項(xiàng)雷文，林欣欣，陳文韜

（福建師范大學(xué)福清分校，食品與發(fā)酵工業(yè)研究所，福建福清350300）

我國(guó)是花生（Arachis hypogaea）的生產(chǎn)大國(guó)，總產(chǎn)量占全球總產(chǎn)的40.5%[1]。但對(duì)花生的開(kāi)發(fā)利用仍停留在表層，開(kāi)發(fā)利用比例大致為：榨油50%～60%，直接食用15%～25%，食品加工10%[2]?；ㄉ炂蓜t是以脫殼花生果為原料，經(jīng)低溫二次壓榨或高溫壓榨法提取油脂后而剩余的固形物，呈淡褐色或深褐色，有淡花生香味，形狀為小塊狀或粉末狀?；ㄉ芍械鞍踪|(zhì)含量高達(dá)48.68%，粗脂肪為4%～6%，粗纖維為4%～6%，可溶性總糖為32.50%，灰分為5.61%，還富含維生素、氨基酸、礦物質(zhì)等[3]。國(guó)外花生粕有效應(yīng)用于生產(chǎn)酸奶、干酪、醋、醬油、雞味調(diào)味品和發(fā)酵火腿等[4]，用脫脂花生粕制取花生蛋白發(fā)泡粉[5]等。但國(guó)內(nèi)僅將花生粕作為飼料出售，造成蛋白質(zhì)和膳食纖維浪費(fèi)。且隨著花生種植業(yè)和油脂加工業(yè)的發(fā)展，花生餅粕產(chǎn)量也隨之增加。因此花生粕具有一定的開(kāi)發(fā)利用潛力。

曲奇餅干主要是由面粉、黃油、細(xì)砂糖、雞蛋等混合焙烤而成，其外形獨(dú)特、結(jié)構(gòu)細(xì)膩、色澤均勻、口感酥脆，但卻是一種高糖、高油脂的食品。如將花生粕粉代替部分面粉，不僅改善了曲奇餅干的風(fēng)味，提高膳食纖維、蛋白質(zhì)含量，也拓寬了花生粕的利用途徑。

響應(yīng)面法（responsesurfacemethodology，簡(jiǎn)寫RSM）最早由數(shù)學(xué)家Box和Wilson于1951年提出，是通過(guò)一系列確定性“試驗(yàn)”擬合響應(yīng)面來(lái)模擬真實(shí)極限狀態(tài)曲面。Box-Behnken Design是常用的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法之一[6-9]。本試驗(yàn)采用響應(yīng)面優(yōu)化方法探討花生粕粉比例、黃油、細(xì)砂糖、小蘇打添加量四因素對(duì)曲奇餅干品質(zhì)的交互影響，從而確立花生粕曲奇餅干配方，以期為拓寬花生粕的利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

花生粕（購(gòu)于泉州吟山榨油坊，熱榨）；低筋粉（泉州市華圣食品有限公司）；雞蛋（光陽(yáng)牌，福建光陽(yáng)蛋業(yè)股份有限公司）；無(wú)鹽黃油（安佳牌，新西蘭恒天然有限公司）；細(xì)砂糖（太古牌，太古（廣州）糖業(yè)有限公司）；食鹽（晶華牌，福建省鹽業(yè)公司）；小蘇打（斧頭牌，廣州市森金化工科技有限公司）。

家用手動(dòng)式打蛋器：日美牌，佛山市三水金達(dá)五金制品有限公司；TYS-200型高速多功能粉碎機(jī)：浙江省永康市紅太陽(yáng)機(jī)電有限公司；BS224S型電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；燃?xì)怆娍緺t：廣州市番禺成功烘焙設(shè)備制造有限公司；標(biāo)準(zhǔn)篩80目：上虞市五四儀篩具廠。

1.2 方法

1.2.1 花生粕的預(yù)處理

無(wú)霉變的花生粕→除雜→烘干→粉碎→過(guò)篩→備用

選取淡褐色或深褐色、新鮮的無(wú)霉變的、有淡花生香味的、無(wú)焦糊酸敗等異味的花生粕。粉碎后即用80目篩選出較細(xì)的粉末，備用。

1.2.2 曲奇餅干傳統(tǒng)配方及工藝參數(shù)

傳統(tǒng)配方：低筋面粉100 g、黃油65 g、細(xì)砂糖35 g、雞蛋25 g、鹽0.7 g、奶粉5 g、小蘇打0.5 g。工藝參數(shù)：面火溫度150℃，底火溫度165℃，焙烤時(shí)間15 min。

1.2.3 花生粕曲奇餅干生產(chǎn)工藝流程

1.2.4 單因素試驗(yàn)及Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)-響應(yīng)面優(yōu)化分析

固定傳統(tǒng)配方中的其他原料添加量，對(duì)花生粕粉添加量（A，低筋粉相應(yīng)減少，取 15、20、25、30、35 g 5 個(gè)水平）、黃油添加量（B，取 50、55、60、65、70 g 5個(gè)水平）、細(xì)砂糖添加量（C，取 25、30、35、40、45 g 5個(gè)水平）、小蘇打添加量（D，取 0、0.2、0.5、0.8、1.1 g 5個(gè)水平）四因素通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)得到較適宜的添加量范圍。在單因素試驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上做響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，并預(yù)測(cè)最佳配方。每一自變量的低、中、高試驗(yàn)水平分別以-1、0、+1進(jìn)行編碼，該模型通過(guò)最小二乘法擬合二次多項(xiàng)方程。分析這幾個(gè)因素不同水平對(duì)花生粕曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)影響，并通過(guò)10位評(píng)委綜合評(píng)定打分。

1.2.5 食品感官評(píng)價(jià)

參考餅干評(píng)分表[6]，采用百分制對(duì)花生粕曲奇餅干感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 花生粕粉添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響

不同花生粕粉添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響結(jié)果如表2所示。

從表2可以看出，花生粕粉的添加會(huì)對(duì)曲奇餅干的品質(zhì)產(chǎn)生較大的影響，隨著花生粕粉添加量的遞增，餅干顏色逐漸加深，顆粒感、纖維感加強(qiáng)。當(dāng)花生粕粉添加量為15、20 g時(shí)，因?yàn)轲ざ容^小，餅體花紋模糊、不易成形，且花生香味較淡；從25 g開(kāi)始，花紋較清晰，但是在40 g及之后，由于花生粕粉比例過(guò)大，很難從裱花袋中擠出餅坯，且擠出的餅坯斷斷續(xù)續(xù)，不能形成較好的形狀，以致于焙烤出來(lái)的餅干外形欠佳。綜合各種因素，花生粕粉添加量為30 g時(shí)，曲奇餅干外形、口感較好。

表1 花生粕曲奇餅干的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of peanut meal cookie

表2 花生粕粉添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響Table 2 Effect of peanut meal powder addition on sensory evaluation of peanut meal cookie

2.1.2 黃油添加量的影響

黃油的添加可以提高餅干的酥性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使曲奇餅干具有奶香味，軟化后的黃油通過(guò)攪打體積變大，能使餅干受熱蓬松。它是曲奇餅干中的主要成分，不同的添加量對(duì)曲奇餅干的結(jié)構(gòu)和風(fēng)味都有較大的影響。黃油添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響結(jié)果如表3所示。

表3 黃油添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響Table 3 Effect of butter addition on sensory evaluation of peanut meal cookie

由表3可見(jiàn)，黃油的添加量對(duì)曲奇餅干性質(zhì)的影響波動(dòng)較大。當(dāng)黃油添加量過(guò)少時(shí)，曲奇餅干硬度過(guò)高，不易擠壓成型，黃油的香味被掩蓋，口感粗糙欠潤(rùn)滑和細(xì)膩。反之黃油添加量過(guò)高時(shí)，奶香味過(guò)重，面團(tuán)松散難成型，起發(fā)度較小，擺放時(shí)間稍長(zhǎng)會(huì)走油，烘烤時(shí)花紋易塌陷。綜合各種因素，黃油的添加量為60 g時(shí)，曲奇餅干的表面整潔光滑，口感色澤較好。

2.1.3 細(xì)砂糖添加量的影響

細(xì)砂糖除了產(chǎn)生甜味之外，也是在焙烤過(guò)程中發(fā)生美拉德反應(yīng)的主要參與者，能改變和提高產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和風(fēng)味。因此對(duì)餅干的外觀、顏色及口感有重要影響。細(xì)砂糖添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響結(jié)果如表4所示。

表4 不同細(xì)砂糖添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響Table 4 Effect of sugar addition on sensory evaluation of peanut meal cookie

由表4可見(jiàn)，細(xì)砂糖的添加量對(duì)曲奇餅干性質(zhì)的影響較大。當(dāng)細(xì)砂糖添加量過(guò)少時(shí)，曲奇餅干甜度過(guò)小，美拉德反應(yīng)不足夠，色澤較差。反之細(xì)砂糖添加量過(guò)高時(shí)，曲奇餅干甜度過(guò)高，食之較膩，粘度過(guò)高色澤偏深，視覺(jué)效果較差。通過(guò)試驗(yàn)分析和感官評(píng)價(jià)分析，得出細(xì)砂糖的最佳的添加量為30 g。

2.1.4 小蘇打添加量的影響

小蘇打添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響結(jié)果如表5所示。

表5 小蘇打添加量對(duì)花生粕曲奇餅干感官評(píng)價(jià)的影響Table 5 Effect of baking soda addition on sensory evaluation of peanut meal cookie

結(jié)果表明，沒(méi)有添加小蘇打的餅干，由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)過(guò)于緊密，使得餅干干硬，口感較差，而小蘇打添加量超過(guò)0.8 g后，由于小蘇打在高溫下產(chǎn)生大量的氣體，餅干內(nèi)部結(jié)構(gòu)較粗糙、氣孔很大，使得餅干松而不脆，餅干表面和邊沿較容易起殼，且過(guò)多的小蘇打會(huì)給曲奇帶來(lái)異味。通過(guò)試驗(yàn)分析和感官評(píng)價(jià)分析，得出小蘇打的最佳的添加量為0.5 g。

2.2 Box-Behnken Design－響應(yīng)面優(yōu)化分析

因素水平編碼、Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 6 Box-Behnken Design and results of response surface experiments

續(xù)表6 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Continue table 6 Box-Behnken Design and results of response surface experiments

利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)表7試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合，得到二次多元回歸方程：Y=86.32－0.02A＋0.16B－1.04C＋0.47D＋3.26AB－1.14AC＋0.06AD －0.14BC ＋0.50BD ＋0.52 CD －4.51A2－4.36B2－2.71C2－2.18D2。

用Box-Behnken Design響應(yīng)面分析法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果擬合的模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表7，回歸方程中各個(gè)變量對(duì)感官評(píng)分分值Y影響的顯著性，由F檢驗(yàn)來(lái)判定。如果概率p的值較小，則其所對(duì)應(yīng)變量的顯著程度較高。

由表7可以看出，該模型的F值為70.37，大于0.01水平上的F值，且p值＜0.000 1，說(shuō)明該模型極顯著。該模型的擬合度為0.986 0，說(shuō)明該模型對(duì)花生粕曲奇餅干試驗(yàn)的情況擬合較好。模型失擬性分析中，F(xiàn)值為4.20，小于0.05水平上的F值，P值為0.089 6，大于0.05，不顯著，說(shuō)明所建立的回歸方程在整個(gè)回歸空間內(nèi)的擬合度較好，可用來(lái)進(jìn)行花生粕曲奇餅干的感官評(píng)分分值Y（響應(yīng)值）的預(yù)測(cè)。

表7 響應(yīng)面方差分析結(jié)果Table 7 Results of ANOVA of response surface analysis

各個(gè)因素中，一次項(xiàng) A、B、C、D，二次項(xiàng) A2、B2、C2、D2，交互項(xiàng)AB、AC對(duì)花生粕曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)均有顯著影響（見(jiàn)圖1）。而交互項(xiàng)AD、BC、BD、CD的交互作用對(duì)花生粕曲奇餅干的感官評(píng)價(jià)影響不顯著。響應(yīng)面圖形是響應(yīng)值（感官評(píng)分分值Y）對(duì)各個(gè)試驗(yàn)因素所構(gòu)成的三維的曲面圖，從圖上可以找出最佳參數(shù)以及各個(gè)參數(shù)之間的相互作用。

圖1 AB（左）、AC（右）交互作用的響應(yīng)面分析圖Fig.1 Responds surface analysis of interactions of AB（lift）and AC（right）

由圖1可知，所示的響應(yīng)面圖形都是凸起、開(kāi)口朝下的曲面，說(shuō)明感官評(píng)分分值Y存在極值，該值為響應(yīng)面的最高點(diǎn)；各個(gè)試驗(yàn)因素的最佳作用點(diǎn)都位于試驗(yàn)設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。在細(xì)砂糖與小蘇打添加量一定的條件下，隨花生粕粉添加量和黃油添加量的增大，感官評(píng)分先緩慢上升后下降，由此可見(jiàn)適當(dāng)?shù)奶砑踊ㄉ煞酆忘S油可以改善花生粕曲奇餅干的品質(zhì)。隨著花生粕粉或細(xì)砂糖添加量的增加，感官評(píng)分先增加后降低，但幅度均較緩慢。不同的條件下，各因素和結(jié)果之間的關(guān)系曲線會(huì)有較大差別，提示在條件優(yōu)化的過(guò)程中，要充分重視因素水平的選擇給結(jié)果帶來(lái)的影響。

利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)工藝條件進(jìn)行優(yōu)化，得到花生粕曲奇餅干的最佳制作條件為：花生粕粉添加量30.18 g、低筋粉69.82 g、黃油60.20 g、細(xì)砂糖 29.04 g、小蘇打 0.53 g、雞蛋 25 g、鹽 0.7 g，焙烤溫度面火150℃，底火165℃，烘烤15 min。在此條件下，對(duì)花生粕曲奇餅干的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為86.44。進(jìn)行3次驗(yàn)證性試驗(yàn)，測(cè)得的花生粕曲奇餅干的感官評(píng)分的均值為86.35，與理論預(yù)測(cè)值較為接近，說(shuō)明模型的擬合程度較好，具有實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)論

1）利用Design-Expert 8.0.6軟件，通過(guò)對(duì)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)得到花生粕曲奇餅干感官評(píng)分與花生粕粉與低筋粉比例、黃油添加量、細(xì)砂糖添加量、小蘇打添加量的模型，即二次多元回歸方程：Y=86.32－0.02A＋0.16B－1.04C＋0.47D＋3.26AB－1.14AC＋0.06AD －0.14BC ＋0.50BD ＋0.52 CD －4.51A2－4.36B2－2.71C2－2.18D2。經(jīng)驗(yàn)證，該模型是合理可靠的，能夠較好的預(yù)測(cè)試驗(yàn)的結(jié)果。

2）利用Design-Expert 8.0.6軟件所得到的三維空間的響應(yīng)面圖形及等高線，對(duì)各個(gè)因素及其交互作用進(jìn)行探討，得到優(yōu)化的工藝條件：花生粕粉添加量30.18 g、低筋粉 69.82 g、黃油 60.20 g、細(xì)砂糖 29.04 g、小蘇打0.53 g、雞蛋25 g、鹽0.7 g，焙烤溫度面火150℃，底火165℃，烘烤15 min。

3）經(jīng)響應(yīng)面分析、試驗(yàn)得到的花生粕曲奇餅干配方與原始傳統(tǒng)配方相比，原料成本可下降19.6%。所以，用花生粕粉代替部分低筋粉，在豐富曲奇餅干風(fēng)味的同時(shí)，也降低了生產(chǎn)成本。

[1] 于娜，楊慶利，禹山林，等.花生膳食纖維的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].食品工業(yè)技術(shù),2010,31(3):376-380

[2] 周雪松,趙謀明.我國(guó)花生食品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].食品與發(fā)酵工業(yè),2004,30(6):84

[3] 梅娜,周文明,胡曉玉,等.花生粕營(yíng)養(yǎng)成分分析[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,16(3):96-99

[4] 張巖,肖更生.花生粕的應(yīng)用進(jìn)展[J].食品工業(yè)技術(shù),2006,27(8):198

[5] 江學(xué)文,李雁群,佘世望.用脫脂花生粕制取花生蛋白發(fā)泡粉的研究[J].中國(guó)油脂,1998,23(6):32

[6] 張鐘,鄭琳,趙彥.響應(yīng)面分析和模糊評(píng)價(jià)結(jié)合在發(fā)芽黑糯玉米餅干研制中的應(yīng)用[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2009,24(9):125-131

[7] 鄒國(guó)省,關(guān)浩彬,秦凌浩.Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)法優(yōu)化替硝唑環(huán)糊精包合物的制備工藝[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào),2009,25(5):444-448

[8] 趙翾,李紅良,梁志毅,等.響應(yīng)面法優(yōu)化低度枸杞米酒的釀造工藝[J].食品研究與開(kāi)發(fā),2012,33(2):77-81

[9] 王豐俊,楊朝暉,馬磊.響應(yīng)面法優(yōu)化核桃蛋白提取工藝研究[J].中國(guó)油脂,2011,36(3):36