试验设计 原料：低筋小麦粉；胡萝卜粉；抗性淀粉；低聚木糖；植物油；泡打粉；食盐。 饼干基础配方：通过预试验设定基础配方：低筋小麦粉100 g，胡萝卜粉35 g，抗性淀粉10 g，低聚木糖2 g，植物油20 g，泡打粉1 g，食盐0.5 g。 工艺流程：面团调制→辊轧→成型→烘烤→冷却→成品。 单因素试验：在固定基础配方的条件下，对胡萝卜粉、抗性淀粉和低聚木糖添加量分别设计6个不同水平的试验，具体见表1，探讨其对饼干感官品质的影响。 饼干制作响应面试验：在单因素试验的基础上，以胡萝卜粉、抗性淀粉和低聚木糖添加量为自变量，以饼干感官评分为指标，使用Design Expert软件的Box-Behnken进行响应面优化试验，因子与水平及编码见表2；根据单因素试验结果，以饼干的感官评分为响应值，以胡萝卜粉、抗性淀粉和低聚木糖添加量为考察因素，进行Box-Behnken试验设计。
感官评价指标：以饼干的色泽、风味、口感、外形及组织结构为评定指标，由10位经过一定感官分析训练的人士根据设计的感官质量指标进行评分，具体评定指标见表3。
试验结果 （1）单因素试验结果与分析 由图1可知，胡萝卜粉添加量为40 g时，饼干感官评分最高，此时饼干的疏松性较好，表面光滑，有淡淡的胡萝卜香味；当胡萝卜粉添加量较小时，饼干的胡萝卜香味较小，且饼干口感稍硬；随着胡萝卜粉添加量的增加，饼干口感逐渐变好，且面团也易成型；当胡萝卜粉超过40 g后，饼干的胡萝卜味较重且有少许苦味，口感变差；在不影响饼干品质的前提下，为达到尽可能多的增加胡萝卜用量，试验中胡萝卜粉最佳添加量在40 g左右。
由图2可知，当抗性淀粉添加量达到12 g时，饼干的感官得分达到最高，此时制得的饼干颜色均匀，香味纯正，酥脆性较好，口感细腻；当抗性淀粉较少时，口味变化不明显；当抗性淀粉超过12 g后，随着抗性淀粉的继续增加，饼干的颜色变浅，表面裂纹开始增多，试验中抗性淀粉最佳添加量在12 g左右。
由图3可知，当低聚木糖用量为2.5 g时，饼干感官评分最高，饼干甜度适中；当低聚木糖用量小于2.5 g时，甜度不足；当低聚木糖用量大于2.5 g时，有甜腻感，鉴于胡萝卜功能性饼干研制时要求尽量少糖，试验中低聚木糖最佳添加量在2.5 g左右。
（2）Box-Behnken 试验结果与分析 模型的建立及方差分析：由表4可知，响应值（Y）对A、B、C的响应值回归方程：Y=88.79-0.34A+0.81B-0.76C-1.53AB-0.83AC-0.10BC- 6.68A2-6.80B2-3.64C2。
由图8可知，残差数据表现为分散无规律性，表明残差与试验运行过程无直接关系，同样表明了试验模型方程的可靠性较高，方程的拟合度较好，可以用试验拟合方程对试验进行分析和预测。
响应面优化结果验证：利用Box- Behnken设计对响应面试验结果进行优化，试验预测的最优配方为：胡萝卜粉添加量39.87 g，抗性淀粉添加量12.06 g，低聚木糖添加量2.45 g，饼干感官评分为88.86；利用最优配方进行3次重复性验证试验，制作的胡萝卜功能性饼干表面光滑，酥脆性较强，口感细腻，有胡萝卜的清香，3次试验饼干感官评分平均为88.31，基本接近预测值，表明响应面法优化配方的可靠性较高。 试验结论 以低筋小麦粉、胡萝卜粉、抗性淀粉、低聚木糖为主要原料制作胡萝卜功能性饼干，通过单因素试验分析胡萝卜粉、抗性淀粉、低聚木糖添加量对饼干品质的影响；在单因素试验的基础上，以饼干感官评分为指标，采用响应面Box-Behnken试验对配方进行优化，确定最优配方为：低筋小麦粉100 g，胡萝卜粉39.87 g，抗性淀粉12.06 g，低聚木糖粉2.45 g，植物油20 g，泡打粉1 g，食盐0.5 g，以此配方制作的胡萝卜功能性饼干表面光滑，酥脆性较强，口感细腻，有胡萝卜的清香；利用Box- Behnken设计优化的最佳配方进行验证试验，测得胡萝卜功能性饼干品质平均值与预测值基本吻合。
参考资料： 张守花,张新海.响应面法优化胡萝卜功能性饼干工艺研究[J].现代面粉工业,2021,35(06):16-22. |
