蕎麥魔芋無糖酥性餅干的研制

徐海祥，李志方，王興會(huì)，朱 倩，孫官香，王海波

江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院 (泰州 225300)

蕎麥(學(xué)名：Fagopyrum esculentum Moench.)，別名：凈腸草、烏麥、三角麥，是蓼科(Polygonaceae)蕎麥屬。蕎麥含有豐富的膳食纖維，其含量是一般精制大米的10倍；可以促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，通便，對(duì)于預(yù)防便秘有很好的作用[1]?，F(xiàn)代研究表明，蕎麥具有抑制或降低膽固醇、改善睡眠、輔助降血壓、清除自由基、減肥等功效[2]。魔芋是天南星科(Araceae)魔芋屬(Amorphopha llus Blume)的總稱?！侗静菥V目》等古書中有記載，魔芋性寒、味平，入藥可消腫去毒，主治癰瘡、腫毒、瘰疬等癥。魔芋中含有豐富的葡甘聚糖，具有減肥、降血壓、降血糖、排毒通便、防癌補(bǔ)鈣等功效[3]。麥芽糖醇(maltitol)又名氫化麥芽糖，化學(xué)名1，4-o-α-D-吡喃葡萄糖基-D-山梨糖醇，是由1分子葡萄糖通過α-1，4-鍵連接一個(gè)山梨醇所組成的二糖，相對(duì)甜度約為蔗糖的0.9倍。麥芽糖醇在人體內(nèi)幾乎完全不能為唾液、胃液、小腸膜酶等分解，因此麥芽糖醇可代替蔗糖廣泛應(yīng)用于無糖餡料、無糖食品中[4]。近年來，在我國功能性休閑食品得到迅速發(fā)展，市場(chǎng)上目前暫未見有將蕎麥和麥芽糖醇結(jié)合制作的餅干類烘焙產(chǎn)品，為此本試驗(yàn)將富含膳食纖維的蕎麥和不被人體吸收的蔗糖替代品麥芽糖醇作為減肥餅干開發(fā)的主要研究對(duì)象，將蕎麥粉、魔芋粉以及麥芽糖醇添加到酥性餅干配方中，研究其對(duì)該餅干的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性、色澤、酥脆性等品質(zhì)的影響，以期為減肥代餐餅的開發(fā)和實(shí)際應(yīng)用提供一些參考。

1 材料與方法

1.1 材料

蕎麥粉，購于泰州大潤發(fā)超市；魔芋粉，亳州市華之堂生物科技有限公司；麥芽糖醇，山東福田藥業(yè)有限公司；低筋面粉，五得利面粉集團(tuán)有限公司；黃油、雞蛋、食鹽、小蘇打，泰州市金之榮食品原料有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

打蛋機(jī)(7 L)，研麥?zhǔn)称窓C(jī)械(上海)有限公司；HY44型三層6盤烘烤箱，青島源麥機(jī)械設(shè)備有限公司；SZH-20型和面機(jī)，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；YMZD-350型壓面機(jī)，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；JE2002GE型電子天平，美國梅特勒-托利多公司；WSC-S型全自動(dòng)測(cè)色色差儀，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；TAXT Plus 型食品物性測(cè)試儀，英國 Stable Micro Systems 公司。

1.3 方法

1.3.1酥性餅干基本配方

以低筋面粉 80 g為基準(zhǔn)，蕎麥粉20 g，麥芽糖醇 30 g，魔芋粉20 g，黃油 20 g，雞蛋 17 g，小蘇打1 g，食鹽0.2 g，純凈水5 g[7]。

1.3.2蕎麥魔芋無糖餅干的制備

蕎麥魔芋無糖餅干制作工藝如下：原輔料預(yù)處理→面團(tuán)調(diào)制→搟壓→成型→烘烤→冷卻→包裝→成品

(1)原輔料預(yù)處理

將稱量好的黃油放入打蛋機(jī)高速打發(fā)，然后將蛋液分2 次加入一起打發(fā)至乳白色。將其余稱量好的麥芽糖醇、小蘇打以及食鹽用純凈水溶解后依次加入，進(jìn)行攪打，使其充分混合、乳化，形成均勻的乳濁液備用[8]。

(2)面團(tuán)調(diào)制

將低筋面粉、蕎麥粉以及魔芋粉經(jīng)100目篩過篩后稱量，然后依次加入乳濁液中進(jìn)行調(diào)粉，在調(diào)制的過程中調(diào)粉速度控制在26 r/min，時(shí)間控制在8 min，以防止調(diào)粉時(shí)間長了形成面筋。面團(tuán)調(diào)制結(jié)束后，觀察面團(tuán)拉伸后，會(huì)否出現(xiàn)回縮現(xiàn)象，若無回彈即可進(jìn)行搟壓操作[9]。

(3)搟壓成型

將調(diào)制好面團(tuán)用壓面機(jī)進(jìn)行搟壓，搟壓至3 mm即可，然后通過模具印成餅干所需外形[10]。

(4)烘烤冷卻及包裝

將制成的餅干坯放入刷過脫模油烤盤中，烤箱溫度設(shè)置為面火 180 ℃，底火 160 ℃，烘烤時(shí)間10 min，烘烤完成后，取出冷卻至室溫再包裝，以防水汽被封在包裝內(nèi)影響品質(zhì)，經(jīng)檢驗(yàn)合格即得蕎麥魔芋無糖餅干成品[11]。

1.3.3單因素試驗(yàn)

在酥性餅干基本配方工藝基礎(chǔ)上，選取蕎麥粉添加量、黃油添加量、麥芽糖醇添加量以及魔芋粉添加量作為影響蕎麥魔芋無糖餅干品質(zhì)研究因素。以成品的感官品質(zhì)、質(zhì)構(gòu)特性以及色差參數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，經(jīng)單因素試驗(yàn)并采用響應(yīng)面分析法對(duì)蕎麥粉添加量、黃油添加量、麥芽糖醇添加量以及魔芋粉添加量進(jìn)行選擇優(yōu)化，確定成品最佳的配方工藝。

1.3.3.1 不同蕎麥粉添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干品質(zhì)的影響

在酥性餅干基本配方基礎(chǔ)上，以低筋面粉 80 g為基準(zhǔn)，分別設(shè)定蕎麥粉添加量10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g的6個(gè)梯度，按上述工藝制備蕎麥魔芋無糖餅干并進(jìn)行感官評(píng)定，研究不同蕎麥粉添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干品質(zhì)的影響。

1.3.3.2 不同黃油添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響

在酥性餅干基本配方基礎(chǔ)上，以低筋面粉 80 g為基準(zhǔn)，分別設(shè)定黃油添加量10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g的6個(gè)梯度，按上述工藝制備蕎麥魔芋無糖餅干并進(jìn)行感官評(píng)定，研究不同黃油添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響。

1.3.3.3 不同麥芽糖醇添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響

在酥性餅干基本配方基礎(chǔ)上，以低筋面粉 80 g為其他原輔料添加量基準(zhǔn)，分別設(shè)定麥芽糖醇添加量20 g、25 g、30 g、35 g、40 g、45 g的6個(gè)梯度，按上述工藝制備蕎麥魔芋無糖餅干并進(jìn)行感官評(píng)定，研究不同麥芽糖醇添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響。

1.3.3.4 不同魔芋粉添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響

在酥性餅干基本配方基礎(chǔ)上，以低筋面粉 80 g為基準(zhǔn)，分別設(shè)定魔芋粉添加量10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、35 g的6個(gè)梯度，按上述工藝制備蕎麥魔芋無糖餅干并進(jìn)行感官評(píng)定，研究不同魔芋粉添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響。

1.3.4響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，分別選取蕎麥粉添加量、黃油添加量、麥芽糖醇添加量以及魔芋粉添加量的較優(yōu)工藝參數(shù)，以蕎麥魔芋無糖餅干成品感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，利用Design Expert 軟件中的響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)法，對(duì)影響蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的蕎麥粉添加量、黃油添加量、麥芽糖醇添加量以及魔芋粉添加量四因素進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)分析，優(yōu)化蕎麥魔芋無糖餅干的配方[12]。響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平編碼值見表1。

表1 響應(yīng)面因素水平

1.3.5感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

隨機(jī)選取10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)的評(píng)鑒員組成感官品質(zhì)評(píng)價(jià)小組， 在加工完成的蕎麥魔芋無糖餅干試樣中， 每個(gè)試樣隨機(jī)從中抽取 10 塊， 按照感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行評(píng)分，總分為 100 分，去掉1個(gè)最高分和1個(gè)最低分，其余取平均值作為該試樣的最終感官得分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示[13]。

1.3.6測(cè)定方法

1.3.6.1 餅干物性特性分析(TPA)

利用質(zhì)構(gòu)儀，采用直徑 2mm 的柱形探頭和帶孔的平臺(tái)，測(cè)定條件為：測(cè)前速率1.0 mm/s； 測(cè)試速率0.5 mm/s； 測(cè)后速率 0.5mm/s； 兩次壓縮之間停留時(shí)間5 s；形變程度 40 %； 觸動(dòng)力5 gf。每個(gè)樣品測(cè)定3次，取平均值。由質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定分析得到樣品物性特性參數(shù)[14]。

表2 感官品質(zhì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6.2 餅干色澤分析

利用WSC-S型全自動(dòng)測(cè)色色差儀分別測(cè)定餅干表面色差，記錄結(jié)果中的 L*、a*、b* 值， 其中 L*代表亮度，L*值越大代表色澤越白，反之越暗；a* 、b* 代表不同色彩的不同偏向( + a* 代表偏紅、-a* 代表偏綠、+ b* 代表偏黃、-b* 代表偏藍(lán))。每組試樣重復(fù)測(cè)定3次，取其平均值[15]。

1.3.6.3 成品質(zhì)量檢測(cè)

根據(jù)《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 餅干》GB 7100—2015對(duì)經(jīng)試驗(yàn)確定最優(yōu)工藝制作的蕎麥魔芋無糖餅干進(jìn)行測(cè)定[16]。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1不同蕎麥粉添加量對(duì)成品品質(zhì)的影響

由圖1可知，6種試樣感官得分在 88.53～ 96.47之間， 蕎麥粉在低添加量 10～25 g 時(shí)感官品質(zhì)上升，對(duì)成品感官品質(zhì)提升有一定促進(jìn)作用；當(dāng)蕎麥粉在高添加量25～35 g 時(shí)感官得分呈下降趨勢(shì)，即當(dāng)蕎麥粉添加超過一定量后，對(duì)成品的感官品質(zhì)有一定不良影響。這可能是因?yàn)檫m量蕎麥粉添加到低筋粉中，在調(diào)制面團(tuán)時(shí)形成的立體交織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是一種非面筋結(jié)構(gòu)，添加適量的蕎麥粉可提高面團(tuán)結(jié)合水的能力，但不會(huì)引起面團(tuán)的收縮與變形，并可適度限制面筋的形成，使面團(tuán)具有良好的可塑性，改善了面團(tuán)的加工性能。當(dāng)蕎麥粉添加量較多時(shí)，使面團(tuán)與水的結(jié)合能力下降，延展性以及可塑性變差，導(dǎo)致成品感官品質(zhì)降低[17]。經(jīng)綜合感官得分及成本因素，確定蕎麥粉的添加量在20～30 g范圍，蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)較優(yōu)。

圖1 不同蕎麥粉添加量對(duì)成品感官評(píng)分的影響

2.1.2不同黃油添加量對(duì)成品感官品質(zhì)的影響

由圖 2 可知，當(dāng)黃油添加量小于 25 g時(shí)，隨著黃油量的增加，樣品評(píng)分逐漸提髙，當(dāng)黃油添加量為25 g 時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)的餅干色澤均勻、呈紅棕色，口感酥脆、不油膩，結(jié)構(gòu)細(xì)密，但黃油量繼續(xù)增加時(shí)，評(píng)分反而下降，原因在于餅干胚較濕潤，不易成型，粘性及彈性較差，餅干口感較軟且油膩，易破碎[18]。因此，從樣品的感官品質(zhì)比較得出，黃油添加量的較適宜范圍是 20～30 g。

圖2 不同黃油添加量對(duì)成品感官評(píng)分的影響

2.1.3不同麥芽糖醇添加量對(duì)成品感官品質(zhì)的影響

由圖 3 可知，當(dāng)麥芽糖醇用量小于35 g時(shí)，瓜蔞餅干甜味偏淡，色澤較淺，光澤較暗，餅干不易上色、口感較硬；當(dāng)麥芽糖醇添加量大于 35 g時(shí)，蕎麥餅干的甜味逐漸增加，甜膩感較強(qiáng)，色澤過重，質(zhì)地偏硬，因含糖量較多，色澤較深且口味過甜，容易產(chǎn)生甜膩感，導(dǎo)致成品感官品質(zhì)下降；當(dāng)添加量達(dá)到35 g時(shí)感官評(píng)價(jià)得分最高，這時(shí)瓜蔞餅干甜度適宜，色澤紅棕色有光澤，質(zhì)地松脆。隨著麥芽糖醇添加量逐漸增多，蕎麥魔芋無糖餅干6種試樣的感官評(píng)價(jià)得分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，由此可知麥芽糖醇的添加量對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干的感官品質(zhì)有明顯的影響。因在面團(tuán)調(diào)制過程中添加麥芽糖醇能與面團(tuán)中蛋白爭奪水分以阻止面筋的形成，從而避免成品口感堅(jiān)硬或松軟；且麥芽糖醇在焙烤中能發(fā)生焦糖化反應(yīng)以及和餅干坯中蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，能對(duì)成品起到增香、增甜、呈色的作用，產(chǎn)生誘人色澤及滋氣味，使成品達(dá)到期望的感官品質(zhì)[19]。由此，綜合考慮得出麥芽糖醇較優(yōu)的添加量范圍為30～40 g。

圖3 不同麥芽糖醇添加量對(duì)成品感官評(píng)分的影響

2.1.4不同魔芋粉添加量對(duì)成品感官品質(zhì)的影響

由圖 4 可知，隨著魔芋粉添加量的增加，蕎麥魔芋無糖餅干感官得分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)魔芋粉添加量小于 20 g 時(shí)，成品表面呈不均勻的淡棕色，花紋不清晰，斷面結(jié)構(gòu)不完整，有明顯發(fā)黃現(xiàn)象；當(dāng)魔芋粉添加量大于 20 g 時(shí)，隨著魔芋粉添加量的增加，餅干表面呈不均勻的深棕色，有微變形、起泡及明顯焦糊現(xiàn)象[20]；當(dāng)魔芋粉添加量為 20 g 時(shí)，餅干表面平整有光澤，呈紅棕色，口感酥脆，內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)密均勻，感官評(píng)分亦最高。因此，從成品的感官品質(zhì)得分比較得出，選擇魔芋粉添加量的較適宜范圍為15～25 g。

圖4 不同魔芋粉添加量對(duì)成品感官評(píng)分的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果

基于單因素試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)Box-Benhnken中心組合設(shè)計(jì)四因子三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)[21]， 如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

試驗(yàn)號(hào)A B CD 感官得分120-11091.513001-192.81400-1-191.515000097.516-110090.017101093.718001194.819-1-10087.020000098.02100-1194.522000097.02310-1092.02401-1091.5250-10-186.926000098.0270-10191.128010-192.629010191.2

利用Design-Expert12軟件對(duì)影響蕎麥魔芋無糖餅干感官評(píng)分的4個(gè)主要因素的中心組合試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行二次多項(xiàng)式回歸擬合, 得到響應(yīng)值Y(感官得分)對(duì)影響蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的關(guān)鍵因素(A、B、C、D)的二次多項(xiàng)回歸模型：

Y=97.6+1.65A+1.24B+0.858 3C+1.03D-0.525 0AB-0.025 0AC-0.900 0AD+0.050 0BC-1.40BD-0.25CD-4.03A2-4.02B2-1.87C2-2.81D2

表4 回歸模型的方差分析

2.2.2各因素之間的交互作用

對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)影響的各因素之間交互作用響應(yīng)曲面圖如圖5～圖10所示。

由圖7可知，當(dāng)黃油添加量和麥芽糖醇添加量均為零點(diǎn)時(shí)，蕎麥粉添加量和魔芋粉添加量兩者之間交互作用有一定的顯著性。當(dāng)魔芋粉添加量不變時(shí)，蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)隨蕎麥粉添加量增加呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì)；當(dāng)蕎麥粉添加量不變時(shí)，成品感官品質(zhì)隨魔芋粉添加量的延長呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且變化幅度相對(duì)較大，曲面坡度較陡峭，說明蕎麥粉添加量與魔芋粉添加量的交互作用對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官品質(zhì)的影響顯著。同理由圖9可知，黃油添加量與魔芋粉的交互作用對(duì)成品感官品質(zhì)的影響亦顯著，這與方差分析結(jié)果一致[23]。同時(shí)，由等高線疏密程度可以判斷，蕎麥粉以及黃油添加量對(duì)成品感官評(píng)分的影響皆大于魔芋粉添加量。從圖5、圖6、圖8、圖10可以看出，相應(yīng)交互項(xiàng)之間的交互作用對(duì)蕎麥魔芋無糖餅干感官評(píng)分的影響不顯著。

圖5 蕎麥粉添加量與黃油添加量的交互作用

圖6 蕎麥粉添加量與麥芽糖醇添加量的交互作用

圖7 蕎麥粉添加量與魔芋粉添加量的交互作用

圖8 黃油添加量與麥芽糖醇添加量的交互作用

圖9 黃油添加量與烘烤時(shí)間的交互作用

圖10 麥芽糖醇添加量與魔芋粉添加量的交互作用

2.2.3蕎麥魔芋無糖餅干最優(yōu)配方工藝參數(shù)確定

根據(jù)蕎麥魔芋無糖餅干的配方工藝參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果和回歸方程各項(xiàng)的方差分析，由Design-Expert 12軟件對(duì)回歸方程進(jìn)行計(jì)算，優(yōu)化出蕎麥魔芋無糖餅干的最佳配方為蕎麥粉添加量23.2 g，黃油添加量25.6 g，麥芽糖醇添加量31.2 g，魔芋粉添加量23.4 g。在此條件下，模型預(yù)測(cè)感官得分為97.6。

為驗(yàn)證響應(yīng)面分析法優(yōu)化的蕎麥魔芋無糖餅干最佳配方條件的可靠性，此條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，成品的感官評(píng)分分別為97.4、97.7、97.0，平均感官評(píng)分為97.37，其相對(duì)誤差不到1 %，表明該模型擬合度好，與模型預(yù)測(cè)值接近，證實(shí)了模型的有效性。經(jīng)此配方制成的成品感官評(píng)分為97.6，因此，蕎麥魔芋無糖餅干的最佳配方工藝條件為蕎麥粉添加量23.2 g，黃油添加量25.6 g，麥芽糖醇添加量31.2 g，魔芋粉添加量23.4 g。

2.2.4產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)對(duì)樣品感官品質(zhì)用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定物性特性參數(shù)和用色差儀測(cè)定表面色差，得出硬度為(22 106±128.37)、脆性為(7 957±158.73)、內(nèi)聚性為(0.239±0.015)、咀嚼性為(276±15.58)，色差L*值為(57.552±1.278)、a*值為(5.436±1.672)和 b*值為(38.483±0.261)，綜合指標(biāo)優(yōu)，符合酥性餅干國家標(biāo)準(zhǔn)感官要求。

3 結(jié)論

以蕎麥魔芋無糖餅干成品的感官品質(zhì)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，經(jīng)響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化配方并經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，得到最佳配方為：以 80 g 低筋面粉基準(zhǔn)，蕎麥粉添加量23.2 g，黃油添加量25.6 g，麥芽糖醇添加量31.2 g，魔芋粉添加量23.4 g，小蘇打1 g，食鹽 0.2 g，蛋液17 g，水5 g。烘烤溫度控制在面火180 ℃，底火160 ℃的條件下焙烤11.42 min。經(jīng)此工藝制成的成品感官評(píng)分為97.6。在此條件下制作的蕎麥魔芋無糖餅干色澤紅棕、口感酥脆, 具有蕎麥獨(dú)特風(fēng)味, ，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)符合餅干產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7100—2015規(guī)定。