戢得蓉，王守琴，喬明鋒，范文教，陳云川

（四川旅游學(xué)院食品學(xué)院，四川 成都 610100）

雪蓮果（Smallanthus sonchifolius）別名菊薯、地參果、雪蓮薯，其根莖不含淀粉，果肉剔透，清脆爽口，甘甜多汁，含有大量的水溶性植物纖維及豐富的果寡糖（低聚糖）[1]，其中果寡糖含量在所有植物中排第一，屬于低熱量食品，具有清熱解毒、通腸潤(rùn)道、消炎利尿等特點(diǎn)，對(duì)于糖尿病人和肥胖病人來(lái)說(shuō)特別適用[2]。雪蓮果主要用于鮮食，近年來(lái)，對(duì)其相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)已成為研究熱點(diǎn)，如果酒、果醋、果脯、飲料、冰淇淋等[3-5]。

馬鈴薯別名土豆、洋芋，為多年生草本植物，多為塊莖繁殖[6]，屬茄科植物[7]。馬鈴薯是世界排名第四的重要農(nóng)作物[8]，具有分布廣、早熟、高產(chǎn)、用途多的優(yōu)點(diǎn)。馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)豐富，含蛋白質(zhì)、氨基酸、碳水化合物、礦質(zhì)元素、脂肪、苷酸、粗纖維及維生素[9]。近年，我國(guó)提出了“馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略”，使得馬鈴薯獲得了更多的關(guān)注[10]。薯片是常見(jiàn)的馬鈴薯加工產(chǎn)品之一[11]。前人已對(duì)油炸復(fù)合馬鈴薯片工藝[12-14]進(jìn)行了研究報(bào)道，但采用烘烤工藝制作薯片的研究未見(jiàn)報(bào)道。

馬鈴薯和雪蓮果都是營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)良食品，本試驗(yàn)在制作薯片時(shí)用雪蓮果汁替代部分水，從感官評(píng)定、水分、色差、質(zhì)構(gòu)方面研究對(duì)薯片品質(zhì)的影響，從而確定雪蓮果薯片的最佳加工工藝，得到相關(guān)產(chǎn)品，以期為高端薯片的研制提供參考，同時(shí)為雪蓮果在食品行業(yè)的廣泛應(yīng)用開(kāi)拓思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

雪蓮果：云南天山紅心雪蓮果；馬鈴薯全粉：正陽(yáng)馬鈴薯雪花全粉；白砂糖、油、食鹽：市售。檸檬酸：食品級(jí)；乙醇，分析純：成都市科龍化工試劑廠。

1.1.2 儀器與設(shè)備

KWS1530X-H7R型電烤箱，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；Scout SE型電子天平，奧豪斯儀器（常州）有限公司；DFY-1000型搖擺式高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司；101型鼓風(fēng)干燥箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；DC-P3型色差計(jì)，北京市興光測(cè)色儀器公司；TMS-Pro型FTC-質(zhì)構(gòu)儀，北京盈盛恒泰科技有限公司；JYL-C012型料理機(jī)，九陽(yáng)股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 薯片的制備工藝

1.2.1.1 基礎(chǔ)配方

馬鈴薯粉30 g、水40 mL、白砂糖10 g、油1 g、食鹽1 g。

1.2.1.2 工藝流程

雪蓮果→清洗、去皮→搗碎、護(hù)色→加輔料調(diào)配→揉面成團(tuán)→切分→壓面→成型→刷油→烘焙→冷卻→包裝→成品

1.2.1.3 工藝要點(diǎn)

將雪蓮果用檸檬酸進(jìn)行護(hù)色處理，然后用料理機(jī)打碎，與馬鈴薯全粉、水、白砂糖、油、食鹽混合均勻，揉成面團(tuán)。將揉制好的面團(tuán)切分成小份，用壓面機(jī)反復(fù)多次壓制，使其成為質(zhì)地均勻的面片，再用模具成型為圓形面坯。在成型好的面片表面薄薄地刷一層油后放入烤箱中，進(jìn)入烤箱前先將烤箱預(yù)熱，上下火溫度一致。薯片溫度冷卻到35℃以下，塑封包裝。

1.2.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在基礎(chǔ)配方的基礎(chǔ)上分別以雪蓮果汁替代水的用量百分比（V/V）、烘烤時(shí)間、烘烤溫度、白砂糖添加量、食鹽添加量、油添加量作為單因素，以感官評(píng)分、質(zhì)構(gòu)（破裂力及硬度）為主，以水分、色差等指標(biāo)為輔，討論各因素對(duì)薯片品質(zhì)的影響，各因素選取水平見(jiàn)表1。

表1 薯片單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)表Table 1 Single factor test design for potato chips

1.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

利用Design Expert 8.0.6，根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，優(yōu)化雪蓮果薯片的配方，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)[15]，響應(yīng)值為感官評(píng)分以及破裂力[16]。

1.2.4 感官評(píng)定

篩選10名具有感官品評(píng)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人士組成感官評(píng)定小組，分別從色澤、形態(tài)、香味、脆性對(duì)薯片進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果取其平均分，滿分為60分[17]。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 薯片感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation criteria of potato chips

1.2.5 色差測(cè)定

采用全自動(dòng)測(cè)色色差儀測(cè)定，將樣品用萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎，將其反復(fù)壓平壓實(shí)，保證樣品表面在測(cè)定時(shí)無(wú)氣泡，填充均勻一致，光源采用D65。

1.2.6 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參考張秋會(huì)等[18]的方法，采用斜口探頭，測(cè)定條件為：測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)中速度1 mm/s，測(cè)后速度1 mm/s，壓縮時(shí)間5 s，壓縮百分比60%。測(cè)定樣品的硬度和破裂力。

1.2.7 水分含量測(cè)定

參考GB 5009.3—2016[19]中的直接干燥法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)由Design Expert 8.0.6、Excel和IBM SPSS Statistics處理完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 雪蓮果汁替代量對(duì)薯片品質(zhì)的影響

在基礎(chǔ)配方下，選擇烘烤溫度120℃，烘烤時(shí)間15 min，探究雪蓮果汁替代量對(duì)薯片品質(zhì)的影響，結(jié)果見(jiàn)圖1。隨著雪蓮果汁替代量的增加，產(chǎn)品的水分含量逐漸下降，與硬度及破裂力整體呈上升趨勢(shì)后有所波動(dòng)相對(duì)應(yīng)。同時(shí)，薯片的黃色度增加，色澤逐漸加深，感官品質(zhì)提升。當(dāng)雪蓮果汁替代水用量的75%時(shí)，所得產(chǎn)品的感官品質(zhì)最佳，薯片松脆可口，表面稍帶細(xì)紋，色度良好，硬度適中。

圖1 雪蓮果汁替代量對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of addition of snow lotus fruit juice on potato chips quality

2.1.2 烘烤時(shí)間、烘烤溫度對(duì)薯片品質(zhì)的影響

在基礎(chǔ)配方下，探究關(guān)鍵工藝烘烤時(shí)間和烘烤溫度對(duì)雪蓮果薯片品質(zhì)的影響。結(jié)果如圖2及圖3所示，隨著烘烤溫度上升及時(shí)間的增加，水分含量均不斷降低，薯片的硬度及測(cè)試的破裂力逐漸上升，而黃藍(lán)色度b*值逐漸上升。感官評(píng)分均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在烘烤時(shí)間為16 min以及烘烤溫度為120℃時(shí)產(chǎn)品的感官評(píng)分最高，此時(shí)所得薯片外形完整，規(guī)則且厚薄一致，香氣濃郁，色澤均勻，呈現(xiàn)金黃色，口感松脆。過(guò)高的溫度和過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)使薯片結(jié)構(gòu)扭曲并變焦，薯片原有的香味被掩蓋，風(fēng)味急劇下降。綜合考慮，選擇最佳烘烤溫度為120℃，最佳烘烤時(shí)間16 min進(jìn)行進(jìn)一步的試驗(yàn)。

圖2 烘烤時(shí)間對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of baking time on potato chips quality

圖3 烘烤溫度對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of baking temperature on potato chips quality

2.1.3 鹽、糖、油添加量對(duì)雪蓮果薯片品質(zhì)的影響

進(jìn)一步探究鹽、糖、油添加量對(duì)雪蓮果薯片品質(zhì)的影響，結(jié)果如圖4、5、6所示。鹽與糖主要對(duì)于薯片風(fēng)味形成方面產(chǎn)生影響，對(duì)水分含量及b*值的影響不大，而硬度與破裂力呈現(xiàn)波動(dòng)變化。鹽添加過(guò)少時(shí)產(chǎn)品甜味突出，口感膩；糖添加過(guò)少時(shí)，產(chǎn)品平淡無(wú)味。在鹽添加0.8 g、糖添加10 g時(shí)產(chǎn)品酥脆度良好。油用量的增加促使薯片水分含量降低而b*值有一定的上升，色澤逐漸偏金黃；油添加量增加對(duì)感官品質(zhì)有促進(jìn)作用，在2 g油添加量情況下，產(chǎn)品的感官得分較高，外形完整，起酥效果好，酥脆性佳。繼續(xù)添加油，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組織產(chǎn)生變化，薯片發(fā)生膨脹，氣孔變大，油膩感重，酥脆感過(guò)重，口感變差。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 模型的建立

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，就各單因素與感官品質(zhì)和破裂力兩個(gè)主要指標(biāo)之間進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表3所示。雪蓮果汁的替代量與兩個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性均較高，關(guān)鍵工藝烘烤時(shí)間相對(duì)于烘烤溫度與兩個(gè)主要指標(biāo)的相關(guān)性更高；鹽、糖及油與兩個(gè)指標(biāo)的相關(guān)性結(jié)果顯示，鹽添加量與兩者間顯著相關(guān)。

圖4 鹽添加量對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of salt addition on potato chips quality

圖5 糖添加量對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of sugar addition on potato chips quality

圖6 油添加量對(duì)薯片品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of oil addition on potato chips quality

表3 各單因素與薯片感官評(píng)分及破裂力的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis of single factors with sensory score and breaking force of potato chips

根據(jù)中心組合設(shè)計(jì)原理，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，優(yōu)化雪蓮果薯片的配方，以烘烤時(shí)間(A)、食鹽添加量(B)、雪蓮果汁替代量量(C)為特征值，選取感官評(píng)分(Y1)和破裂力(Y2)為響應(yīng)值，進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)與水平見(jiàn)表4，結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與水平Table 4 Response surface experiment design and level

2.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

對(duì)表5中的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到多元線性回歸方程如下：

Y1=58.40-1.50A+0.57B+1.25C-1.00AB-0.50AC-1.50BC-4.20A2-2.70B2-2.70C2

Y2=13.55-1.68A+2.46B+1.61C-1.10AB-0.15AC+8.27BC-1.02A2-2.03B2+5.47C2

對(duì)以上回歸模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

表5 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Response surface experiment results

表6 回歸方程的顯著性檢驗(yàn)及方差分析結(jié)果Table 6 Results of significance test and variance analysis of regression equations

根據(jù)F分布檢驗(yàn)顯著性，顯著性越好對(duì)應(yīng)特征值P值越小[20-21]。表6結(jié)果顯示，感官評(píng)分及破裂力模型總回歸項(xiàng)均為極顯著（P＜0.01），失擬項(xiàng)P（Y1）=0.137 6＞0.05，P（Y2）=0.564 8＞0.05，表示差異性不顯著，說(shuō)明回歸模型均選擇適宜，試驗(yàn)誤差小。R2(Y1)=0.979 4及R2(Y2)=0.954 0表示模型中感官評(píng)分及破裂力試驗(yàn)的真實(shí)值與預(yù)測(cè)值之間的相關(guān)性分別為97.94%及95.40%。兩個(gè)回歸方程的C.V.值分別為1.44%及12.78%，表明兩個(gè)回歸模型的數(shù)據(jù)具有較高的精確度，并且誤差較小。綜上所述，預(yù)測(cè)雪蓮果薯片的感官品質(zhì)及破裂力可以使用該模型。

2.2.3 各因素交互作用的響應(yīng)面分析

利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，分析各自變量對(duì)雪蓮果薯片的感官評(píng)分和破裂力交互影響的響應(yīng)曲面圖，該圖形為感官評(píng)分和破裂力對(duì)各試驗(yàn)因素所構(gòu)成的三維曲面圖，各參數(shù)間的相互作用可以從圖7中看出，并且各因素的最優(yōu)取值范圍能在各添加范圍內(nèi)確定。從圖7(a～c)中可以得出，雪蓮果汁替代量與食鹽添加量、食鹽添加量與烘烤時(shí)間、雪蓮果汁添加量與烘烤時(shí)間的響應(yīng)曲面圖的坡度都較為陡峭，說(shuō)明交互作用明顯，其等高線呈現(xiàn)橢圓形，表明感官評(píng)分在兩兩因素的影響下變化較大。以破裂力作為響應(yīng)值的圖7(d～f)中可知，烘烤時(shí)間與食鹽添加量，烘烤時(shí)間與雪蓮果汁替代量的等高線較密集且烘烤時(shí)間與食鹽添加量的等高線呈現(xiàn)橢圓形，表明兩者對(duì)破裂力的影響較大；食鹽添加量與雪蓮果汁替代量的等高線較稀疏，表明兩者對(duì)破裂力的影響較小。烘烤時(shí)間對(duì)破裂力影響最大，其次是雪蓮果汁替代量，食鹽添加量影響最小。

圖7 各因素之間的交互作用Fig.7 Interaction among reaction factors

2.2.4 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果

利用響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)得出的最優(yōu)條件為：雪蓮果汁替代量89.8%，食鹽添加量0.6 g，烘烤時(shí)間16 min，該條件下制得的產(chǎn)品感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為55分，破裂力預(yù)測(cè)值為6.75 N。由此可得最優(yōu)工藝為：在30 g馬鈴薯全粉中加入雪蓮果汁36 mL，水4 mL，糖10 g，油2 g，食鹽0.6 g，在烘烤溫度120℃條件下烘烤16 min，此時(shí)的感官評(píng)分平均值為56分，測(cè)定的破裂力平均值為6.81 N，與模型預(yù)測(cè)值接近，試驗(yàn)結(jié)果與模型擬合良好，方法可行有效。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)，確定了雪蓮果薯片的最佳加工工藝為：馬鈴薯全粉30 g雪蓮果汁替代量90%，食鹽添加量0.6 g，白砂糖添加量10 g，油添加量2 g，在烤箱底火、面火溫度為120℃條件下烘烤16 min，制得的烘烤型雪蓮果薯片色澤金黃、口感松脆、咸味與甜味比例適中，感官評(píng)分最佳，保留了馬鈴薯原有的香味，帶有雪蓮果的清爽，口感易于接受。雪蓮果汁替代部分水，有效地提高了薯片的感官品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性。本研究不僅為雪蓮果的加工利用提供了新的途徑，也增加了薯片的種類，為雪蓮果產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了參考。后期有望在雪蓮果休閑副食、脆片、全粉、減肥產(chǎn)品、保健產(chǎn)品等方面進(jìn)行深度研究，開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品，優(yōu)化工藝，保存營(yíng)養(yǎng)。