基于響應面法優化發酵銀杏果粉圓筒粉團配方

龍眼是中國的傳統食品。隨著冷凍技術的發展，龍眼已經從“日常食品”轉變為“日常食品”。銀杏果又稱白果，營養豐富，含淀粉（60%）、蛋白質類（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%本研究以發酵銀杏果粉1材料和方法1.1材料和設備1.1.1培養基和試劑銀杏果（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），江蘇大學食品與生物工程學院實驗室提供；釀酒酵母（凍干粉），江南大學生物發酵與分離研究室提供；MRS肉湯培養基（優級純），北京陸橋技術股份有限公司；谷朊粉，封丘縣華豐粉業有限公司；磷酸酯淀粉，北京清源食品添加劑有限公司；水磨糯米粉，新鄉良潤全谷物食品有限公司；白砂糖，太古糖業(中國)有限公司。1.1.2凈化設備和實驗設備FA-2004N型電子天平，上海精密科學儀器有限公司；高速萬能粉碎機，天津市華鑫儀器廠；HH-6型數顯恒溫水浴鍋，江蘇金壇市金城國勝實驗儀器廠；DF-101S型電熱磁力攪拌器，鞏義市予華儀器有限責任公司；SW-CJ-2FD型雙人單面垂直凈化工作臺，吳江市亞泰凈化設備有限公司；JM-L80型實驗室膠體磨，溫州昊星機械設備制造有限公司；DHG-9101-2S型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海三發科學儀器有限公司；PRMOR高速冷凍離心機、MaxQ4000恒溫培養搖床、Thermo702超低溫冰箱，美國賽默飛世爾（中國）科技公司；LabconcoFreeZone6L臺式冷凍干燥機，美國LABCONCO公司；BL1015A破壁機，美的電器有限公司；FTC質構儀，北京盈盛科技有限責任公司；WGZ-2型濁度計，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→協同發酵→干燥成粉→研制湯圓粉團1.2.2操作要點1.2.2.1.去皮煮銀杏果要進行好壞挑揀，用小錘敲開新鮮完好的果殼，取出果仁，預煮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6～8次，于清水中浸泡12h后去芯，搗碎。1.2.2.3級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淀粉酶復合酶制劑（質量比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℃下恒溫搖床發酵12h。1.2.2.7干燥的粉末將全部料液倒入多個平皿中，先在-78℃中預凍2h，然后放入凍干機中冷凍干燥，得到發酵銀杏果粉。1.2.2.發酵銀杏果粉病理劑制備將糯米粉和發酵銀杏果粉過200目篩，加入谷朊粉、磷酸酯淀粉、白砂糖，混合均勻，冷水和面，同時加入幾滴大豆油混勻，按12g/個分割，揉圓成粉團，-40℃速凍2h,-18℃冷凍保藏，制得發酵銀杏果粉湯圓粉團。1.2.3谷粉添加在預試驗的基礎上，本試驗中固定糯米粉和發酵銀杏果粉組成的混合粉為100g（糯米粉70g，發酵銀杏果粉30g），白砂糖35g，谷朊粉2g，磷酸酯淀粉0.3g。以感官品質、質構、凍裂率和湯圓粉團湯濁度為指標，分別考察發酵銀杏果粉添加量（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）對發酵銀杏果粉湯圓粉團品質的影響。1.2.4響應面試驗設計根據單因素試驗結果，以發酵銀杏果粉湯圓粉團的感官評分為響應值，選取發酵銀杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4個因素設計四因素三水平試驗，進而優化發酵銀杏果粉湯圓粉團的最佳配方，因素水平見表1。1.2.5銀杏果粉圓粉的質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凍裂率（%）=凍裂的湯圓粉團數量/湯圓粉團總數量×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向水中擴散的固形物越多，湯汁越渾濁，固形物損失越多1.2.8銀杏果粉、圓桃粉的感官評價參照陳瑾1.2.9細菌組成水分含量：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均值測定每個數據重復測定6次，最終數據為平均值±標準偏差。采用Design-Expert8.05b軟件對響應面數據進行分析，利用F檢驗進行方差分析。2結果與分析2.1單因素試驗的結果2.1.1發酵銀杏果粉添加量對發酵銀杏果粉病理物的影響由圖1～3可知：發酵銀杏果粉賦予了湯圓粉團獨特的口感、風味和色澤，當發酵銀杏果粉添加量為20g時，發酵銀杏果粉的風味較弱，口感也不明顯，咀嚼性和硬度較低，膠粘性較大，凍裂率高；隨著發酵銀杏果粉添加量的增多，湯圓粉團硬度逐漸增大，咀嚼性先增大后減小，膠粘性緩慢下降，湯圓粉團湯的濁度先平穩變化后急速上升，產品感官評分先升高后降低，凍裂率先減小后增大；發酵銀杏果粉添加量為30g時，發酵銀杏果粉湯圓粉團的咀嚼性最高，湯圓粉團湯濁度較低，感官品質最佳，凍裂率最低。發酵銀杏果粉添加量超過30g時，湯圓粉團中銀杏的氣味較濃，湯圓粉團的風味協調性較差，感官評分下降，硬度增大，咀嚼性降低，湯圓粉團湯的濁度增大，凍裂率升高。可能是因為發酵銀杏果粉的持水能力較強，一定量的發酵銀杏果粉可改善湯圓粉團的粘結能力2.1.2添加量對銀杏果粉圓粉的質量和分解由圖4～6可知：當白砂糖添加量為29g時，其添加量較低，未能很好地掩蓋發酵銀杏果粉的風味并改善淀粉的品質2.1.3谷粉添加量對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，具有較強的持水性，當谷朊粉添加量為1.0g時，其相對混合粉的比例較低，未能很好地提高面團的持水性，湯圓粉團的保水性較低，自由水含量較高，故湯圓粉團的凍裂率、硬度、湯的濁度均較高，膠粘性較大，感官評分低；隨著谷朊粉添加量的增多，湯圓粉團硬度逐漸降低，咀嚼性緩慢降低但無顯著性差異，膠粘性逐漸降低，湯圓粉團湯的濁度減小，感官評分先升高后降低，凍裂率逐漸降低；谷朊粉添加量為2.0g時，發酵銀杏果粉湯圓粉團的硬度最小，膠粘性最低，湯圓粉團湯的濁度較低，感官品質最佳，凍裂率較低；谷朊粉添加量超過2.0g時，吸水量過多，影響其乳化性、溶解性等功能性質，湯圓粉團的感官評分降低，硬度、咀嚼性、膠粘性、湯的濁度、凍裂率無顯著性變化。可能是因為谷朊粉易與水分子結合，增強湯圓粉團的持水力，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。當磷酸酯淀粉添加量為0.1g時，其相對混合粉的比例較低，未能很好地提高面團的持水性，故湯圓粉團的凍裂率和湯的濁度最高，硬度和咀嚼性較高，膠粘性較低，感官評分低。隨著磷酸酯淀粉添加量的增多，湯圓粉團硬度逐漸降低，咀嚼性緩慢減小，膠粘性緩慢增大，湯圓粉團湯的濁度迅速降低，感官評分先增大后減小，凍裂率迅速降低。磷酸酯淀粉添加量為0.3g時，發酵銀杏果粉湯圓粉團的湯濁度最低，感官品質最佳，咀嚼性低，凍裂率較低。磷酸酯淀粉添加量超過0.3g時，吸水量增加，硬度緩慢降低，咀嚼性、膠粘性、湯的濁度、感官評分、凍裂率無顯著性變化。湯圓粉團凍裂主要是因為在凍藏過程中形成大小不一的冰晶所致2.2銀杏果粉、圓桃粉的制備和優化2.2.1響應面分析結果根據Box-Behnken原理對發酵銀杏果粉湯圓粉團配方進行優化，試驗設計及結果見表4，回歸模型的方差分析見表5。利用Design-Expert8.05b軟件對表4數據進行二次多元回歸擬合，得到以感官評分為響應值，發酵銀杏果粉添加量、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P=0.7646>0.05不顯著，說明不存在失擬因素。其中：X2.2.2響應面優化試驗結果發酵銀杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4個因素交互作用對發酵銀杏果粉湯圓粉團感官評分影響的響應面圖見圖13。曲面圖的形狀是各因素影響感官評分大小最直觀的展示，曲面越陡峭，說明影響越顯著2.3配方參數修正為確定發酵銀杏果粉湯圓粉團的最佳配方，利用軟件中的“Optimization”模塊得出優化配方，即為發酵銀杏果粉添加量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，發酵銀杏果粉湯圓粉團的感官評分預測值可達97.63分。考慮試驗的可操作性，將發酵銀杏果粉湯圓粉團的配方參數修正為發酵銀杏果粉添加量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行3次平行驗證試驗，得到感官評分為97.7±0.8分，與模型預測值基本一致。保持其他因素不變，糯米粉和銀杏果粉或發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發酵銀杏果粉，制成對照湯圓粉團、銀杏果粉湯圓粉團和發酵銀杏果粉湯圓粉團，測定3種湯圓粉團樣品的品質，結果如表6所示。由表6可知，相同工藝配方條件下，與對照組湯圓粉團相比，銀杏果粉湯圓粉團的凍裂率、濁度、硬度和咀嚼性顯著增加（P<0.05），感官評分和膠粘性顯著降低（P<0.05）；發酵銀杏果粉湯圓粉團的感官評分顯著增加（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的品質顯著低于對照組湯圓粉團，而發酵銀杏果粉湯圓粉團的品質顯著高于對照組湯圓粉團，其感官評分提高了11.3%，凍裂率下降了75%，膠粘性降低了40.7%。可能是因為銀杏果淀粉的直鏈淀粉含量高2.4產品指標的檢測在最佳配方條件下，制備發酵銀杏果粉湯圓粉團，測定其感官、理化、微生物指標，結果見表7。2.4.1銀杏果粉的制備發酵銀杏果粉湯圓粉團外觀完整、無雜質、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理化和微生物指數以上檢測結果均符合SB/T10423—20173最佳配方的確定在單因素試驗基礎上，以感官評分為響應值，通過響應