響應(yīng)面試驗優(yōu)化芪健餅干的加工工藝研究

康東坤，高外毛，張 蒙，馬 寧，張 媛，朱新杰，王佳璇，馬存根，2，劉建春

（1.山西中醫(yī)藥大學神經(jīng)生物學研究中心，國家中醫(yī)藥管理局多發(fā)性硬化益氣活血重點研究室，山西 晉中 030619；2.山西大同大學腦科學研究所，中樞神經(jīng)炎癥變性疾病新藥創(chuàng)制省市共建山西省重點實驗室培育基地，山西 大同 037009）

黃芪（Astragalus）和黨參（Codonopsis pilosulae）均是《神農(nóng)本草經(jīng)》中的上品藥材，是補氣藥的代表。在古代和現(xiàn)代，黨參、黃芪等藥材均是山西“藥食同源”地方特色產(chǎn)品，享譽國內(nèi)外［1］。黃芪、黨參產(chǎn)業(yè)涉及諸多領(lǐng)域同步發(fā)展，在中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有典型性和代表性，其產(chǎn)業(yè)化開發(fā)將在我國大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展中具有重要作用［2］。

黃芪是豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根，其化學成分主要含有黃酮、皂苷、多糖及氨基酸等［3］，具有補氣升陽、固表止汗、托毒排膿等功效，可用于治療氣虛乏力、血虛萎黃等。黨參主要成分包括萜類、糖、糖苷、甾體、黃酮、木脂素苷、氨基酸等，具有補中益氣、調(diào)理脾胃、健脾益肺等作用［4］。

目前有關(guān)黃芪、黨參中藥復合餅干尚未見報道。本試驗在傳統(tǒng)餅干的基礎(chǔ)上，加入黨參、黃芪與麥芽為原料提取的中藥液，通過單因素試驗與響應(yīng)面法，探討椰子油、白糖及中藥液3個因素對感官評分的交互影響，從而確定芪健餅干的最佳工藝配方，研制一款增強免疫功能的保健餅干，同時為其規(guī)?；a(chǎn)提供參考。

1 實驗材料

低筋面粉（益海嘉里有限公司）；雞蛋、黃油、白糖、食鹽（市售食品級，晉中沃爾瑪超市）；黨參、黃芪、麥芽（北京同仁堂有限公司）。BSA233S型電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；GRX-12A型電熱干燥箱，上海森信實驗儀器有限公司；C22-RH2275型電磁爐、MG38CB-AA電烤箱，美的集團。

2 方法與結(jié)果

2.1 工藝流程

2.2 操作要點

2.2.1 中藥提取 稱量藥材，黃芪、黨參與麥芽的添加比例為1∶1∶1。藥材放入鍋內(nèi)，加入藥材總質(zhì)量10倍的水，浸泡30 min。大火煮沸后改小火煎煮1 h，過濾后取湯汁備用。再向鍋內(nèi)加入原藥材8倍的水，大火煮沸后改小火煎煮40 min，過濾并倒出。2次倒出的藥液合并后過濾，放入鍋內(nèi)小火濃縮（濃縮過程中防止沸騰），使藥液質(zhì)量與煎煮前原藥材總質(zhì)量相等，冷卻備用［5］。

2.2.2 餅干制作 室溫下軟化黃油與椰子油，再加入鹽，慢速打至呈順滑狀態(tài)；加白糖慢速混勻，改中速打至微發(fā)狀態(tài)，至顏色變淺，體積膨脹，出現(xiàn)順滑的紋路；加入雞蛋液慢速混勻后，再加入中藥液慢速攪拌均勻；低筋面粉過篩分2次低速混勻，不要過度攪拌。面團溫度控制在20℃左右，調(diào)粉時間控制在10～15 min內(nèi)。將面糊裝入裱花帶，擠壓成型。每個餅干直徑4 cm，厚度1.5 cm左右?？鞠湓O(shè)定面火、底火均為170℃，烘烤13 min至表面金黃，取出冷卻至室溫即可。

2.3 感官評價標準

參考食品安全國家標準（餅干）GB 7100-2015［6］，調(diào)整得到感官評分細則表，見表2。組織3男3女評分小組進行評審打分，評分者不知道當前品嘗的餅干比例配方，品嘗前需用純凈水漱口3次。

2.4 單因素試驗

基本配方中低筋面粉100 g，其余配比以面粉質(zhì)量分數(shù)為基準（100%）。經(jīng)過預(yù)試驗確定配方中添加量為黃油30%、雞蛋液40%、食鹽0.5%。以感官評分作為優(yōu)化指標，通過改變椰子油（0%、10%、20%、30%、40%）、白糖（5%、15%、25%、35%、45%）與中藥液（10%、20%、30%、40%、50%）的添加比例，探究3種成分不同添加量對感官評價的影響。

2.4.1 椰子油添加量對感官評價的影響 適量的椰子油能增加餅干的口感與風味，但當椰子油過量時，餅干口感油膩，外形不完整。當椰子油的添加量為10%時，此時餅干口感疏松，椰香味濃郁，感官評分最高。結(jié)果見圖1。

表1 感官評價標準 （分）

圖1 椰子油添加量對感官評價的影響

2.4.2 白糖添加量對感官評價的影響 結(jié)果見圖2。白糖的添加量對感官評分的影響較大，隨著白糖添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢。白糖添加量少時，餅干甜味較淡；量過大導致過甜以及硬度升高，影響口感［7］。白糖最適添加量為15%。

圖2 白糖添加量對感官評價的影響

2.4.3 中藥液添加量對感官評價的影響 結(jié)果見圖3。中藥液的添加直接影響餅干的色澤和口感。中藥液添加量少時，餅干色澤金黃，顏色均勻，無中藥味；添加量過多時，餅干色澤不均勻，偏暗無光澤，中藥味重，讓人難以接受。由圖3可知，中藥液添加量為30%時，感官評分最高。

圖3 中藥液添加量對感官評價的影響

2.5 響應(yīng)面試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，以感官評分作為響應(yīng)值，選取上述3個因素作為響應(yīng)變量進行響應(yīng)面分析。響應(yīng)面因素水平表見表2，試驗結(jié)果見表3。

表2 響應(yīng)面因素水平表 （%）

表3 Box-Behnken試驗設(shè)計與結(jié)果

依據(jù)Design-expert軟件對餅干的感官評價和配方工藝進行回歸擬合，得到標準方程：Y=71.54+2.92A+1.28B-2.45C-0.3325AB-5.75AC-3.36BC-7.16A2-10.05B2-4.13C2。根據(jù)Box-Behnken法得到的回歸模型方差分析結(jié)果見表4。根據(jù)模擬二次多項回歸模型及對其進行方差分析，得到相應(yīng)的響應(yīng)面和等高線曲面圖，結(jié)果見圖4。

由表4可知，回歸模型P值＜0.01，相關(guān)性極顯著，并且方程失擬項P值為0.5562，呈不顯著（P＞0.05），可以用來反映感官評價的綜合評分與各因素之間的關(guān)系。由此證明，該模型與實際的結(jié)果擬合性較好，試驗方法可靠。

表4 響應(yīng)面試驗結(jié)果方差分析

各個因素對芪健餅干品質(zhì)影響的強弱順序可以通過F值的大小來判斷。影響強度順序為椰子油添加量＞中藥添加量＞白糖添加量。其中一次項B具有顯著性（P＜0.05），一次項A和C有極顯著性（P＜0.01）；AC和BC交互項作用具有極顯著性（P＜0.01）；A、B、C的平方項具有極顯著性（P＜0.01）。各考察因素對感官評分的影響具有交互作用。

由圖4可知，響應(yīng)面圖能直觀反映各因素間的交互作用對響應(yīng)值的影響，曲面的陡度越大，添加量的變化對響應(yīng)值影響越大［8］。等高圖亦可判定交互作用的顯著性，等高線越趨近于橢圓，表示交互作用越強，越趨近圓，表示交互作用越弱［9］。當C=20%時，隨著A與B的不斷升高，感官評分從高到低，圖中響應(yīng)面曲面的等高線近似一個圓形，提示A和B的交互作用并無顯著性。當B=15%時，隨著A增高和C下降，感官評分先上升再降低；在A=10%，C=20%時，感官評分達到最高點，響應(yīng)面曲面等高線為橢圓，提示A和C對感官評分交互作用具有顯著性。當A=10%時，隨著B和C的升高，感官評分先上升而后下降；在B=5%，C=20%時，感官評分達到最高點，該響應(yīng)面曲面等高線為橢圓，提示B和C 2個因素對感官評分交互作用具有顯著性。

圖4 各因素交互作用對芪健餅干感官評分影響的等高線圖和響應(yīng)面圖

2.6 最佳配比結(jié)果確定與驗證試驗

通過Design-expert軟件對本試驗回歸方程進行優(yōu)化求解，得到椰子油、白糖、中藥液的添加量分別為14.8%、16.7%、13.0%，此時模型預(yù)測芪健餅干的感官評分為73.21分。對上述的配方進行3次驗證試驗，得到感官評分均值為73.00分，與理論分析結(jié)果近似。利用響應(yīng)面試驗優(yōu)化的芪健餅干配方可靠，對實際生產(chǎn)具有指導性。

3 結(jié) 論

根據(jù)單因素試驗與響應(yīng)面法確定芪健餅干最佳配方為：低筋面粉100%、雞蛋液40%、黃油30%、食鹽0.5%、椰子油14.8%、白糖16.7%、中藥液13.0%。在此參數(shù)條件下制得的芪健餅干口感疏松，椰香味濃郁，色澤均勻，呈金黃色，組織狀態(tài)良好，感官評分達73.00分。本試驗為黃芪、黨參等藥食同源藥材在餅干中的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。