黄秋葵韧性饼干配方及加工工艺优化研究.pdf

2017 年第 12 期摘要：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。关键词：黄秋葵；韧性饼干；配方；工艺；响应面分析法中图分类号：TS213.22文献标志码：Adoi：10.16693/ki.1671-9646（X）.2017.12.033The 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 Industryand Food Sciences，South China University of Technology，Guangzhou，Guangdong 510542，China）Abstract：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%），bakingsoda 7.5 g（1.50%），corn flour 25 g（5.00%）and baking powder 2.5 g（0.50%）.The technological process of hard biscuitby Hibiscus esulentus L.were baked at 180 for 10 min.Biscuit produced had golden colour and a crumbly texture.Key words：Hibiscus esulentus L.；hard biscuit；formula；processing；response surface methodology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）收稿日期：2017-09-29作者简介：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。*通讯作者：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。文章编号：1671-9646（2017）12b-0021-05第 12 期（总第 445 期）农产品加工No.122017 年 12 月Farm Products ProcessingDec.ChaoXing农产品加工2017 年第 12 期2017 年第 12 期公司产品。1.3试验方法1.3.1黄秋葵韧性饼干的工艺流程辅料溶解面粉黄秋葵粉调粉静置辊轧成型烘烤冷却整理包装成品。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 3740 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 810 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。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 209802007。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。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。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，量过大饼干难以表 1响应面分析因素与水平设计水平 A 食用油添加量 B 白砂糖添加量-101152025152025C 水添加量303540D 黄秋葵添加量203040/%表 2黄秋葵韧性饼干感官评价标准项目特 征 标 准扣分/分得分/分色泽（25）表面为棕黄色；色泽均一色泽基本均匀，不过焦，色泽轻度变化色泽不均匀，有明显变化0189122524171613口感与滋味（30 分）口感香脆可口；有明显的黄秋葵香味、口味纯正，有嚼劲，无异味黄秋葵香味过淡或过浓口感不脆，油腻有较重的煳味有异味0167910151618302924232120151412形态（25 分）外形完整，孔洞清楚；泡点均匀，厚薄均匀外形不完整，孔洞不清楚泡点不均匀，厚薄不均匀0156152524201910组织特性与杂质（20 分）断面结构有层次或呈多孔状，且孔均匀，无明显杂质孔不细密较均匀，有少许杂质孔大不均匀，明显杂质014582019161512图 1食用油添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响929088868482807876747270食用油添加量/%101520253035感官评分/分22ChaoXing2017 年第 12 期图 2黄秋葵粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响成型，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。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。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。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。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908580757065黄秋葵添加量/%101520253035感官评分/分88868482807876747270白砂糖添加量/%101520253035感官评分/分90888684828078767472水添加量/%2025303540感官评分/分图 3白砂糖添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响图 4水添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响图 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888684828078767472食用碱添加量/%0.30.50.70.91.2感官评分/分888684828078767472小苏打添加量/%0.60.91.21.51.82.0感官评分/分图 7泡打粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响888684828078767472泡打粉添加量/%0.30.50.81.21.5感官评分/分胡志高，等：黄秋葵韧性饼干配方及加工工艺优化研究23ChaoXing农产品加工2017 年第 12 期2017 年第 12 期图 8玉米粉添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响88868482807876747270玉米粉添加量/%感官评分/分345678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。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。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：R1=86.32+0.19A-1.01B+0.46C-0.012D-0.050AB+0.50AC+3.26AD+0.52BC-1.14BD+0.087CD-4.33A2-2.68B2-2.20C2-4.54D2.2.2.3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 p0.000 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 BCAD，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88868482807876747270食盐添加量/%感官评分/分1.01.52.02.53.0图 9食盐添加量对黄秋葵韧性饼干品质的影响表 2烘烤时间和温度对黄秋葵韧性饼干品质的影响水平A 温度 /B 时间 t/minC 感官评分/分123451401601802002201512108574.078.487.281.576.6表 3黄秋葵韧性饼干配方响应面分析试验结果水平AB1234567891011121314151617181920212223242526272829100-1010-1-1-1100000001000-11001-1000110-10-1001110-100-10-110000-1000C00-1000-10-1001000100110-1100-1-101D-10000010010010-1-10100-1-101000-11R1感官评分/分73.8586.3879.4078.2586.5581.2579.9080.3578.8574.0578.8581.0576.7585.2979.0079.7486.3980.9281.5081.8979.3579.6579.7580.2086.4082.4278.6580.7580.3524ChaoXing2017 年第 12 期因素平方和自由度均方F 值P 值ProbF注：“ProbF”值小于 0.05，说明对应的因素对响应值影响显著，如果小于 0.01，说明对应的因素对响应值影响非常显著显著性模型ABCDABACADBCBDCDA2B2C2D2293.290.4212.262.581.87510-31.00010-20.9942.581.085.180.03121.3746.4831.49133.52141111111111111120.950.4212.262.581.87510-31.00010-20.9942.581.085.180.03121.3746.4831.49133.5265.631.3138.418.075.87410-30.0313.10133.373.3916.210.096380.21145.6198.63418.250.000 10.271 60.000 10.013 10.940 00.862 00.100 00.000 10.087 00.001 20.761 30.000 10.000 10.000 10.000 1非常显著不显著非常显著显著不显著不显著不显著非常显著不显著非常显著不显著非常显著非常显著非常显著非常显著残差失拟项净误差校正项标准差预测拟合度变异系数4.474.100.36297.760.560.918 70.6814104280.320.410.091拟合度校正拟合度4.510 00.985 00.972 00.079 9不显著表 4试验结果方差分析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。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。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：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.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.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.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.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.图 10AD 交互作用的等高线和响应面分析图 11BD 交互作用的等高线和响应面分析12345678886848280787674723025201510101520253035A 食用油添加量/%D 黄秋葵添加量/%R1888684828078767472R13025201510101520253035B 白砂糖添加量/%D 黄秋葵添加量/%胡志高，等：黄秋葵韧性饼干配方及加工工艺优化研究25ChaoXing