黄秋葵韧性饼干配方及加工工艺优化研究

胡志高，陈 中，张延杰

（1.咀香园健康食品（中山）有限公司，广东中山 528403；2.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510542）

黄秋葵韧性饼干配方及加工工艺优化研究

胡志高1，陈 中2，*张延杰1

（1.咀香园健康食品（中山）有限公司，广东中山 528403；2.华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510542）

以感官评分为指标，通过单因素试验及响应面分析确定黄秋葵韧性饼干的配方及工艺。结果表明，黄秋葵韧性饼干优化配方为低筋面粉500 g（面粉用量计为100%），黄秋葵粉36.6 g（7.32%），食用油101.05 g（20%），水177.20 g（35.45%），白砂糖95.25 g（19.06%），食盐10 g（2.00%），食用碱2.5 g（0.50%），小苏打7.5g（1.50%），玉米粉25 g（5.00%），泡打粉2.5 g（0.50%）。优化的工艺条件为在180℃烘烤10 min。在此工艺下制得的饼干色泽金黄，口感松脆。

黄秋葵；韧性饼干；配方；工艺；响应面分析法

黄秋葵（Hibiscus esulentus L.）为一年生草本植物。全国多地均有种植，尤以广东、台湾最多[1]。其富含碳水化合物、维生素、蛋白质、膳食纤维、黄酮、矿物质与脂肪，能够保护胃、肝、皮肤及黏膜，增强肌肤弹性，对胃炎、胃溃疡等病症也有一定的治疗效果，具有明显的润肠通便作用和抗疲劳功效，是一种非常受欢迎的食疗果蔬[2-3]。能够作为添加剂应用于制作保健食品中[4-6]。黄秋葵的药用价值与食用价值得到了广泛认可，但市面上鲜见其加工食品。随着黄秋葵的广泛种植，价格趋于低廉，原料愈加丰富，这使得黄秋葵营养饼干的低成本开发成为可能。韧性饼干是以面粉、白砂糖、油脂、膨松剂和其他辅料制成的含油量与含糖量均较低的饼干，相对其他饼干，属于油和糖的添加量相对较少的饼干种类。将黄秋葵加工成粉末并加入饼干原有配方中，赋予韧性饼干新的风味，增加饼干的纤维成分，使其具有饱腹、减肥、通便作用，符合营养健康的需要，也符合饼干的发展趋势。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

黄秋葵，茂名市谷林农业有限公司提供；低筋面粉，深圳泰东源实业有限公司提供；酵母，安琪酵母股份有限公司提供；食用油、玉米粉，中粮食品营销有限公司提供；食用碱、泡打粉、小苏打，天津市鸿禄食品有限公司提供；白砂糖，广东成都太古糖业有限公司提供，食盐，广东省盐业有限公司提供；盐酸，分析纯，洛阳化学试剂厂提供；甲基橙，天津市福晨化学试剂厂提供。

1.2 仪器与设备

HV-11型远红外烘炉，上海申安医疗器械厂产品；SZM20型和面机，杭州赛利食品机械有限公司产品；MJ-176NR型粉碎机，日本松下电器产业株式会社产品；JJ600型电子天平，广州市正一科技有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 黄秋葵韧性饼干的工艺流程

1.3.2 操作要点

（1） 预处理。新鲜黄秋葵经洗净、切片、80℃烘干、粉碎，过60目筛，备用。将食盐、白砂糖、泡打粉、食用碱、小苏打等水溶性原料溶于水后，配制成辅料液，备用。

（2）调粉。将黄秋葵粉、玉米粉、面粉预混合均匀，加入辅料液，在37～40℃条件下进行调粉。调粉结束后静置20 min，第2次揉面团，再次静置20 min，最后再次揉捏面团，使面团内部受力均匀。

（3）辊轧。把调制完成的面团利用压面机进行辊轧，重复数次折叠并旋转90°，使轧制成的面片厚薄一致、表面光滑、质地细腻。

（4）成型。辊轧完成后，利用模具成型，并在饼干坯表面打上小孔，以便排气[7]。用食用油均匀涂擦烤盘，然后将饼干坯整齐地置于烤盘上。

（5） 烘烤。于200℃条件下烘烤8～10 min取出，进行冷却。

（6）包装。饼干冷却至30℃左右，将其装入保鲜袋，密封保存，备用。

1.3.3 单因素试验

以食用油添加量、黄秋葵粉添加量、白砂糖添加量、水添加量、食用碱添加量、小苏打添加量、玉米粉添加量、泡打粉添加量、食盐添加量、烘烤时间及温度为因素，以色泽、口感与滋味、形态，组织状态与杂质为感官评分标准，得到黄秋葵韧性饼干的较优配方及加工工艺。

1.3.4 响应面分析法优化黄秋葵韧性饼干的配方及工艺

在以上单因素试验的基础上，采用Box-Behnken中心组合设计试验，以白砂糖添加量、水添加量、黄秋葵粉添加量、食用油添加量为自变量，感官评价作为响应值，设计响应面分析试验。

响应面分析因素与水平设计见表1。

表1 响应面分析因素与水平设计/%

1.3.5 测定方法

水分含量测定：（直接干燥法）；碱度的测定：参照GB/T 20980—2007。

1.4 感官评分标准

由10名食品专业人员组成评定小组，严格按照评分标准对其进行综合评分，有差距的酌情扣分。

黄秋葵韧性饼干感官评价标准见表2。

表2 黄秋葵韧性饼干感官评价标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 食用油添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

食用油添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图1。

图1 食用油添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

食用油添加量为20%时，饼干感官评价分数最高，饼干品质较优。超过20%，感官评分逐渐降低。食用油添加过多，饼干不易成型，口感油腻并且增大成本，影响消费者健康。食用油含量过低时，饼干硬度偏大、纹理不清晰，不美观。适宜的食用油添加量为20%。

2.1.2 黄秋葵粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

黄秋葵粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图2。

由图2可知，黄秋葵粉添加量对饼干的品质影响较大。随着黄秋葵粉添加量的增加，饼干感官评分呈现先增加后减少的趋势。黄秋葵粉量太少，饼干的黄秋葵香味不足，口感不佳，量过大饼干难以成型，颜色过深。黄秋葵粉添加量为30%时，感官评分较高。

2.1.3 白砂糖添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

白砂糖添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图3。

图2 黄秋葵粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

图3 白砂糖添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

由图3可知，白砂糖添加量为20%时，感官评分较高。白砂糖添加量直接影响饼干的甜度和色泽，含量过低时，口感甜味偏淡，色泽偏淡；含量过高时，甜味过重，口感发腻。从经济成本以及饼干的发展趋势来看，使用20%的白砂糖添加量较为适宜。

2.1.4 水添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

水添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图4。

图4 水添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

水添加量直接影响面团调制时面团的软硬程度和辅料的溶解。水量过少，辅料不能充分溶解，面团过硬，成型困难。添加量过多时，面团过软，辊压时产生粘连，难以脱模。由图4可知，水添加量为35%时，饼干评分较高，品质较好。

2.1.5 食用碱添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

食用碱添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图5。

食用碱添加量影响饼干的组织结构以及口感滋味。含量过少内部产气不足，饼干组织结构塌实，硬度太大；食用碱添加量过多，饼干风味不良，有异味。由图5可知，食用碱添加量为0.5%时，饼干感官评分高。

2.1.6 小苏打添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

小苏打添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图6。

图5 食用碱添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

图6 小苏打添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

小苏打影响饼干的组织结构。当含量过少时，饼干塌实，孔洞不均匀，组织层次不够；含量过多时，饼干虽然很松脆，但是内部层次不明显，发泡不均匀，易产生异味。由图6可知，小苏打添加量为1.5%时，感官评分最高。

2.1.7 泡打粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

泡打粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图7。

图7 泡打粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

由图7可知，泡打粉添加量为0.5%时，饼干感官品质较优。

2.1.8 玉米粉添加量对饼干品质的影响

玉米粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图8。

玉米淀粉主要为作为面团的稳定剂和填充剂，对饼干的结构、破碎率、口感产生影响。添加量过多，饼干膨化率降低，破碎率升高；用量过少对面筋强度调节作用不明显。由图8可知，玉米粉添加量为5%～6%时，感官评价得分较高。从经济成本以及资源合理利用的角度看，玉米粉的添加量5%为合理。

2.1.9 食盐添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

食盐添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响见图9。

图8 玉米粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

图9 食盐添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响

由图9可知，食盐添加量2.0%的饼干感官评价得分最高。食盐使面筋的性能得到改良，使面筋质地变密，增加面筋的弹性，使面团在延伸或膨胀时不容易断。当用量过少时，口感偏淡，作用不显著。食盐用量过多时，口感偏重，面团筋度过大，不易成型。

2.1.10 烘烤时间和温度对饼干品质的影响

烘烤时间和温度对黄秋葵韧性饼干品质的影响见表2。

表2 烘烤时间和温度对黄秋葵韧性饼干品质的影响

由表2可知，烘烤温度升高，饼干的烘烤时间随之减少，在180℃条件下烘烤10 min时，饼干的感官评价得分较高。烘烤温度过低，时间加长，饼干容易变形，香味不足。当烘烤温度过高时，烘烤时间过短，饼干外部迅速烤熟并焦化，内部不易烤熟，发泡不均，产生发白现象。因此，饼干的最佳烘烤烘烤工艺条件为在180℃条件下烘制10 min。

2.2 响应面分析法对黄秋葵韧性饼干生产配方及工艺的优化

2.2.1 黄秋葵韧性饼干配方响应面分析试验结果

黄秋葵韧性饼干配方响应面分析试验结果见表3。

2.2.2 二次方程数学模型的建立

表3 黄秋葵韧性饼干配方响应面分析试验结果

对黄秋葵韧性饼干配方进行响应面分析，根据试验结果得到数学模型为：

2.2.3 方差分析

利用Box-Behnken Design响应面分析法对试验结果拟合的模型进行。试验使用F检验来判定回归方程中各个变量对感官评分分值R影响的显著性。

试验结果方差分析见表4。

由表4可知，该模型的F值为65.63，大于0.42水平上的F值，且数学模型p＜0.000 1，说明该模型非常显著。该模型的拟合度为0.985 0，说明该数学模型对黄秋葵韧性饼干试验的预测拟合较好。模型失拟性分析中，F值为4.51，小于0.031水平上的F值，p为0.079 9，大于0.05，呈不显著，说明所建立的回归方程在整个回归空间内的拟合度较好，可以用来进行黄秋葵韧性饼干的感官评分分值响应值的预测。

由F检验可知各因素对饼干感官评价影响的先后顺序为B＞C＞A＞D，即白砂糖添加量＞水添加量＞食用油添加量＞黄秋葵粉添加量。

2.2.4 影响显著因素交互作用的等高线和响应面图

从响应面曲面图上可以找出最佳的参数及各个参数之间的交互作用，试验因素中影响较为显著的交互作用的等高线和响应面图。

AD交互作用的等高线和响应面分析见图10，BD交互作用的等高线和响应面分析见图11。

表4 试验结果方差分析

图10 AD交互作用的等高线和响应面分析

2.3 响应面分析结论

由图10与图11可知，响应面图形呈凸起、开口朝下的曲面，R1值存在极值，各个试验因素的最佳参数都在试验设计值范围内。利用软件对黄秋葵韧性饼干配方进行优化，得到黄秋葵韧性饼干的最佳制作条件为低筋面粉500 g，黄秋葵粉151.90 g，食用油101.05 g，水177.20 g，白砂糖95.25 g，食盐10 g，食用碱2.5 g，小苏打7.5 g，玉米粉25 g，泡打粉2.5 g，于180℃条件下烘烤10 min。

2.4 验证试验

在最佳制作条件下，对黄秋葵韧性饼干的感官评分预测值为86.44，进行3次验证性试验。验证试验的平均值86.84，与预测值误差为0.07，由此可知，该模型的拟合程度较好，具有实用价值。水分含量平均值为2.98%，小于4.0%，符合标准。碱度平均值0.29%，小于0.4%，符合标准。

图11 BD交互作用的等高线和响应面分析

3 结论

试验利用响应面法优化黄秋葵韧性饼干生产配方及工艺，并进行验证试验。结果表明，黄秋葵韧性饼干优化生产配方及工艺为低筋面粉500 g，黄秋葵粉151.90 g，食用油101.05 g，水177.20 g，白砂糖95.25 g，食盐10 g，食用碱2.5 g，小苏打7.5 g，玉米粉25 g，泡打粉2.5 g，于温度180℃条件下烘烤10 min。在此条件下，响应面模型所得预测值86.44与验证试验的平均值86.51十分接近，同时，水分含量2.98%，小于4.0%；碱度0.29%，小于0.4%，水分含量与碱度都符合标准。由此可见，响应面分析法优化黄秋葵韧性饼干配方及加工技术可靠。参考文献：

[1]赵文若，程哲，王志丽，等.秋葵品种比较实验 [J].吉林蔬菜，2006（1）：40-41.

[2]陈思远，赵文若，李银范，等.三个黄秋葵品种开花结果生物学性状的调查 [J].吉林蔬菜，2005（4）：40-42.

[3]黄阿根，陈学好，高云中，等.黄秋葵的成分测定与分析 [J].食品科学，2007（10）：451-455．

[4]王君耀，周峻，汤谷平.黄秋葵抗疲劳作用的研究 [J].中国现代应用药学杂志，2003，23（2）：196-197.

[5]李建华，陈珊.黄秋葵水提取液抗疲劳的药效学观察 [J].中国运动医学杂志，2004，23（2）：196-197

[6]吴燕春，谢金鲜.黄秋葵的研究进展 [J].中医药学刊，2005，23 （10）：1 898-1 899.

[7]骆秉棣.韧性饼干印模冲针结构改进工艺 [J].食品工业，1991（1）：27-29.◇

The Optimization ofFormula and Process toHard Biscuit byHibiscus esulentus L.

HU Zhigao1，CHEN Zhong2，*ZHANG Yanjie1
（1.Zuixiangyuan Health Food Co.，Led.Zhongshan，Guangdong，Guangdong 528403，China；2.School of Light Industry and Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510542，China）

With sensory score as the index，the optimization of formula and process to hard biscuit by Hibiscus esulentus L.through single factor test and response surface analysis.The results showed that the optimum formula to hard biscuit by Hibiscus esulentus L.were as follows，cake flour 500 g（flour 100%），okra powder 36.6 g（7.32%），edible oil 101.05 g（20%），water 177.20 g（35.45%），sugar 95.25 g（19.06%），salt 10 g（2.00%），edible alkali 2.5 g（0.50%），baking soda 7.5 g（1.50%），corn flour 25 g（5.00%） and baking powder 2.5 g（0.50%） .The technological process of hard biscuit by Hibiscus esulentus L.were baked at 180℃for 10 min.Biscuit produced had golden colour and a crumbly texture.

Hibiscus esulentus L.；hard biscuit；formula；processing；response surface methodology

TS213.22

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.12.033

1671-9646（2017） 12b-0021-05

2017-09-29

胡志高（1983— ），男，本科，工程师，研究方向为食品质量管理与食品工程。*

张延杰（1966— ），男，本科，教授级高工，研究方向为食品科学与食品工程。