基于响应面法的低糖黄芪饼干配方优化与感官评价研究

研究为黄芪烘焙食品的配方设计和感官质量控制提供了可复核的相关参数。

作者｜李松豪 运营｜魏雨欣 图片｜网络 来源｜FFL未来食品实验室

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来自新乡工程学院食品工程学院与河南省食品绿色加工与安全控制工程技术研究中心的研究团队，以低筋面粉和黄芪粉为主料、木糖醇替代传统蔗糖，经过单因素试验与17组Box-Behnken响应面试验优化饼干配方。验证结果显示，面粉100 g、黄油48 g、木糖醇31 g、黄芪粉20 g、鸡蛋液20 g，在上火150 ℃、下火140 ℃、烘焙18 min条件下，平均感官评分为91.5分。模型显示黄油、黄芪粉和木糖醇对感官评分的影响顺序为黄油＞黄芪粉＞木糖醇。研究为黄芪烘焙食品的配方设计和感官质量控制提供了可复核的相关参数。

▲图源：网络

将药食同源原料用于烘焙食品，难点并不只在于加入原料，更在于平衡风味、质构与可操作性。黄芪粉带来特有药香，也可能改变面团的口感和颜色；减少传统蔗糖后，甜味、上色和组织结构同样需要重新协调，因此，一份可实际应用的配方应同时说明原料比例、烘焙条件、评价方法和验证结果。

本研究先建立了基础配方：以低筋面粉100 g为基准，黄油45 g、木糖醇30 g、黄芪粉20 g、鸡蛋液20 g；粉类过筛，黄油软化后打发，分次加入木糖醇和蛋液，再与混合粉料制成约0.8 cm薄片，成型后在上火150 ℃、下火140 ℃烘烤18 min。该工艺把配方因素与烘焙温度、时间固定下来，便于将感官差异主要归因于原料用量的变化。

感官评价由10名食品专业人员依据GB/T 20980—2021进行，满分100分，分别评价形态25分、色泽15分、气味15分、口感25分和组织结构20分。这个体系覆盖了饼干是否完整、色泽是否均匀、黄芪药香和奶香是否协调、口感是否酥松，以及断面气孔是否细密等实际消费体验。

黄油从35 g增加至45 g时，综合评分上升，继续增加则因面团过软、油腻感上升而下降；木糖醇在30 g附近得分较高，过低时甜味协调性不足，过高时颜色和甜度可能影响评价。鸡蛋液20 g时，样品外形、气孔和酥脆性表现较好，因而在后续响应面设计中固定为20 g。黄芪粉的单因素曲线呈现先升后降的特征，20 g时感官评分达到峰值。低于这一添加量时，黄芪特征不足，高于这一添加量后，样品口感趋于粗糙、酥松度与风味下降。

▲图1：黄芪粉添加量对低糖黄芪饼干感官评分的影响。

在确定黄油、木糖醇和黄芪粉为关键变量后，团队按三个水平开展17组Box-Behnken试验。回归模型整体显著，F值为66.91、P＜0.0001；失拟项P=0.7091，相关系数R²=0.9885。一次项中，黄油和黄芪粉对感官评分显著，木糖醇的一次项不显著；二次项均极显著。就模型内的贡献排序而言，三种原料的影响为黄油＞黄芪粉＞木糖醇。

响应面进一步显示，曲面在考察范围内均呈开口向下，说明原料用量并非越多越好。黄油与黄芪粉的交互作用最强，其次是木糖醇与黄芪粉，黄油与木糖醇相对较弱。在黄油45 g、黄芪粉20 g的组合中，感官评分最高值为93.10；黄芪粉20 g、木糖醇30 g组合的最高值为92.05。

▲图2：黄油与木糖醇添加量对感官评分的响应面与等高线。

模型预测的最优配方为黄油47.65 g、木糖醇31.08 g、黄芪粉19.88 g，预测感官评分90.3分。为便于实际称量，研究将其调整为48 g、31 g和20 g，并进行了验证；所得饼干平均感官评分为91.5分，与模型预测值接近。

综上所述，研究团队通过单因素筛选、响应面建模和验证试验，确定了低糖黄芪饼干在特定原料和烘焙条件下的可操作配方。结果显示，黄油和黄芪粉是影响感官品质的主要变量，48 g黄油、31 g木糖醇和20 g黄芪粉的组合获得91.5分平均感官评分。这项研究为黄芪烘焙食品的感官优化提供了清晰的实验依据，也为后续围绕营养组成、稳定性与消费体验开展更完整评价打下了配方基础。

参考文献：

[1] 吴少康，杨浩昆，冀风帆，等. 低糖黄芪饼干配方的优化[J]. 粮食与食品工业，2026，33(3)：36-41.

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