響應面優化全綠豆布丁工藝研究

劉 學　董雨薇　寧 歡　趙洪洪　徐 慧

[摘要]本文以綠豆（全綠豆）為原料，以卡拉膠、明膠、奶粉、復配糖（L-阿拉伯糖/白砂糖=1∶2.5）添加量為考察因素，以感官評定分數為考察指標，在單因素試驗的基礎上，經過響應面優化法確定每100g全綠豆布丁產品的最優配方為綠豆12.50g、卡拉膠0.40g、明膠0.38g、奶粉0.59g、復配糖7.07g、結冷膠0.20g、鮮奶香精0.40g，感官評定分數為88.83±3.46分。此工藝下測得全綠豆布丁的蛋白質、總糖、多肽含量分別為2.99±0.10g/100g、7.50±1.86g/100g、85.00±56.00mg/100g。經檢測，產品菌落總數檢測值為30±10CFU/g，符合國家相關衛生標準。全綠豆布丁營養豐富，呈淺綠色，具有綠豆清香，口感滑爽細膩。該研究成果豐富了市售布丁產品種類，為綠豆的綜合利用提供技術參考。

[關鍵詞]全綠豆;布丁;響應面

中圖分類號：TS214.9 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

綠豆營養價值高，含有豐富的蛋白質、淀粉、膳食纖維、維生素等功能性營養成分，其中綠豆皮中含有膳食纖維、黃酮類化合物和無機元素等。且中、西醫相關研究已證實綠豆具有解毒、抗菌、抑菌、降血脂、預防“三高”等作用，藥用價值較高[1]?，F階段常見的綠豆制品以綠豆粥、綠豆糕、綠豆涼粉、綠豆粉絲等為主[2]，產品種類較少、加工工藝單一，且加工過程產生的副產物——綠豆皮常作為飼料或直接丟棄，造成了嚴重浪費。

布丁是一種新型且有營養的乳制品，口感滑爽細膩，呈半固體狀態[3]，受各年齡段消費者喜愛，市場前景良好。為此，本文以全綠豆為原料開發全綠豆布丁，產品的開發將為綠豆深加工、綠豆皮的綜合利用提供技術參考，為綠豆產區產業化發展提供新思路。

1 試驗概述

1.1 材料與設備

1.1.1 材料及試劑

綠豆、白砂糖：市售;奶粉：黑龍江省完達山乳業股份有限公司;L-阿拉伯糖、鮮奶香精、葡萄糖、結冷膠、卡拉膠、明膠：食品級，河南萬邦實業有限公司;牛血清白蛋白：大于98.9%，賽國生物科技有限責任公司;無水硫酸銅、酒石酸堿鈉、氫氧化鈉、蒽酮、濃硫酸、三氯乙酸、氯化鈉：均為分析純，天津市科技密歐化學試劑有限公司;平板計數瓊脂：北京陸橋技術有限責任公司。

1.1.2 主要試驗儀器與設備

XFS-280型手提式壓力蒸汽滅菌器：浙江新豐醫療器械有限公司;LLJ-B12K1型料理機：小熊電器股份有限公司;JRJ300-SH型分散均質機：上海標本模型廠;SC-04型低速離心機：安徽中科中佳科學儀器有限公司;UV-1200型紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司;TYAIB0.24/10型高壓滅菌鍋：寧波久興醫療器械有限公司;DH-600AB型電熱恒溫培養箱：北京中興偉業有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 全綠豆布丁工藝流程

全綠豆布丁工藝流程見圖1。

1.2.2 操作要點

（1）挑選、清洗：選擇無蟲眼、顆粒飽滿、無霉變、鮮綠色綠豆，清水清洗。

（2）浸泡：蒸餾水浸泡2h。

（3）熟制：121MPa，隔水加熱20min。

（4）均質：轉速10 000r/min，30s/次，處理4次。

（5）過濾：40目篩子過濾，除去粗糙顆粒。

（6）熱灌裝：溫度保持在70℃左右。

（7）快速冷卻：在凝膠化開始之前，在30min內快速冷卻至室溫。

1.2.3 單因素試驗

按1.2.1中的工藝流程進行布丁制作，以感官評定分數為考察指標，每100g產品的基本配方為綠豆12.50g、卡拉膠0.40g、明膠0.40g、奶粉0.40g、復配糖7.00g（L-阿拉伯糖/白砂糖=1∶2.5）、結冷膠0.20g、鮮奶香精0.40g，在基本配方的基礎上對卡拉膠、明膠、奶粉和復配糖四個考察因素進行單因素試驗，單因素試驗因素水平見表1。

1.2.4 響應面分析

根據1.2.3單因素試驗結果，選定各因素中三個最優水平為自變量進行響應面分析，以感官評定分數作為響應值，對布丁的配方進行優化，響應面試驗因素水平見表2。

1.2.5 感官評定

隨機選擇10人進行感官培訓，從外觀、口感、風味三方面對各因素水平條件下制得的產品進行感官評分，取平均值作為最終的感官評定分數。參考含乳型果凍的食品安全國家標準[4]和李天驕等[5]的研究結果制定全綠豆布丁的感官評價標準，見表3。

1.2.6 全綠豆布丁理化指標檢測

根據1.2.4的響應面優化所得最優配方制作全綠豆布丁，并檢測其蛋白質、總糖、多肽和菌落總數，檢測方法見表4。

1.2.7 數據處理與分析

利用Excel軟件對結果進行分析處理，計算平均值及標準偏差;利用DPS9.50和標記字母法對單因素試驗組數據進行組內差異顯著性分析[6-7]。

2 結果與分析

2.1 各單因素對布丁感官品質的影響

對單因素試驗中不同配方的布丁進行感官評定，將得到的評定分數進行分析處理，計算其平均值、標準偏差，并進行組內差異顯著性分析[8]，其結果見表5。

由試驗結果和表5可知，每100g全綠豆布丁中：卡拉膠添加量小于0.40g時，布丁成型差、有裂痕，隨著卡拉膠添加量的增加，布丁成型好、呈淺綠色、口感順滑、無氣泡;添加量大于0.40g時，布丁析水現象嚴重、硬度大、凝固性差、口感過于順滑。根據感官評分小組的評分結果，確定卡拉膠添加量0.40g為最優水平，感官評分值為87.80±1.01分。

每100g全綠豆布丁中，明膠添加量小于0.40g時，布丁的成型差、硬度彈性差、口感太綿軟，隨著明膠添加量的增加，布丁成型好、呈淺綠色、口感細膩、無裂痕;添加量大于0.40g時，布丁硬度大、口感過于綿稠。根據感官評分小組的評分結果，確定卡拉膠添加量0.40g為最優水平，感官評分值為88.50±0.70分。

每100g全綠豆布丁中，奶粉添加量大于0.60g時，布丁奶香味不足、成型松散不順滑，隨著奶粉添加量的增加，布丁具有牛奶的清甜味、口感順滑不松散;添加量大于0.60g時，布丁呈淡綠色、綠豆香味發淡、奶香味過濃。根據感官評分小組的評分結果，確定卡拉膠添加量0.60g為最優水平，感官評分值為90.00±1.11分。

每100g全綠豆布丁中，復配糖添加量大于7.00g時，布丁口感平淡、有異味，隨著糖添加量的增加，布丁口感改善、甜味增大、無異味;添加量大于7.00g時，布丁口感過于甜膩。根據感官評分小組的評分結果，確定卡拉膠添加量7.00g為最優水平，感官評分值為91.67±1.90分。

由組內差異顯著分析結果可以看出試驗數據間的組內差異顯著性明顯，具有統計學意義。結合感官評定分數與大眾的喜好，確定卡拉膠、明膠、復配糖和奶粉四個考察因素的最優水平小組分別為0.30～0.50g/100g、0.30～0.50g/100g、6.00～8.00g/100g、0.50～0.70g/100g。

2.2 響應面優化結果

基于單因素試驗和感官評分結果，得出響應面分析選取的響應面試驗因素水平，見表2。使用Design-Expert8.0.6中的Box-Behnken模式對全綠豆布丁的最優工藝參數進行四因素三水平優化設計試驗，響應面優化設計表和感官評定分數結果見表6。

利用Design-Expert8.0.6軟件對表6數據進行多元回歸擬合，得到全綠豆布丁感官評分對卡拉膠、明膠、復配糖、奶粉的擬合方程為：

Y=88.71+0.081A-0.73B-0.35C+0.14D-0.24AB+0.35AC+0.6AD-0.11BC-0.91CD-3.46A2-1.53B2-1.62C2-2.25D2? ? （1）

式中：Y表示感官評分，分;A為卡拉膠添加量，g/100g;B為明膠添加量，g/100g;C為奶粉添加量，g/100g;D為復配糖添加量，g/100g。

方差結果分析見表7。由表7可知，F

0.05，表明模型的預測值與實際值高度擬合;決定系數R2=0.995 7>0.9，調整決定系數R2Adj=0.991 5，說明該模型擬合度好;根據F值大小，得出各因素對全綠豆布丁感官評分影響的主次順序為明膠>奶粉>復配糖>卡拉膠，各因素之間交互作用的響應面三維圖見圖2。由圖2可知，卡拉膠與奶粉、復配糖、明膠交互作用顯著，奶粉與復配糖交互作用極顯著。

通過響應面優化法確定每100g全綠豆布丁的最優配方為綠豆12.50g、卡拉膠0.40g、明膠0.38g、奶粉0.59g、復配糖7.07g、結冷膠0.20g、鮮奶香精0.40g，感官評定分數為88.83±3.46分。

2.3 布丁理化指標檢測結果

2.3.1 全綠豆布丁營養指標含量

根據1.2.6測定方法得出布丁蛋白質、總糖、多肽的含量，見表8。

2.3.2 菌落總數

根據《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》（GB 4789.2-2016）計算布丁的菌落總數為30±10CFU/g<300CFU/g，說明本產品符合國家衛生標準。

3 結 論

本文以綠豆為原料制作全綠豆布丁。在單因素試驗基礎上，經過響應面優化法確定每100g全綠豆布丁的最優配方為綠豆12.50g、卡拉膠0.40g、明膠0.38g、奶粉0.59g、復配糖7.07g（L-阿拉伯糖2.00g、白砂糖5.07g）、結冷膠0.20g、鮮奶香精0.40g，感官評定分數為88.83±3.46分。在此工藝下測得全綠豆布丁的蛋白質、總糖、多肽含量分別為2.99±0.10g/100g、7.50±1.86g/100g、85.00±56.00mg/100g，菌落總數檢測值為30± 10CFU/g。試驗發現各因素對全綠豆布丁感官評分的影響主次順序為明膠>奶粉>復配糖>卡拉膠，卡拉膠與奶粉、復配糖、明膠交互作用對布丁的感官影響顯著，奶粉與復配糖交互作用對布丁的感官影響極顯著。

全綠豆布丁營養豐富，呈淺綠色，具有綠豆清香，口感滑爽細膩。此研究可豐富市售布丁產品種類，提高布丁的營養價值，可提高綠豆的經濟價值，為綠豆的綜合利用提供技術參考，且在全綠豆布丁產品加工生產中資金、設備及勞動力投入少，便于產業化生產以及技術的推廣應用。

參考文獻

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收稿日期：2019-11-08

基金項目：河北省現代農業產業技術體系雜糧雜豆產后加工與品牌培育項目（HBCT2018070206）。

作者簡介：劉學，女，本科，研究方向為食品質量與安全。

通信作者：徐慧，女，博士，講師，研究方向為農產品綜合利用。

Study on Response Surface Optimization of Whole Mung Bean Pudding

Liu Xue1， Dong Yuwei1， Ning Huan1， Zhao honghong2， Xu Hui1

（1.College of Science&Technology， Hebei Agricultural University，Cangzhou，Hebei 061100;2.Huanghua Port Customs District P.R.China，Cangzhou，Hebei 061100）

Abstract：In this paper， mung bean （whole mung bean） was used as raw material， carrageenan， gelatin， milk powder and compound sugar （L-arabinose/sugar=1∶2.5） were added as factors， and sensory evaluation scores were taken as indexes. On the basis of single factor test， the optimal formula of 100 g mung bean pudding product was determined by response surface optimization method. The optimum formula was mung bean 12.50 g， carrageenan 0.40 g， gelatin 0.38 g， milk powder 0.59 g， compound sugar 7.07 g， and sensory evaluation score 88.83 points.? The contents of protein， total sugar and polypeptide in whole mung bean pudding were 2.99±0.10 g/100 g， 7.50±1.86 g/100 g and 85.00±56.00 mg/100 g respectively. After testing， the detection value of the total number of bacterial colonies was 30±10 CFU/g， which met the relevant national health standards. The whole mungbean pudding is rich in nutrition， light green， with the fragrance of mungbean， smooth and delicate taste. The research results of this paper enrich the types of pudding products on the market and provide technical reference for the comprehensive utilization of mung bean.

Key Words： Whole mung bean， Pudding， Response surface