艺为：白砂糖添加量10.3 g、花生油添加量4.5 g、玉米淀粉添加量4.0 g，在此条件下进行3次平行试验，测得感官评分为83.0分，与预测的感官评分结果基本一致，说明利用响应面试验优化芒果皮馅料的方法是可行的。

2.4 理化指标结果

对制得的芒果皮馅料进行理化指标分析，馅料水分含量≤40%、脂肪≤60%、总糖≤33%，均与GB/T 21270—2007《食品馅料》要求相符。

3 结 论

本研究通过单因素实验和响应面法，优化了芒果皮馅料加工工艺，得到最佳工艺参数为：芒果皮浆添加量100 g、白砂糖添加量10.3 g、花生油添加量4.5 g、玉米淀粉添加量4.0 g，此配方下制得的馅料感官评分为83.0分。馅料颜色呈黄绿色，油润有光泽，有芒果香气，酸甜适口，质地均匀，口感细腻紧致。

参 考 文 献

[1] 张雪艳，吕建秋.基于文献计量的国内外芒果加工研究态势分析[J].热带农业科学，2023，43（9）：114-121.

[2] 卢玉翠，肖嵋方，赵立春，等.酶解结合微波提取芒果皮渣中芒果苷成分及工艺优化[J].当代化工，2023，52（9）：2036-2041.

[3] 杨郑州，李曦，谢晓娜.芒果皮多酚提取工艺的优化及抗氧化能力分析[J].江西农业学报，2023，35（5）：103-108.

[4] BADDI J， VIJAYALAKSHMI D， NATARAJ A D， et al. Mango peel： a potential source of natural bioactive phyto-nutrients in functional food[J].Asian Journal of Dairy and Food Research，2015，34（1）：75-77.

[5] 刘铭，李秀婷，潘凌风，等.芒果皮可溶性膳食纤维的提取及性质研究[J].中国食品添加剂，2014，25（1）：81-87.

[6] 何方奕，李铁纯，梁多壮，等.芒果皮中挥发性成分的 GC-MS分析[J].食品科学，2008，29（10）：495-496.

[7] 姚壮和.微波辅助提取芒果皮黄色素的研究[J].现代食品科技，2013，29（8）：1973-1977.

[8] KOIRALA P， CHUNHAVACHARATORN P， SUTTISANSANEE U， et al. Antioxidant and antimicrobial activities of mango peel and radish peel： a comparative investigation[J].Frontiers in Sustainable Food Systems，2024，8：1354393.

[9] JEEVITHA G C， RAMAMOORTHY S， AHMAD F， et al. Recent advances in extraction methodologies for the valorization of mango peel wastes[J].International Journal of Food Properties，2023，26（2）：3492-3511.

[10] KABIR M R， HASAN S K， ISLAM M R， et al. Development of functional noodles by encapsulating mango peel powder as a source of bioactive compounds[J].Heliyon，2024，10（1）：e24061.

[11] 郭玉霞，毕金峰，易建勇，等.果皮和果肉比例对真空冷冻干燥重组芒果脆块品质的影响[J].核农学报，2023，37（1）：78-87.

[12] 王晨祥，彭健，温靖，等.枸杞馅料的制作工艺及其主要营养成分分析[J].食品研究与开发，2022，43（17）：71-77.

[13] 范茜，范刚，任婧楠，等.脐橙皮渣的快速脱苦及其馅料制备[J].华中农业大学学报，2021，40（2）：213-221.

[14] 马井喜，丰宇欣，曹子姣.蒲公英月饼馅料制作工艺的研究[J].现代食品，2019（19）：70-73.

[15] 彭芳刚，陈晓华，许丹妮.低热量南瓜月饼馅料的研制[J].衡阳师范学院学报，2018，39（3）：123-127.

[16] 陆胜勇，傅曼琴，余元善，等.冬瓜桑椹馅料配方优化及其挥发性风味物质分析[J].现代食品科技，2023，39（5）：261-270.

[17] 吴俊师，刘巧瑜，曾晓房，等.低糖南瓜馅料的配方优化研究[J].食品研究与开发，2021，42（4）：135-142.

[18] 王晓婧，王萌.模糊数学评价结合响应面法优化红枣核桃发酵乳饮料工艺[J].粮食科技与经济，2023，48（2）：97-101+108.

[19] 任美燕，张晓雯，杨倩，等.响应面法优化红薯叶低糖饼干配方[J].粮食科技与经济，2022，47（1）：103-106.