甄佳美，刘通，彭杉，高宇航

响应面法优化姬松茸面条生产工艺

甄佳美，刘通，彭杉，高宇航

（吉林农业大学食品科学与工程学院，吉林长春130118）

以姬松茸和小麦粉为主要原料，采用二次挤出工艺生产姬松茸面条。在单因素试验的基础上，以咀嚼性为考核指标，采用三因素三水平响应面分析法优化最佳生产工艺。结果表明，各因素对姬松茸面条的影响顺序为物料加水量＞二次挤出温度＞一次挤出温度；当一次挤出温度140℃，二次挤出温度105℃，物料加水量29%时，姬松茸面条的咀嚼性最好，达到69.51±0.64 g/s。

挤出；姬松茸；面条；响应面法

0 引言

面条在我国有着2 000多年的历史[1]，是传统食品之一。传统面条一般由小麦粉加工而成，小麦粉膳食纤维含量较低、淀粉含量高，所含赖氨酸为第一限制性氨基酸。纯小麦面条的原料组成单一，造成营养成分不全面、氨基酸组成不合理。因此探求营养丰富、风味多样的面条，成为现代食品工作者的研究热点[2-3]。

姬松茸（Agaricus blazei Murrill）亦称巴西蘑菇，原产于北美南部、巴西、秘鲁等地，是一种温型食药两用珍稀用菌[4-8]。姬松茸肉质鲜嫩、风味独特，具有浓郁的杏仁香味且营养丰富，其中总氨基酸中有40%的氨基酸是人体必需的8种氨基酸，精氨酸、赖氨酸和蛋氨酸[9-11]的含量尤为丰富。此外，姬松茸中还含有大量的β-葡聚糖、多肽、膳食纤维等功能性成分，具有抗肿瘤、降血糖等功能[12-13]。目前，国内外对于姬松茸的研究主要集中在功能性成分的开发上，而将其应用于日常化主食生产中的研究鲜有报道，因此姬松茸具有非常广阔的前景。

挤压技术是集输送、混合、搅拌、蒸煮和成型等多种操作于一体的高新技术，具有高温短时、连续加工、方便灵活和高效等优点。因此，将挤压机用到面条的生产上，不仅能够减少传统工艺过程，大大缩短生产周期，而且能够提高产品品质、降低生产成本等。

试验以小麦粉和姬松茸为主要原料，采用二次挤出技术制备姬松茸面条，生产一款营养丰富、口味独特的面条，使其与原有面条氨基酸进行互补，提高蛋白质利用率，增加姬松茸特有的多糖类营养成分。将姬松茸应用到面制品中，可以丰富姬松茸的应用，提高姬松茸的产业价值。

1 材料与方法

1.1 材料

干姬松茸、高筋小麦粉，市售优级品。

1.2 仪器与设备

JC-60IT型通用挤出机，长春市盛达食品工业研究所机械厂产品；SF-130C型万能粉碎机，吉首市中诚制药机械厂产品；标准筛，浙江上虞市道墟仪器筛具厂产品；TA.XT.plus型质构仪，超技仪器有限公司产品；GBB02型电子精密天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司产品；101A-2E型电热鼓风干燥箱，上海实验仪器有限公司产品。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

原料预处理→混合调配→平衡水分→喂料→一次挤出糊化改性→二次挤出成型→冷却→干燥→包装。

1.3.2 操作要点

（1）原料预处理。姬松茸干品经筛选、除杂后，用流动水清洗干净，然后用鼓风干燥箱于45℃下烘干，粉碎至粒度为120目（0.125 mm）后备用。

（2）混合调配。由于姬松茸粉、小麦粉比较细，在搅拌时容易四处飞散，无形中造成原料浪费、增加成本、影响原料配比，因此应该按照比例事先将干粉混匀，再放入到搅拌器中，边搅拌边加入称量好的水，直到形成颜色均匀、物料均匀、无结块的物料。

（3）平衡水分。将混合调配好的物料，用保鲜膜封上，防止水分散失，减少试验误差。

（4）面条制备。采用单螺杆挤出机，将调配好的物料以均匀速度进料，在一次挤出温度140℃，二次挤出温度100℃的条件下进行挤出，将挤出的面条分别切割成20～30 cm的面条。

（5）冷却、干燥、包装。将切割后的面条在常温下冷却，干燥至水分小于10%，然后进行检测包装。

1.3.3 姬松茸面条挤出工艺优化

（1）单因素试验。质构分析可以用于面条的评价，可避免人为因素对评价结果产生影响[14]，它可以反映食品与力学有关的质地特性，利用质构仪可测定面条许多指标，如硬度、弹性、咀嚼性、拉断力等。有研究发现，咀嚼性为各项指标变化情况的综合体现[15]。因此，试验将咀嚼性作为姬松茸面条的考核指标。

在姬松茸添加量7%，粒度0.125 mm，喂料速度25 kg/h，二次挤出温度100℃，物料加水量28%的条件下，一次挤出温度分别为110，120，130，140，150℃时，以咀嚼性为指标，考察一次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响。

在姬松茸添加量7%，粒度0.125 mm，喂料速度25 kg/h，一次挤出温度140℃，物料加水量28%的条件下，二次挤出温度分别为80，90，100，110，120℃时，以咀嚼性为指标，考察二次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响。

在姬松茸添加量7%，粒度0.125 mm，喂料速度25 kg/h，一次挤出温度140℃，二次挤出温度100℃的条件下，物料加水量分别为24%，26%，28%，30%，32%时，以咀嚼性为指标，考察物料加水量对姬松茸面条咀嚼性的影响。

（2）响应面试验。在单因素试验基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，姬松茸面条的咀嚼性（Y）作为响应值，以一次挤出温度、二次挤出温度、物料加水量为响应因素，采用三因素三水平响应面分析法，确定姬松茸面条的最佳挤出工艺。

试验设计因素水平见表1。

表1 试验设计因素水平

1.3.4 姬松茸面条TPA的测定

每次取3根沥干水分的熟面条水平放于载物台上，并且3根平行，间距一致，测定面条的延展性、硬度、咀嚼性与黏性等参数指标。每个样品做5个平行试验，所得数据去掉最大值和最小值后取平均值。探头为A-LKBF型；探头高度校正，返回距离10 mm，返回速度1 mm/s，触发力5 g；模式压缩，测前速度1mm/s，测中速度2mm/s，测后速度10mm/s，测试距离1.5 mm；触发模式为自动，触发力5.0 g。

1.3.5 姬松茸面条主要营养成分检测

蛋白质的测定参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》分光光度法；总膳食纤维的测定采用GB 5009.88—2014《食品中膳食纤维的测定》。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 一次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响

一次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响见图1。

图1 一次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响

由图1可知，随着一次挤出温度的逐渐升高，姬松茸面条咀嚼性呈先上升后下降的趋势。当一次挤出温度由110℃上升到140℃时，随着一次挤出温度的升高，姬松茸面条的咀嚼性呈逐渐上升的趋势；当一次挤出温度达到140℃时，姬松茸面条的咀嚼性达到最好，具有良好的适口性；随着一次挤出温度的进一步提高，姬松茸面条的咀嚼性开始下降。出现这种现象的原因可能是当一次挤出温度较低时，物料在机筒内没有充分熔融，水分子在物料中运动不剧烈，不易渗透到淀粉的空间结构内[16]，物料熟化不完全，导致面条的糊化度低，物料中各种成分不能充分重组，面条空间结构不结实，咀嚼性较差；一次挤出温度过高，部分物料焦煳，导致物料黏结性不好，所以咀嚼性较差。因此，确定一次挤出温度为140℃。

2.1.2 二次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响

二次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响见图2。

图2 二次挤出温度对姬松茸面条咀嚼性的影响

二次挤出过程中，物料通过挤出模具挤出成型，对面条结构起着重要的作用。由图2可知，随着二次挤出温度的逐渐升高，姬松茸面条咀嚼性呈先上升后下降的趋势。当二次挤出温度由80℃上升到100℃时，姬松茸面条的咀嚼性逐渐升高；当二次挤出温度为100℃时，姬松茸面条的咀嚼性达到最高；随着二次挤出温度的进一步提高，姬松茸面条的咀嚼性开始下降。出现这一现象的原因可能是当二次挤出温度过低时，物料在机筒内部流动性变差，趋于平缓，导致物料所受到的剪切力低，此时不能完全并且很好地打开淀粉颗粒的氢键，继而淀粉颗粒膨胀度不够，物料糊化的程度不够，分子间不能形成结实的结构，从而影响姬松茸面条的咀嚼性；当二次挤出温度高于100℃时，物料的糊化度过大，同时挤出前的物料内处于高温高压的状态，物料由挤出模具口挤出时，瞬间膨胀，面条膨胀过快，导致面条内部有小气泡，并且面条表面粗糙不光滑，致使面条空间结构不紧密，咀嚼性降低，适口性不佳。因此，确定二次挤出温度为100℃。

2.1.3 物料加水量对姬松茸面条咀嚼性的影响

物料加水量对姬松茸面条咀嚼性的影响见图3。

图3 物料加水量对姬松茸面条咀嚼性的影响

物料加水量是一个重要的影响因素。由图3可知，当物料加水量为24%～28%时，姬松茸面条的咀嚼性呈上升趋势；当物料加水量到达28%时，姬松茸面条的咀嚼性达到最好；当物料加水量高于28%时，姬松茸面条的咀嚼性开始逐渐下降。出现这种现象的原因是当物料加水量过低时，物料在挤出机筒内摩擦力大，不能顺利地运行，输送困难，由于水分不足，一次挤出模具出来后，产品粗糙，并且出现“泛白”的现象，致使二次挤出进料困难，二次挤出后物料结合不紧密，从而导致咀嚼性不好；当物料加水量过高时，由于物料中含有小麦粉，水分过高会形成面筋，增加物料的黏度，导致螺杆输送能力变差，物料因为在机筒内长时间停留而产生了焦煳现象，从而导致姬松茸面条咀嚼性变差。因此，确定最佳的物料加水量为28%。

2.2 姬松茸面条挤出工艺响应面优化试验

2.2.1 数学模型的建立与检验

在单因素试验的基础上，根据Box-Behnken试验设计原理，以一次挤出温度（A）、二次挤出温度（B）、物料加水量（C）作为响应因素，以姬松茸面条的咀嚼性（Y）为响应值，可获得姬松茸面条三因素三水平的试验设计及结果。

响应面试验设计及结果见表2，回归模型的方差分析见表3，回归模型的可信度分析见表4。

表2 响应面试验设计及结果

通过Design Expert 8.0.6软件对表2进行统计分析，经多元回归拟合、方差分析及显著性检验，得到以姬松茸面条咀嚼性为目标的函数，得到二次回归方程为：

表3 回归模型的方差分析

表4 回归模型的可信度分析

对响应面试验结果进行分析，得到回归模型的方差分析，见表3。通过p值来确定各因素对试验的影响程度是否显著，由表3的结果可知，回归模型（p＜0.000 1）达到极显著水平，失拟项为0.887 1，大于0.05不显著，说明回归方程与实测值拟合程度较好。因此，可用该回归方程代替试验真实点对试验结果进行分析。

由回归模型的可信度分析表4可知，R2=98.83%，说明预测值与实测值一致性良好，试验误差小，方程可靠性极高。在回归的模型中，一次项A，B，C，交互项AB，二次项A2，B2，C2均表现出显著水平，影响姬松茸面条咀嚼性的主次顺序为物料加水量＞二次挤出温度＞一次挤出温度。

2.2.2 各因素交互作用对姬松茸面条咀嚼性的影响

各因素之间的交互作用可以通过响应面图直观的反应出来，等高线直观反映出各因素交互作用对响应值的影响，圆形表示不显著，椭圆度越大说明交互作用越大。

各两因素交互作用响应面及等高线见图4。

图4 各两因素交互作用响应面及等高线

由图4可知，一次挤出温度（A）与二次挤出温度（B）交互作用显著，一次挤出温度（A）与物料加水量（C）及二次挤出温度（B）与物料加水量（C）之间的交互作用不显著。

2.2.3 优化姬松茸面条挤出工艺参数

为进一步确定最佳挤出工艺参数，求回归方程3个变量的一阶偏导数，并设其值为0，得到三元一次方程组，求出最佳点的编码值：

解得：A=0.19，B=0.41，C=0.29。即最佳工艺参数为一次挤出温度141.89℃，二次挤出温度104.13℃，物料加水量28.58%，在此条件下生产的姬松茸面条咀嚼性为69.487 7 g/s。考虑到实际生产，为了便于实际操作，调整最佳生产工艺为一次挤出温度140℃，二次挤出温度105℃，物料加水量29%。为了验证此条件，采用调整后的参数进行3次平行试验，得到咀嚼性为69.51±0.64 g/s，与理论预测值较为接近，说明数学模型是可行的。

通过单因素试验和响应面试验设计对姬松茸面条挤出工艺参数进行优化，各因素对姬松茸咀嚼性的影响程度由强到弱依次为物料加水量＞二次挤出温度＞一次挤出温度，具体参数为一次挤出温度140℃，二次挤出温度105℃，物料加水量29%。

2.3 姬松茸面条的营养成分

姬松茸营养丰富，所含的蛋白质和膳食纤维含量较高，蛋白质、总膳食纤维含量较未添加姬松茸的面条变化显著。添加姬松茸的面条营养丰富，其蛋白质含量和总膳食纤维含量分别为13.85±0.30 g/100 g和5.43±0.29 g/100 g，比不添加姬松茸的小麦面条对照样品（蛋白质含量为11.89±0.24 g/100 g，总膳食纤维含量为4.24±0.18 g/100 g）要高，表明添加姬松茸提高了面条的营养。

3 结论

通过单因素试验和响应面试验，以咀嚼性为考核指标，对姬松茸面条挤出工艺中的一次挤出温度、二次挤出温度、物料加水量进行了优化。确定姬松茸面条最佳挤出工艺条件为一次挤出温度140℃，二次挤出温度105℃，物料加水量29%，此时姬松茸面条的咀嚼性为69.51±0.64 g/s。目前，国内外对于姬松茸的加工应用鲜有报道，由于姬松茸的添加，其总膳食纤维和蛋白质比未添加姬松茸的面条要高，增加了面条的营养成分，提高了面条的营养价值，由此丰富了姬松茸的应用，提高姬松茸的产量与销量，为姬松茸的综合利用开辟了一条新的途径。

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Effect of Processing Methods on the Quality Characteristics of Agaricus blazei Murrill Noodles

ZHEN Jiamei，LIU Tong，PENG Shan，GAO Yuhang
（College of Food Science and Engineering，Jilin Agricultural University，Changchun，Jilin 130118，China）

Agaricus blazei Murrill noodles is made from Agaricus blazei Murrill and wheat powder by repeating extrusion twice. The extrusion process is optimized using a three-variable，three-level response surface design.The results show that water addition had the greatest effect on chewiness of the noodles followed by second extrusion temperature and first extrusion temperature.The optimum extrusion conditions the provided the best condition is extrusion at 140℃and re-extrusion at 105℃with the addition of 29%water.Under these conditions，the chewiness of Agaricus blazei Murrill noodles is best.

extrusion；Agaricus blazei Murril；noodles；response surface methodology

TS213.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.034

1671-9646（2017）03b-0026-05

2017-03-12

长春市科技局“香菇等食用菌高值化综合利用关键技术研究与应用”（201412）。

甄佳美（1988—），女，在读硕士，研究方向为粮食、油脂及植物蛋白工程。