马铃薯全粉韧性饼干的配方研究与优化

黄益前,凌佳欣,旷云璐,彭雨婷

四川旅游学院 食品学院 (成都 610100)

参照GB/T 20980—2021,韧性饼干是以谷类粉(和/或豆类、薯类粉)等为主要原料,添加或不添加糖、油脂及其他配料,经热粉工艺调粉、辊压、成型、烘烤制成的,一般有针眼,断面有层次,口感松脆的饼干。

马铃薯全粉是一种马铃薯的深加工产品[1],有丰富的营养价值,其保留了马铃薯中的绝大部分营养物质,是一种低脂、低 糖、低热量、高蛋白、高维生素与矿物质的产品[2],具有调胃、健脾、润湿、解毒、 排毒、大肠运动、降血糖、降脂、活血、健体、抗衰老等功效[3]。相对于新鲜马铃薯,马铃薯全粉更易储存,有效降低了原料运输成本[4-5],更便于研究与开发马铃薯系列的休闲食品。将马铃薯全粉添加于韧性饼干中形成具有独特风味的产品,既改善了饼干的营养结构,也丰富了饼干的种类。

1 材料与方法

1.1 材料

马铃薯全粉,500 g/袋,上海今良食品技术有限公司;低筋面粉,江苏上一道科技股份有限公司;糖粉、黄油、泡打粉、鸡蛋,市售。

1.2 仪器与设备

饼干扎孔器;电子秤(称重精度0.1 g);CKF-52GS型烤箱,佛山市伟士达电器实业有限公司。

1.3 方法

1.3.1马铃薯全粉韧性饼干的制备

马铃薯全粉韧性饼干的制备工艺如下:

原辅料称量→面团调制→静止醒发→辊压→扎空→成型→烘烤→冷却→成品

马铃薯全粉韧性饼干制作的基础配方见表1(以低筋面粉质量为100%计,下同。)。黄油软化后加糖粉搅拌至微微发白,加入过筛后的低筋面粉、马铃薯全粉、泡打粉,再加入全蛋液和温水。将所有原料混匀后,手工揉捏面团10～15 min,揉捏均匀后静置醒发20 min左右。将面团辊压至3 mm厚的面皮,使用饼干扎孔器均匀扎空,再用模具压制成型。将成型饼干面坯置于上火170 ℃、下火170 ℃的烤箱中烘烤20 min后取出并冷却。

表1 基础配方 %

1.3.2单因素试验

以低筋面粉质量为基准100%,玉米淀粉添加量50%,泡打粉添加量2%,牛奶添加量60%,分别添加不同量马铃薯全粉(6%、12%、18%、24%),糖粉(30%、37%、44%、51%)、黄油(16%、23%、30%、37%)、全蛋液(6%、12%、18%、24%),考察不同因素对马铃薯全粉韧性饼干的品质影响,并进行感官评定。

1.3.3响应面优化试验

根据单因素试验结果,为了更好地探讨变量间相互影响的关系,筛选出最佳的工艺配方,进行响应面优化试验。每个单因素的初步研究是响应面优化的指导范围,根据Box-Behnken采样原理,确定感官评分的4个影响因素:马铃薯全粉添加量A、糖粉添加量B、黄油添加量C、全蛋液添加量D,进行四因素三水平响应面分析试验,响应面试验设计见表2。

表2 铃薯全粉韧性饼干因素水平表

1.3.4感官评定方法

马铃薯全粉韧性饼干的感官评定方法及标准参照GB/T 20980—2021并做出调整。由10名具有食品相关经验的人员对产品进行感官评定,分别从色泽、形态、组织结构、口感进行评分,具体评定标准见表3。

表3 感官评分标准

2 结果与讨论

2.1 单因素试验结果

2.1.1不同马铃薯全粉添加量对马铃薯全粉韧性饼干的影响

由图1可知,随着马铃薯全粉添加量的增加,饼干感官评分呈现先增加后降低的趋势。马铃薯全粉添加量较少时,饼干中马铃薯风味不明显;当马铃薯全粉添加量为12%时,饼干色泽呈现棕黄色,且马铃薯风味浓郁;过量马铃薯全粉会使饼干色泽加深,硬度增加,口感粗糙,这是因为马铃薯全粉不含面筋蛋白,阻碍了面团面筋网络的形成[6],进而影响饼干口感。添加马铃薯全粉可以增加混合粉中还原糖的含量[7],饼干烤制过程发生焦糖化反应,口感上会呈现一定的苦味。

图1 不同马铃薯全粉添加量对感官评分的影响

2.1.2不同糖粉添加量对马铃薯全粉韧性饼干的影响

由图2可知,随着糖粉添加量的增加,感官评分呈现先增加后降低的趋势。在糖粉添加量为 37%时,饼干色泽金黄,口感酥脆,断面结构层次分明,感官评分最高。当糖粉添加量过多,由于焦糖化反应和美拉德反应,导致饼干色泽呈灰棕色,同时也影响食用者的身体健康。糖和马铃薯全粉中的淀粉作用会增大峰值粘度和颗粒硬度[8],糖粉添加量越多,饼干口感的颗粒感越明显,且组织结构气孔不均匀,结构粗糙。

图2 不同糖粉添加量对感官评分的影响

2.1.3不同黄油添加量对马铃薯全粉韧性饼干的影响

由图3可知,当黄油添加量为23%时,饼干的感官评分最高;当黄油添加量大于23%时,饼干的感官评分随着黄油添加量的增加而降低。黄油添加量超过适宜量,饼干蓬松度较低,且表面有皱缩的纹路,易碎,整体颜色呈褐色,这是因为油会阻碍面筋蛋白质的水合作用,进而降低了饼干的感官评分。

图3 不同黄油添加量对感官评分的影响

2.1.4不同全蛋液添加量对马铃薯全粉韧性饼干的影响

由图4可知,在全蛋液添加量为18%时,感官评分最高。添加量在6%～18%时,感官评分逐渐升高,这是因为全蛋液会促进美拉德反应,使饼干颜色加深,同时蛋黄中的磷脂是天然乳化剂,可以提高饼干的酥脆度[9];当全蛋液过多时,饼干的蛋腥味更明显,使饼干的感官评分降低。

图4 不同全蛋液添加量对感官评分的影响

2.2 响应面试验结果

2.2.1回归模型建立及方差分析

利用Design-expert11中的Box-Behnken建立实验设计,以感官评分为响应值Y,响应面分析试验结果见表4。通过对数据进行回归拟合,得到马铃薯全粉、糖粉、黄油、全蛋液与感官评分之间的二次多项式模型,回归方程为:Y=92.60+1.00A-2.83B-0.67C-2.00D-2.25AB-0.50AC+2.75AD-1.75BC-2.20BD+0.75CD-4.63A2-10.13B2-7.88C2-2.38D2。

表4 响应面分析试验结果

由表5可知,该模型回归方程P<0.000 1,具有高度的显著性,失拟项P=0.158 5>0.05,失拟不显著,表明模型可接受,可用于评估马铃薯全粉、糖粉、黄油、全蛋液添加量与感官评分的关系。相关系数R2=0.964 8,校正系数Radj2=0.929 6,表明该模型拟合度高,可用于分析。

表5 响应面试验方差分析

由图5～图10可知,随马铃薯全粉、糖粉、黄油及全蛋液添加量的增加,感官评分呈现先上升后下降的趋势,响应面顶部感官评分最高。综合分析因素两两间的变化趋势可知,各因素对综合评定值的影响显著性从大到小依次为马铃薯全粉、全蛋液、糖粉、黄油。

图6 不同马铃薯全粉添加量和黄油添加量对感官评分影响的响应面及等高线

图7 不同马铃薯全粉添加量和全蛋液添加量对感官评分影响的响应面及等高线

图8 不同糖粉粉添加量和黄油添加量对感官评分影响的响应面及等高线

图10 不同黄油添加量和全蛋液添加量对感官评分影响的响应面及等高线

2.3.2最优参数的确定

由回归方程的预测可知各因素水平最优组合,即马铃薯全粉添加量12.95%、糖粉添加量36.72%、黄油添加量22.88%、全蛋液添加量18.27%,该条件下预测感官评分为89.78分。为便于试验操作,将数据修正为马铃薯全粉添加量为13%、糖粉添加量为37%、黄油添加量为23%、全蛋液添加量18%,进行6次重复试验验证,感官评分均值为89.62,所以验证得到最优配方为:马铃薯全粉添加量为13%、糖粉添加量为37%、黄油添加量为23%、全蛋液添加量18%。

3 结论

以感官评分为依据,通过对单因素试验与响应面的处理与分析,最终确定马铃薯全粉韧性饼干制作的最佳配方为:马铃薯全粉添加量为13%、糖粉添加量为37%、黄油添加量为23%、全蛋液添加量18%,此时饼干色泽均匀,断面结构层次清晰,带着马铃薯的特殊香味,口感酥脆。本试验为马铃薯产品的加工提供一定的理论依据,为产品研发提供一定的基础试验方法。