基于响应面法优化发酵银杏果粉圆筒粉团配方

基于响应面法优化发酵银杏果粉圆筒粉团配方

龙眼是中国的传统食品。随着冷冻技术的发展，龙眼已经从“日常食品”转变为“日常食品”。银杏果又称白果，营养丰富，含淀粉（60%）、蛋白质类（13%）、糖类（7%）、脂肪类（4%），还含有多种维生素和微量元素，以及银杏黄酮、银杏内酯、银杏多肽、银杏酸等多种活性成分淀粉是银杏果的主要成分，与玉米、小麦的淀粉含量相近。据研究，大佛指银杏果淀粉的直链淀粉含量约33.82%本研究以发酵银杏果粉1材料和方法1.1材料和设备1.1.1培养基和试剂银杏果（大佛指），江苏中药科技园；中温α淀粉酶（4000U/g）、糖化酶（100U/mg），北京索莱宝科技有限公司；植物乳杆菌（Dy-1），江苏大学食品与生物工程学院实验室提供；酿酒酵母（冻干粉），江南大学生物发酵与分离研究室提供；MRS肉汤培养基（优级纯），北京陆桥技术股份有限公司；谷朊粉，封丘县华丰粉业有限公司；磷酸酯淀粉，北京清源食品添加剂有限公司；水磨糯米粉，新乡良润全谷物食品有限公司；白砂糖，太古糖业(中国)有限公司。1.1.2净化设备和实验设备FA-2004N型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；高速万能粉碎机，天津市华鑫仪器厂；HH-6型数显恒温水浴锅，江苏金坛市金城国胜实验仪器厂；DF-101S型电热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；SW-CJ-2FD型双人单面垂直净化工作台，吴江市亚泰净化设备有限公司；JM-L80型实验室胶体磨，温州昊星机械设备制造有限公司；DHG-9101-2S型电热恒温鼓风干燥箱，上海三发科学仪器有限公司；PRMOR高速冷冻离心机、MaxQ4000恒温培养摇床、Thermo702超低温冰箱，美国赛默飞世尔（中国）科技公司；LabconcoFreeZone6L台式冷冻干燥机，美国LABCONCO公司；BL1015A破壁机，美的电器有限公司；FTC质构仪，北京盈盛科技有限责任公司；WGZ-2型浊度计，上海昕瑞仪器仪表有限公司。1.2方法1.2.1工艺银杏果→去壳煮制→浸泡去芯→梯度烘干→匀浆糊化→酶解→协同发酵→干燥成粉→研制汤圆粉团1.2.2操作要点1.2.2.1.去皮煮银杏果要进行好坏挑拣，用小锤敲开新鲜完好的果壳，取出果仁，预煮1h。1.2.2.浸泡、制备先用2‰碳酸氢钠溶液浸泡2h，再用1‰盐酸溶液浸泡15min，然后冷热水交替浸泡10min，重复6～8次，于清水中浸泡12h后去芯，捣碎。1.2.2.3级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目的银杏果粉。1.2.2.4均匀糊状取100g银杏果粉加入6倍质量的水，用胶体磨研磨3min，置于沸水浴中加热搅拌20min，取出冷却至60℃。1.2.2.化酶与淀粉酶复合酶制剂的制备每100g银杏果添加0.3g的糖化酶与α淀粉酶复合酶制剂（质量比2∶1），在60℃下搅拌酶解2h,100℃下灭酶15min，取出冷却至35℃。1.2.2.6合作协议在100g银杏果酶解物中分别加入1.5g植物乳杆菌和1.5g酿酒酵母，32℃下恒温摇床发酵12h。1.2.2.7干燥的粉末将全部料液倒入多个平皿中，先在-78℃中预冻2h，然后放入冻干机中冷冻干燥，得到发酵银杏果粉。1.2.2.发酵银杏果粉病理剂制备将糯米粉和发酵银杏果粉过200目筛，加入谷朊粉、磷酸酯淀粉、白砂糖，混合均匀，冷水和面，同时加入几滴大豆油混匀，按12g/个分割，揉圆成粉团，-40℃速冻2h,-18℃冷冻保藏，制得发酵银杏果粉汤圆粉团。1.2.3谷粉添加在预试验的基础上，本试验中固定糯米粉和发酵银杏果粉组成的混合粉为100g（糯米粉70g，发酵银杏果粉30g），白砂糖35g，谷朊粉2g，磷酸酯淀粉0.3g。以感官品质、质构、冻裂率和汤圆粉团汤浊度为指标，分别考察发酵银杏果粉添加量（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）对发酵银杏果粉汤圆粉团品质的影响。1.2.4响应面试验设计根据单因素试验结果，以发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分为响应值，选取发酵银杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4个因素设计四因素三水平试验，进而优化发酵银杏果粉汤圆粉团的最佳配方，因素水平见表1。1.2.5银杏果粉圆粉的质量分析参照朱津津等1.2.6银杏果粉圆粉的冻裂率测定参考文献冻裂率（%）=冻裂的汤圆粉团数量/汤圆粉团总数量×1001.2.7单位为ntu速冻汤圆煮后汤的浑浊程度可用浊度来表示，单位为NTU。浊度越大，说明在蒸煮过程中汤圆粉团向水中扩散的固形物越多，汤汁越浑浊，固形物损失越多1.2.8银杏果粉、圆桃粉的感官评价参照陈瑾1.2.9细菌组成水分含量：参照GB5009.3—2016脂肪含量：参照GB5009.6—2016金黄色葡萄球菌：参照GB4789.10—2016沙门氏菌：参照GB4789.4—20161.2.1均值测定每个数据重复测定6次，最终数据为平均值±标准偏差。采用Design-Expert8.05b软件对响应面数据进行分析，利用F检验进行方差分析。2结果与分析2.1单因素试验的结果2.1.1发酵银杏果粉添加量对发酵银杏果粉病理物的影响由图1～3可知：发酵银杏果粉赋予了汤圆粉团独特的口感、风味和色泽，当发酵银杏果粉添加量为20g时，发酵银杏果粉的风味较弱，口感也不明显，咀嚼性和硬度较低，胶粘性较大，冻裂率高；随着发酵银杏果粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐增大，咀嚼性先增大后减小，胶粘性缓慢下降，汤圆粉团汤的浊度先平稳变化后急速上升，产品感官评分先升高后降低，冻裂率先减小后增大；发酵银杏果粉添加量为30g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的咀嚼性最高，汤圆粉团汤浊度较低，感官品质最佳，冻裂率最低。发酵银杏果粉添加量超过30g时，汤圆粉团中银杏的气味较浓，汤圆粉团的风味协调性较差，感官评分下降，硬度增大，咀嚼性降低，汤圆粉团汤的浊度增大，冻裂率升高。可能是因为发酵银杏果粉的持水能力较强，一定量的发酵银杏果粉可改善汤圆粉团的粘结能力2.1.2添加量对银杏果粉圆粉的质量和分解由图4～6可知：当白砂糖添加量为29g时，其添加量较低，未能很好地掩盖发酵银杏果粉的风味并改善淀粉的品质2.1.3谷粉添加量对压缩克氏原螯虾光汤蛋白的影响由图7～9可知：谷朊粉又称小麦面筋蛋白，不粘牙，具有较强的持水性，当谷朊粉添加量为1.0g时，其相对混合粉的比例较低，未能很好地提高面团的持水性，汤圆粉团的保水性较低，自由水含量较高，故汤圆粉团的冻裂率、硬度、汤的浊度均较高，胶粘性较大，感官评分低；随着谷朊粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐降低，咀嚼性缓慢降低但无显著性差异，胶粘性逐渐降低，汤圆粉团汤的浊度减小，感官评分先升高后降低，冻裂率逐渐降低；谷朊粉添加量为2.0g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的硬度最小，胶粘性最低，汤圆粉团汤的浊度较低，感官品质最佳，冻裂率较低；谷朊粉添加量超过2.0g时，吸水量过多，影响其乳化性、溶解性等功能性质，汤圆粉团的感官评分降低，硬度、咀嚼性、胶粘性、汤的浊度、冻裂率无显著性变化。可能是因为谷朊粉易与水分子结合，增强汤圆粉团的持水力，提高抗冻裂能力2.1.4磷酸酯淀粉添加量由图10～12可知，磷酸酯淀粉可作为增稠剂和乳化剂，具有良好的保水性和抗淀粉老化能力。当磷酸酯淀粉添加量为0.1g时，其相对混合粉的比例较低，未能很好地提高面团的持水性，故汤圆粉团的冻裂率和汤的浊度最高，硬度和咀嚼性较高，胶粘性较低，感官评分低。随着磷酸酯淀粉添加量的增多，汤圆粉团硬度逐渐降低，咀嚼性缓慢减小，胶粘性缓慢增大，汤圆粉团汤的浊度迅速降低，感官评分先增大后减小，冻裂率迅速降低。磷酸酯淀粉添加量为0.3g时，发酵银杏果粉汤圆粉团的汤浊度最低，感官品质最佳，咀嚼性低，冻裂率较低。磷酸酯淀粉添加量超过0.3g时，吸水量增加，硬度缓慢降低，咀嚼性、胶粘性、汤的浊度、感官评分、冻裂率无显著性变化。汤圆粉团冻裂主要是因为在冻藏过程中形成大小不一的冰晶所致2.2银杏果粉、圆桃粉的制备和优化2.2.1响应面分析结果根据Box-Behnken原理对发酵银杏果粉汤圆粉团配方进行优化，试验设计及结果见表4，回归模型的方差分析见表5。利用Design-Expert8.05b软件对表4数据进行二次多元回归拟合，得到以感官评分为响应值，发酵银杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量为自变量的二次多项回归方程：Y=97.46-1.21X由表5可知，该模型的F值为142.82,P<0.0001，说明模型高度显著，该模型成立。失拟项P=0.7646>0.05不显著，说明不存在失拟因素。其中：X2.2.2响应面优化试验结果发酵银杏果粉添加量、白砂糖添加量、谷朊粉添加量、磷酸酯淀粉添加量4个因素交互作用对发酵银杏果粉汤圆粉团感官评分影响的响应面图见图13。曲面图的形状是各因素影响感官评分大小最直观的展示，曲面越陡峭，说明影响越显著2.3配方参数修正为确定发酵银杏果粉汤圆粉团的最佳配方，利用软件中的“Optimization”模块得出优化配方，即为发酵银杏果粉添加量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，发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分预测值可达97.63分。考虑试验的可操作性，将发酵银杏果粉汤圆粉团的配方参数修正为发酵银杏果粉添加量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，采用修正后的配方进行3次平行验证试验，得到感官评分为97.7±0.8分，与模型预测值基本一致。保持其他因素不变，糯米粉和银杏果粉或发酵银杏果粉组成的混合粉为100g，分别添加0、30g银杏果粉和30g发酵银杏果粉，制成对照汤圆粉团、银杏果粉汤圆粉团和发酵银杏果粉汤圆粉团，测定3种汤圆粉团样品的品质，结果如表6所示。由表6可知，相同工艺配方条件下，与对照组汤圆粉团相比，银杏果粉汤圆粉团的冻裂率、浊度、硬度和咀嚼性显著增加（P<0.05），感官评分和胶粘性显著降低（P<0.05）；发酵银杏果粉汤圆粉团的感官评分显著增加（P<0.05），冻裂率和胶粘性显著降低（P<0.05），浊度和咀嚼性无显著性差异，硬度适度增加。说明银杏果粉汤圆粉团的品质显著低于对照组汤圆粉团，而发酵银杏果粉汤圆粉团的品质显著高于对照组汤圆粉团，其感官评分提高了11.3%，冻裂率下降了75%，胶粘性降低了40.7%。可能是因为银杏果淀粉的直链淀粉含量高2.4产品指标的检测在最佳配方条件下，制备发酵银杏果粉汤圆粉团，测定其感官、理化、微生物指标，结果见表7。2.4.1银杏果粉的制备发酵银杏果粉汤圆粉团外观完整、无杂质、表面光滑、无裂纹，色泽呈均匀的浅黄色，具有银杏果和糯米粉特有的香气和滋味，无异味，滑爽，不粘牙，软硬适中、有嚼劲。2.4.2理化和微生物指数以上检测结果均符合SB/T10423—20173最佳配方的确定在单因素试验基础上，以感官评分为响应值，通过响应