紫薯薏米无糖曲奇饼干的工艺研究

张 涛，张 娟，肖春玲，关正萍，崔 娜

（山西师范大学食品科学学院，山西临汾 041000）

近年来，我国饼干行业发展迅速，饼干类食品为一大类休闲食品，并且随着人们保健意识的增强，功能营养型饼干的市场前景十分看好[1]，相关学者对各类可食用药用的原材料在食品中的应用研究也在不断深入，保健饼干食品市场前景广阔。

紫薯（Solanum tuberdsm） 是一类薯皮呈紫黑色、肉质呈紫色至深紫色的甘薯新品种[2]。紫薯除含有膳食纤维、维生素等营养成分外，还富含花青素、多糖、活性微量元素Se和I，具有抗氧化、抑菌、抗肿瘤和护肝等功能活性[3]。其中，紫薯花青素是类黄酮化合物，以C6C3C6为基本碳架，理化性质稳定，耐光和热，可作为一种新型天然水溶性红色素[4]。在日益追求天然食品的今天，紫薯花青素天然无毒、着色效果稳定，在食品加工中具有广泛的前景。

薏米（Semen coicis） 是一种营养平衡的谷物[5]，含有蛋白质14%，脂肪5%，碳水化合物65%，粗纤维3%，钙0.07%，并且还含有人体所必需的亮氨酸、精氨酸、赖氨酸、酪氨酸等必需氨基酸及矿物质。薏米的不饱和脂肪酸含量也较高，具有增强细胞膜透性、阻止心肌组织和动脉硬化等功能[6]。薏米还具有消食、利尿、润肤、美容、预防高血压、促消化的功效。

麦芽糖醇（Maltitol）是由麦芽糖氢化而获得，具有糖醇的共性，即在人体内很难被消化代谢，能量值低（2 kcal/g）[7]；不升高血糖，不刺激胰岛分泌；不被口腔微生物所利用转变成酸，具有很好的非致龋特性；促进钙的吸收；对热及酸都比较稳定，而且黏度比木糖醇、山梨糖醇大2倍[8]。另外，麦芽糖醇和脂肪同食时，有抑制体内脂肪过剩积蓄的效果。

紫薯营养丰富，具有特殊保健功能，其中的蛋白质氨基酸都极易被消化和吸收。其中，富含的维A可以改善视力和皮肤的黏膜上皮细胞，维C可防止坏血病的发生，花青素是天然强效自由基清除剂[9]。薏米清热利湿，二者同用可以健脾胃、去水湿，利大小便。麦芽糖醇具有防龋齿的作用，并且含热量较低，在人体内不会使血糖升高。所以，该无糖紫薯薏米曲奇饼干特别适合糖尿病人群、湿气重人群和减肥人群，营养好吸收而且适用范围广，是一款功能性很强的休闲食品。

1 材料和方法

1.1 材料与仪器设备

紫薯、低筋面粉、植物油、泡打粉、黄油、鸡蛋、麦芽糖醇，购自于临汾市尧都区万家福仓储超市；薏米粉，购自于山东福田药业有限公司。

搅拌器，上海烨昌食品机械有限公司产品；BS100型电子天平，邦西仪器科技（上海）有限公司产品；S D-38型打蛋器，永康市康尔牛工贸有限公司产品；Y C-24C型醒发箱，上海烨昌食品机械有限公司产品；新多利烤箱，广东多丽食品机械有限公司产品；FTC-质构仪，北京微讯超仪仪器技术有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 紫薯薏米无糖曲奇饼干的基本配方

低筋面粉40.0 g，紫薯20.0 g，薏米粉20.0 g，双效泡打粉0.6 g，黄油20.0 g，植物油15.0 g，麦芽糖醇20.0 g，鸡蛋15.0 g。

1.2.2 紫薯薏米无糖曲奇饼干的工艺流程

黄油、植物油、麦芽糖醇→混合搅打→加入鸡蛋→搅打→紫薯、薏米粉、低筋面粉、泡打粉混合均匀→搅拌均匀→静置醒发→模具成型→焙烤→冷却→包装。

1.2.3 紫薯薏米无糖曲奇饼干的操作要点

（1）原料预处理。将紫薯洗净，去皮切成片蒸熟，随后充分捣成泥备用。

（2）称量。精确称取各种原辅料，按顺序依次加入，使其充分混合，不能搅拌过度，以免起筋，进而影响饼干在烘烤过程中的膨胀。

（3）醒发。面团经稍微揉搓后，在室温下静置12 min。

（4）饼干成型。在烤盘上入模成型，大小均匀，间隔适当。

（5） 焙烤。上火190℃，下火145℃，焙烤时间13min。

（6）冷却。放置室温冷却。

1.2.4 紫薯薏米无糖曲奇饼干的品质评价

通过形态、色泽、滋味与口感、组织结构、杂质这5个方面的要求，13名评定员对饼干的品质进行感官评定。

感官评定标准见表1。

表1 感官评定标准

1.3 紫薯薏米无糖曲奇饼干配方的单因素试验

试验主要研究麦芽糖醇用量、黄油用量、紫薯用量、薏米用量等主要因素对饼干感官品质的影响，确定紫薯薏米无糖曲奇饼干的最佳生产配方。

1.3.1 麦芽糖醇用量对产品品质的影响

精确称取低筋面粉40 g，黄油20 g，紫薯20 g，鸡蛋15 g，薏米粉20 g，泡打粉0.6 g，植物油15 g。分别添加15，20，25，30 g的麦芽糖醇，研究麦芽糖醇用量对产品品质的影响，并通过13名评定员通过表1感官评定分析得出最佳的麦芽糖醇用量。

1.3.2 黄油用量对产品品质的影响

精确称取低筋面粉40 g，麦芽糖醇15 g，紫薯20 g，鸡蛋15 g，薏米粉20 g，泡打粉0.6 g，植物油15 g。分别添加15，20，25，30 g的黄油，研究黄油用量对产品品质的影响，并通过13名评定员通过表1感官评定分析得出最佳的黄油用量。

1.3.3 紫薯用量对产品品质的影响

精确称取低筋面粉40 g，麦芽糖醇15 g，薏米粉20 g，鸡蛋15 g，黄油20 g，泡打粉0.6 g，植物油15 g。分别添加15，20，25，30 g的紫薯，研究紫薯用量对产品品质的影响，并通过13名评定员通过表1感官评定分析得出最佳的紫薯用量。

1.3.4 薏米粉用量对产品品质的影响

精确称取低筋面粉40 g，麦芽糖醇15 g，紫薯20 g，鸡蛋15 g，黄油20 g，泡打粉0.6 g，植物油15 g。分别添加15，20，25，30 g的薏米粉，研究薏米粉用量对产品品质的影响，并通过13名评定员通过表1感官评定分析得出最佳的薏米粉用量。

1.4 紫薯薏米无糖曲奇饼干的质构仪测试

质构仪在测试时柱头的运动轨迹如下:柱头从起始位置开始，首先以一定的运动速度压向待测试的样品，接触到样品的表面后受到一定力的阻碍，此时，柱头的运动速度变为测试速度，接着再对样品压缩一定的距离或程度，最后以一定的速度返回到探头测试之前的位置[10]。

饼干的硬度、脆性测定方法:硬度是第一次压缩时的最大峰值，多数样品的硬度值出现在最大变形处；脆性是第一次压缩过程中若是产生破裂现象，曲线中出现一个明显的峰，此峰值就定义为脆性。采用质构特性测定仪，测定的探头采用柱形探头P/50型，质地剖面分析（Textureprofileanalysis，T PA）测试参照孙彩玲等的方法，并通过多次预试验加以改进，最终确定试验参数[11]:测试前速度2.00 mm/s，测试速度1.00 mm/s，测试后速度10.00 mm/s，压缩程度60%。每个饼干试样测试3次，取平均值。

2 结果与分析

2.1 单因素试验分析

2.1.1 麦芽糖醇用量对产品品质的影响

麦芽糖醇用量对产品品质的影响见表2，麦芽糖醇用量对产品品质的影响见图1。

表2 麦芽糖醇用量对产品品质的影响

由表2可知，当麦芽糖醇用量为20 g时，紫薯薏米无糖曲奇饼干的外形完整、花纹清晰、色泽非常均匀、有光泽、无白点、无过焦、过白现象，断面结构呈多孔状态，无油污，无不可食异物；当麦芽糖醇用量为20 g以下时，产品外形完整，花纹清晰，紫色不太明显，色泽不太均匀，光泽感差[12]，有少量过焦、过白现象，香味较弱，紫薯和薏米滋味较弱，口感较酥脆，断面结构呈多孔状，不细密，有较大孔洞。

2.1.2 黄油用量对产品品质的影响

黄油用量对产品品质的影响见表3，黄油用量对产品品质的影响见图2。

图1 麦芽糖醇用量对产品品质的影响

表3 黄油用量对产品品质的影响

图2 黄油用量对产品品质的影响

由表3可知，当黄油用量为20 g时，感官评分的平均分最高，该组产品外形完整，花纹清晰，无油污，无异味；当黄油用量为30 g时，滋味与口感具有明显的黄油风味，这是由于含量较高所致，黄油风味已经部分遮盖了紫薯薏米的风味。在该组面团醒发过程中，随着醒发的进行，面团中会有少量油点出现，导致焙烤过后色泽风味不均匀。

2.1.3 紫薯用量对产品品质的影响

紫薯用量对产品品质的影响见表4，紫薯用量对产品品质的影响见图3。

表4 紫薯用量对产品品质的影响

图3 紫薯用量对产品品质的影响

由表4可知，当紫薯用为30 g时，产品感官评分的平均分最高。该组产品呈紫色，色泽非常均匀，有光泽，无白点，无过焦、过白现象，香味浓，有明显紫薯和薏米滋味，无异味，口感酥脆，不黏牙。紫薯富含的花青素为其赋予了强烈的紫色，饼干色泽鲜艳明显，感官评定高。但是其组织结构并不是最佳，成型时容易出现裂纹，这是由于紫薯中并无面筋蛋白质，在制作饼干时，随着紫薯用量的变化，形成面团的强度也会发生改变。紫薯用量增加，面团强度减弱。当紫薯用量为20，25 g时，外形较完整，花纹不太清晰，厚薄不太均匀，收缩和变形多，起泡多。

2.1.4 薏米粉用量对产品品质的影响

薏米粉用量对产品品质的影响见表5，薏米粉用量对产品品质的影响见图4。

表5 薏米粉用量对产品品质的影响

图4 薏米粉用量对产品品质的影响

由表5可知，当薏米粉用量为15 g时，产品感官评分的平均分最高；但当用量大于20 g时，产品的色泽较差，紫色不明显，色泽不均匀，光泽感很差，有大量过焦、过白现象。这是由于薏米粉含量过高，薏米粉比紫薯的比例不断增大，导致紫色变淡，同时产品的组织结构较差，这是由于薏米粉中不含面筋蛋白质，随着薏米粉用量的增加，面团的强度变弱，导致成型度不高，香味很弱，口感不酥脆。

2.2 紫薯薏米无糖曲奇饼干配方的正交试验设计及分析

在前期试验的基础上，选择紫薯用量、薏米粉用量、黄油用量、麦芽糖醇用量作为正交试验因素水平，采用四因素三水平正交试验确定紫薯薏米无糖曲奇饼干的最佳制作工艺参数。

正交试验因素与水平设计见表6，正交试验结果分析见表7。

表6 正交试验因素与水平设计/g

表7 正交试验结果分析

由表7可知，各因素对紫薯薏米无糖曲奇饼干品质的影响顺序为麦芽糖醇用量＞紫薯用量＞薏米粉用量＞黄油用量。该试验中得分最高的为第7组，而正交试验得无糖薏米曲奇饼干的最优水平为A3B3C3D2。因此要进行验证试验。

验证试验结果见表8。

表8 验证试验结果/分

由表8可知，该试验组A3B1C3D2得分高于试验组A3B3C3D2。所以，该试验的最优组合为A3B1C3D2，即麦芽糖醇用量22.5 g，黄油用量17.5 g，紫薯用量32.5 g，薏米粉用量15.0 g。

2.3 紫薯薏米无糖曲奇饼干的质构仪（Universal TA） 测试分析

硬度和脆性是评价饼干质地的重要指标。硬度是当紫薯薏米无糖曲奇饼干受到应力作用的时候，整个受力过程中出现的最高的一个峰值，即为硬度峰值。硬度值越大，紫薯薏米无糖曲奇饼干就越硬，口感上大众较不容易接受，因此硬度值越小越好。

脆性是当饼干受到形变应力作用的时候，硬度峰值出现之前的一次峰值，此峰值时柱头受到的力即定义为脆性。脆性值越低越好，说明紫薯薏米无糖饼干越脆。

紫薯薏米无糖曲奇饼干TA测试结果见表9。

表9 紫薯薏米无糖曲奇饼干T A测试结果/g

分析紫薯薏米无糖曲奇饼干的TA测试结果，硬度和脆性指标并不能完全与正交试验所得感官评定结果相一致。但总体来讲，正交试验得出的最佳组别的产品的质构仪测试属于饼干的正常硬度和脆性范围，且相差不大[13]。

3 结论

经过单因素试验和正交试验，以及感官评定分析得出麦芽糖醇用量、紫薯用量、薏米粉用量、黄油用量均对紫薯薏米无糖曲奇饼干的品质有一定程度的影响，影响大小为麦芽糖醇用量＞紫薯用量＞薏米粉用量＞黄油用量。紫薯薏米无糖曲奇饼干的最佳配方为低筋面粉40 g，紫薯32.5 g，薏米粉15 g，双效泡打粉0.6 g，黄油17.5 g，植物油15 g，麦芽糖醇22.5 g，鸡蛋15 g。

以试验配方制作得出的饼干，外观完好，口感酥脆，富有鲜明的紫薯色泽，硬度和脆性适当，组织细腻，香味适宜，具有紫薯和薏米的营养风味；并且以麦芽糖醇为配料，具有防龋齿的特性，是一款低糖功能性饼干。