Optimization of Formulation of the Roxburgh rose Cookies by Response Surface Analysis
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摘要: 以低筋面粉、刺梨汁、黄油、糖粉、鸡蛋为主要原料，以产品的色泽、风味、质构为感官评价指标，利用单因素和响应面试验，优化刺梨曲奇饼干的配方。结果表明，优化后低筋面粉质量100%，刺梨汁添加量为29.86%，黄油的添加量为56.74%，糖粉的添加量为40.68%，蛋液的添加量为14.72%，制得的刺梨曲奇饼干色泽均匀，具有特殊的刺梨酸味，甜度适中，且感官评价得分达到89.31分。产品的干燥失重为3.09%，蛋白质含量为11.7 g/100 g，脂肪含量为26.2 g/100 g，过氧化值为0.14 g/100 g，酸价为1.4 mg/g，以上指标均符合国家标准 饼干质量通则（GB/T 20980-2021）要求。与市售的三款饼干相比，本研究所制备的刺梨曲奇饼干硬度和酸度均显著高于（P<0.05）其余三款饼干，刺梨生产企业可以根据其目标消费群体对饼干硬度和酸度的要求，进行相应的市场推广。Abstract: Low-gluten flour, Roxburgh rose juice, butter, sucrose and egg were taken as the raw materials, the color, flavor and texture were taken as the indicators of sensory test, the optimal of formulation of Roxburgh rose cookies were investigated by the single factor experiments and response surface analysis. Results showed that, the optimal formulation of Roxburgh rose cookies was as followings: The amounts of low-gluten flour, Roxburgh rose juice, butter, sucrose and egg were 100%, 29.86%, 56.74%, 40.68% and 14.72%, respectively. The Roxburgh rose cookies, which was produced by the above optimal formulation, had the uniform color, special sour flavor of Roxburgh rose, moderate sweet. The Roxburgh rose cookies achieved 89.31 scores in the sensory test. The drying loss, protein content, total lipid content, peroxide value, acid value of Roxburgh rose cookies were 3.09%, 11.7 g/100 g, 26.2 g/100 g, 0.14 g/100 g, 1.4 mg/g, respectively. All the above indexes met the requirements of National Standard of China General Rules for Biscuit Quality (GB/T 20980-2021). Compared with the three famous commercial cookies, the hardness and acidity of Roxburgh rose cookies were significantly higher (P<0.05). The Roxburgh rose enterprise could do the market promotion, based on the requirements of their target consumer group.
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Keywords:
- Roxburgh rose /
- cookies /
- recipe optimization /
- response surface analysis /
- sensory test
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刺梨（Roxburgh rosa）是多年生落叶或小乔木植物，是第三代水果中最具代表性的珍贵水果资源之一，其花、籽、叶、根、果实等均具有较高的营养保健价值[1-2]。刺梨果实中含有多种氨基酸[3]、有机酸[3]、多酚[4]、过氧化物歧化酶[5]、维生素C[6-7]、三萜类物质[8]，具有健胃消食、收敛止泻的效果[9]，用于治疗积食腹胀、腹泻、腹痛等[10-11]。
我国西南地区刺梨产业发展最早且种植规模最大，其中以贵州的刺梨品种最多，产量最高[12-13]。刺梨作为贵州大力发展的特色产业之一[14]，已建立了较多品牌，如初好、天刺力、刺力王、恒利源、山王果等[15-16]，这些企业的建设促进了贵州刺梨产业的高质量发展。
以刺梨为原料制成的药品、食品、化妆品众多，其中包括刺梨解酒口服液[17]、刺梨功能性冲剂[18]、刺梨软糖[19]、刺梨酒[20]等。然而，有关刺梨类烘焙食品研发的报道较少。潘旭琳等[21]将胡萝卜粉与低筋面粉混合后添加到传统曲奇饼干中，制备的胡萝卜曲奇饼干口感松脆，且具有香甜的胡萝卜气味，胡萝卜的加入丰富了曲奇饼干的营养价值，使其富含β-胡萝卜素等营养物质。雷磊[22]将紫薯和山药添加到曲奇饼干中，采用单因素和Box-Behnken法优化了紫薯山药曲奇饼干的最佳工艺配方，制作的紫薯山药曲奇饼干不仅具有较佳的感官品质，还同时富含紫薯和山药的特殊营养物质，如花青素、维生素等。许金伟等[23]将杭白菊添加到传统的曲奇饼干中，采用单因素和正交试验优化了杭白菊曲奇饼干的最佳工艺配方，其所制备的杭白菊曲奇饼干既包含了杭白菊的特殊香味，还具备了杭白菊的特殊功效，如降血压、抑菌等。随着经济的发展，人们对大健康越来越重视，而刺梨作为药食两用资源，也将受到更多消费者的青睐。
本实验选用贵州初好农业科技开发有限公司的刺梨汁作为主要原料，研究刺梨汁、黄油、糖粉、蛋液对刺梨曲奇饼干综合感官品质的影响，利用单因素实验和响应面试验，优化产品的最佳配方，以研发出一款口感独特、营养丰富，且具有特殊刺梨风味的新型刺梨曲奇饼干。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
低筋面粉 新乡良润全谷物食品有限公司；刺梨汁 贵州初好农业科技开发有限公司；黄油 上海枫未实业有限公司；糖粉 广州鑫丰焙食品有限公司；鸡蛋 四川圣迪乐村生态食品股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）、酚酞（分析纯）、乙醇（分析纯）、七水硫酸钴（分析纯） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；三氯甲烷（分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。
YP6001电子天平 余姚市金诺天平仪器有限公司；SM-901C烤箱 新麦机械（无锡）有限公司；TA.XT plus质构仪 超技仪器有限公司；CS-2000粉碎机 永康市天祺盛世工贸有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 刺梨曲奇饼干加工工艺流程
工艺流程：黄油软化→搅打→加入蛋液、糖粉→搅打→加入低筋面粉→拌匀→加入刺梨原汁→揉面→面团→移入裱花袋中→挤花成型→烘烤→冷却→成品。烘烤上火160 ℃，下火150 ℃，时间16 min。
1.2.2 基础配方及操作要点
采用烘焙百分比，其中以低筋面粉质量为100%，刺梨、黄油、糖粉、鸡蛋按实验比例以低筋面粉为基准添加，基础配方为：低筋面粉100%，黄油60%，糖粉40%，刺梨汁30%，蛋液20%。
黄油在使用前适度加热软化经打发后加入蛋液、糖粉，糖粉分两次加入，使黄油与糖粉充分混合均匀。过60目标准筛后的低筋面粉分两次加入搅拌均匀，以便使制作出来的面团质地均匀。然后，加入刺梨汁并搅拌均匀。面团制作完毕后，尽快移入裱花袋中，进行挤花成型，避免面团表面水分丢失过多从而导致面团干裂，以至于烤制的饼干表面破裂。饼干胚烘焙要注意适当的间隙，防止发生粘连，烘烤上火160 ℃，下火150 ℃，时间16 min。
1.2.3 单因素实验
利用单因素实验研究刺梨汁、黄油、糖粉和蛋液的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官评分的影响，以优化刺梨曲奇饼干的最佳配方。
1.2.3.1 刺梨汁的含量对产品整体感官评分的影响
添加60%的黄油，40%的糖粉，20%的蛋液，分别添加不同比例的刺梨汁（20%、25%、30%、35%、40%），研究其对产品感官评分的影响。
1.2.3.2 黄油的含量对产品整体感官评分的影响
添加30%的刺梨汁，40%的糖粉，20%的蛋液，分别添加不同比例的黄油（50%、55%、60%、65%、70%），研究其对产品感官评分的影响。
1.2.3.3 糖粉的含量对产品整体感官评分的影响
添加30%的刺梨汁，60%的黄油，20%的蛋液，分别添加不同比例的糖粉（30%、35%、40%、45%、50%），研究其对产品感官评分的影响。
1.2.3.4 蛋液的含量对产品整体感官评分的影响
添加30%的刺梨汁，60%的黄油，40%的糖粉，分别添加不同比例的蛋液（10%、15%、20%、25%、30%），研究其对产品感官评分的影响。
1.2.4 响应面试验设计
在单因素实验基础上，设计四因素三水平的响应面试验优化刺梨曲奇饼干的最佳配方。以感官评分为响应值，选取刺梨汁、黄油、糖粉、蛋液的添加量作为试验因子编码及水平设计如表1所示。
表 1 试验因子编码及水平设计Table 1. Test factor coding and level design水平 因子 A刺梨汁含量（%） B黄油含量（%） C糖粉含量（%） D蛋液含量（%） −1 25 55 35 10 0 30 60 40 15 1 35 65 45 20 1.2.5 刺梨曲奇饼干的品质评价
1.2.5.1 刺梨曲奇饼干感官评定
刺梨曲奇饼干的感官评价方法参照国家标准 饼干质量通则 （GB/T 20980-2021）中关于刺梨曲奇饼干感官评价的要求。同时，结合刺梨的特殊口感和风味，在文献[24-26]曲奇饼干感官评价方法的基础上，设计出符合刺梨曲奇饼干的感官评价方法，具体细节请参照表2。本研究采用智能感官分析系统（CSAS软件）中定量描述分析试验的一页多词法，邀请符合本研究目标消费群体特点且年龄在15~35岁之间的感官评价员男女各20名，对刺梨曲奇饼干的整体感官特性进行综合分析，并利用CSAS软件进行数据统计和分析。
表 2 刺梨曲奇饼干的综合感官评分标准Table 2. Sensory test rules for roxburgh rose cookies感官特性 评价标准 参考分数（分） 外观（20分） 具备完整的外形，花纹清晰的花纹，
不变形，不起泡，没有凹底15～20 中等 9～14 外形不完整，花纹不清晰，表面起泡 0～8 色泽（15分） 具有较浅的棕黄色，均匀的色泽，花纹与
饼体边缘允许具有较深的颜色，
无焦黑色和泛白现象11～15 中等 7～10 呈棕黄色，色泽分布不均匀，
有颜色过焦、过白现象0～6 组织结构（25分） 断面呈多孔状，内部结构细密均匀，
无裂缝、无大孔或杂质20～25 中等 16～19 断面模糊，内部结构粗糙，有裂缝、有大孔或杂质 0～15 口感与滋味（40分） 有刺梨特殊香气，无异味，口感酥松，
入口即溶，无粗燥感，细腻不黏牙，
回味有刺梨酸味，甜而不腻31～40 中等 21～30 无刺梨香气，有其它异味，口感略硬，
有粗糙感，偏甜或偏酸，黏牙，
回味无刺梨酸味0～20 1.2.5.2 产品硬度、酸度的测定
选用TA.XT plus质构仪的TA9探头测定饼干的硬度，测定参数为：测前速度2 mm·s−1，测定速度1 mm·s−1，测后速度2 mm·s−1，测试类型压缩，测试目标距离2 mm，每组样品分别测定3次，共四个样品，分别是刺梨曲奇饼干、市售饼干1号、市售饼干2号、市售饼干3号。测定后按硬度最硬到最不硬排列，由20名感官评定员对四种饼干的硬度进行评定，后对结果进行分析。
利用酚酞指示剂法（GB 5009.239-2016《食品安全国家标准 食品中酸度的测定》）测定4种饼干的酸度。测定后酸度按最酸到最不酸排列，由20名感官评定员评定四种饼干的酸度，通过计算对结果进行分析。
1.2.5.3 产品物理化学及微生物特性的测定
产品物理化学特性（主要包括干燥失重、蛋白质含量、酸价、过氧化值）和微生物指标（主要包括菌落总数、大肠菌群、致病菌）的分析检测参照国家标准 饼干质量通则 （GB/T 20980-2021）。产品维生素C含量指标的测定参照食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定 （GB 5009.86-2016）中第三种方法 2,6-二氯靛酚滴定法进行。
1.3 数据处理
利用Design Expert（11.1.0.1）软件进行响应面试验设计，采用Box-Behnken Design模型对各组产品的整体性感官评分进行方差和回归分析。利用Origin 2018软件作图，智能轻松感官分析系统（CSAS软件，上海瑞芬智能科技有限公司）和SPSS 20.0软件进行数据处理和分析。
2. 结果与分析
2.1 单因素实验结果
2.1.1 刺梨汁添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性的影响
刺梨汁的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响如图1所示。随着刺梨汁添加量的不断增加（20%～40%），刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分先上升后下降，且变化较为显著，当刺梨汁的添加量为30%时，刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分获得了最大值80.20分。刺梨汁单宁含量较高，其口感较为酸涩[27]，并且高温会破坏刺梨汁中热敏成分，对产品的色泽和风味产生不良影响[27-28]。在饼干类产品中，原料水分含量过高会导致烘焙后产品残留水分过多，进而导致其冷却后发软、不松脆[29]。当刺梨汁添加量过低时，会降低刺梨饼干的特殊刺梨风味，难以突出刺梨曲奇饼干的特点，从而降低了产品的整体感官特性评分。当其添加量过高时，会增加产品酸涩味，并且由于水分含量过高而导致产品质构较软，不酥脆，从而降低了产品的整体感官特性评分。因此，刺梨汁的因素水平范围为25%~35%。
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图 1 刺梨汁的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响Figure 1. Effect of the amount of Roxburgh rose juice on the sensory test score of Roxburgh rose cookies2.1.2 黄油添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性的影响
黄油的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响如图2所示。随着黄油添加量的不断增加（50%~70%），刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分先上升后下降，且变化较为明显，当黄油的添加量为60%时，刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分获得了最大值83.50分。黄油具有较浓郁的奶香味，并且其能够改善饼干的质构。黄油的疏水性较强，可以抑制面粉中含有的蛋白质吸水膨胀，控制面筋的形成，降低面团的内聚力，使饼干面团酥软，达到降低其弹性，增强其可塑性的目的[29]。当黄油添加量过低时，会导致刺梨曲奇饼干面团较硬，不易挤压成型，黄油的奶香味较淡，口感略硬，从而导致产品的整体感官特性评分较低。当其添加量过高时，会导致面团松散，不易成型，奶香味过重，且掩盖了刺梨的香味，从而导致产品的整体感官特性评分较低。因此，黄油的因素水平范围为55%~65%。
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图 2 黄油的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响Figure 2. Effect of the amount of butter on the sensory test score of Roxburgh rose cookies2.1.3 糖粉添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性的影响
糖粉不仅可以赋予曲奇饼干甜味，还可以在焙烤过程改变和提高产品结构和风味，也可以延长产品的货架期，提高饼干的风味，防止饼干丧失水分。糖粉的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响如图3所示。随着糖粉添加量的不断增加（30%~50%），刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分先上升后下降，且变化较为明显，当糖粉的添加量为40%时，刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分获得了最大值89.00分。糖粉添加量过低，会导致曲奇饼干甜度过小，美拉德反应不足，色泽较差，从而导致产品的整体感官特性评分较低。当其添加量过高时，会导致曲奇饼干甜度过高，食之较腻，粘度过高且色泽偏深，视觉效果较差，从而导致产品的整体感官特性评分较低。因此，糖粉的因素水平范围为35%~45%。
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图 3 糖粉的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响Figure 3. Effect of the amount of sucrose on the sensory test score of Roxburgh rose cookies2.1.4 蛋液添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性的影响
蛋液在饼干中不仅可以起到膨松的作用，使饼干成型，口感变好，增加饼干的营养，还可以增加饼干的风味和色泽。蛋液的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响如图4所示。随着蛋液添加量的不断增加（10%~30%），刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分先上升后下降，且变化较为明显，当蛋液的添加量为15%时，刺梨曲奇饼干的整体感官特性评分获得了最大值83.60分。蛋液添加量过低，会导致曲奇饼干成型度、口感较差，美拉德反应不足，色泽较差，从而导致产品的整体感官特性评分较低。当其添加量过高时，会影响曲奇饼干的质地，从而导致口感变差。因此，蛋液的因素水平范围为10%~20%。
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图 4 蛋液添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响Figure 4. Effect of the amount of egg liquid on the sensory test score of roxburgh rose cookies2.2 响应面优化结果
通过响应面试验设计，共进行29组测试，结果如下表3所示，回归模型方差分析如表4所示。
表 3 响应面分析试验设计及结果Table 3. Response surface analysis test design and results实验组 A B C D 感官评价
得分Y（分）1 −1 0 −1 0 72.8 2 0 0 0 0 83.1 3 −1 1 0 0 77.9 4 0 −1 −1 0 75.7 5 −1 −1 0 0 70.2 6 0 0 0 0 84.1 7 0 1 −1 0 74.3 8 0 1 0 1 73.6 9 −1 0 0 1 72.0 10 0 0 −1 −1 81.2 11 1 0 −1 0 69.5 12 0 1 0 −1 74.3 13 0 0 0 0 86.5 14 1 0 1 0 79.0 15 0 0 −1 1 75.3 16 0 0 1 −1 76.2 17 1 0 0 1 76.3 18 0 0 0 0 87.6 19 0 −1 0 1 68.5 20 1 −1 0 0 69.7 21 1 1 0 0 78.6 22 −1 0 0 −1 74.5 23 0 0 0 0 85.3 24 0 0 1 1 75.5 25 −1 0 1 0 81.2 26 0 −1 0 −1 74.3 27 0 −1 1 0 72.8 28 0 1 1 0 75.3 29 1 0 0 −1 72.0 表 4 回归模型方差分析表Table 4. Regression model analysis of variance方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性 模型 605.31 14 43.24 3.99 0.0071 显著 A 1.02 1 1.02 0.0941 0.7635 B 43.32 1 43.32 4.00 0.0654 C 10.45 1 10.45 0.9641 0.3428 D 10.64 1 10.64 0.9814 0.3387 AB 0.3600 1 0.3600 0.0332 0.8580 AC 0.3025 1 0.3025 0.0279 0.8697 AD 11.56 1 11.56 1.07 0.3193 BC 3.80 1 3.80 0.3507 0.5632 BD 6.50 1 6.50 0.5997 0.4516 CD 6.76 1 6.76 0.6234 0.4429 A2 200.52 1 200.52 18.49 0.0007 ** B2 284.48 1 284.48 26.24 0.0002 ** C2 87.48 1 87.48 8.07 0.0131 * D2 200.52 1 200.52 18.49 0.0007 ** 残差 151.80 14 10.84 失拟项 138.79 10 13.88 4.27 0.0873 不显著 纯误差 13.01 4 3.25 总差 757.11 28 注：**表示极显著水平（P<0.01）；*表示显著水平（P<0.05）。 利用Design Expert软件中的Box-Behnken Design模型，对试验设计各组的整体感官特性评分进行回归分析，得出回归方程如下所示：
Y=85.32−0.2917A+1.9B+0.9333C−0.9417D+0.3AB+0.275AC+1.7AD+0.975BC+1.27BD+1.3CD−5.56A2−6.62B2−3.67C2−5.56D2
式中：Y为感官评价得分；A、B、C、D分别为上述4个自变量的编码值。
从表4可知，在回归模型中，其P值=0.0071<0.05，代表回归模型是显著的；此模型的失拟项P值=0.0873>0.05，代表失拟项的差异不显著，说明此方程的拟合度好，试验误差较小，回归方程可以较好地描述各因素与综合感官特性评分之间的关系。4个因素对产品的影响大小为B>D>C>A，即：黄油>蛋液>糖粉>刺梨汁的添加量。因此，可以利用此模型对刺梨曲奇饼干的最优配方进行分析和预测。
2.3 响应曲面分析
如图5所示，对各因素之间两两交互的等高线和响应曲面进行综合分析：
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图 5 刺梨汁、糖粉、黄油及蛋液含量间交互的响应面Figure 5. Interactive response surface of the content of roxburgh rose juice, sucrose, butter and egg liquida.刺梨汁添加量和糖粉添加量之间的交互作用较为显著。说明产品的糖酸比对其综合感官评价得分有较为重要的影响。刺梨汁的添加在口感上主要为产品提供酸味，而糖粉的添加则为产品提供甜味，二者共同决定了产品的酸甜滋味。
b.黄油添加量和糖粉添加量之间的交互作用较为显著。黄油的添加将为产品带来特殊的奶香味，并且能够溶解脂溶性的香味物质，提升产品的口感和香气[29]。糖粉的添加可以在高温烘焙过程中参与美拉德反应，形成产品特殊的风味[30]。因此，二者之间具有较为强烈的交互作用，以形成产品的特殊风味。
c.糖粉添加量和蛋液添加量之间的交互作用较为显著。糖粉的添加不仅可以增加产品的甜味，还可以参与美拉德反应[30]。而蛋液的添加也可为产品的美拉德反应提供氨基酸，增强其香气成分和色泽的形成[31]，二者的交互作用很大程度上影响了产品的综合感官评分。
2.4 刺梨曲奇饼干配方优化
响应面优化刺梨曲奇饼干的最适配方为：低筋面粉100%，刺梨汁添加量为29.86%，黄油的添加量为56.74%，糖粉的添加量为40.68%，蛋液的添加量为14.72%。在此优化条件下，响应面模型所预测的产品综合感官特性评分的最高为88.55分。
2.5 验证试验
对优化后的刺梨曲奇饼干配方进行验证，结果表明：当刺梨汁、黄油、糖粉和蛋液的添加量分别为29.86%、56.74%、40.68%和14.72%时，刺梨曲奇饼干的综合感官特性评分为89.31±0.41分，与模型预测值的差值为0.86%，因此，本试验所采用的刺梨曲奇饼干模型是可靠和合理的。
2.6 刺梨曲奇饼干综合感官特性评定分析
在最适配方条件下，所制备而成的刺梨曲奇饼干如图6所示。刺梨曲奇饼干色泽均匀，甜度适中，且有特殊的刺梨酸味。
2.7 刺梨曲奇饼干微生物指标及理化指标测定的结果
由表5可知，按照最优配方生产的刺梨曲奇饼干的理化及微生物指标检测结果均符合国家标准 饼干质量通则（GB/T 20980-2021）要求，为合格产品。本研究所制备的刺梨曲奇饼干的维生素C含量指标达到182.1 mg/100 g，丰富了曲奇饼干的营养价值。
表 5 刺梨曲奇饼干微生物及理化指标测定结果Table 5. Detection results of physicochemical and microbial indexes of roxburgh rose cookies项目 检测结果 标准 干燥失重（%） 3.09 ≤4.0 蛋白质含量（g/100 g） 11.7 ≥4.0 脂肪含量（g/100 g） 26.2 ≤35.0 过氧化值（g/100 g） 0.14 ≤0.25 酸价（mg/g） 1.4 ≤5.0 维生素C（mg/100 g） 182.1 − 细菌菌落总数（CFU/g） 4.97×102 ≤104 大肠菌群（CFU/g） 未检出 10 致病菌 未检出 不得检出 2.8 刺梨曲奇饼干产品硬度、酸度的测定结果
综合分析刺梨曲奇饼干在口感风味和质构上的特点，经过大量的市场调研和消费者嗜好性感官评价实验分析，发现影响刺梨曲奇饼干消费者满意度的主要指标为产品的硬度和酸度。因此，采用质构仪、酚酞指示剂法和感官评价排序检验法，将所研制产品的硬度和酸度与三款销量较好的市售饼干进行比较，以测试所研制的刺梨曲奇饼干在硬度和酸度上的特点，用以为企业提供相关基础数据，确定产品的目标消费群体，进行适当推广销售。
2.8.1 产品硬度测定的结果
利用质构仪所测得的四种曲奇饼干硬度大小如表6所示。刺梨曲奇饼干的硬度显著高于（P<0.05）其余三款市售饼干。
表 6 四种不同曲奇饼干的硬度Table 6. Hardness of four different cookiesA刺梨曲奇饼干 B市售饼干3号 C市售饼干2号 D市售饼干1号 平均
硬度（g）1578.70±70.13a 1102.16±146.28b 895.91±88.28c 436.91±31.63d 注：a,b,c,d代表四种饼干的硬度之间存在显著性差异（P<0.05）。 利用感官评价方法中的排序检验法，对四种饼干的硬度进行排序检验。按照从最硬到最不硬进行排序，即按照A刺梨曲奇饼干、B市售饼干3号、C市售饼干2号、D市售饼干1号进行排序，统计结果见表7。
表 7 四种饼干硬度秩和Table 7. Sum of ranks for the hardness of four different cookies评定员 样品 秩和 A B C D 1 2 4 1 3 10 2 1 3 4 2 10 3 1 4 2 3 10 4 1 2 3 4 10 5 1 4 3 2 10 6 1 2 3 4 10 7 1 2 3 4 10 8 1 2 3 4 10 9 1 2 3 4 10 10 1 4 3 2 10 11 1 3 2 4 10 12 1 2 3 4 10 13 2 3 1 4 10 14 1 2 3 4 10 15 1 3 2 4 10 16 1 2 3 4 10 17 1 2 3 4 10 18 1 2 3 4 10 19 1 2 3 4 10 20 1 2 3 4 10 每种样品的秩和 22 52 54 72 200 根据表7中结果，对四种饼干的硬度排序进行Friedman检验，并计算F统计量为38.64，其结果大于表Friedman检验的临界值中对应J=20，P=4，α=0.05的临界值7.74，因此，可以认为在0.05显著水平上这四种饼干的硬度有显著性的差异。对四种饼干的硬度进行多重比较和分组，得到如下排序结果：
A B C D
连续下划线表明产品间在5%的显著水平上没有显著性差异。因此，在5%的显著水平上，四种饼干的硬度有显著性的差别，A最硬，B、C次之，D最不硬，B和C硬度之间无显著性差异。
2.8.2 产品酸度测定的结果
利用酚酞指示剂法所测得四种曲奇饼干的总酸含量如表8所示。刺梨曲奇饼干的总酸含量显著的高于（P<0.05）其余三款市售饼干。
表 8 四种不同曲奇饼干的总酸含量Table 8. Total acid content of four different cookies指标 A刺梨曲奇
饼干B市售饼干
3号C市售饼干
1号D市售饼干
2号平均酸度
（mg/10 g）1.93±0.09a 1.00±0.08b 0.47±0.05c 0.33±0.05d 注：不同小写英文字母代表四种饼干的总酸含量之间存在显著性差异（P<0.05）。 按照酚酞指示剂法所测得的总酸含量对四种饼干的酸度从最酸到最不酸排序，即按照刺A梨曲奇饼干、B市售饼干3号、C市售饼干1号、D市售饼干2号排序，统计结果见表9。
表 9 四种饼干酸度秩和Table 9. Sum of ranks for the acidity of four different cookies评定员 样品 秩和 A B C D 1 1 4 2 3 10 2 1 4 2 3 10 3 1 3 2 4 10 4 1.5 1.5 3 4 10 5 1 3 2 4 10 6 1 2 4 3 10 7 1 3 4 2 10 8 2 4 3 1 10 9 2 1 4 3 10 10 1 2 3 4 10 11 4 3 2 1 10 12 2 1 3 4 10 13 3 1 2 4 10 14 1 3 2 4 10 15 1 4 3 2 10 16 1 3 4 2 10 17 1 3 2 4 10 18 1 4 3 2 10 19 2 1 4 3 10 20 1 3 2 4 10 每种样品的秩和 29.5 53.5 56 61 200 根据表9中结果，对四种饼干的酸度排序进行Friedman检验，并计算F´统计量为17.77，其结果大于表Friedman检验的临界值中对应J=20，P=4，α=0.05的临界值7.74，因此，可以认为，在0.05显著水平上这四种饼干的酸度有显著性的差异。对四种饼干的酸度进行多重比较和分组，得到如下排序结果：
A B C D
连续下划线表明产品间在5%的显著水平上没有显著性差异。因此，在5%的显著水平上，饼干A 最酸，B、C、D次之，B、C、D的酸度间无显著性差异。
综上所述，通过客观的仪器分析和主观的感官评价分析，刺梨曲奇饼干的硬度和酸度与市面上销量较好的三款曲奇饼干相比较，具有显著性的差异（P<0.05）。刺梨曲奇饼干的硬度和酸度都显著的高于其余三款市售饼干。该结论将有利于刺梨企业细分其刺梨饼干的特定目标消费群体，有针对性的进行市场推广。
对于饼干的硬度试验，本研究采用了质构仪对四种饼干的硬度进行检测，并采用感官分析中的排序检验对四种饼干的硬度进行了分析评价。结果表明，质构仪检测后的四种饼干硬度之间有显著性的差异（P<0.05），但是感官评价结果中，市售饼干2号和3号的硬度之间并没有显著性的差异（P<0.05）。因此，本研究证明了不能仅用质构仪对饼干类产品硬度的分析结果完全取代人体的口腔对该类产品硬度的感知情况，需结合客观仪器和主观感知，对饼干类产品的硬度进行综合分析和评价。
对于刺梨饼干的酸度试验，本研究采用了酚酞指示剂法测定四种饼干的总酸含量，并采用感官分析中的排序检验对四种饼干的酸度进行了分析评价。酚酞指示剂法所测得的四种饼干的总酸含量之间有显著性的差异（P<0.05），其中刺梨饼干的总酸含量最高。然而，四种饼干酸度感官评价的结果表明，相较于其余三种市售饼干，刺梨饼干的酸度显著的高于（P<0.05）其余三种，其余三种饼干的酸度之间并没有显著性的差异（P<0.05）。此结果表明了饼干类产品的总酸含量并不能完全的代表其酸度，因为，人体的味蕾对酸度的敏感性存在差异，不能简单的用饼干的总酸含量去说明人体感受到此类产品的酸度，需要结合感官评价实验来证明。
3. 结论
此项研究表明，刺梨曲奇饼干的最佳配方条件如下：刺梨汁添加量为29.86%，黄油的添加量为56.74%，糖粉的添加量为40.68%，蛋液的添加量为14.72%，在此条件下制备的刺梨曲奇饼干综合感官评价得分为89.31分，具有特殊的刺梨香气和酸味、口感松脆、甜度适宜、色泽均匀、组织形态良好。产品的干燥失重为3.09%，蛋白质含量为11.7g/100 g，脂肪含量为26.2 g/100 g，过氧化值为0.14 g/100 g，酸价为1.4 mg/g，以上指标均符合国家标准要求。与市售的三款饼干相比，本研究所制备的刺梨曲奇饼干硬度和酸度均显著的高于其余三款饼干，因此，刺梨生产企业可以根据其目标消费群体对饼干硬度和酸度的要求，进行相应的市场推广。在本研究中，发现以刺梨汁作为原料制备饼干，在高温烘焙过程中，刺梨的香气成分较容易挥发，导致产品的刺梨风味特色不明显。因此，在将来的研究中，可对如何在饼干类烘焙食品中保留刺梨的风味进行更深入的研究，以开发出更具刺梨特色的产品。
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图 1 刺梨汁的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响
Figure 1. Effect of the amount of Roxburgh rose juice on the sensory test score of Roxburgh rose cookies
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图 2 黄油的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响
Figure 2. Effect of the amount of butter on the sensory test score of Roxburgh rose cookies
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图 3 糖粉的添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响
Figure 3. Effect of the amount of sucrose on the sensory test score of Roxburgh rose cookies
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图 4 蛋液添加量对刺梨曲奇饼干整体感官特性评分的影响
Figure 4. Effect of the amount of egg liquid on the sensory test score of roxburgh rose cookies
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图 5 刺梨汁、糖粉、黄油及蛋液含量间交互的响应面
Figure 5. Interactive response surface of the content of roxburgh rose juice, sucrose, butter and egg liquid
表 1 试验因子编码及水平设计
Table 1 Test factor coding and level design
水平 因子 A刺梨汁含量（%） B黄油含量（%） C糖粉含量（%） D蛋液含量（%） −1 25 55 35 10 0 30 60 40 15 1 35 65 45 20 
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表 2 刺梨曲奇饼干的综合感官评分标准
Table 2 Sensory test rules for roxburgh rose cookies
感官特性 评价标准 参考分数（分） 外观（20分） 具备完整的外形，花纹清晰的花纹，
不变形，不起泡，没有凹底15～20 中等 9～14 外形不完整，花纹不清晰，表面起泡 0～8 色泽（15分） 具有较浅的棕黄色，均匀的色泽，花纹与
饼体边缘允许具有较深的颜色，
无焦黑色和泛白现象11～15 中等 7～10 呈棕黄色，色泽分布不均匀，
有颜色过焦、过白现象0～6 组织结构（25分） 断面呈多孔状，内部结构细密均匀，
无裂缝、无大孔或杂质20～25 中等 16～19 断面模糊，内部结构粗糙，有裂缝、有大孔或杂质 0～15 口感与滋味（40分） 有刺梨特殊香气，无异味，口感酥松，
入口即溶，无粗燥感，细腻不黏牙，
回味有刺梨酸味，甜而不腻31～40 中等 21～30 无刺梨香气，有其它异味，口感略硬，
有粗糙感，偏甜或偏酸，黏牙，
回味无刺梨酸味0～20
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表 3 响应面分析试验设计及结果
Table 3 Response surface analysis test design and results
实验组 A B C D 感官评价
得分Y（分）1 −1 0 −1 0 72.8 2 0 0 0 0 83.1 3 −1 1 0 0 77.9 4 0 −1 −1 0 75.7 5 −1 −1 0 0 70.2 6 0 0 0 0 84.1 7 0 1 −1 0 74.3 8 0 1 0 1 73.6 9 −1 0 0 1 72.0 10 0 0 −1 −1 81.2 11 1 0 −1 0 69.5 12 0 1 0 −1 74.3 13 0 0 0 0 86.5 14 1 0 1 0 79.0 15 0 0 −1 1 75.3 16 0 0 1 −1 76.2 17 1 0 0 1 76.3 18 0 0 0 0 87.6 19 0 −1 0 1 68.5 20 1 −1 0 0 69.7 21 1 1 0 0 78.6 22 −1 0 0 −1 74.5 23 0 0 0 0 85.3 24 0 0 1 1 75.5 25 −1 0 1 0 81.2 26 0 −1 0 −1 74.3 27 0 −1 1 0 72.8 28 0 1 1 0 75.3 29 1 0 0 −1 72.0
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表 4 回归模型方差分析表
Table 4 Regression model analysis of variance
方差来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性 模型 605.31 14 43.24 3.99 0.0071 显著 A 1.02 1 1.02 0.0941 0.7635 B 43.32 1 43.32 4.00 0.0654 C 10.45 1 10.45 0.9641 0.3428 D 10.64 1 10.64 0.9814 0.3387 AB 0.3600 1 0.3600 0.0332 0.8580 AC 0.3025 1 0.3025 0.0279 0.8697 AD 11.56 1 11.56 1.07 0.3193 BC 3.80 1 3.80 0.3507 0.5632 BD 6.50 1 6.50 0.5997 0.4516 CD 6.76 1 6.76 0.6234 0.4429 A2 200.52 1 200.52 18.49 0.0007 ** B2 284.48 1 284.48 26.24 0.0002 ** C2 87.48 1 87.48 8.07 0.0131 * D2 200.52 1 200.52 18.49 0.0007 ** 残差 151.80 14 10.84 失拟项 138.79 10 13.88 4.27 0.0873 不显著 纯误差 13.01 4 3.25 总差 757.11 28 注：**表示极显著水平（P<0.01）；*表示显著水平（P<0.05）。
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表 5 刺梨曲奇饼干微生物及理化指标测定结果
Table 5 Detection results of physicochemical and microbial indexes of roxburgh rose cookies
项目 检测结果 标准 干燥失重（%） 3.09 ≤4.0 蛋白质含量（g/100 g） 11.7 ≥4.0 脂肪含量（g/100 g） 26.2 ≤35.0 过氧化值（g/100 g） 0.14 ≤0.25 酸价（mg/g） 1.4 ≤5.0 维生素C（mg/100 g） 182.1 − 细菌菌落总数（CFU/g） 4.97×102 ≤104 大肠菌群（CFU/g） 未检出 10 致病菌 未检出 不得检出
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表 6 四种不同曲奇饼干的硬度
Table 6 Hardness of four different cookies
A刺梨曲奇饼干 B市售饼干3号 C市售饼干2号 D市售饼干1号 平均
硬度（g）1578.70±70.13a 1102.16±146.28b 895.91±88.28c 436.91±31.63d 注：a,b,c,d代表四种饼干的硬度之间存在显著性差异（P<0.05）。
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表 7 四种饼干硬度秩和
Table 7 Sum of ranks for the hardness of four different cookies
评定员 样品 秩和 A B C D 1 2 4 1 3 10 2 1 3 4 2 10 3 1 4 2 3 10 4 1 2 3 4 10 5 1 4 3 2 10 6 1 2 3 4 10 7 1 2 3 4 10 8 1 2 3 4 10 9 1 2 3 4 10 10 1 4 3 2 10 11 1 3 2 4 10 12 1 2 3 4 10 13 2 3 1 4 10 14 1 2 3 4 10 15 1 3 2 4 10 16 1 2 3 4 10 17 1 2 3 4 10 18 1 2 3 4 10 19 1 2 3 4 10 20 1 2 3 4 10 每种样品的秩和 22 52 54 72 200
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表 8 四种不同曲奇饼干的总酸含量
Table 8 Total acid content of four different cookies
指标 A刺梨曲奇
饼干B市售饼干
3号C市售饼干
1号D市售饼干
2号平均酸度
（mg/10 g）1.93±0.09a 1.00±0.08b 0.47±0.05c 0.33±0.05d 注：不同小写英文字母代表四种饼干的总酸含量之间存在显著性差异（P<0.05）。
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表 9 四种饼干酸度秩和
Table 9 Sum of ranks for the acidity of four different cookies
评定员 样品 秩和 A B C D 1 1 4 2 3 10 2 1 4 2 3 10 3 1 3 2 4 10 4 1.5 1.5 3 4 10 5 1 3 2 4 10 6 1 2 4 3 10 7 1 3 4 2 10 8 2 4 3 1 10 9 2 1 4 3 10 10 1 2 3 4 10 11 4 3 2 1 10 12 2 1 3 4 10 13 3 1 2 4 10 14 1 3 2 4 10 15 1 4 3 2 10 16 1 3 4 2 10 17 1 3 2 4 10 18 1 4 3 2 10 19 2 1 4 3 10 20 1 3 2 4 10 每种样品的秩和 29.5 53.5 56 61 200
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