基于響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)酵銀杏果粉圓筒粉團(tuán)配方

基于響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)酵銀杏果粉圓筒粉團(tuán)配方

龍眼是中國的傳統(tǒng)食品。隨著冷凍技術(shù)的發(fā)展，龍眼已經(jīng)從“日常食品”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭粘Ｊ称贰?。銀杏果又稱白果，營養(yǎng)豐富，含淀粉（60%）、蛋白質(zhì)類（13%）、糖類（7%）、脂肪類（4%），還含有多種維生素和微量元素，以及銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯、銀杏多肽、銀杏酸等多種活性成分淀粉是銀杏果的主要成分，與玉米、小麥的淀粉含量相近。據(jù)研究，大佛指銀杏果淀粉的直鏈淀粉含量約33.82%本研究以發(fā)酵銀杏果粉1材料和方法1.1材料和設(shè)備1.1.1培養(yǎng)基和試劑銀杏果（大佛指），江蘇中藥科技園；中溫α淀粉酶（4000U/g）、糖化酶（100U/mg），北京索萊寶科技有限公司；植物乳桿菌（Dy-1），江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供；釀酒酵母（凍干粉），江南大學(xué)生物發(fā)酵與分離研究室提供；MRS肉湯培養(yǎng)基（優(yōu)級(jí)純），北京陸橋技術(shù)股份有限公司；谷朊粉，封丘縣華豐粉業(yè)有限公司；磷酸酯淀粉，北京清源食品添加劑有限公司；水磨糯米粉，新鄉(xiāng)良潤全谷物食品有限公司；白砂糖，太古糖業(yè)(中國)有限公司。1.1.2凈化設(shè)備和實(shí)驗(yàn)設(shè)備FA-2004N型電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；高速萬能粉碎機(jī)，天津市華鑫儀器廠；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇金壇市金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；DF-101S型電熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；SW-CJ-2FD型雙人單面垂直凈化工作臺(tái)，吳江市亞泰凈化設(shè)備有限公司；JM-L80型實(shí)驗(yàn)室膠體磨，溫州昊星機(jī)械設(shè)備制造有限公司；DHG-9101-2S型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司；PRMOR高速冷凍離心機(jī)、MaxQ4000恒溫培養(yǎng)搖床、Thermo702超低溫冰箱，美國賽默飛世爾（中國）科技公司；LabconcoFreeZone6L臺(tái)式冷凍干燥機(jī)，美國LABCONCO公司；BL1015A破壁機(jī)，美的電器有限公司；FTC質(zhì)構(gòu)儀，北京盈盛科技有限責(zé)任公司；WGZ-2型濁度計(jì)，上海昕瑞儀器儀表有限公司。1.2方法1.2.1工藝銀杏果→去殼煮制→浸泡去芯→梯度烘干→勻漿糊化→酶解→協(xié)同發(fā)酵→干燥成粉→研制湯圓粉團(tuán)1.2.2操作要點(diǎn)1.2.2.1.去皮煮銀杏果要進(jìn)行好壞挑揀，用小錘敲開新鮮完好的果殼，取出果仁，預(yù)煮1h。1.2.2.浸泡、制備先用2‰碳酸氫鈉溶液浸泡2h，再用1‰鹽酸溶液浸泡15min，然后冷熱水交替浸泡10min，重復(fù)6～8次，于清水中浸泡12h后去芯，搗碎。1.2.2.3級(jí)干燥采用烘箱梯度烘干，即60℃干燥4h、80℃干燥1h、100℃干燥1h、120℃干燥0.5h，粉碎制成小于200目的銀杏果粉。1.2.2.4均勻糊狀取100g銀杏果粉加入6倍質(zhì)量的水，用膠體磨研磨3min，置于沸水浴中加熱攪拌20min，取出冷卻至60℃。1.2.2.化酶與淀粉酶復(fù)合酶制劑的制備每100g銀杏果添加0.3g的糖化酶與α淀粉酶復(fù)合酶制劑（質(zhì)量比2∶1），在60℃下攪拌酶解2h,100℃下滅酶15min，取出冷卻至35℃。1.2.2.6合作協(xié)議在100g銀杏果酶解物中分別加入1.5g植物乳桿菌和1.5g釀酒酵母，32℃下恒溫?fù)u床發(fā)酵12h。1.2.2.7干燥的粉末將全部料液倒入多個(gè)平皿中，先在-78℃中預(yù)凍2h，然后放入凍干機(jī)中冷凍干燥，得到發(fā)酵銀杏果粉。1.2.2.發(fā)酵銀杏果粉病理劑制備將糯米粉和發(fā)酵銀杏果粉過200目篩，加入谷朊粉、磷酸酯淀粉、白砂糖，混合均勻，冷水和面，同時(shí)加入幾滴大豆油混勻，按12g/個(gè)分割，揉圓成粉團(tuán)，-40℃速凍2h,-18℃冷凍保藏，制得發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)。1.2.3谷粉添加在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本試驗(yàn)中固定糯米粉和發(fā)酵銀杏果粉組成的混合粉為100g（糯米粉70g，發(fā)酵銀杏果粉30g），白砂糖35g，谷朊粉2g，磷酸酯淀粉0.3g。以感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)、凍裂率和湯圓粉團(tuán)湯濁度為指標(biāo)，分別考察發(fā)酵銀杏果粉添加量（20、25、30、35、40g）、白砂糖添加量（29、32、35、38、41g）、谷朊粉添加量（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0g）、磷酸酯淀粉添加量（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5g）對(duì)發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)品質(zhì)的影響。1.2.4響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的感官評(píng)分為響應(yīng)值，選取發(fā)酵銀杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4個(gè)因素設(shè)計(jì)四因素三水平試驗(yàn)，進(jìn)而優(yōu)化發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的最佳配方，因素水平見表1。1.2.5銀杏果粉圓粉的質(zhì)量分析參照朱津津等1.2.6銀杏果粉圓粉的凍裂率測定參考文獻(xiàn)凍裂率（%）=凍裂的湯圓粉團(tuán)數(shù)量/湯圓粉團(tuán)總數(shù)量×1001.2.7單位為ntu速凍湯圓煮后湯的渾濁程度可用濁度來表示，單位為NTU。濁度越大，說明在蒸煮過程中湯圓粉團(tuán)向水中擴(kuò)散的固形物越多，湯汁越渾濁，固形物損失越多1.2.8銀杏果粉、圓桃粉的感官評(píng)價(jià)參照陳瑾1.2.9細(xì)菌組成水分含量：參照GB5009.3—2016脂肪含量：參照GB5009.6—2016金黃色葡萄球菌：參照GB4789.10—2016沙門氏菌：參照GB4789.4—20161.2.1均值測定每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)測定6次，最終數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。采用Design-Expert8.05b軟件對(duì)響應(yīng)面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，利用F檢驗(yàn)進(jìn)行方差分析。2結(jié)果與分析2.1單因素試驗(yàn)的結(jié)果2.1.1發(fā)酵銀杏果粉添加量對(duì)發(fā)酵銀杏果粉病理物的影響由圖1～3可知：發(fā)酵銀杏果粉賦予了湯圓粉團(tuán)獨(dú)特的口感、風(fēng)味和色澤，當(dāng)發(fā)酵銀杏果粉添加量為20g時(shí)，發(fā)酵銀杏果粉的風(fēng)味較弱，口感也不明顯，咀嚼性和硬度較低，膠粘性較大，凍裂率高；隨著發(fā)酵銀杏果粉添加量的增多，湯圓粉團(tuán)硬度逐漸增大，咀嚼性先增大后減小，膠粘性緩慢下降，湯圓粉團(tuán)湯的濁度先平穩(wěn)變化后急速上升，產(chǎn)品感官評(píng)分先升高后降低，凍裂率先減小后增大；發(fā)酵銀杏果粉添加量為30g時(shí)，發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的咀嚼性最高，湯圓粉團(tuán)湯濁度較低，感官品質(zhì)最佳，凍裂率最低。發(fā)酵銀杏果粉添加量超過30g時(shí)，湯圓粉團(tuán)中銀杏的氣味較濃，湯圓粉團(tuán)的風(fēng)味協(xié)調(diào)性較差，感官評(píng)分下降，硬度增大，咀嚼性降低，湯圓粉團(tuán)湯的濁度增大，凍裂率升高?？赡苁且?yàn)榘l(fā)酵銀杏果粉的持水能力較強(qiáng)，一定量的發(fā)酵銀杏果粉可改善湯圓粉團(tuán)的粘結(jié)能力2.1.2添加量對(duì)銀杏果粉圓粉的質(zhì)量和分解由圖4～6可知：當(dāng)白砂糖添加量為29g時(shí)，其添加量較低，未能很好地掩蓋發(fā)酵銀杏果粉的風(fēng)味并改善淀粉的品質(zhì)2.1.3谷粉添加量對(duì)壓縮克氏原螯蝦光湯蛋白的影響由圖7～9可知：谷朊粉又稱小麥面筋蛋白，不粘牙，具有較強(qiáng)的持水性，當(dāng)谷朊粉添加量為1.0g時(shí)，其相對(duì)混合粉的比例較低，未能很好地提高面團(tuán)的持水性，湯圓粉團(tuán)的保水性較低，自由水含量較高，故湯圓粉團(tuán)的凍裂率、硬度、湯的濁度均較高，膠粘性較大，感官評(píng)分低；隨著谷朊粉添加量的增多，湯圓粉團(tuán)硬度逐漸降低，咀嚼性緩慢降低但無顯著性差異，膠粘性逐漸降低，湯圓粉團(tuán)湯的濁度減小，感官評(píng)分先升高后降低，凍裂率逐漸降低；谷朊粉添加量為2.0g時(shí)，發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的硬度最小，膠粘性最低，湯圓粉團(tuán)湯的濁度較低，感官品質(zhì)最佳，凍裂率較低；谷朊粉添加量超過2.0g時(shí)，吸水量過多，影響其乳化性、溶解性等功能性質(zhì)，湯圓粉團(tuán)的感官評(píng)分降低，硬度、咀嚼性、膠粘性、湯的濁度、凍裂率無顯著性變化。可能是因?yàn)楣入梅垡着c水分子結(jié)合，增強(qiáng)湯圓粉團(tuán)的持水力，提高抗凍裂能力2.1.4磷酸酯淀粉添加量由圖10～12可知，磷酸酯淀粉可作為增稠劑和乳化劑，具有良好的保水性和抗淀粉老化能力。當(dāng)磷酸酯淀粉添加量為0.1g時(shí)，其相對(duì)混合粉的比例較低，未能很好地提高面團(tuán)的持水性，故湯圓粉團(tuán)的凍裂率和湯的濁度最高，硬度和咀嚼性較高，膠粘性較低，感官評(píng)分低。隨著磷酸酯淀粉添加量的增多，湯圓粉團(tuán)硬度逐漸降低，咀嚼性緩慢減小，膠粘性緩慢增大，湯圓粉團(tuán)湯的濁度迅速降低，感官評(píng)分先增大后減小，凍裂率迅速降低。磷酸酯淀粉添加量為0.3g時(shí)，發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的湯濁度最低，感官品質(zhì)最佳，咀嚼性低，凍裂率較低。磷酸酯淀粉添加量超過0.3g時(shí)，吸水量增加，硬度緩慢降低，咀嚼性、膠粘性、湯的濁度、感官評(píng)分、凍裂率無顯著性變化。湯圓粉團(tuán)凍裂主要是因?yàn)樵趦霾剡^程中形成大小不一的冰晶所致2.2銀杏果粉、圓桃粉的制備和優(yōu)化2.2.1響應(yīng)面分析結(jié)果根據(jù)Box-Behnken原理對(duì)發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)配方進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表4，回歸模型的方差分析見表5。利用Design-Expert8.05b軟件對(duì)表4數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到以感官評(píng)分為響應(yīng)值，發(fā)酵銀杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量為自變量的二次多項(xiàng)回歸方程：Y=97.46-1.21X由表5可知，該模型的F值為142.82,P<0.0001，說明模型高度顯著，該模型成立。失擬項(xiàng)P=0.7646>0.05不顯著，說明不存在失擬因素。其中：X2.2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果發(fā)酵銀杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4個(gè)因素交互作用對(duì)發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)感官評(píng)分影響的響應(yīng)面圖見圖13。曲面圖的形狀是各因素影響感官評(píng)分大小最直觀的展示，曲面越陡峭，說明影響越顯著2.3配方參數(shù)修正為確定發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的最佳配方，利用軟件中的“Optimization”模塊得出優(yōu)化配方，即為發(fā)酵銀杏果粉添加量29.59g、白砂糖添加量34.78g、谷朊粉添加量1.85g、磷酸酯淀粉添加量0.30g，發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的感官評(píng)分預(yù)測值可達(dá)97.63分。考慮試驗(yàn)的可操作性，將發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的配方參數(shù)修正為發(fā)酵銀杏果粉添加量30g、白砂糖添加量35g、谷朊粉添加量1.85g、磷酸酯淀粉添加量0.30g，采用修正后的配方進(jìn)行3次平行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到感官評(píng)分為97.7±0.8分，與模型預(yù)測值基本一致。保持其他因素不變，糯米粉和銀杏果粉或發(fā)酵銀杏果粉組成的混合粉為100g，分別添加0、30g銀杏果粉和30g發(fā)酵銀杏果粉，制成對(duì)照湯圓粉團(tuán)、銀杏果粉湯圓粉團(tuán)和發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)，測定3種湯圓粉團(tuán)樣品的品質(zhì)，結(jié)果如表6所示。由表6可知，相同工藝配方條件下，與對(duì)照組湯圓粉團(tuán)相比，銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的凍裂率、濁度、硬度和咀嚼性顯著增加（P<0.05），感官評(píng)分和膠粘性顯著降低（P<0.05）；發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的感官評(píng)分顯著增加（P<0.05），凍裂率和膠粘性顯著降低（P<0.05），濁度和咀嚼性無顯著性差異，硬度適度增加。說明銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的品質(zhì)顯著低于對(duì)照組湯圓粉團(tuán)，而發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)的品質(zhì)顯著高于對(duì)照組湯圓粉團(tuán)，其感官評(píng)分提高了11.3%，凍裂率下降了75%，膠粘性降低了40.7%?？赡苁且?yàn)殂y杏果淀粉的直鏈淀粉含量高2.4產(chǎn)品指標(biāo)的檢測在最佳配方條件下，制備發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)，測定其感官、理化、微生物指標(biāo)，結(jié)果見表7。2.4.1銀杏果粉的制備發(fā)酵銀杏果粉湯圓粉團(tuán)外觀完整、無雜質(zhì)、表面光滑、無裂紋，色澤呈均勻的淺黃色，具有銀杏果和糯米粉特有的香氣和滋味，無異味，滑爽，不粘牙，軟硬適中、有嚼勁。2.4.2理化和微生物指數(shù)以上檢測結(jié)果均符合SB/T10423—20173最佳配方的確定在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，通過響應(yīng)