響應(yīng)面法優(yōu)化紅薯葉低糖餅干配方

任美燕，張曉雯，楊 倩，張琛倬，李璐洋

（山西工商學(xué)院，山西 太原 030006）

紅薯又叫番薯、甘薯，原產(chǎn)于南美洲，約在500年前傳入我國[1]。目前我國紅薯的種植面積和總產(chǎn)量均居世界首位。紅薯葉含有大量多酚、蛋白質(zhì)、維生素和礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，營養(yǎng)價(jià)值較高，具備提高免疫力、抗氧化、抑菌、促進(jìn)新陳代謝等多種保健功效。目前紅薯葉已成為一種新型的蔬菜，走向人們的餐桌[2-3]，也有將其制成紅薯葉保健茶[4]、紅薯葉保健醋飲[5]、紅薯葉復(fù)合飲料[6]、紅薯葉饅頭[7]、紅薯葉蛋糕[8]等的報(bào)道。但相對(duì)于紅薯莖葉的龐大產(chǎn)量來說，其加工利用率并不高，每年都有相當(dāng)一部分紅薯莖葉被作為廢棄物丟棄，造成了巨大的資源浪費(fèi)，并對(duì)環(huán)境造成污染。

紅薯葉因其較優(yōu)的營養(yǎng)成分而具有很大的研究空間和市場(chǎng)潛力，但如何實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)利用還在不斷的探索之中。本試驗(yàn)擬將紅薯葉添加到餅干中，并用木糖醇代替部分白砂糖，制作成低糖型餅干，以期開發(fā)一種低糖型紅薯葉餅干。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

紅薯葉（福薯71號(hào)）：山西省太原市百畝會(huì)農(nóng)貿(mào)批發(fā)市場(chǎng)；黃油、木糖醇、低筋面粉、食用油、白砂糖、食鹽、雞蛋：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

MJ-25BM05A烤箱：廣東圣托智能設(shè)備有限公司；ANS-978粉碎機(jī)：中山市東鳳鎮(zhèn)奧諾思電器廠；JD-K11電磁爐：中山市家騰電器科技有限公司；JMA20002電子天平：諸暨市超澤衡器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）紅薯葉粉制備：選擇品種優(yōu)良、適度成熟、葉尖鮮的紅薯葉，洗去附著于紅薯葉的雜質(zhì)，瀝干，放入烘箱進(jìn)行烘干（干燥溫度60 ℃），粉碎，制備紅薯葉粉。

（2）調(diào)制面團(tuán)：將低筋面粉和紅薯葉粉分別過篩（80目），以100 g低筋面粉為基料，按照配方依次加入。黃油提前加熱融化，將食用油、白砂糖、木糖醇、鹽、純凈水?dāng)嚢杈鶆?，蛋液分次加入，攪打至乳膏狀，加入混合均勻的面粉、紅薯葉粉、泡打粉（添加量1 g），攪拌3 ~ 5 min。攪拌均勻的面團(tuán)看起來酥松、抓起來能捏成團(tuán)、滲出油為止。

（3）輥軋成形：將攪好的面團(tuán)放置3 ~ 5 min后，置于面板上，用面軋筒將面團(tuán)碾壓至厚度2 ~ 3 mm，用餅干模子壓制餅干坯。

（4）烘烤：將烤盤放入指定位置。生坯擺放不可太密，間距應(yīng)均勻?？鞠漕A(yù)熱，上火160 ℃，下火180 ℃，烘烤10 ~ 15 min，至餅干表面呈微黃色出爐。

（5） 冷卻：烤盤出爐后應(yīng)迅速用刮刀將餅干鏟下，并置于冷卻架上冷卻。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

以100 g小麥粉為基準(zhǔn)，白砂糖添加量5%、紅薯葉粉添加量2%、食用油添加量15%、黃油添加量20%、木糖醇添加量15%，在此基礎(chǔ)上，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分別考查黃油、食用油、白砂糖、木糖醇和紅薯葉粉的添加量對(duì)紅薯葉餅干品質(zhì)產(chǎn)生的影響。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，固定白砂糖添加量和食用油添加量，確定響應(yīng)面試驗(yàn)的因素及其水平取值（見表1），再利用Box-Behnkon試驗(yàn)設(shè)計(jì)，確定響應(yīng)面試驗(yàn)的因素水平并建立回歸模型。

表1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)各因素及水平

1.3.5 感官評(píng)定方法

參照GB/T 20980—2007《餅干》制定餅干的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)由10人參加，從色澤、滋味氣味、組織、狀態(tài)4個(gè)方面完成感官評(píng)定， 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 紅薯葉餅干感官評(píng)分

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 黃油添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

從圖1可以看出，餅干的感官評(píng)分隨著黃油添加量的增加呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)。黃油用量在15%以下時(shí)，餅干的口感不夠酥松，色澤不均勻；當(dāng)黃油添加量為20%時(shí)，餅干得分最高，隨著黃油用量增多，餅干油味過重，組織內(nèi)有大孔并出現(xiàn)塌陷。因此選擇20%為黃油的最適添加量。

圖1 黃油添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

2.1.2 食用油添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

從圖2可以看出，餅干的感官評(píng)分隨著食用油添加量的增加呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)，在食用油添加量為15%時(shí)，餅干評(píng)分最高，口感酥松，內(nèi)質(zhì)結(jié)構(gòu)均勻。因此選擇15%為食用油的最適添加量。

圖2 食用油添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

由圖3可以看出，隨著白砂糖添加量的增加，餅干的感官評(píng)分呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)。不加白砂糖的餅干口感較澀，起發(fā)性較差；當(dāng)白砂糖添加量為3%時(shí)，餅干甜味恰當(dāng)，起性發(fā)好，組織狀態(tài)細(xì)膩，外形保持良好；隨著白砂糖添加量的增加，甜味較濃。因此選擇3%為白砂糖的最適添加量。

圖3 白砂糖添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

2.1.4 木糖醇添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

由圖4可以看出，隨著木糖醇添加量的增加，餅干的感官評(píng)分呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)。木糖醇用量在15%以下時(shí)，餅干甜味不足，略有澀味；當(dāng)木糖醇添加量為20%時(shí)，餅干甜度適中，得分最高；隨著木糖醇用量增多時(shí)，餅干甜度太高并略有苦味。因此選擇20%為木糖醇的最適添加量。

圖4 木糖醇添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

2.1.5 紅薯葉粉添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

由圖5可以看出，隨著紅薯葉粉添加量的增加，餅干的感官評(píng)分呈現(xiàn)先高后低的趨勢(shì)。紅薯葉粉用量在3%以上時(shí)，餅干的紅薯葉味道逐漸變濃，并出現(xiàn)澀味且顆粒感較強(qiáng)。因此選擇2%為紅薯葉粉的最適添加量。

圖5 紅薯葉粉添加量對(duì)餅干感官品質(zhì)的影響

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，進(jìn)行3因素3水平試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)的設(shè)計(jì)及結(jié)果

對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合，得回歸方程為：

根據(jù)表4可知，模型的P值＜0.01，說明模型具有極顯著性。木糖醇添加量（A）、黃油添加量（B）、紅薯葉粉添加量（C）三因素兩兩之間的交互作用均顯著。R2

表4 回歸模型方差分析及顯著性檢驗(yàn)

Adj和R2Pred二者之間的差值＜0.2，說明模型以及變異系數(shù)較小，模型的準(zhǔn)確性較好。失擬項(xiàng)P＞0.05，不顯著，表明擬合程度好。R2=0.986 4，說明建立的模型可以解釋98.64%的響應(yīng)值。各因素對(duì)低糖紅薯葉餅干的感官評(píng)分影響作用大小為木糖醇添加量＞黃油添加量＞紅薯葉粉添加量。

3個(gè)因素間交互作用對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響如圖6所示，其中木糖醇添加量的影響作用比黃油添加量的影響更大，黃油添加量比紅薯葉粉添加量的影響更大。綜上可得出，木糖醇添加量＞黃油添加量＞紅薯葉粉添加量。該結(jié)果與方差分析所得結(jié)果一致。

圖6 各因素交互作用的響應(yīng)面圖

以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)預(yù)測(cè)得出了最佳工藝條件：木糖醇添加量為20%，黃油添加量為20%，紅薯葉粉添加量為2%，該條件下預(yù)測(cè)的感官評(píng)分為91.153分。

為了驗(yàn)證響應(yīng)面的預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在最佳條件下做3次平行試驗(yàn)，其制品感官評(píng)分的平均值為91.7分，與響應(yīng)面的理論預(yù)測(cè)值相近。

3 結(jié) 論

低糖紅薯葉餅干的最佳配方為食用油添加量15%、白砂糖添加量3%、木糖醇添加量20%、黃油添加量20%、紅薯葉粉添加量2%，該配方下制品的感官評(píng)價(jià)為91.7分。制備的低糖紅薯葉餅干色澤均勻，外表呈黃色，甜度適中，有紅薯葉特有的味道。紅薯葉粉含有豐富的蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)，其中含有的多種膳食纖維能夠幫助人體更好地消化吸收，符合當(dāng)代人對(duì)健康、綠色食品的要求。