趙久毅，游歡，唐春紅，吳麗，常海軍

基于響應(yīng)面-主成分分析法優(yōu)化豆渣膨化食品的配方

趙久毅a,b，游歡a,b，唐春紅a,b，吳麗a,b，常海軍a,b

（重慶工商大學(xué) a.環(huán)境與資源學(xué)院 b.綠色食品研究院，重慶 400067）

為了克服新鮮豆渣難以膨化的缺點(diǎn)，添加小麥面粉、玉米淀粉和水進(jìn)行復(fù)配，開發(fā)出一款膨化效果較好、品質(zhì)較高的豆渣膨化食品。將濕豆渣、小麥面粉、玉米淀粉和水按一定比例混合均勻，利用單螺桿擠壓膨化機(jī)對其膨化，然后添加防腐酒，最后進(jìn)行真空包裝。單因素實(shí)驗(yàn)以500 g濕豆渣為基準(zhǔn)量，選取小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)作為影響因素，并以膨化度、彈性、硬度、膠黏性和咀嚼度作為評價指標(biāo)，再通過響應(yīng)面-主成分分析法確定最佳配方。最后測定產(chǎn)品菌落總數(shù)和感官分?jǐn)?shù)以確定防腐酒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和產(chǎn)品保質(zhì)期。在小麥面粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83%，玉米淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%時，產(chǎn)品的膨化度為5.61，彈性為0.97，硬度為1178.43 g，膠黏性為935.33，咀嚼性為1028.05。添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的防腐酒后并真空包裝，產(chǎn)品在常溫下的保質(zhì)期至少可達(dá)6個月。濕豆渣與小麥面粉、玉米淀粉和水按最優(yōu)配方復(fù)配后，產(chǎn)品膨化效果較好，品質(zhì)優(yōu)良。

濕豆渣；擠壓膨化；響應(yīng)面；主成分分析

豆渣是生產(chǎn)豆腐、豆干等豆制品的副產(chǎn)物[1]，但它的營養(yǎng)價值卻不容忽視。干豆渣中膳食纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)50%～60%，蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)18%～23%，且包含8種必需氨基酸[2]。此外還含有鎂、鉀、鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)，以及黃酮、磷脂和甾醇類化合物等。豆渣中的膳食纖維是研究熱點(diǎn)之一，它能夠促進(jìn)腸胃蠕動，利于排便，可以起到控制便秘和預(yù)防腸癌的作用[3]；還能夠預(yù)防肥胖，維持血糖穩(wěn)定，減緩糖尿病的并發(fā)癥等[4]。

據(jù)統(tǒng)計，我國大豆食品廠每年約產(chǎn)生2000萬t的濕豆渣[5]，但由于其水分含量高、易腐敗，通常將它當(dāng)作飼料低價賣出，浪費(fèi)了資源[6]。運(yùn)用擠壓膨化技術(shù)把豆渣做成休閑食品是實(shí)現(xiàn)豆渣高值化的有效途徑之一，因?yàn)樵摷夹g(shù)可以利用豆渣中的水分從而節(jié)約烘干的成本，還能改變原料的分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)，提高產(chǎn)品的消化吸收率和改善產(chǎn)品的口感等[7]。豆渣中含有較多的膳食纖維，難以單獨(dú)膨化成型，需要與其他物料復(fù)配。劉淑婷等[8]將豆渣與藜麥、黑米、蕓豆等雜糧復(fù)配后膨化，產(chǎn)品糊化度較高，但膨化度較低。宮雪等[9]將豆渣與藜麥、薏仁和黃芪進(jìn)行復(fù)配后膨化，產(chǎn)品的膨化度僅為2.15。說明一般的粗糧和中藥材與豆渣復(fù)配后膨化性能較低，而小麥粉和淀粉易在高溫下溶脹，能分裂形成均勻糊狀溶液，膨化性能更好。孫冰玉等[10]將豆渣與小麥粉復(fù)配后膨化，其膨化度和理化特性均有明顯提升。蘆菲等[11]將玉米粉和玉米淀粉分別與豆渣復(fù)配，對比了其膨化效果，結(jié)果表明添加玉米淀粉的膨化效果更佳，氣孔更大。文中同時利用小麥面粉和玉米淀粉作為輔料，與豆渣復(fù)配后膨化，研究其最佳配比，開發(fā)出一款膨化效果較好、品質(zhì)更高的豆渣膨化食品。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料和儀器

主要材料：神象牌特精小麥面粉，新良牌玉米淀粉，重慶人人樂超市；濕豆渣，重慶天潤食品有限公司；防腐酒，九江市敏月芳食品有限公司；營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基，杭州微生物試劑有限公司；伊紅美藍(lán)瓊脂，青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司；16絲復(fù)合尼龍包裝袋，浙江佳大印務(wù)有限公司。

主要儀器：JY2000電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；HM740和面機(jī)，上海氏家用電器；HS-A單螺桿擠壓膨化機(jī)，黃氏食品機(jī)械有限公司；DHG-9090A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；BJ-300高速多功能粉碎機(jī)，拜杰有限公司；BHS-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，上海壘固有限公司；TD6M臺式低速離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；MNT-150T數(shù)顯游標(biāo)卡尺，美耐特；SW-CJ-2FD潔凈工作臺，蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；DHP-9082 電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；BXM-30立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；ESH105快速水分測定儀，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀，北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 豆渣膨化食品工藝流程

工藝流程：按比例添加濕豆渣、小麥面粉、玉米淀粉→均勻攪拌3 min→按比例添加水→均勻攪拌5 min→擠壓膨化→添加防腐酒→真空包裝→成品。

原料篩選：采用同一批次的濕豆渣（濕基含水率為75%），有適當(dāng)?shù)亩剐任叮瑹o酸味。

第1次和面：混合時先將濕豆渣與面粉、淀粉按比例混合，使用和面機(jī)在低速狀態(tài)下勻速攪拌3 min，防止面粉飛揚(yáng)。注意在混合過程中要保證原料混合均勻。

第2次和面：豆渣與面粉、淀粉混合均勻后，在高速攪拌狀態(tài)下將水添加至和面盆，時間為5 min，至混合物完全混合即可取出膨化。

擠壓膨化：使用單螺桿擠壓膨化機(jī)時應(yīng)勻速喂料，保證機(jī)筒內(nèi)溫度一致，膨化出的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，待出料穩(wěn)定后開始收集樣品。膨化時選擇6孔模具，單孔直徑2 mm。

防腐：用食品刷將防腐酒均勻刷在產(chǎn)品表面。防腐酒主要成分有白酒（54%）、水（10%）以及胡蘿卜、海帶、韭菜、菊花等植物浸提物，酒精度為53%。

成品：最終產(chǎn)品形狀為條狀，以豆渣調(diào)味面制品的形式呈現(xiàn)，屬于休閑食品。

1.2.2 原料配方單因素實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)中濕豆渣的質(zhì)量為500 g，選取的單因素有小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（均以濕豆渣質(zhì)量為基準(zhǔn)），以膨化度、彈性、硬度、膠黏性和咀嚼度作為評價指標(biāo)。根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)，分別選取小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%，70%，80%，90%，100%，玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，15%，20%，25%，30%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，25%，30%，35%，40%。

1.2.3 原料配方響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從每個因素中選取3個較好的水平進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)，同樣以膨化度、彈性、硬度、膠黏性和咀嚼度作為指標(biāo)，通過主成分分析法對多個指標(biāo)進(jìn)行降維，轉(zhuǎn)化成一個綜合得分值作為總評價指標(biāo)。利用Design-Expert 8.0.6軟件，采用Box-Behnken設(shè)計方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析得到豆渣膨化食品的最佳配方。

1.2.4 防腐酒添加量的確定

添加防腐酒對豆渣膨化食品進(jìn)行防腐，以菌落總數(shù)和感官評價分?jǐn)?shù)作為指標(biāo)，研究防腐酒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%，0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，通過單因素實(shí)驗(yàn)找到防腐酒的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)。感官評價采用9分制評價法，由10位專業(yè)人員從色澤，氣味以及口感對產(chǎn)品進(jìn)行評分，感官評價表見表1。

表1 豆渣膨化食品感官評價

1.2.5 指標(biāo)的測定

1.2.5.1 膨化度的測定

采取Rayas-Duarte[12]等的方法并略做修改，擠壓膨化出產(chǎn)品后，待樣品冷卻，每組隨機(jī)抽取10段產(chǎn)品，用游標(biāo)卡尺測定樣品厚度及寬度，計算各段膨化產(chǎn)物的橫截面積取平均值[13—14]，按式（1）計算。

(1)

式中：為膨化度；為膨化產(chǎn)物的橫截面積；0為磨具的橫截面積。

1.2.5.2 質(zhì)構(gòu)的測定

利用質(zhì)構(gòu)儀對豆渣膨化食品進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)的測定。測試條件：P/36R型探頭，測試前速率為1.0 mm/s，測試速率為1.0 mm/s，測試后速率為1.0 mm/s，壓縮率為50.0%。在全質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)曲線上選取4個所需要的參數(shù)值：彈性、硬度、膠黏性、咀嚼性。

1.2.5.3 菌落總數(shù)和大腸桿菌的測定

菌落總數(shù)的測定按照GB 4789.2—2016[15]進(jìn)行，大腸桿菌的檢測按照GB 4789.3—2016[16]進(jìn)行。

1.2.5.4 產(chǎn)品保質(zhì)期的測定

將產(chǎn)品真空包裝后置于37 ℃培養(yǎng)箱里進(jìn)行加速破壞實(shí)驗(yàn)，每隔一定時間對其進(jìn)行菌落總數(shù)和大腸桿菌的檢測，推算出產(chǎn)品的保質(zhì)期。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中對豆渣膨化食品所測的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析[17]，利用SPSS 19.0軟件對17組數(shù)據(jù)降維，進(jìn)行因子分析，可得到特征向量矩陣。分別對特征向量矩陣和17組原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，得到矩陣和矩陣，利用Matlab 7.1軟件計算式（2）可得到各主成分的得分矩陣。根據(jù)因子分析中主成分的貢獻(xiàn)率，可計算出綜合得分F值，見式（3）。

(2)

(3)

式中：為標(biāo)準(zhǔn)化后的特征向量矩陣；為標(biāo)準(zhǔn)化后的原始數(shù)據(jù)矩陣；F為第組實(shí)驗(yàn)的綜合得分；C為矩陣中第行第列的數(shù)據(jù)；為第個主成分的貢獻(xiàn)率。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素結(jié)果

2.1.1 小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

從圖1可以看出，隨著混合物中小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，產(chǎn)品的膨化度和彈性呈現(xiàn)出先增后降的趨勢，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在80%時達(dá)到最大，分別為5.29和0.91；從表2可以看出，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在80%時產(chǎn)品的硬度最低，為1279.03 g，膠黏性和咀嚼性最大，分別為929.44和955.10。這是因?yàn)槎乖械纳攀忱w維為大分子結(jié)構(gòu)，不易被較弱的剪切力降解，難以膨化，而小麥面粉遇水后具有較好的粘性，可以使豆渣很好地粘連在一起，且高溫下易形成糊狀溶液，更利于膨 化[14]。小麥面粉添加過量時，混合物的水分含量降低，部分物料在機(jī)筒內(nèi)被擠壓成干粉狀，淀粉顆粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有完全破壞，也沒有達(dá)到充分糊化，致使產(chǎn)品膨化度較低[18]。因此適量的小麥面粉能夠使混合物的水分適宜，讓物料在機(jī)筒內(nèi)充分糊化，得到的產(chǎn)品膨化效果好，彈性較高，硬度偏軟，膠黏性和咀嚼性較高。綜合考慮，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%，80%和90%的小麥面粉做響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

圖1 不同小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品膨化度和彈性的影響

表2 不同小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品硬度、膠黏性和咀嚼性的影響

注：表中小寫字母表示同一列的顯著性差異（<0.05）

2.1.2 玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

從圖2中可以看出，隨著玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，產(chǎn)品的膨化度先快速增加，再緩慢下降，彈性同樣呈先增后減的趨勢。根據(jù)圖2和表3可發(fā)現(xiàn)，玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時，產(chǎn)品的膨化度和彈性達(dá)到最高，分別為5.34和0.94，膠黏性和咀嚼性達(dá)到最高，分別為934.81和981.89，硬度較質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%和15%時更軟，為1391.54 g。玉米淀粉中的支鏈淀粉在高溫情況下發(fā)生部分水解產(chǎn)生糊精，增加了物料的黏稠度和物料所受的剪切力和摩擦力，導(dǎo)致機(jī)筒內(nèi)溫度升高，支鏈淀粉在熱熔融狀態(tài)下發(fā)生膨脹，產(chǎn)品膨化度和彈性增高，硬度下降，膠黏性和咀嚼性增強(qiáng)[19]。支鏈淀粉含量過多，導(dǎo)致物料粘性過大，不利于氣泡產(chǎn)生和破裂，阻礙產(chǎn)品的膨化，從而使膨化度下降，產(chǎn)品品質(zhì)降低。綜合考慮，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%，20%和25%的玉米淀粉做響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

2.1.3 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

由圖3可以看出，產(chǎn)品的膨化度和彈性隨著水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加呈先急劇升高后急劇下降的趨勢，在水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時達(dá)到最高，分別為5.47和0.96。由表4可知，隨著水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，產(chǎn)品硬度下降，在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時，產(chǎn)品膠黏性和咀嚼性最大，分別為944.36和988.45。物料中水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變可以使產(chǎn)品各個質(zhì)構(gòu)指標(biāo)發(fā)生較為明顯的變化，適量的水分可以讓物料變得松軟，利于膨化，質(zhì)構(gòu)品質(zhì)提高。水過量時，它在機(jī)腔中充當(dāng)潤滑劑的作用，熔融狀態(tài)下物料的黏度和彈性下降，物料受到的摩擦力因水的潤滑作用也隨之降低，導(dǎo)致機(jī)筒溫度及模具口處壓強(qiáng)降低，物料在機(jī)腔內(nèi)停留的時間縮短，使產(chǎn)品膨化度、彈性、硬度、膠黏性和咀嚼性都降低[20]。綜合考慮，選擇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%，30%，35%的水做響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)。

圖2 不同玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品膨化度和彈性的影響

表3 不同玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品硬度、膠黏性和咀嚼性的影響

注：表中小寫字母表示同一列的顯著性差異（<0.05）

圖3 不同水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品膨化度和彈性的影響

表4 不同水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品硬度、膠黏性和咀嚼性的影響

注：表中小寫字母表示同一列的顯著性差異（<0.05）

2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）、玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）作為響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的3個影響因素，研究其對產(chǎn)品膨化度、彈性、硬度、膠黏性和咀嚼性的影響。實(shí)驗(yàn)因素水平表見表5，實(shí)驗(yàn)設(shè)計與結(jié)果見表6。

2.2.1 主成分分析

采用SPSS 19.0對表6中豆渣膨化食品的所有指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率見表7。根據(jù)大于80%累積貢獻(xiàn)率的原則[21]，提取的2個主成分累積貢獻(xiàn)率為90.589%，可以說明提取的2個主成分能夠全面地反映豆渣膨化食品的品質(zhì)信息。主成分中指標(biāo)的特征向量絕對值越大，表示這個指標(biāo)在該主成分中決定性越強(qiáng)，2個主成分中指標(biāo)的特征向量值見表8。

表5 響應(yīng)面因素水平

表6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計及結(jié)果

表7 豆渣膨化食品主成分的特征值及貢獻(xiàn)率

表8 豆渣膨化食品指標(biāo)的特征向量值

因?yàn)楦鱾€指標(biāo)間存在變異程度的差異，所以利用SPSS 19.0軟件對表6和表8中的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后計算得到第1和第2主成分的得分，通過第1和第2主成分的貢獻(xiàn)率計算出綜合得分值，見表9。

2.2.2 綜合得分的響應(yīng)面分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件對17個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)和對應(yīng)的綜合得分值進(jìn)行多元?dú)w擬合，得到回歸模型方差分析見表10。綜合得分與小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）、玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）和水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）的二次多項(xiàng)回歸方程如下：

=1.97+0.75+0.028+0.58+0.034+0.059? 0.3?1.352?1.752?1.092

由表10可知，該模型項(xiàng)<0.0001，極顯著，說明該回歸模型具有統(tǒng)計學(xué)意義；失擬項(xiàng)>0.05，失擬因素影響小，說明該模型的擬合可靠；決定系數(shù)2=0.9783，說明預(yù)測值與實(shí)測值之間具有較高的相關(guān)性，因此該模型可以用于豆渣膨化食品綜合得分的分析和預(yù)測。各因素中，一次項(xiàng)和極顯著，不顯著；交互項(xiàng)，和均不顯著；二次項(xiàng)2，2和2均極顯著。值越大、值越小，表明該因素對結(jié)果的影響越大，所以影響豆渣膨化食品綜合得分的順序?yàn)椋盒←溍娣鄣馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)（）>水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）>玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）。

2.2.3 各因素交互分析

根據(jù)圖4e可看出，玉米淀粉添加量和水添加量的響應(yīng)面圖更陡峭，說明的交互作用相對較大。又根據(jù)圖4b，4d和4f可知，各因素交互作用的等高線圖均近似于圓形，說明各因素間的交互作用對豆渣膨化食品綜合得分的影響均不顯著。

表9 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)中的主成分得分及綜合得分F值

2.2.4 模型驗(yàn)證

通過對多元回歸模型方程進(jìn)行分析，當(dāng)小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為82.83%，玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19.94%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31.39%時，豆渣膨化食品綜合得分最大，預(yù)測值為2.1564。調(diào)整小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83%，玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%，通過3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到豆渣擠壓膨化食品的膨化度為5.61，彈性為0.97，硬度為1178.43 g，膠黏性為935.33，咀嚼性為1028.05，的平均值為2.1458±0.0134，與理論預(yù)測值接近，說明該模型較準(zhǔn)確，得到的豆渣膨化食品的配方具有一定的可靠性。

2.3 防腐酒添加量的確定

由表11的結(jié)果可知，防腐酒的添加量會抑制豆渣膨化食品中微生物的生長，同時也會對它的色香味產(chǎn)生一定的影響。隨著防腐酒的增加，產(chǎn)品中的菌落總數(shù)會呈下降趨勢，質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過1.0%時，產(chǎn)品的菌落總數(shù)均小于1.0×104CFU/g，符合調(diào)味面制品DBS 50/028—2017[22]的要求，但此時的感官分?jǐn)?shù)急劇下降。防腐酒過量不僅會產(chǎn)生酒味還會破壞產(chǎn)品的口感，綜合考慮，選取防腐酒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%。

表10 回歸模型方差分析

注：*表示差異顯著（<0.05）；**表示差異極顯著（<0.01）。

圖4 各因素間的交互作用

表11 防腐酒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對產(chǎn)品菌落總數(shù)及感官分?jǐn)?shù)的影響

2.4 豆渣膨化食品保質(zhì)期的測定

通過對菌落總數(shù)和大腸桿菌的測定，對豆渣膨化食品的保質(zhì)期進(jìn)行預(yù)測。保質(zhì)期的測定方法采用加速破壞實(shí)驗(yàn)法，添加了1.0%防腐酒的產(chǎn)品經(jīng)真空包裝后置于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中，根據(jù)培養(yǎng)時間的長短以及相應(yīng)微生物指標(biāo)判斷其保質(zhì)期[23]。調(diào)味面制品DBS 50/028—2017中規(guī)定產(chǎn)品菌落總數(shù)應(yīng)小于1.0×104CFU/g，大腸菌群應(yīng)少于3 CFU/g，見表12，豆渣膨化食品在37 ℃條件下可以儲藏30 d，常溫下至少能保質(zhì)6個月。

表12 豆渣膨化食品保質(zhì)期測定

3 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)將濕豆渣、小麥面粉、玉米淀粉和水按一定比例復(fù)配后進(jìn)行擠壓膨化，以濕豆渣質(zhì)量為基準(zhǔn)量，當(dāng)小麥面粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83%，玉米淀粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，水的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31%時豆渣膨化食品的膨化度為5.61，彈性為0.97，硬度為1178.43 g，膠黏性為935.33，咀嚼性為1028.05，再添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的防腐酒并真空包裝，產(chǎn)品在常溫下保質(zhì)期至少可達(dá)6個月。

實(shí)驗(yàn)利用了淀粉的黏性和易糊化的特性克服了豆渣膳食纖維難以膨化的缺點(diǎn)，找到了豆渣擠壓膨化效果最佳的原料配方，同時該膨化食品也降低了豆渣腥味，改善了口感與質(zhì)地。豆渣的利用價值極高，其衍生的休閑食品具有廣闊的前景。

[1] 孫婉玲, 于寒松. 豆渣中膳食纖維的研究進(jìn)展[J]. 糧食與油脂, 2021, 34(3): 6-8.

SUN Wan-ling, YU Han-song. Research Progress of Dietary Fiber in Soybean Residue[J]. Cereals & Oils, 2021, 34(3): 6-8.

[2] 閔翔宇, 馬梓涵, 羅昇宇, 等. 豆渣的利用現(xiàn)狀及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 飼料博覽, 2019(5): 17-19.

MIN Xiang-yu, MA Zi-han, LUO Sheng-yu, et al. The Current Applied Status and the Application Research Progress of Bean Dregs[J]. Feed Review, 2019(5): 17-19.

[3] 李艾霖, 尚婧, 云少君, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化豆渣擠壓膨化工藝條件研究[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報, 2017, 35(6): 28-35.

LI Ai-lin, SHANG Jing, YUN Shao-jun, et al. Study on Optimization of Extrusion Processing Conditions of Soybean Residue by Response Surface Method[J]. Journal of Food Science and Technology, 2017, 35(6): 28-35.

[4] 李菁, 吳聰聰, 葉沁, 等. 不同處理方法對豆渣膳食纖維結(jié)構(gòu)和降血糖性質(zhì)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2021(7): 1-10.

LI Jing, WU Cong-cong, YE Qin, et al. Different Treatments on Structure and Hypoglycemic Properties of Okara Dietary Fibers[J]. Food and Fermentation Industries, 2021(7): 1-10.

[5] 楊洋, 湯曉娟, 王江勤, 等. 發(fā)酵豆渣的菌種選擇及應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 食品研究與開發(fā), 2021, 42(8): 192-196.

YANG Yang, TANG Xiao-juan, WANG Jiang-qin, et al. Research Progress on Selection of Microorganism Degrading Species and Application of Fermented Soybean Dregs[J]. Food Research and Development, 2021, 42(8): 192-196.

[6] LI Bo, QIAO Mei-ying, FEI Lu. Composition, Nutrition, and Utilization of Okara (Soybean Residue)[J]. Food Reviews International, 2012, 28(3): 231-252.

[7] 王秀蘭, 梁進(jìn), 張一芳, 等. 擠壓膨化工藝參數(shù)對夏秋綠茶多酚含量及膨化度的影響[J].食品與機(jī)械, 2018, 34(6): 208-211.

WANG Xiu-lan, LIANG Jin, ZHANG Yi-fang, et al. Effect of Extrusion Processing Parameters on the Polyphenol Content and Expansion Ratio of Summer and Autumn Green Tea[J]. Food and Machinery, 2018, 34(6): 208-211.

[8] 劉淑婷, 王穎, 沈琰, 等. 豆基雜糧米稀擠壓膨化工藝優(yōu)化[J]. 食品與機(jī)械, 2019, 35(10): 218-222.

LIU Shu-ting, WANG Ying, SHEN Yan, et al. Optimization of Extruded Process for Bean-Based Multigrain Rice Paste[J]. Food & Machinery, 2019, 35(10): 218-222.

[9] 宮雪, 王穎, 劉淑婷, 等. 功能性雜糧膳食預(yù)混粉的配比和工藝優(yōu)化研究[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)學(xué)報, 2019, 31(5): 73-82.

GONG Xue, WANG Ying, LIU Shu-ting, et al. Study on Formulation and Process Optimization of Functional Multigrain Dietary Premix Powder[J]. Journal of Heilongjiang Bayi Agricultural University, 2019, 31(5): 73-82.

[10] 孫冰玉, 李鑫宇, 張光, 等. 擠壓膨化對豆渣復(fù)配粉中膳食纖維的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2020, 41(2): 78-83.

SUN Bing-yu, LI Xin-yu, ZHANG Guang, et al. Effect of Extrusion on Dietary Fiber of Soybean Dregs Cobination[J]. Science and Technology of Food Industry, 2020, 41(2): 78-83.

[11] 蘆菲, 陳喜東, 李波, 等. 雙螺桿擠壓制備豆渣膨化食品工藝研究[J]. 大豆科學(xué), 2015, 34(2): 306-309.

LU Fei, CHEN Xi-dong, LI Bo, et al. Preparation of Okara Puffed Food by Twin Screw Extrusion[J]. Soybean Science, 2015, 34(2): 306-309.

[12] RAYAS-DUARTE P, MAJEWSKA K, DOETKOTT C. Effect of Extrusion Process Parameters on the Quality of Buckwheat Flour Mixes[J]. Cereal Chemistry, 1998, 75(3): 338-345.

[13] 徐妹華. 一種甘薯豆粕營養(yǎng)膨化食品品質(zhì)與質(zhì)構(gòu)特性相關(guān)性的研究[D]. 長沙: 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014: 8-15.

XU Mei-hua. Study on a kind of Sweet Potato and Soybean Meal Nutrition Puffed Food Quality and the Correlation If Its Quality and Structure Characteristics[D]. Changsha: Hunan Agricultural University, 2014: 8-15.

[14] 李歡歡. 單螺桿膨化面粉的螺桿結(jié)構(gòu)優(yōu)化與性能分析[D]. 無錫: 江南大學(xué), 2016: 20-25.

LI Huan-huan. Screw Structure Optimization and Performance Analysis of Single-Screw Puffed Flour[D]. Wuxi: Jiangnan University, 2016: 20-25.

[15] GB 4789.2—2016, 菌落總數(shù)測定[S].

GB 4789.2—2016, Determation of Aerobic Plate Count[S].

[16] GB 4789.3—2016, 大腸菌群數(shù)測定[S].

GB 4789.3—2016, Determation of Coliform Count[S].

[17] 王琳, 熊雙麗, 李安林. 響應(yīng)面-主成分分析法優(yōu)化山藥韌性餅干配方[J]. 食品工業(yè)科技, 2020, 41(13): 212-218.

WANG Lin, XIONG Shuang-li, LI An-lin. Optimization of Yam Semi Hard Biscuit Formula by Response Surface-principal Component Analysis[J]. Science and Technology of Food Industry, 2020, 41(13): 212-218.

[18] MYAT L, RYU G H. Effect of Thermostable α-Amylase Injection on Mechanical and Physiochemical Properties for Saccharification of Extruded Corn Starch[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2014, 94(2): 288-295.

[19] WANG Shu-jun, COPELAND L E S. Effect of Alkali Treatment on Structure and Function of Pea Starch Granules[J]. Food Chemistry, 2012, 135(3): 1635-1642.

[20] 牛偉偉. 蓮藕渣擠壓膨化工藝優(yōu)化[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013: 13-18.

NIU Wei-wei. Optimization of the Extrusion Process of Lotus Root Residue[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2013: 13-18.

[21] 肖世娣, 王菁, 薛逸軒, 等. 響應(yīng)面-主成分分析法優(yōu)化仙人掌發(fā)酵酒工藝[J]. 食品工業(yè)科技, 2019, 40(15): 113-119.

XIAO Shi-di, WANG Jing, XUE Yi-xuan, et al. Optimization of Cactus Fermented Wine Process by Response Surface-Principal Component Analysis[J]. Science and Technology of Food Industry, 2019, 40(15): 113-119.

[22] DBS 50/028—2017, 調(diào)味面制品[S].

DBS 50/028—2017, Seasoned Flour Products[S].

[23] 唐春紅, 歐陽晚秋, 蔣祖福, 等. 無輻照無雙氧水泡椒鳳爪新工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(16): 205-209.

TANG Chun-hong, OUYANG Wan-qiu, JIANG Zu-fu, et al. Study on Novel Processing Technology of Pickled Chicken's Feet without Irradiation and Hydrogen Peroxide[J]. Food Industry Technology, 2017, 38(16): 205-209.

Optimization of Formula of Puffed Soybean Dregs Food by Response Surface and Principal Component Analysis Method

ZHAO Jiu-yia,b, YOU Huana,b, TANG Chun-honga,b, WU Lia,b, CHANG Hai-juna,b

(a.School of Environment and Resources b.Green Food Research Institute, Chongqing Technology and Business University, Chongqing 400067, China)

The work aims to develop a puffed soybean dregs food with good puffing effect and high quality by adding wheat flour, corn starch and water, so as to overcome the disadvantage that fresh soybean residue is difficult to puff. Wet soybean dregs, wheat flour, corn starch and water were mixed evenly in a certain proportion and puffed by single screw extruder, then added with antiseptic wine and finally packed by vacuum. The single factor experiment was carried out based on 500 g wet soybean dregs, the mass fraction of wheat flour, corn starch and water was selected as the influencing factors, and the puffing degree, springiness, hardness, gumminess and chewiness were chosen as evaluation indexes. Then, the response surface and principal component analysis method was used to determine the best formula. Finally, the total number of colonies and sensory scores were selected as evaluation indexes to determine the mass fraction of antiseptic wine and the shelf life of the product. When the mass fraction of wheat flour, corn starch and water was 83%, 20%, and 31%, the puffing degree of the product was 5.61, the springiness was 0.97, the hardness was 1178.43 g, the gumminess was 935.33, and the chewiness was 1028.05. After 1% antiseptic wine was added and vacuum packaging was provided, the shelf life of the product could reach at least 6 months at room temperature. When the wet soybean dregs, wheat flour, corn starch and water are mixed according to the best formula, the product has a better puffing effect and good texture quality.

soybean dregs; puffing; response surface; principal component analysis

TS209

A

1001-3563(2022)01-0124-09

10.19554/j.cnki.1001-3563.2022.01.016

2021-06-18

重慶市科技計劃（cstc2017shmsA80001）

趙久毅（1997—），男，重慶工商大學(xué)碩士生，主攻功能性食品。

唐春紅（1965—），女，博士，重慶工商大學(xué)教授，主要研究方向?yàn)楣δ苄允称贰?/p>