周莹，胡舰，陆炀，戴阳军

（1.扬州大学旅游烹饪学院，江苏扬州225127；2.常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟215500）

红糖，又称片黄糖、紫沙糖，主要分布在广西和云南等地。它是以甘蔗为原材料，经榨汁、澄清、蒸煮，通过石灰法而制成的粗糖[1]。除了糖的作用外，它还含有多种微量元素、维生素和氨基酸[2]，营养丰富。红糖主要适用于老年人、病情严重者、经期不调者和刚生产完的孕妇吃，具有活血化瘀、缓中止痛、利肠通便、治疗体虚等作用[3]。

生姜，别名勾状指、百辣云，是一种药食同源的草本科植物。它主要分布在中国的中部和东南部。生姜不仅可以药用，它还是一种不可或缺的调味品，它与大蒜和香葱有着“三大调料”之美称[4]。它含有充足的养分，每100克中含有1.3 g蛋白质、0.02 mg硫胺素、0.03 mg核黄素、4 mg维生素 C、295 mg钾、27 mg钙、1.4 mg铁、0.34 mg锌等营养成分[5]。早在《名医》一书中就记载过生姜具有治疗“伤寒、头痛、鼻塞、咳嗽”的功效，还可有效祛风止寒、终止呕吐、祛痰顺气[6-7]。不仅如此，生姜还有抗氧化、抑菌、抑制肿瘤的作用[8]。

糯米中含有大量的可供人体生长所必需的养分，如淀粉、碳水化合物和维生素等[9]。经常吃糯米可以缓解腹胀、腹泻、尿频、脾胃虚弱等症状。糯米也是一种很好的营养产品，具有补血、止汗、健脾养胃的功能。

近年来，我国的红糖制品越来越多样化，如“益母红糖”、“阿胶红糖”等，红糖制品的研制与开发已经兴起了广泛的热潮[10]。梅芳等[11]通过在牛奶中加入红糖和生姜汁研制生姜红糖牛奶，并对其生产工艺进行了探讨。傅锋等[12]以红糖和生姜为原料，探究了微波干燥生姜红糖果脯的工艺。陈文文[13]以红糖、红枣以及生姜提取物为材料进行复合饮料研制。

鉴于加工设备的不完善以及加工方法的局限性，红糖类饼干、红糖类脆片的研究还比较少，因此红糖类脆片产品的研发势必有广阔的市场前景。本试验以红糖脆片糕的感官评分和脆度为评价指标，对猪油、红糖粉、生姜粉及水的添加量进行单因素试验，采用响应面设计法对红糖脆片糕的配方进行优化，通过压差膨化技术制作红糖脆片糕并得到红糖脆片糕的最优工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

红糖：河北糖业烟酒有限公司；生姜粉：亳州宝丰食品厂；糯米粉：如东宝龙食品厂；猪油：成都合利旺油脂有限公司，以上试验材料均符合国家食品卫生标准。

1011QB型烘烤箱：上海封腾电子有限公司；Blixer 2型食品高速打碎机：山东野步贸易有限公司；M-07型手持式搅拌混合机：浙江森鑫电子商务有限公司；ZGF100型负压干燥控制系统：山东登月红景天有限公司；TA.XIA-05型质构分析仪：上海普慧实业发展有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 加工方法

1.2.1.1 工艺流程

原料预处理→混合、搅拌→压模→静置→切片→负压干燥→成品→检测

1.2.1.2 操作要点

1）红糖磨粉：将红糖铺平在已烘干的烤盘上，放进55℃的万能蒸烤箱中烘烤2 h，用80目筛子将颗粒细的红糖粉筛下来，获得红糖粉。

2）加料混合、搅拌：将适量红糖粉、生姜粉、水和预先融化好的猪油混合，用手持式搅拌机将其充分搅拌均匀，再按1∶1（质量比）的比例倒入预先称量好的糯米粉中，用食品切碎搅拌机将其搅拌混合均匀，10 s后取出，制成红糖糯米粉。

3）压模：在模具中放入保鲜袋，称取180 g调配好的红糖糯米粉放入模具进行压模，室温静置40 h。

4）切片、干燥：40小时后取出模具中的红糖生姜脆片块，将其切成厚度为3 mm的片状，在烤盘上摆放好，放入负压干燥箱中进行负压干燥，3小时后取出，得到成品。

1.2.2 单因素试验设计

选取猪油添加量、红糖粉添加量、生姜粉添加量、水添加量为主要影响因素，红糖脆片糕的脆度、感官评分为测定标准，对红糖脆片糕制作工艺进行研究。

1.2.2.1 猪油添加量对红糖脆片糕品质的影响

每组精准称取红糖粉100 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品搅拌机。保证试验条件不变的情况下，分别加入 11、13、15、17、19 g的猪油，按照加工流程制成最终产品，对其进行感官评价和脆度检测。

1.2.2.2 红糖粉添加量对红糖脆片糕品质的影响

每组精准称取猪油15 g，生姜粉5 g，水20 g，放入食品搅拌机。保证试验条件不变的情况下，分别加入40、60、80、100、120 g的红糖粉，按照加工流程制成最终产品，对其进行感官评价和脆度检测。

1.2.2.3 生姜粉添加量对红糖脆片糕品质的影响

每组精准称取猪油15 g，红糖粉100 g，水20 g，放入食品搅拌机。保证试验条件不变的情况下，分别加入4、5、6、7、8 g的生姜粉，按照加工流程制成最终产品，对其进行感官评价和脆度检测。

1.2.2.4 水添加量对红糖脆片糕品质的影响

每组精准称取猪油15 g，红糖粉100 g，生姜粉5 g，放入食品搅拌机。保证试验条件不变的情况下，分别加入 14、17、20、23、26 g的水，按照加工流程制成最终产品，对其进行感官评价和脆度检测。

1.2.3 响应面试验设计

通过单因素试验所得出的结果，选择猪油添加量、红糖粉添加量、水的添加量这3个对红糖脆片糕品质有较大影响的因素进行优化设计。利用Box-Behnken的中心组合设计原理[14]，以红糖脆片糕的感官评分和脆度为标准，以猪油添加量（A）、红糖粉添加量（B）、水的添加量（C）为变量，将感官评分（Y1）和脆度（Y2）作为响应值，并以此建立响应模型，对红糖脆片糕最佳工艺配方进行分析并对其做出预测。试验因素水平设计见表1。

表1 响应面试验因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface analysis experiments

1.3 红糖脆片糕品质的测定与检验

1.3.1 红糖脆片糕质构特性的测定

使用TA.XIA-05型质构分析仪，选用P2.5球形探头，测试速度为1 mm/s、下压距离为3 mm、压缩比为20%。选取一块完整的红糖脆片糕平行放置在测试台上，对其进行脆度测定，重复测定3次，最后取其平均值。

1.3.2 微生物检验方法

1.3.2.1 菌落总数的测定

菌落总数的测定参考GB/T 4789.2-2016《食品安全国家标食品微生物学检验菌落总数测定》。

1.3.2.2 大肠菌群的测定

大肠菌群的测定参考GB/T 4789.3-2016《食品安全国家标食品微生物学检验大肠菌群计数》。

1.3.3 红糖脆片糕感官评价指标

组织一个10人有品评经验的食品专业人员评价小组，每个人对红糖脆片糕的组织状态、色泽、口感、香气这4个感官指标进行感官评价，取其平均值形成最终感官评分。品评时，应在自然光源下观察产品，并对产品的组织状态和色泽进行打分，然后闻其气味，对产品的香气打分，最后品尝，给产品的口感打分，注意品评每个样品前要用纯净水漱口。感官评分标准见表2。

表2 红糖脆片糕感官评分标准Table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

续表2 红糖脆片糕感官评分标准Continue table 2 Comprehensive evaluation table of brown sugar crisp cake

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 猪油添加量对红糖脆片糕品质的影响

猪油添加量对感官评分和脆度的影响见图1。

图1 猪油添加量对感官评分和脆度的影响Fig.1 Effect of lard addition on the sensory score and crispness

从图1中可以发现，随着猪油添加量的不断添加，红糖脆片糕的感官评分和脆度呈先升高后下降的趋势，当猪油添加量在13 g～17 g范围内时，红糖脆片糕的感官评分和脆度较好。当猪油添加量较少时，红糖脆片糕的口感较为坚硬、不酥脆；猪油添加量较多时，则会导致红糖脆片糕太过酥松而易散碎。综合上述分析，当猪油添加量为15 g左右时，红糖脆片糕的品质较好。

2.1.2 红糖粉添加量对红糖脆片糕品质的影响

红糖粉添加量对感官评分和脆度的影响见图2。

图2 红糖粉添加量对感官评分和脆度的影响Fig.2 Effect of brown powder sugar addition on the sensory score and crispness

图2显示，随着红糖粉添加量的不断添加，红糖脆片糕的感官评分和脆度先不断上升，然后又表现为下降，当红糖粉添加量在100 g左右时，红糖脆片糕的感官评分和脆度最优。当红糖粉添加量较少时，红糖的甜味不足，色泽也较浅，使红糖脆片糕品质变差；红糖粉添加量太多时，遮盖了生姜粉的辣味，同时，颜色变得太深，也会致使红糖脆片糕口感和质地下降。故当红糖粉的添加量在100 g左右时，红糖脆片糕品质最佳。

2.1.3 生姜粉添加量对红糖脆片糕品质的影响

生姜粉添加量对感官评分和脆度的影响见图3。

图3 生姜粉添加量对感官评分和脆度的影响Fig.3 Effect of ginger powder addition on the sensory score and crispness

从图3中可以发现，生姜粉添加量对红糖脆片糕感官评分和脆度都没有较大的影响。随着生姜粉添加量的不断升高，红糖脆片糕的感官评分和脆度变化形势较不明显，趋于平缓。综合上述分析，得出生姜粉的添加量对红糖脆片糕感官评分和脆度没有显著影响。

2.1.4 水添加量对红糖脆片糕品质的影响

外源性传承人顾名思义即源于外族而并非本来就承继有相应的技艺的传承人，他们长时间地专注于非物质文化遗产的钻研，对其进行保护以供自己使用，并在这项事业中投入了自己大量的心血和智慧。外源性传承人通常具有创造性，他们对某些濒临消亡的非物质文化遗产进行采集、整理、加工和完善，从而使自己的灵魂与该非物质文化遗产水乳交融。比如王洛宾，他对我国西部地区的山歌进行了搜集、整理，同时将自己对山歌的理解和感悟以独特的创造力融入其所掌握的知识之中而被人们称为西部歌王。

水添加量对感官评分和脆度的影响见图4。

图4 水添加量对感官评分和脆度的影响Fig.4 Effect of water addition on the sensory score and crispness

从图4中可以看出，随着水的不断添加，红糖脆片糕的感官评分和脆度变化趋势是先上升，在到达最高点后，又迅速下降。当添加量在20 g左右时，红糖脆片糕的感官评分和脆度都较好。当水的添加量较少时，会导致红糖脆片糕口感干硬；而水添加量较多时，则红糖脆片糕会过于松散易碎。综上，水添加量在20 g左右时，红糖脆片糕品质最优。

2.2 工艺优化试验结果及数据分析

2.2.1 响应曲面试验结果

使用Design-Expert 8.05b软件进行试验数据处理，通过单因素试验结果，根据Box-Behnken试验设计原理，选取猪油添加量（A）、红糖粉添加量（B）、水添加量（C）为变量，以感官评分（Y1）和脆度（Y2）为响应值，建立响应曲面回归模型。响应面分析试验方案及结果见表3。

表3 响应面分析试验方案及结果Table 3 Program and experimental results of response surface design

2.2.2 响应曲面回归方程分析

回归方程方差分析表见表4。

表4 回归方程方差分析表Table 4 Analysis results of regression and variance

续表4 回归方程方差分析表Continue table 4 Analysis results of regression and variance

对试验进行回归分析，得到感官评分Y1的二次多项式模型为：Y1=91.52+3.62A-1.96B-1.71C-0.60AB+0.35AC+1.87BC-6.20A2-9.32B2-9.57C2，得到脆度 Y2的二次多项式模型为：

由结果可知：对感官评分Y1进行优化时，可得A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，红糖脆片糕感官评分为92.260 6。对脆度Y2进行优化时，可得A=14.94 g，B=95.30 g，C=20.36 g，红糖脆片糕脆度为2 197.11。根据回归方程方差分析表，Y2的P=0.006 2，而Y1的P＜0.000 1，因此基于感官评分Y1建立的二次多项回归方程模型较脆度Y2的更具显著性。所以最终取由感官评分优化的结果，即 A=15.59 g，B=97.51 g，C=19.71 g，红糖脆片糕感官评分为92.260 6。

2.2.3 响应曲面3D图分析

2.2.3.1 感官评分3D图分析

各两因素交互作用对红糖脆片糕感官评分影响的响应曲面见图5。

图5 各两因素交互作用对红糖脆片糕感官评分影响的响应曲面Fig.5 Response surface plots showing the effects of interactions between every two factors on the sensory scores of brown sugar crisp cake

图5反映出当水添加量、红糖粉添加量和猪油添加量三因素之一取零水平时，其他两个因素对红糖脆片糕感官评分的影响。

1）当水添加量取零水平时，猪油添加量保持不变，随红糖粉添加量的增长，红糖脆片糕的感官评分呈现一条抛物线，呈先升高后下滑的趋向；红糖粉添加量保持不变，随猪油添加量逐渐增长，感官评分则呈一条弧线，呈现先升高后下滑的趋势。

2）当红糖粉添加量取零水平时，猪油添加量保持不变，随着水的添加量的增加，红糖脆片糕的感官评分呈抛物线，表现为先增加后降低的趋向。当水的添加量保持不变时，随着猪油添加量的增加，感官评分呈现成圆滑的弧线，呈先增加后降低。

3）当猪油添加量取零水平时，红糖粉添加量保持不变，随着水的添加量的增加，红糖脆片糕的感官评分为一条抛物线，表现为先升高后降低的状态。水的添加量保持不变，随着红糖粉的不断添加，感官评分为抛物线，表现为先增加后降低的趋向。

2.2.3.2 脆度3D图分析

各两因素交互作用对红糖脆片糕脆度影响的响应曲面见图6。

图6反映出当水添加量、红糖粉添加量和猪油添加量三因素之一取零水平时，其他两个因素对红糖脆片糕脆度的影响。

1）当水添加量取零水平时，猪油添加量保持不变，随红糖粉添加量的增长，红糖脆片糕的脆度呈现一条弧线，呈先升高后下滑的趋向；红糖粉添加量保持不变，随猪油添加量逐渐增长，脆度则呈弧线型，呈现先上升后下滑的状态。

2）当红糖粉添加量取零水平时，猪油添加量保持不变，随着水的添加量的增加，红糖脆片糕的脆度呈抛物线，表现为先增加后降低的趋向。当水的添加量保持不变时，随着猪油添加量的增加，脆度呈现成抛物线的形态，呈先增加后降低。

3）当猪油添加量取零水平时，红糖粉添加量保持不变，随着水的添加量的增加，红糖脆片糕的脆度为一条抛物线，表现为先升高后降低的状态。水的添加量保持不变，随着红糖粉的不断添加，脆度为一条弧线，表现为先增加后降低的趋向。

2.2.4 验证试验

结合实际操作条件，最终优化的制作工艺参数为：猪油添加量为16 g，红糖粉添加量为98 g，水添加量为20 g。为了验证模型的准确性，在优化工艺条件下重复试验3次，此时测得红糖脆片糕的感官评分为93.28分，脆度指标为2 315.8 gf，与试验时所得的数据基本相符，感官评分误差为1.1%，说明该组参数可以应用于实践。微生物指标检出所含菌落总数为1.6×102cfu/g，大肠菌群未检出，即大肠菌群呈阴性，产品达到国家标准。

3 结论

本试验首先通过单因素试验，确定猪油添加量、红糖粉添加量及水添加量为主要影响因素，以红糖脆片糕的脆度、感官评分为测定标准，对红糖脆片糕制作工艺进行研究。测得3个因素分别在11 g～19 g、40 g～120 g、14 g～26 g范围内时感官评价和脆度结果最佳。然后，建立以感官评价和脆度为响应值的三因素三水平响应面模型，进行红糖脆片糕的最佳制作工艺配方优化。最后对测试数据进行方差分析，得到红糖脆片糕的最佳工艺参数：猪油添加量为16 g、红糖粉添加量为98 g、水添加量为20 g，在此条件下红糖脆片糕的感官评分为93.28分，脆度指标为2 315.8 gf，大肠菌群呈阴性。