小雜糧酸奶松餅的制作工藝研究

陳守超，李慧敏，胡亞群，嚴(yán)慧敏，姚大磊

（安徽科技學(xué)院食品工程學(xué)院，安徽滁州 233100）

0 引言

小雜糧具有生長期短、產(chǎn)量低等特點，生活中常見的小雜糧主要有小米、黑米、蕎麥、黑豆等。小雜糧通過一系列加工工藝成為飯桌上的主食，雜糧中豐富的營養(yǎng)成分為人體提供必需的能量，有著不可取代的重要性，成為平衡膳食中新鮮的“血液”[1]。《黃帝內(nèi)經(jīng)》中記載“五谷為養(yǎng)，五果為助，五畜為益，五菜為充，氣味合而服之，以補(bǔ)養(yǎng)精氣”，表明平衡膳食的重要性[2]。

目前，酸奶松餅已經(jīng)被消費(fèi)者接受并喜歡食用，由于簡單方便的制作工藝也逐漸成為家庭廚房中的烹飪美食，酸奶具有促進(jìn)腸道蠕動、改善腸道內(nèi)環(huán)境等保健功能，日益受到人們的認(rèn)可。

試驗用小雜糧粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小麥粉，進(jìn)一步添加酸奶、雞蛋、白砂糖制作而成，特別是在習(xí)近平總書記提出的“健康中國戰(zhàn)略”背景下，更具有營養(yǎng)價值的食品成為人們的追求，小雜糧酸奶松餅滿足了人體營養(yǎng)需求，補(bǔ)充了人體需要的能量，成為家庭烘焙中的“新寵”。

1 材料與方法

1.1 材料

雞蛋、酸奶（蒙牛原味酸奶）、白砂糖（食品級白糖）、蕎麥粉、黑米粉、黑豆粉、玉米粉，均購于好又多超市。

1.2 儀器

小型高速粉碎機(jī)，北京開創(chuàng)同和科技發(fā)展有限公司產(chǎn)品；平底鍋，蘇泊爾有限公司產(chǎn)品；電磁爐，中山市諾潔仕電器有限公司產(chǎn)品；電子分析天平諸暨市超澤衡器設(shè)備有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗方法

稱取一定量的小雜糧粉，加入一定量的白砂糖、雞蛋、酸奶，用打蛋器攪拌至黏稠狀無結(jié)塊，將平底鍋預(yù)熱刷少許食用油，將混合好的樣品倒入平底鍋中，自然形成圓形松餅狀，松餅表面有較多小氣泡冒出后即可翻面繼續(xù)加熱，待兩面出現(xiàn)金黃色即可。

1.4 小雜糧酸奶松餅單因素試驗

1.4.1 小雜糧添加配比對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響

小雜糧用量50 g，雞蛋用量50 g，酸奶用量80 g，白砂糖用量10 g，小雜糧添加配比（黑豆粉∶玉米粉∶黑米粉∶蕎麥粉） 分別為1∶1∶1∶1，1∶2∶1∶2，2∶2∶2∶1，3∶2∶1∶1，考查不同小雜糧添加配比對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響。

1.4.2 小雜糧用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響

小雜糧添加配比為1∶1∶1∶1，雞蛋用量50 g，酸奶用量80 g，白砂糖用量10 g，小雜糧用量分別為30，50，80，100 g，考查不同小雜糧粉用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響。

1.4.3 雞蛋用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響

小雜糧添加配比為1∶1∶1∶1，小雜糧用量50 g，酸奶用量80 g，白砂糖用量10 g，雞蛋用量分別為30，50，80，100 g，考查不同雞蛋用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響。

1.4.4 酸奶用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響

小雜糧添加配比為1∶1∶1∶1，雞蛋用量50 g，小雜糧用量50 g，白砂糖用量10 g，酸奶用量分別為50，80， 100，120 g，考查不同酸奶用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響。

1.4.5 白砂糖用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響

小雜糧添加配比為1∶1∶1∶1，雞蛋用量50 g，酸奶用量80 g，小雜糧用量50 g，白砂糖用量分別為5，10，15，20 g，考查不同白砂糖用量對小雜糧酸奶松餅感官品質(zhì)的影響。

1.5 小雜糧酸奶松餅的感官評價方法

尋找具有食品專業(yè)背景經(jīng)過食品感官評價訓(xùn)練的學(xué)生對小雜糧酸奶松餅進(jìn)行感官評價，評價內(nèi)容分別為色澤、形態(tài)、口味、柔軟度、孔隙度。其中，色澤為20分，形態(tài)為15分，口味為30分，柔軟度為20分，孔隙度為15分，滿分為100分。

小雜糧酸奶松餅的感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.6 小雜糧酸奶松餅制作工藝優(yōu)化

通過響應(yīng)面試驗設(shè)計，確定小雜糧酸奶松餅的最佳工藝，采用中心組合試驗設(shè)計方案，以感官評分（Y） 為響應(yīng)值，以小雜糧用量（A）、酸奶用量（B）、雞蛋用量（C）、白砂糖用量（D）為考查因素對工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

響應(yīng)面設(shè)計試驗因素與水平見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 小雜糧酸奶松餅單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 小雜糧添加配比對小雜糧酸奶松餅感官評分的影響

小雜糧添加配比對小雜糧酸奶松餅的影響見圖1。

通過預(yù)試驗選出 1∶1∶1∶1，1∶2∶1∶2，2∶2∶2∶1，3∶2∶2∶1作為不同小雜糧添加配比研究其對小雜糧酸奶松餅的感官品質(zhì)影響。由圖1可以看出，隨著小雜糧添加配比的不斷變化，感官評分不斷下降?？赡苁怯捎陔S著黑豆粉配比的增加，影響面團(tuán)的孔隙度、彈性、色澤，導(dǎo)致小雜糧酸奶松餅的感官評價也隨之下降；面團(tuán)中黑豆粉含量越多，嚴(yán)重影響面團(tuán)的彈性、黏合性，以及面團(tuán)的成型效果也會下降，小雜糧酸奶松餅的硬度變大，彈性、黏合性變小，并且影響小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)[3]。在小雜糧添加配比為1∶1∶1∶1（黑豆粉∶玉米粉∶黑米粉∶蕎麥粉）時小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)最佳。

表1 小雜糧酸奶松餅的感官評分標(biāo)準(zhǔn)

表2 響應(yīng)面設(shè)計試驗因素與水平/g

2.1.2 小雜糧用量對小雜糧酸奶松餅感官評分的影響

小雜糧用量對小雜糧酸奶松餅的影響見圖2。

由圖2可以看出，隨著小雜糧用量不斷增加，感官評分先增加后減少，因為小雜糧用量較大，使得配制的面糊較干，制作出的成品孔隙較多，幾乎沒有彈性，口感比較粗糙，因此小雜糧用量為50 g時感官評價分?jǐn)?shù)最高，此時小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)最佳。

2.1.3 雞蛋用量對小雜糧酸奶松餅感官評分的影響

雞蛋用量對小雜糧酸奶松餅的影響見圖3。

由圖3可以看出，隨著雞蛋用量增加，感官評分先增加后減少，原因可能是由于雞蛋中含有較多的蛋白質(zhì)、脂肪等，隨著雞蛋用量不斷增加，使得小雜糧酸奶松餅的感官評價不斷下降，起初破壞雞蛋中酪蛋白的凝膠性能，隨著用量不斷增加，凝膠的性能不斷凸顯出來，嚴(yán)重影響小雜糧酸奶松餅的彈性[4]。當(dāng)雞蛋用量為50 g時，小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)最佳。

2.1.4 酸奶用量對小雜糧酸奶松餅感官評分的影響

酸奶用量對小雜糧酸奶松餅的影響見圖4。

由圖4可以看出，隨著酸奶用量的增加，感官評分先增加后減少，原因是因為酸奶用量不斷增加影響小雜糧酸奶松餅的風(fēng)味，出現(xiàn)微酸的口感，較多的酸奶可以使面糊稠度嚴(yán)重下降，產(chǎn)品不易成型，彈性下降，色澤亮度下降。由此可知，酸奶用量為80g時小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)最佳。

由于聲發(fā)射信號是一種非穩(wěn)定信號，快速傅里葉變換是分析非平穩(wěn)信號的經(jīng)典頻譜分析方法[12]。本文通過對實驗加載過程中全部聲發(fā)射波形信號進(jìn)行分析，利用Matlab進(jìn)行編程，通過對所有聲發(fā)射波形文件進(jìn)行FFT變換，獲得二維頻譜圖，提取其最大幅值所對應(yīng)的頻率作為聲發(fā)射主頻[13]。以此方法獲得主頻信息，分析在整個加載過程中聲發(fā)射信號主頻的分布情況。圖4為聲發(fā)射主頻提取過程示意圖。

2.1.5 白砂糖用量對小雜糧酸奶松餅感官評分的影響

白砂糖用量對小雜糧酸奶松餅的影響見圖5。

由圖5可以看出，隨著白砂糖用量增加，感官評分先增加再降低，糖有著色功效，能讓松餅產(chǎn)生誘人的色澤，增加食欲[5]，并能增加松餅的柔軟性，糖能縮短烘焙時間，減少水分在加工過程中的散失；隨著白砂糖用量的不斷變化，感官評分先增加后減少，原因是由于白砂糖用量較多對小雜糧酸奶松餅的甜度影響較大，甜度較甜，其次在加熱時會發(fā)生美拉德反應(yīng)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的色澤，使其由金黃色變成棕黑色，造成小雜糧酸奶松餅的品質(zhì)下降。由此可知，當(dāng)白砂糖用量為10 g時品質(zhì)最佳。

2.2 小雜糧酸奶松餅響應(yīng)面試驗結(jié)果分析

以小雜糧用量（A）、酸奶用量（B）、雞蛋用量（C）、白砂糖用量（D） 為考查因素，進(jìn)行感官評分（Y）。

中心復(fù)合響應(yīng)面試驗設(shè)計編碼與試驗結(jié)果見表3。

表3 中心復(fù)合響應(yīng)面試驗設(shè)計編碼與試驗結(jié)果

采用Design Except 8.06軟件對表3試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，獲得的感官評分（Y）、小雜糧用量（A）、雞蛋用量（B）、酸奶用量（C）、白砂糖用量（D）真實值的二次線性回歸模型方程為：

響應(yīng)面試驗的方差分析見表4。

表4 響應(yīng)面試驗的方差分析

由表4可知，對總分的回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果所示模型是顯著的（p＜0.05）[6]。由響應(yīng)面軟件的方差分析可得出回歸模型方程的校正系數(shù)R2為0.943 5，即表明該模型能夠解釋94.35%的變化，試驗值與預(yù)測值之間的相關(guān)性較強(qiáng)[7]，具有良好的代表性，表明用該回歸模型預(yù)測小雜糧用量、雞蛋用量、酸奶用量、白砂糖用量的關(guān)系是可行的。

小雜糧用量和酸奶用量與總分的關(guān)系見圖6，小雜糧用量和雞蛋用量與總分的關(guān)系見圖7，雞蛋用量和酸奶用量與總分的關(guān)系見圖8，雞蛋用量和白砂糖用量與總分的關(guān)系見圖9，酸奶用量和白砂糖用量與總分的關(guān)系見圖10，小雜糧用量和白砂糖用量與總分的關(guān)系見圖11。

響應(yīng)面圖是所擬合的數(shù)值模型在數(shù)據(jù)區(qū)域的圖形化表征[8]。在響應(yīng)面分析中，若觀察某2個因素同時對響應(yīng)值的影響可借助降維分析，即在其他因素條件固定的零水平的情況下，觀察2個因素對響應(yīng)值的影響并得到影響的二次方程，以及響應(yīng)面圖和等高線圖[9]。等高線圖能直觀反映因素交互作用對響應(yīng)值的影響，圓形表示因素間交互作用不明顯，橢圓形則表示交互作用顯著[10]。由圖6～圖11可以看出，AB，AC，BC，BD，CD和AD交互作用明顯（p＜0.05），說明各因素之間相互作用比較明顯。

2.3 響應(yīng)面試驗設(shè)計曲面圖分析

雞蛋用量與小雜糧用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖12，酸奶用量與小雜糧用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖13，白砂糖用量與小雜糧用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖14，酸奶用量與雞蛋用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖15，白砂糖用量與雞蛋用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖16，白砂糖用量與酸奶用量關(guān)系的響應(yīng)面曲面圖見圖17。

通過3D曲面圖可以發(fā)現(xiàn)，不同因素對總分的影響效果不同，圖形越陡峭即傾斜度越高，則說明交互越明顯，其中小雜糧添加量對試驗結(jié)果影響較大，相對于其他條件白砂糖添加量對試驗結(jié)果影響較小。

根據(jù)圖12的響應(yīng)面可知，當(dāng)小雜糧用量較小時，逐步增加雞蛋用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加，當(dāng)雞蛋用量增加到一定程度時，感官分值最大，然后又逐漸降低；在逐步增加小雜糧用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在雞蛋用量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)小雜糧用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖7可以看出，等高線呈橢圓形說明小雜糧用量與雞蛋用量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著。可知小雜糧用量的變化趨勢明顯快于雞蛋用量變化趨勢，這說明小雜糧相對于雞蛋對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

根據(jù)圖13的響應(yīng)面可知，當(dāng)添加小雜糧用量較小時，逐步增加酸奶用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加，當(dāng)酸奶用量增加到一定程度時，感官分值最大，然后又逐漸降低；在逐步增加小雜糧用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在酸奶添加量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)小雜糧用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖6可以看出，等高線呈橢圓形說明小雜糧用量與酸奶用量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著。可知小雜糧用量的變化趨勢明顯快于酸奶用量變化趨勢，這說明小雜糧相對于酸奶對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

根據(jù)圖14的響應(yīng)面可知，當(dāng)小雜糧用量較小時，逐步增加白砂糖用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加，當(dāng)白砂糖用量增加到一定程度時，感官分值最大，然后又逐漸降低；在逐步增加小雜糧用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在白砂糖用量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)小雜糧用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖11可以看出，等高線呈橢圓形說明小雜糧添加量與白砂糖添加量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著?？芍‰s糧用量的變化趨勢明顯快于白砂糖用量變化趨勢，這說明小雜糧相對于白砂糖對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

根據(jù)圖15的響應(yīng)面可知，當(dāng)雞蛋用量較小時，逐步增加酸奶用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加。當(dāng)酸奶用量增加到一定程度時，感官分值最大；在逐步增加雞蛋用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在酸奶用量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)雞蛋用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖8可以看出，等高線呈橢圓形說明酸奶用量與雞蛋用量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著?？芍u蛋用量的變化趨勢明顯快于酸奶用量變化趨勢，這說明雞蛋相對于酸奶對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

根據(jù)圖16的響應(yīng)面可知，當(dāng)雞蛋用量較小時，逐步增加白砂糖用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加，當(dāng)白砂糖用量增加到一定程度時，感官分值最大，然后又逐漸降低；在逐步增加雞蛋用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在白砂糖用量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)雞蛋用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖9可以看出，等高線呈橢圓形說明白砂糖用量與雞蛋用量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著?？芍u蛋用量的變化趨勢明顯快于白砂糖用量變化趨勢，這說明雞蛋相對于白砂糖對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

根據(jù)圖17的響應(yīng)面可知，當(dāng)酸奶用量較小時，逐步增加白砂糖用量，小雜糧酸奶松餅的感官評分逐漸增加，當(dāng)白砂糖用量增加到一定程度時，感官分值最大，然后又逐漸降低；在逐步增加酸奶用量后，小雜糧酸奶松餅的評分在白砂糖用量的基礎(chǔ)上又逐漸增加，當(dāng)酸奶用量達(dá)到一定水平后，分值達(dá)到最大，隨后又降低。由圖10可以看出，等高線呈橢圓形說明酸奶用量與白砂糖用量作用較強(qiáng)，對小雜糧酸奶松餅感官評分顯著?？芍崮逃昧康淖兓厔菝黠@快于白砂糖用量變化趨勢，這說明酸奶相對于白砂糖對小雜糧酸奶松餅的感官評分影響比較顯著。

利用Maxima 5.20.1規(guī)劃求解得到小雜糧酸奶松餅的最佳配方為小雜糧用量57.74 g，雞蛋用量56.84 g，酸奶用量84.20 g，白砂糖用量11.92 g，在此條件下，小雜糧酸奶松餅的感官評分為94.508 8分，說明用響應(yīng)面分析法得到的4個因素的量均合理。

3 結(jié)論

通過單因素試驗與響應(yīng)面試驗優(yōu)化得制作小雜糧酸奶松餅的最佳配方為小雜糧用量57.74 g，小雜糧添加配比1∶1∶1∶1（黑豆粉∶玉米粉∶黑米粉∶蕎麥粉），雞蛋用量56.84 g，酸奶用量84.20 g，白砂糖用量11.92 g，小雜糧酸奶松餅的總評分為94.508 8分，此條件下制作的產(chǎn)品色澤誘人、質(zhì)地松軟、甜度適中、感官評分較高。