低糖南瓜餡料的配方優(yōu)化研究

吳俊師，劉巧瑜，曾曉房，邱民鍵，陳海光

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225；2.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工程創(chuàng)新研究院，廣東 廣州 510225）

月餅是我國(guó)的傳統(tǒng)食品，在我國(guó)的食品市場(chǎng)和飲食文化中占有重要地位[1]。而傳統(tǒng)廣式月餅則是一種高糖高油的烘焙食品，依照現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)學(xué)觀點(diǎn)，糖尿病、心腦血管等疾病患者食用有引起疾病的風(fēng)險(xiǎn)，大量食用則極易引起肥胖，并可能并發(fā)高血脂、動(dòng)脈硬化、冠心病等所謂的“富貴病”[2-4]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和消費(fèi)者健康意識(shí)的提高，追求“健康、營(yíng)養(yǎng)、安全”的食品已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，因此低糖低能量型月餅將會(huì)逐漸成為消費(fèi)者追隨健康的飲食方向，同樣也是各研究人員研發(fā)的重要方向[5-8]。

南瓜是葫蘆科南瓜屬植物，是一種藥食兩用植物，不僅含有生物活性物質(zhì)[9-10]，果實(shí)內(nèi)還有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，包括糖類(lèi)（淀粉、葡萄糖、果膠、果糖等）、維生素、蛋白質(zhì)、多種氨基酸、脂肪等，具有防癌、輔助降血糖等保健功能，而南瓜中常量元素鉀、鈣、鎂含量豐富且具有改善胰島素功能、促進(jìn)糖類(lèi)和蛋白質(zhì)代謝的作用[11-13]。木糖醇作為一種功能性甜味劑，具有防蛀牙、調(diào)節(jié)腸道等保健功能，當(dāng)木糖醇進(jìn)入體后，無(wú)需與胰島素作用即可進(jìn)入細(xì)胞，從而阻止血糖濃度升高[14-15]。用木糖醇和南瓜制作成的低糖南瓜餡料在保證餡料風(fēng)味的同時(shí)，也提高了餡料的保健功能，符合健康養(yǎng)生的飲食習(xí)慣，在市場(chǎng)中將會(huì)有很大的潛力。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備儀器

1.1.1 試驗(yàn)原料

南瓜：市售；木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；澄粉：蘇州市云可食品有限公司；熟糯米粉：新鄉(xiāng)良全骨食品有限公司；黃原膠：河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；海藻酸鈉：河南千志食品有限公司。

1.1.2 儀器設(shè)備

DHG-9240B型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：廣州飛迪生物科技有限公司；JYL-C012型榨汁機(jī)：九陽(yáng)股份有限公司。

1.2 低糖南瓜餡料生產(chǎn)工藝

1.2.1 工藝流程

鮮南瓜→預(yù)處理（清洗、去皮、切塊）→隔水蒸制→攪碎→糯米粉、澄粉→攪碎→炒制（加入花生油、黃原膠、木糖醇、海藻酸鈉）→餡料

1.2.2 操作要點(diǎn)

原輔料的預(yù)處理方法：選擇無(wú)腐爛、新鮮的南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取南瓜500 g，洗凈切成合適的塊狀，在隔水蒸煮（100℃）30 min后，攪拌，再把稱(chēng)取好的澄粉和熟糯米粉倒入制作南瓜泥。

月餅餡料的炒制方法[16]：將稱(chēng)取好的花生油放35 g于鍋中，待油熱將攪拌好的南瓜泥倒入鍋中以90℃小火進(jìn)行炒制，分開(kāi)多次倒入花生油，目的是防止餡料在炒制中粘鍋，炒制10 min后加入木糖醇、黃原膠、海藻酸鈉。再翻炒20 min，出鍋冷卻得出南瓜餡料[8-9]。

1.3 低糖南瓜餡料配方優(yōu)化試驗(yàn)

1.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.1.1 木糖醇添加量的確定

取500 g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取花生油25 g、澄粉45 g、熟糯米粉15 g，木糖醇的添加量分別為3%、5%、7%、9%、11%，探討木糖醇添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.1.2 花生油添加量的確定

取500 g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取木糖醇35 g、澄粉45 g、熟糯米粉15 g，花生油的添加量分別為3%、5%、7%、9%、11%，探討花生油的添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.1.3 澄粉添加量的確定

取500g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取木糖醇35g、熟糯米粉15g、花生油35 g，澄粉的添加量分別為7%、8%、9%、10%、11%，探討澄粉添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.1.4 熟糯米粉添加量的確定

取500 g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g，熟糯米粉的添加量為1%、2%、3%、4%、5%的熟糯米粉，探討熟糯米粉添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.1.5 黃原膠添加量的確定

取500 g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g、熟糯米粉10 g，黃原膠的添加量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%，探討熟糯米粉添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.1.6 海藻酸鈉添加量的確定

取500 g南瓜，準(zhǔn)確稱(chēng)取木糖醇35 g、花生油35 g、澄粉45 g、熟糯米粉10 g，海藻酸鈉的添加量為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，探討海藻酸鈉添加量對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)的影響。

1.3.2 低糖南瓜餡料的感官評(píng)價(jià)

依據(jù)GB/T 19855—2015《月餅》中廣式月餅感官要求[17]，略作修改制定出感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)由經(jīng)過(guò)食品感官評(píng)定訓(xùn)練的8人（女性4人、男性4人，年齡20歲～35歲）組成評(píng)定小組進(jìn)行評(píng)定，低糖南瓜餡料評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel軟件得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，用SPSS軟件處理得到顯著性差異分析，選取Design-Expert 8.0.7軟件設(shè)計(jì)及其處理響應(yīng)面分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 木糖醇添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

木糖醇添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖1。

木糖醇具有改善食品的品質(zhì)、提高食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、減緩澄粉老化速度的作用[18-19]。圖1表明，隨著木糖醇添加量的增加，餡料的色澤、氣味、硬度、黏度、組織形態(tài)沒(méi)有明顯變化。而適口感分?jǐn)?shù)先增后減，在木糖醇添加量為7%時(shí)達(dá)到最高值，當(dāng)木糖醇不足時(shí)餡料偏松散且適口感不足，當(dāng)木糖醇添加過(guò)量時(shí)餡料的風(fēng)味偏甜導(dǎo)致評(píng)分偏低。隨木糖醇添加量的增加，餡料的感官評(píng)分先增加后緩慢下降。木糖醇添加量為7%時(shí)，感官評(píng)分最高為78.00分。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，木糖醇的最佳添加量為7%。

表1 低糖南瓜餡料感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table1 Sensoryevaluationcriteriaoflow-sugarpumpkinfilling

圖1 木糖醇添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.1 Effects of xylitol addition on sensory quality and sensory score

2.2 花生油添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

花生油添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖2。

圖2 花生油添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.2 Effects of peanut oil addition addition on sensory quality and sensory score

花生油是一種不飽和脂肪酸含量高達(dá)80%以上易消化的食用油，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富。將花生油加入至餡料中能改善餡料的粗糙口感，使餡料光滑細(xì)膩，不黏牙[20-21]。由圖2可知花生油添加量對(duì)色澤、硬度、黏度有顯著的影響。隨著花生油添加量增加，餡料光澤、油潤(rùn)感有明顯的提高。花生油不足時(shí)餡料硬度偏硬，花生油過(guò)量時(shí)餡料中花生油氣味過(guò)重掩蓋南瓜香味，黏度過(guò)大，黏牙感重。隨花生油添加量的增加，感官評(píng)分先增加后減少。當(dāng)花生油添加量為7%時(shí)，感官評(píng)分最高為82.88分。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，花生油的最佳添加量為7%。

2.3 澄粉添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

澄粉添加量對(duì)各感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。

澄粉為無(wú)筋面粉，加入餡料之中起到增稠的作用，降低餡料的黏牙性，使其爽彈，提高彈性口感。由圖3可知，澄粉對(duì)硬度和黏度有顯著的影響，當(dāng)澄粉添加量不足時(shí)餡料稀軟難以成型，而添加量過(guò)多時(shí)餡料的硬度偏大且南瓜的香味不足[22]。隨著澄粉添加量的增加，餡料的感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)澄粉添加量為9%時(shí)感官評(píng)分達(dá)到最高值82.38分。澄粉的添加吸收餡料中的水分，有助于餡料的成型。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，澄粉的最佳添加量為9%。

圖3 澄粉添加量對(duì)各感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of crystal powder addition on sensory quality and sensory score

2.4 熟糯米粉添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

熟糯米粉添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖4。

圖4 熟糯米粉添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.4 Effects of cooked glutinous rice flour addition on sensory quality and sensory score

熟糯米粉是由糯米粉炒制而成，熟糯米粉具有很強(qiáng)的黏合性，能把餡料更好地黏合在一起形成穩(wěn)定形狀，而且容易和油糖混合均勻，吸收多余的水分，使餡料獲得潤(rùn)滑細(xì)膩的口感[23]。由圖4可知，熟糯米粉對(duì)硬度、黏度有顯著的影響，添加過(guò)多時(shí)餡料的黏牙感重影響口感，添加量少時(shí)餡料的口感粗糙。隨著熟糯米粉添加量的增加，餡料的感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)熟糯米粉添加量為2%時(shí)達(dá)到最高值80.88分。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，熟糯米粉最佳添加量為2%。

2.5 黃原膠添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

黃原膠添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖5。

圖5 黃原膠添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.5 Effects of xanthan gum addition on sensory quality and sensory score

黃原膠是一種常見(jiàn)食品添加劑，常在食品中作為增稠劑、黏合劑、穩(wěn)定劑、懸浮劑等，把0.1%～0.4%黃原膠加入烘培食品，能與淀粉相互結(jié)合，抑制淀粉的老化作用，延長(zhǎng)產(chǎn)品的貨架期[24]，在餡料中加入黃原膠增強(qiáng)餡料的彈性，提高餡料的黏合力，也可以起到防止淀粉老化的作用。由圖5可知，隨著黃原膠添加量增加，餡料的彈性增大，硬度也增大，也會(huì)出現(xiàn)明顯的凝塊。黃原膠對(duì)餡料硬度感官品質(zhì)評(píng)分有顯著的影響，但對(duì)色澤、氣味、組織形態(tài)、黏度、適口感沒(méi)有明顯的影響。隨著黃原膠添加量的增加，餡料的感官評(píng)價(jià)先增加后減少。黃原膠含量為0.4%時(shí)，最高值為81.5分。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，黃原膠的最佳添加量為0.4%。

2.6 海藻酸鈉添加量對(duì)感官評(píng)價(jià)的影響

海藻酸鈉添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖6。

圖6 海藻酸鈉添加量對(duì)感官品質(zhì)和感官評(píng)分的影響Fig.6 Effects of sodium alginate addition on sensory quality and sensory score

海藻酸鈉是一種天然的水溶性膳食纖維，是從海帶和其它褐藻中提取的高分子多糖。其具有良好的增稠性、穩(wěn)定性、親水性等，在食品中能抑制淀粉的老化，而且食品安全性良好，廣泛用于生產(chǎn)面包、蛋糕等食品[25-26]。由圖6可知，隨著海藻酸鈉添加量的增加，對(duì)感官品質(zhì)沒(méi)有明顯的影響，感官評(píng)分先上升后下降，當(dāng)海藻酸鈉添加量為0.2%時(shí)，達(dá)到最高值81.5分。根據(jù)感官評(píng)價(jià)，海藻酸鈉最佳添加量為0.2%。

2.7 響應(yīng)面分析法對(duì)低糖南瓜餡料配方優(yōu)化

2.7.1 響應(yīng)面分析法優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理，選取花生油添加量、木糖醇添加量、澄粉添加量、熟糯米粉添加量的3個(gè)水平對(duì)餡料工藝進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)。因素水平見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)分析參數(shù)的因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface test analysis parameters

2.7.2 模型回歸分析

利用Design-Expert8.0.6.0軟件對(duì)試驗(yàn)進(jìn)行編碼，得出響應(yīng)面分析結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面分析方案結(jié)果Table 3 Results of response surface analysis scheme

2.7.3 二次方程數(shù)學(xué)模型的建立

對(duì)低糖南瓜月餅餡料優(yōu)化配方進(jìn)行響應(yīng)面分析，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合，得到木糖醇添加量（A）、花生油添加量（B）、澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）4個(gè)因素的編碼值回歸方程：Y=82.3+1.07A+0.41B-0.15C-0.079D+0.28AB-0.062AC+0.50AD+0.81BC+0.02BD-1.44CD-2.46A2-2.92B2-3.23C2-1.50D2。

2.7.4 方差分析

用響應(yīng)面分析法對(duì)響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果和所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，方差分析結(jié)果如表4。

表4 方差分析表Table 4 Analysis of variance table

由表4可知，數(shù)學(xué)模型P值＜0.000 1，說(shuō)明該模型是極顯著的。該模型的失擬項(xiàng)P值為0.069 5＞0.05不顯著。回歸方程中決定系數(shù)R2=0.971 7，調(diào)整決定系數(shù)R2adj=0.943 3。表明該模型擬合程度良好，誤差較小，可以用該模型來(lái)進(jìn)行低糖南瓜餡料的感官評(píng)分響應(yīng)值的預(yù)測(cè)，綜合F檢驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本次試驗(yàn)中各因素對(duì)低糖南瓜餡料的影響的先后順序?yàn)槟咎谴继砑恿浚ˋ）＞花生油添加量（B）＞澄粉添加量（C）＞熟糯米份添加量（D）。

各因素中，木糖醇添加量（A）對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)有極顯著的影響（P＜0.000 1），花生油添加量（B）對(duì)餡料感官評(píng)價(jià)有顯著影響（P＜0.05），澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）對(duì)餡料的感官評(píng)價(jià)沒(méi)有顯著影響（P＞0.05）。木糖醇添加量（A）的二次項(xiàng)A2、花生油添加量（B）的二次項(xiàng) B2、澄粉添加量（C）的二次項(xiàng) C2、熟糯米粉添加量（D）的二次項(xiàng)D2對(duì)低糖南瓜餡料的感官評(píng)分影響都極顯著（P＜0.000 1），澄粉添加量（C）與花生油添加量（B）、熟糯米粉添加量（D）交互項(xiàng) BC、CD對(duì)低糖南瓜餡料的感官評(píng)分影響顯著（P＜0.05），而木糖醇添加量（A）與花生油添加量（B）、澄粉添加量（C）、熟糯米粉添加量（D）的交互項(xiàng)AB、AC、AD對(duì)低糖南瓜餡料的感官評(píng)分影響都不顯著（P＞0.05），花生油添加量（B）與熟糯米粉添加量（D）的交互項(xiàng)BD對(duì)低糖南瓜餡料的感官評(píng)分影響不顯著（P＞0.05）。

2.7.5 交互作用分析

對(duì)表4中回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)結(jié)果中存在顯著交互作用的交互項(xiàng)作響應(yīng)曲面圖和等高線圖，見(jiàn)圖 7～圖 8。

圖7 花生油添加量與澄粉添加量交互作用響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.7 Peanut oil and crystal powder addition interaction response surface diagram and contour diagram

圖8 糯米粉添加量和澄粉添加量交互作用響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.8 Glutinous rice flour and crystal flour addition interaction response surface diagram and contour diagram

從圖7中可以看出，澄粉添加量固定時(shí)，感官評(píng)分隨花生油添加量的增加先升高后降低；花生油添加量固定時(shí)，感官評(píng)分隨澄粉添加量的增加先升高后降低。澄粉添加量和花生油添加量交互作用顯著。但感官評(píng)分主要受澄粉添加量的影響。

從圖8中可以看出，當(dāng)澄粉添加量固定時(shí)，感官評(píng)分隨熟糯米粉的添加量增加先上升后下降；當(dāng)熟糯米粉添加量固定時(shí)，感官評(píng)分隨澄粉的添加量增加先上升后下降。澄粉添加量和熟糯米粉的添加量交互作用顯著，但感官評(píng)分主要受澄粉添加量的影響。

2.7.6 最佳配方的預(yù)測(cè)與驗(yàn)證

通過(guò)DesignExpert8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)優(yōu)化后，在因素的水平范圍內(nèi)預(yù)測(cè)低糖南瓜餡料加工工藝的最佳條件為：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%。在此條件下預(yù)測(cè)低糖南瓜餡料感官評(píng)分可達(dá)82.55分。利用所得配方進(jìn)行3次驗(yàn)證性試驗(yàn)，對(duì)低糖南瓜餡料的感官評(píng)分結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 試驗(yàn)結(jié)果感官評(píng)分Table 5 Sensory score of test results

由表5可知，回歸方程所得的預(yù)測(cè)值為82.55分與驗(yàn)證試驗(yàn)平均值82.50分，誤差為0.05，由此可知，該模型的擬合度較好，具有價(jià)值性。因此低糖南瓜餡料的優(yōu)化配方為：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%、黃原膠0.04%、海藻酸鈉0.02%。

2.8 理化指標(biāo)

2.8.1 總糖的測(cè)定

在最佳制作配方條件下，用斐林試劑進(jìn)行3組總糖測(cè)定的平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表6。

表6 總糖測(cè)定結(jié)果Table 6 Determination results of total sugars

根據(jù)GB/T 21270—2007《食品餡料》要求，烘焙食品餡料的總糖含量要求＜60%，由試驗(yàn)結(jié)果可知平均值17.4%＜60%，說(shuō)明該配方符合總糖含量的要求。

2.8.2 水分含量的測(cè)定

在最佳制作配方條件下，用直接干燥法進(jìn)行3組水分含量測(cè)定的平行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7。

根據(jù)GB/T 21270—2007《食品餡料》要求，烘焙食品餡料的水分含量要求＜40%，由試驗(yàn)結(jié)果可知平均值35.17＜40%，說(shuō)明該配方符合水分含量要求。

表7 水分含量的測(cè)定Table 7 Determination of moisture content

3 結(jié)論

本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析法對(duì)低糖南瓜餡料配方及相應(yīng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了多次驗(yàn)證。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明木糖醇添加量、花生油添加量、澄粉添加量、熟糯米粉添加量對(duì)感官評(píng)分有顯著的影響，并且初步確定最佳的配方：木糖醇7%、花生油7%、澄粉9%、熟糯米粉2%、黃原膠0.4%、海藻酸鈉0.2%。

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果表明影響低糖南瓜餡料感官評(píng)分的主次因素為：木糖醇添加量＞花生油添加量＞澄粉添加量＞熟糯米粉添加量，且低糖南瓜餡料最佳配方為：木糖醇8.80%、花生油7.21%、澄粉8.95%、熟糯米粉2.15%、黃原膠0.4%、海藻酸鈉0.2%。在此條件下，餡料口感具有彈性，黏牙感低，硬度適中，不過(guò)甜。并且水分含量和總糖含量均符合食品餡料國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由此可見(jiàn)通過(guò)響應(yīng)面分析法優(yōu)化低糖南瓜餡料配方在實(shí)踐上是可靠的。