板栗糯米餅的微波膨化工藝和酥脆度改善方法的研究

沈 泉，丁 浩，蔣正中，董 明

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥230036)

板栗，又名栗，有“千果之王”的美譽(yù)，屬于補(bǔ)腎強(qiáng)骨、延年益壽的上等果品?，F(xiàn)代研究證實(shí)［1］，板栗的營(yíng)養(yǎng)成分不僅全面而且豐富，其中蛋白質(zhì)含量比白薯高約1倍以上，脂肪含量高于大米、面粉的2倍，氨基酸含量比玉米、大米高1.5倍左右，維生素C含量比蘋果、梨、桃等水果高5～10倍。此外，板栗還含有磷、鈣、鐵、鉀等多種礦物質(zhì)元素，并且含有大量的支鏈淀粉，食用時(shí)口感細(xì)膩、香糯可口。

然而，由于板栗采后貯藏困難并且與板栗相關(guān)的深加工產(chǎn)品并沒有得到人們相應(yīng)的關(guān)注，造成板栗上市時(shí)期不能得到充分的利用。因此，開發(fā)多樣化、方便快捷、美味優(yōu)質(zhì)的板栗深加工產(chǎn)品迫在眉睫。微波膨化［2］是利用微波幅射，使物料中的水分吸熱汽化，從而造成食品物料組織產(chǎn)生膨化的一種常壓膨化技術(shù)。由于這種技術(shù)能夠最大程度地保存食品原有的營(yíng)養(yǎng)成分，加工時(shí)間短，易于控制、操作，并且使用微波膨化技術(shù)可以克服傳統(tǒng)油炸膨化技術(shù)中含油量高、耗能大等缺點(diǎn)，在食品工業(yè)生產(chǎn)中具有十分廣闊的應(yīng)用前景。本文以栗粉、低筋面粉、糯米粉為主要原料，并添加適量的土豆淀粉、白砂糖，運(yùn)用微波膨化技術(shù)研制成營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、膨化效果好、有一定脆度的新型板栗餅，通過(guò)這次板栗深加工的相關(guān)研究，為廣大山區(qū)栗農(nóng)的增收可以提供一個(gè)新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮板栗，豐大牌低筋面粉，燕之坊牌糯米粉，小黃米，土豆淀粉，紅薯淀粉，玉米淀粉，VC等 家樂(lè)福超市;實(shí)驗(yàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)試劑 均為食品級(jí)。

GZX－9240 MBE數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;CR－400色差儀 KONICA MINOLTA公司;TA.XTPlus型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司;多功能紅外線水分測(cè)定儀 北京南儀誠(chéng)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司;SAM－255微波系統(tǒng) 美國(guó)CEM公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程 板栗→護(hù)色→切片→蒸煮熟→干燥→制粉→原料配比→擠壓成型→干燥→水分均勻→微波膨化→干燥→成品包裝

1.2.2 板栗餅胚的制作 將面粉、板栗粉、糯米粉、土豆淀粉按比例加水混合均勻，使原料團(tuán)初始水分含量為35%左右，將調(diào)制好的面團(tuán)經(jīng)切面機(jī)壓成正方形餅坯，放入恒溫干燥箱中干燥，直至含水量低至20%，干燥好的餅胚再進(jìn)行后續(xù)微波工藝。

1.2.3 操作要點(diǎn)

1.2.3.1 護(hù)色 將剝殼的新鮮板栗先用90℃的水熱燙2min，將熱燙之后的板栗切成4mm的薄片，然后放入加入了3%的VC溶液中浸泡5min，待板栗冷卻后，自然風(fēng)干。

1.2.3.2 制粉 將護(hù)色之后的板栗放入鼓風(fēng)干燥機(jī)中，設(shè)定溫度45℃，時(shí)間6h，待初步干燥后拿出烘箱，在室溫下勻濕1h，再放入干燥機(jī)中干燥8h，待板栗完全干燥之后放入高速粉碎機(jī)中，制成板栗粉，過(guò)40目篩后裝入密封袋備用。

1.2.3.3 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 影響餅干質(zhì)量的主要因素為原料的含水量、切片厚度及大小，微波作用方式，板栗粉、面粉與糯米粉之間的比例，不同種類淀粉的添加。因此，以上述五個(gè)因素為考察因素設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)時(shí)，微波系統(tǒng)設(shè)定值為:時(shí)間100s，功率520W，溫度150℃。

a.水分含量的測(cè)定:使用100%的板栗粉制成初始含水量為30%左右的餅胚，并切成1.5cm×1.5cm厚度為2mm的小塊，放入烘箱中蒸發(fā)水分，每隔半小時(shí)拿出樣品測(cè)量水分，用多功能紅外線水分測(cè)定儀測(cè)原料水分含量，設(shè)定最高溫度為100℃，時(shí)間、功率調(diào)制為最大值，放入樣品后待水分儀上讀數(shù)恒定時(shí)記錄數(shù)據(jù)。待達(dá)到被測(cè)含水量時(shí)，拿出烘箱，室溫下靜置1h勻濕，放入微波設(shè)備進(jìn)行后續(xù)微波處理后，測(cè)定產(chǎn)品指標(biāo)。

b.板栗粉和面粉的配比:在板栗中，按 10∶0、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6 和3∶7 比例添加面粉，制成初始水分含量為20%、長(zhǎng)度為1.5cm×1.5cm厚度為2mm的正方形小塊，放入設(shè)定好數(shù)據(jù)的微波系統(tǒng)中膨化，進(jìn)而對(duì)膨化產(chǎn)品進(jìn)行膨化度、硬度、脆度的檢測(cè)。

c.板栗粉和面粉的混合粉和糯米粉的配比:由表4可知板栗粉和面粉的最優(yōu)配比為6∶4，以此配比制成初始混合粉，依次按比例加入糯米粉。按板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的比例為 6∶4∶0、6∶4∶2、6∶4∶4、6∶4∶6、6∶4∶8、6∶4∶10、6∶4∶12 制成初始水分含量為20%、長(zhǎng)度為1.5cm×1.5cm厚度為2mm的正方形小塊，進(jìn)行膨化。

d.厚度的測(cè)定:由表5可知，板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的最優(yōu)比例為6∶4∶8，按板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的比例為6∶4∶8制成水分含量為20%的初始餅胚，并分別切成厚度為2、3、4、5mm，長(zhǎng)度為1.5cm×1.5cm的小塊，進(jìn)行膨化。

1.2.3.4 壓片成型 調(diào)制好的面團(tuán)經(jīng)切面機(jī)壓成片狀，厚度為2mm用模具壓印成邊長(zhǎng)為1.5cm的正方形餅坯。

1.2.3.5 干燥 采用二段干燥工藝，用鼓風(fēng)干燥機(jī)進(jìn)行干燥，第一階段設(shè)置溫度為45℃、2h，第二階段溫度為60℃、時(shí)間為3h，最終控制水分在15%～20%之間。干燥后的餅坯置于密閉的容器中靜置，使水分均勻分布。

1.2.3.6 微波膨化 本實(shí)驗(yàn)影響產(chǎn)品品質(zhì)的因素主要為微波功率、微波作用時(shí)間、微波設(shè)定溫度，以這3因素為考察對(duì)象，由預(yù)實(shí)驗(yàn)知微波膨化的時(shí)間在90～110s之間、功率在390～650W 之間、溫度在 110～150℃間的效果最好，以以上區(qū)間為正交實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)選擇依據(jù)，設(shè)計(jì)3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)，確定最佳配方。進(jìn)行微波膨化的餅胚做法見1.2.2。微波膨化板栗脆餅實(shí)驗(yàn)實(shí)施因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 微波功率、時(shí)間和設(shè)定溫度因素與水平設(shè)計(jì)Table 1 The level design of microwave power，time and set temperature factors

1.3 測(cè)量方法

1.3.1 水分含量的測(cè)定 使用100%的板栗粉制成初始含水量為30%左右的餅胚，并切成1.5cm×1.5cm的小塊，放入烘箱中蒸發(fā)水分，每隔半小時(shí)拿出樣品測(cè)量水分，待達(dá)到被測(cè)含水量時(shí)，拿出烘箱，室溫下靜置1h勻濕，放入微波設(shè)備進(jìn)行后續(xù)微波處理后，測(cè)定產(chǎn)品水分含量。用多功能紅外線水分測(cè)定儀測(cè)原料水分含量，設(shè)定最高溫度為100℃，時(shí)間、功率調(diào)制為最大值，放入樣品后待水分儀上讀數(shù)恒定時(shí)記錄數(shù)據(jù)。

1.3.2 色差的測(cè)定 用KONICA MINOLTA色差儀測(cè)量成品色差。

1.3.3 物性測(cè)定 用質(zhì)構(gòu)儀及配套的P2探頭，設(shè)計(jì)質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)見表2。

餅干的典型質(zhì)構(gòu)圖見圖1。

硬度:定義為探頭在下壓過(guò)程中感受樣品的最大作用力，即曲線最大峰值。

脆度:定義為探頭在下壓過(guò)程中感受最大力時(shí)探頭所經(jīng)過(guò)的距離即曲線起點(diǎn)到最大峰值的線性距離，距離越大餅干的脆度越小。

表2 質(zhì)構(gòu)儀設(shè)計(jì)參數(shù)Table 2 The design parameters of Texture Analyser

圖1 餅干典型質(zhì)構(gòu)圖Fig.1 The typical Image of biscuit obtained by Texture Analyser

1.3.4 膨化率測(cè)定 物料體積的測(cè)量以小米為填充物，用20mL量筒均測(cè)定3次，取平均值為測(cè)定結(jié)果［3］。

小米法測(cè)體積:

物料的體積(cm3)=小米加物料的體積(cm3)－小米的體積(cm3)

膨化率=物料膨化后體積÷物料膨化前體積

1.3.5 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用了三個(gè)獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值，正交處理采用DPS軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分含量對(duì)其膨化效果的影響

由表3可見，水分含量在10%～20%之間的餅胚隨著水分含量的增加，膨化率越大，水分含量在20%～30%之間的餅胚的膨化率隨著水分含量的增加而減少，初始水分含量20%左右的餅胚在加工后膨化率達(dá)到最高值為1.6。只加水的板栗餅總體膨化率不高，硬度都在3500g以上，產(chǎn)品偏硬。這是因?yàn)?若樣品含水量太少，則沒有足夠大的壓強(qiáng)使物體膨化，而初始水分含量太高，則水蒸氣直接散發(fā)，不能達(dá)到膨化效果［4］，所以在最適水分含量20%下，膨化率達(dá)最高。而產(chǎn)品的色差隨著水分的增加有上升(增亮)趨勢(shì)，但因是純板栗粉制造，所以總體亮度偏暗。

表3 水分含量對(duì)其膨化效果的影響Table 3 Influence of moisture content on the extruding effect

2.2 板栗粉和面粉的配比對(duì)餅胚膨化效果的影響

由表4可見，板栗粉與面粉在不同的配比情況下，其硬度、脆度，色差及膨化率均有不同的差異。100%板栗粉的膨化效果較差，不僅硬度較大，而且色澤較深，呈黃褐色，雖然板栗香味突出，但口感明顯粗糙，質(zhì)地較堅(jiān)硬，不適合消費(fèi)者食用。隨著原料中所含面粉比例的增加，其產(chǎn)品膨化率也隨之增加，到板栗粉與面粉比例為6∶4和5∶5時(shí)，其膨化率達(dá)到最大，為2.8，膨化效果最好，但當(dāng)比例為6∶4時(shí)，產(chǎn)品的脆度更好，且產(chǎn)品色澤較為明亮，口感酥松可口，帶有淡淡板栗香味。而后，隨著原料中面粉比例的增加，膨化率隨之下降，酥松度較差，產(chǎn)品色澤過(guò)白，影響感官，板栗味很少不突出，影響消費(fèi)食用。這是因?yàn)樵系呐浔戎苯颖憩F(xiàn)為支鏈淀粉與直鏈淀粉的比例［5］。板栗淀粉中的支鏈淀粉占85%左右，支鏈淀粉由于結(jié)構(gòu)疏松，吸水能力強(qiáng)，因此經(jīng)微波膨化后，膨化品的膨化性和口感均較好。

表4 板栗粉和面粉的配比對(duì)餅胚膨化效果的影響Table 4 Influence of the ratio for chestnut powder and flour on the extruding

2.3 板栗粉和糯米粉的配比對(duì)餅胚膨化效果的影響

由表5可知，糯米粉的添加對(duì)于板栗粉的酥松度有著很好的改善，不僅能夠增加板栗的膨化率，使產(chǎn)品膨化率維持在2.1以上，還能改善板栗脆餅的口感，使產(chǎn)品酥松中帶著香脆。糯米中基本不含直鏈淀粉，黏性較強(qiáng)。在配料中加入糯米粉能使成品的膨化度相應(yīng)增加，且口感酥脆。隨著原料中糯米粉含量的添加，其膨化率逐漸增加，當(dāng)板栗、面粉混合粉∶糯米的比例為6∶4∶8時(shí)，其膨化率達(dá)到最大，為2.9。而且板栗、面粉混合粉∶糯米的比例達(dá)到6∶4∶8時(shí)，再增加糯米粉含量，制得的面團(tuán)蒸煮后黏度較大、質(zhì)軟、不易成型，膨化度、脆度都沒有明顯的提高，且糯米粉的添加會(huì)使產(chǎn)品色澤過(guò)白偏亮，影響視覺感官，故將板栗粉和面粉混合粉∶糯米的比例確定為 6∶4∶8。

表5 板栗粉和糯米粉的配比對(duì)餅胚膨化效果的影響Table 5 Influence of the ratio for chestnut powder and glutinous rice flour on the extruding effect

2.4 切片厚度對(duì)其膨化效果的影響

由表6可以得出，樣品隨著切片厚度的增加其膨化率逐漸降低，在初始切片厚度為2mm時(shí)，樣品的膨化率最高，為3.0，并且樣品的酥脆度為2671.414g，較為理想。當(dāng)切片厚度為3mm時(shí)，膨化率也較大，為2.8。但隨著切片厚度的增加產(chǎn)品的膨化率逐漸降低，因?yàn)槲锪线^(guò)厚，微波還沒到達(dá)物料內(nèi)部就已大大衰弱，故不能使物料充分膨脹。因?yàn)闃悠返暮穸葘?duì)產(chǎn)品的膨化效果有著重要的影響。坯體小，容易被加熱，并且微波的穿透性好，加熱均勻。而坯體大，尤其是坯體的體積比波長(zhǎng)大得多的時(shí)候，易造成坯體外層已受熱膨化并可能焦化，而中心溫度仍很低，達(dá)不到膨化的程度，出現(xiàn)“夾生”的現(xiàn)象［6］。

表6 切片厚度對(duì)其膨化效果的影響Table 6 Influence of slice thickness on the extruding effect

2.5 添加不同含量的淀粉對(duì)產(chǎn)品膨化效果的影響

2.5.1 添加不同含量的紅薯淀粉對(duì)其膨化效果的影響 由表7可知，隨著紅薯淀粉的添加，產(chǎn)品的膨化率逐漸上升，在紅薯淀粉的添加量為總量的19%～22%時(shí)，硬度適宜、膨化效果最好，為3.0。但是紅薯淀粉的添加量越多，產(chǎn)品的色澤偏白，當(dāng)紅薯淀粉的添加量超過(guò)10%時(shí)就會(huì)明顯影響消費(fèi)者視覺感官。故紅薯淀粉不是改善板栗餅膨化效果的最佳淀粉類型。

表7 添加不同含量的紅薯淀粉對(duì)其膨化效果的影響Table 7 Influence on the extruding effect by adding different content of sweet potato starch

2.5.2 添加不同含量的玉米淀粉對(duì)其膨化效果的影響 由表8可知，玉米淀粉的添加對(duì)產(chǎn)品的硬度和脆度改善效果不大，隨著玉米淀粉的添加，產(chǎn)品的膨化率呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為4%～10%時(shí)，對(duì)產(chǎn)品的膨化率有一定的增加效果，最大膨化率為

3.1 ，并且適當(dāng)添加玉米淀粉對(duì)提高產(chǎn)品的酥脆度有一定程度的作用。但隨著添加量的增加，膨化效果不明顯。雖然玉米淀粉能使產(chǎn)品的表面平滑整齊，但添加過(guò)多也會(huì)使產(chǎn)品色澤偏白，影響消費(fèi)者視覺感官。故玉米淀粉也不是最佳選擇。

2.5.3 添加不同含量的土豆淀粉對(duì)其膨化效果的影響 由表9可知，土豆淀粉的添加對(duì)改善產(chǎn)品的膨化率及硬度等方面都有較好的效果，隨著土豆淀粉的逐漸加入，產(chǎn)品的膨化率增長(zhǎng)明顯，并且膨化率維持在2.6以上，硬度達(dá)到樣品所期望的最適硬度2700g左右，并且在質(zhì)構(gòu)儀上，產(chǎn)品測(cè)得圖形顯示的小峰很多，表明產(chǎn)品的脆性也得到了極大的改善，所以可以得出，添加7%的土豆淀粉對(duì)改善產(chǎn)品的膨化度、酥脆度較紅薯淀粉及玉米淀粉，有著很好的效果。

表8 添加不同含量的玉米淀粉對(duì)其膨化效果的影響Table 8 Influence on the extruding effect by adding different content of corn starch

表9 添加不同含量的土豆淀粉對(duì)其膨化效果的影響Table 9 Influence on the extruding effect by adding different content of potato starch

2.6 微波功率、時(shí)間和設(shè)定溫度對(duì)其膨化效果的影響

膨化時(shí)間、功率、溫度也是影響膨化效果的很重要的因素。膨化時(shí)間的長(zhǎng)短直接關(guān)系到膨化制品的松脆度和色澤。在一定范圍內(nèi)，膨化度隨膨化時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但如果膨化時(shí)間太長(zhǎng)，成品會(huì)產(chǎn)生焦化，使膨化制品質(zhì)量降低，反之，膨化時(shí)間太短，成品的膨化度及松脆度較差，影響產(chǎn)品口感與質(zhì)量［6］。

結(jié)果由表10可以看出，各處理方式的改變對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量均有不同程度的影響，其中溫度對(duì)產(chǎn)品硬度的影響最為顯著。主要因素影響程度大小依次為:C＞B＞A，即溫度＞時(shí)間＞功率，由此得到各因素的最佳搭配為A2B2C1，既微波爐膨化時(shí)間為100s，功率為520W，設(shè)定溫度為150℃時(shí)，產(chǎn)品的膨化效果最好。

2.7 最佳實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果

綜上所述，最佳實(shí)驗(yàn)條件為原料(面粉、板栗粉、糯米粉)配比為4∶6∶8，原料初始含水量為20%，土豆淀粉的添加量為7%，微波爐膨化時(shí)間為100s，功率為520W，設(shè)定溫度為150℃。在此條件制作膨化餅干，得表11所示數(shù)據(jù)，和圖2所顯示的最佳實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)質(zhì)構(gòu)圖。由表11和圖2可知產(chǎn)品的口感較為松脆、軟硬合適，色澤淡黃誘人，并且得到較好的膨化效果。

表10 微波功率、時(shí)間和設(shè)定溫度對(duì)其膨化效果的影響Table 10 Influence of microwave power，time and set temperature factors on the extruding effect

表11 最佳實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 11 Test results under optimal conditions

3 結(jié)論

3.1 本工藝研制的微波膨化板栗脆餅不含化學(xué)膨松劑，利用天然物質(zhì)加工而成。其產(chǎn)品最佳配比為面粉∶板栗粉∶糯米粉為 4∶6∶8。

圖2 最佳實(shí)驗(yàn)條件下實(shí)驗(yàn)質(zhì)構(gòu)圖Fig.2 The Images obtained by Texture Analyser under optimal conditions

3.2 控制加工中工藝(餅坯厚度、膨化前水分含量、微波功率、時(shí)間等)的相關(guān)參數(shù)可以改善產(chǎn)品品質(zhì)，增大產(chǎn)品的膨化度。原料初始含水量為20%，餅胚厚度為2mm，微波爐膨化時(shí)間為100s，功率為520W，設(shè)定溫度為150℃。土豆淀粉添加量為7%，可以明顯改善產(chǎn)品的表面脆度及內(nèi)部酥松結(jié)構(gòu)，有助于產(chǎn)品光滑表面的形成。因此在此工藝條件下所得產(chǎn)品的膨化率均在3.0左右，制得口感最佳的板栗膨化脆餅。

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