时间:2024-05-23
梁诗惠 ,冯钰敏 , 刘巧瑜 ,3,陈海光 ,李玉坤 ,吴俊师 ,黎俊佚
(1. 仲恺农业工程学院轻工食品学院,广东 广州 510225;2. 现代农业工程创新研究院,广东 广州 510225;3. 广东省粤西传统焙烤食品工程技术研究中心,广东 广州 510205)
荔浦芋头是槟榔芋的著名品种,主要产于广西荔浦市,现已成为国家地理标志保护农产品[1]。荔浦芋个头大,肉质松软细腻,淀粉含量高,具有特殊的风味[2]。芋头作为“第七营养素”,对人体的生理功能有重要作用[3]。荔浦芋头富含淀粉、维生素、无机盐等营养物质,具有健脾消食、降压降脂、增强免疫力等功效[4]。荔浦芋头含水量高不耐储存,在贮藏过程中容易发生腐败变质,造成资源浪费和损失,故荔浦芋头大多都是鲜食做菜,市面上关于芋头的加工食品相对较少,加工产品仅限于荔浦芋糕、荔浦芋罐头、荔浦芋酥等传统食品[5]。
饼干多以小麦粉为主要原料,加入糖、油脂等辅料烘烤而成。由于健康的需求日益增多,低糖、低油脂、高纤维素等功能性产品也备受青睐。采用响应面法对普通饼干配方进行优化,用含有丰富营养物质的荔浦芋头代替部分小麦粉,开发出一款可以弥补普通饼干中缺乏膳食纤维、矿物质的缺点的功能性饼干,同时赋予饼干特殊风味与口感,为芋头食品类的研究与开发提供参考。
荔浦芋头,钟落潭菜市场市售;低筋面粉,新乡市新良粮油加工有限责任公司提供;玉米油,秦皇岛金海食品工业有限公司提供;白砂糖,广东中轻糖业集团提供;泡打粉,河南奥尼斯特食品有限公司提供。
RE-52AA 型旋转蒸发器,上海亚荣生化仪器厂产品;KAO-1208 型烤箱,深圳市康佳智能电器科技有限公司产品;MAX-A 型电子天平,深圳市无限量衡器有限公司产品;YY130 型电动打蛋器,佛山市顺德区远颖电器有限公司产品。
芋头去皮→上锅蒸煮→按压成泥→玉米油、鸡蛋与白砂糖打发→加入芋头泥、泡打粉搅拌混匀→加入低筋面粉→揉团→冷冻→擀薄至3~5 mm→整形→烤箱预热180 ℃→焙烤6 min→冷却→成品。
饼干基本工艺:芋头添加量20%(以低筋面粉100%为基准,下同),玉米油添加量15%,白砂糖添加量15%,泡打粉添加量0.8%,烤箱上下管温度180 ℃,烘烤时间6 min,饼干厚度3~5 mm。
1.3.1 单因素试验设计
固定其中3 个添加量,分别考查芋头添加量(15%,20%,25%,30%,35%)、玉米油添加量(5%,10%,15%,20%,25%)、白砂糖添加量(5%,10%,15%,20%,25%) 和泡打粉添加量(0.3%,0.8%,1.3%,1.8%,2.3%) 对芋头饼干感官品质的影响。
1.3.2 Box- benhnken 试验设计
在单因素的基础上选出对芋头饼干品质影响较大的4 个因素为自变量,感官评分为响应值,设计响应面试验。
响应面试验因素与水平设计见表1[6]。
表1 响应面试验因素与水平设计/%
1.4.1 芋头饼干感官评定标准
参考GB 7100—2015《食品安全国家标准饼干》,对芋头饼干的评分进行优化[7-8],选取10 位感官评定人员进行评分,最后结果取平均值。
芋头饼干感官评价标准见表2。
表2 芋头饼干感官评价标准
1.4.2 饼干理化检测
酸价的测定方法:参照GB 5009.229—2016《食品安全国家标准食品中酸价的测定》,过氧化值的测定方法:参照GB 5009.227—2016《食品安全国家标准食品中过氧化值的测定》。
试验数据均采用平均值±标准偏差表示,运用Origin(pro) 8.0 进行数据处理并绘制图表,Design Expert 11 进行响应面分析。
2.1.1 芋头添加量对感官评分的影响
芋头添加量对感官评分的影响见图1。
图1 芋头添加量对感官评分的影响
由图1 可知,感官评分的总趋势为先增后降。适量添加芋头,饼干的风味和口感会有所增加。芋头添加量为15%时,芋头香味较淡,口感偏干硬;芋头添加量为25%时,芋头饼干软硬适中,饼干外形完整不易松散且芋头味浓郁;芋头添加量超过25%时,芋头香味更加浓郁,但由于芋头添加量过大,面团的黏性增大,面团不易成型,饼干偏软易碎,口感湿软[9]。
2.1.2 玉米油添加量对感官评分的影响
玉米油添加量对感官评分的影响见图2。
图2 玉米油添加量对感官评分的影响
玉米油在饼干中起着增加口感、改善结构、增加面团体积和延长保质期的作用,饼干中的油脂还可以促进面团形成面筋,使得面团膨大,增加酥松感,使得面团更加润滑[10]。随着玉米油添加量增多,饼干的口感逐渐从干硬变得酥脆。由图2 可知,20%玉米油添加量可以使芋头饼干变得酥脆,保持外观形状完整。玉米油添加量为25%时,饼干口感十分酥脆,但面团中的面筋不易黏合,面团黏性变低,饼干表面有裂痕且易碎,成型性很差,不便于饼干包装保存与运输[11]。并且芋头饼干吃起来略显油腻,严重影响感官评分。
2.1.3 白砂糖添加量对感官评分的影响
白砂糖添加量对感官评分的影响见图3。
图3 白砂糖添加量对感官评分的影响
白砂糖的反水化作用可以防止面筋形成,增加酥松口感;在高温的烘烤下会形成微晶体并发生美拉德反应,改善饼干的色、香、味、形等[12-13]。由图3 可知,5%的白砂糖添加量太低,基本无焦糖化反应,饼干偏白、偏硬且甜味较淡;当白砂糖添加量为15%时,饼干呈微微金黄色,色泽诱人且甜度适中;白砂糖添加量达到25%时,焦糖化反应过度,饼干呈焦黑色或深棕色,且口味过于甜腻。
2.1.4 泡打粉添加量对感官评分的影响
泡打粉添加量对感官评分的影响见图4。
图4 泡打粉添加量对感官评分的影响
泡打粉在饼干中起着膨化作用,泡打粉受热产生气体,可以使得成品体积膨胀,使饼干产生酥脆的口感[14]。由图4 可知,泡打粉添加量为0.3%时,芋头饼干内部组织紧密,膨松性较差,口感偏硬;泡打粉添加量0.8%时,饼干较酥松,口感较好。碳酸氢钠在高温下分解产生的气体太多,导致饼干内部结构气孔很大,表面容易起裂纹以及破碎,饼干吃起来松而不脆,饼干表面和边沿较容易起壳[15]。因此,泡打粉添加量超过1.3%时,添加量越大,苦异味越重,碱味越明显,严重影响芋头饼干的感官评分。
2.2.1 响应面试验设计方案及结果
响应面试验设计以芋头添加量(A)、玉米油添加量(B)、白砂糖添加量(C)、泡打粉添加量(D)为自变量,感官评分(Y) 为响应值[16]。
响应面试验设计与结果见表3。
表3 响应面试验设计与结果
表3 的数据通过响应面软件分析,可以得出各试验因素对感官评分可用如下函数表示:
2.2.2 响应面的方差分析及回归模型
回归模型方差分析见表4。
由表4 可知,以感官评分Y 为响应值时,该模型具有极显著性(p<0.000 1),失拟项差异不显著(p 值为 0.945 2>0.050),R2和 R2adj可以预测饼干的感官评分,该数据可以说明模型与实际试验吻合度高[17]。表中的 A,B,D 影响极显著 (p<0.01),交互项中BD 极为显著,二次项中A2,B2,D2影响显著。根据F 值大小可以判断各因素对感官评价的影响强弱,4 个影响因素中C(白砂糖添加量) 对感官评分的影响最弱,最强的则是A(芋头添加量)。
表4 回归模型方差分析
2.2.3 响应曲面分析
各因素的交互作用的响应曲面图和等高线见图5。
由图5 可知,响应曲面坡度变化和等高线能反映因素的交互作用,空间曲面图的凸起越陡峭,说明各因素对感官评分影响越显著[18-20]。响应面凸起,开口朝下的曲面,说明感官评分分值Y 存在极值,该值为响应面最高点[21]。因素间的两两交互作用是否显著可以通过等高线图判断。形状呈椭圆形则表示交互作用显著,若形状偏圆形或无限接近圆形又或者呈其他形状,则表示2 个因素之间交互作用不明显[22-23]。图5(a) 的响应曲面的坡度较平缓,等高线图偏圆形,说明芋头添加量和玉米油添加量的交互作用不显著。图5(b) 芋头添加量和泡打粉添加量交互作用显著。图5(c) 中玉米油添加量和泡打粉添加量的响应曲面坡度较陡,等高线图呈明显的椭圆形,相比其他各组玉米油添加量和泡打粉添加量的交互作用更为显著。
图5 各因素的交互作用的响应曲面图和等高线图
2.2.4 验证性试验
根据响应面分析预测得出的最佳配方制作芋头饼干为芋头添加量28.1%,玉米油添加量22.6%,白砂糖添加量22.3%,泡打粉添加量1.3%,3 组验证试验的感官评分平均值为86.9 分,预测值则是87.11 分。实际试验值与预测值吻合度达100.24%,说明响应面法可信。
2.3.1 感官特性
芋头饼干外形完整,厚薄均匀,表面不起泡,略微泛淡紫色,饼干无过焦过白,断面结构有层次,口感酥脆,具有浓郁的芋头香气,也有一股淡淡的鸡蛋香气,甜味适中,不会觉得油腻或过于干硬。
2.3.2 理化指标
根据国家标准GB 7100—2015 饼干关于过氧化值及酸价的规定,测得芋头饼干的过氧化值1.18 mg KOH/g,酸价0.18 mg KOH/g,均在规定范围之内,符合标准。
以荔浦芋头、低筋面粉、玉米油为主要原料制作芋头饼干,芋头添加量、玉米油添加量、白砂糖添加量、泡打粉添加量对饼干的感官有不同程度的影响。4 个单因素对感官评分的影响强弱依次为芋头添加量、泡打粉添加量、玉米油添加量、白砂糖添加量。响应面分析得到芋头饼干最优配方为芋头添加量28.1%,玉米油添加量22.6%,白砂糖添加量22.3%,泡打粉添加量1.3%。
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