紫薯曲奇饼干品质和加工工艺研究

孙玉清 田文静 朱建晨

摘 要：以紫薯粉、小麦标准粉、黄油、鸡蛋、糖粉为原料，采用单因素和正交试验设计，对紫薯混合粉的流变学特性，紫薯曲奇饼干的抗氧化性、质构特性、感官品质等测定分析，研究确定紫薯黄油曲奇饼干的最佳紫薯粉添加量、最佳配方和加工工艺。结果表明：紫薯粉的添加量与混合粉的形成时间、稳定时间、面粉的吸水率呈负相关，与面筋的弱化度、面团的延伸性呈正相关;紫薯粉有利于面筋的弱化，适宜加工曲奇饼干;紫薯粉能降低黄油曲奇饼干贮藏期间的抗氧化值。添加50%～70%的紫薯粉可以改善黄油曲奇饼干的硬度、黏聚性、咀嚼性、感官性状，最佳配方为：紫薯粉60g（小麦标准粉40g）、鸡蛋75g、黄油70g、糖粉40g。最佳搅打工艺为：先打发鸡蛋与糖粉至奶油状，然后加入黄油搅打至粘稠的絮状，再拌入紫薯粉与小麦标准粉的混合粉;单个重10～12g的湿饼坯最佳烘烤温度为上火155～160℃、下火170℃、烘烤时间12min。

关键词：紫薯曲奇饼干;品质;配方;加工工艺

市场上的黄油曲奇饼干配方原料为低筋小麦粉、黄油、鸡蛋、糖粉，不易霉变，但易发生油脂的氧化酸败，而紫薯粉因富含花青素，具有较好的抗氧化性[1-2]，且不含形成面筋的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，可以弱化小麦粉的面筋[3]。本研究旨在筛选具有较强抗酸败性能的紫薯曲奇饼干的配方与工艺，为紫薯粉在焙烤食品中的应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

材料：紫薯粉（秦皇岛紫龙生物科技有限公司）、小麦标准粉（古船牌，市售）、糖粉（太古牌，市售）、黄油（安佳牌，市售）。

试剂：盐酸、过氧化氢、三氯甲烷甲醇混合液、氯化亚铁溶液、硫氰酸钾溶液、铁标准储备溶液（1.0g/L）、铁标准使用溶液（0.01g/L）等。

1.2 设备与仪器

烤箱（SEC-3Y-B）、打蛋机（SERIAL 1410076728型）、PFZD型电子粉质仪（杭州佩克昂科技有限公司）、曲奇饼干模具（Wilton惠尔通）、CT3质构仪（上海迪奥生物科技有限公司）、721型分光光度计（上海菁海仪器有限公司）、JJ500A 型电子天平（常熟市双杰测试仪器厂）、厨房电子秤，10mL具塞玻璃比色管等玻璃器皿。

1.3 方法

1.3.1 曲奇饼干的加工流程[4]

鸡蛋+糖粉   混合粉（紫薯粉+小麦标准粉）

             

打发至奶油状蛋糊加黄油打发至絮状调制面糊挤花成型烘烤冷却

1.3.2 紫薯曲奇饼干的制作要点[4] （1）原料预处理：小麦标准粉、紫薯粉过筛，鸡蛋清洗、黄油解冻;（2）面粉混合：将紫薯粉与小麦标准粉按照试验设计的配方处理称量，混合，备用;（3）打发蛋糊：蛋液和糖粉混合搅打至发泡、呈象牙白色、体积增大3倍左右;（4）加黄油：按照配方，将解冻的黄油切成薄片加入蛋糊中，充分搅打至絮状;（5）调制面糊：加入不同处理的紫薯粉、小麦标准粉的混合粉，搅拌均匀，调成糊状;（6）挤花成型：将调制好的面糊装入曲奇饼干枪中挤出统一花型的饼坯（约10～12g）至烤盘中。（7）烘烤：上火155～160℃、下火170℃、烘烤12min。

1.3.3 紫薯混合粉流变学特性的测定 根据《GB/T 14614—2006小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定》测定紫薯混合粉不同处理的吸水率、稳定时间、形成时间、弱化度、延伸性[5]。

1.3.4 过氧化值的测定 根据《GB/T 5009.56—2003糕点卫生标准的分析方法》GB/T 5009.37—2003比色法，测定样品的不同贮藏时间的过氧化值[6]。

1.3.5 试验设计

（1）单因素试验：单因素试验设计水平见表1，测定不同紫薯混合粉的吸水率、形成时间、稳定时间、面筋的弱化度、延伸性等流变学特性，选择普通黄油曲奇饼干配方为对照，测定不同处理曲奇饼干的质构特性、抗氧化值、感官性状。对照配方为：低筋粉100g、黄油80g、鸡蛋75g、糖粉50g。

（2）正交试验：根据紫薯粉用量的单因素试验结果，选择综合评价得分高的3个处理为正交试验的3个水平，鸡蛋用量、黄油用量、糖粉用量以对照配方为基础，按照低油低糖原则确定正交试验的水平，四因素三水平L9（34）正交试验表见表2。

1.4 感官评价

请专业人员依据GB 7100—86《糕点、饼干、面包卫生标准》、QB 1433.5—92《饼干-曲奇饼干》[7]，结合紫甘薯的风味特点，参考近年来曲奇饼干质量控制的评价惯例[8]，制定紫薯曲奇饼干感官评分标准。对单因素试验、正交试验的各处理根据表3进行感官评价。

1.5 数据统计分析

利用SPSS 22.0软件进行数据统计，进行相关性分析时采用双尾检验;文中的数据图均利用Excel处理完成。

2 结果与分析

2.1 紫薯粉对曲奇饼干面团流变学特性的影响

2.1.1 紫薯粉對面团形成时间、稳定时间的影响 图1显示，紫薯粉的添加缩短了面粉的形成时间，但面团的形成时间呈先减小后增加的趋势，相关性呈显著水平（表4），当紫薯粉的添加量在50%以下时，随着紫薯粉用量的增加，面团的形成时间逐渐缩短;当紫薯粉的添加量在50%以上时，面团的形成时间缓慢增加，这是由于添加紫薯粉较少时，紫薯粉弱化了面筋蛋白的含量，使得面粉形成时间缩短，当添加量增加到50%以上时由于紫薯粉中的膳食纤维和淀粉持水性高而延长了小麦粉的吸水时间，进而延缓了面筋蛋白网络结构的形成，延长了面团的形成时间[9]。面团的稳定时间与紫薯粉的添加量呈负相关，由于添加紫薯粉降低了面粉的面筋含量，降低了面团的稳定时间。

2.1.2 紫薯粉对面粉的吸水率、面筋的弱化度、面团的延伸性的影响 图2显示，紫薯混和粉的吸水率随着紫薯粉添加量的增加呈线性增加，可见紫薯粉由于其淀粉含量高、膳食纤维高而具有较强的吸水性[9]，且高于标准小麦粉的吸水率，因此使吸水率增加;随着紫薯粉添加量的增大，混合粉的面筋的弱化度显著降低，且呈显著正相关。可见，由于添加紫薯粉稀释了面粉的面筋蛋白，使面筋的相对含量降低，更适于加工曲奇饼干，添加量可以在50%以上。

紫薯粉添加量与面团的吸水率、弱化度呈正相关，与面团的延伸性呈负相关，相关性均呈极显著水平（表4）。

2.2 紫薯粉对曲奇饼干质构性的影响

2.2.1 紫薯粉对曲奇饼干硬度的影响 采用CT3质构仪测定单因素试验各处理曲奇饼干的硬度[10]（图3）。基础配方（对照）曲奇饼干的硬度为18.51N，曲奇饼干最佳的硬度值在14～18N之间[11]。随着紫薯粉添加量的增加，曲奇饼干硬度值先降低后增大，当紫薯粉添加量小于50%时，硬度值随紫薯量的增加而减小;当紫薯粉添加量大于60%时，随添加量的增加硬度值逐渐增大;当添加量达到100%时，硬度值为16.2N，仍低于不添加紫薯粉的基础配方的硬度。可见添加紫薯粉可以明显改善曲奇饼干的硬度，可能是由于紫薯粉面筋蛋白含量少，面团内部结构疏松，造成产品硬度较低。

2.2.2 紫薯粉对曲奇饼干黏聚性的影响 饼干的黏聚性对咀嚼性和口感有很大影响，适宜的黏聚性对饼干的质地有改善作用[12-13]。采用CT3质构仪测定单因素试验各处理曲奇饼干的黏聚性[11]，如图4所示，随着紫薯粉用量的增加，曲奇饼干的黏聚性增加，且呈线性增加;基础配方的黄油曲奇饼干的黏聚性为4.65，当紫薯粉添加量低于50%时，紫薯粉的增加对黏着性影响较小，且小于基础配方的黏聚性，当大于70%时黏聚性大于对照，且显著增加。

2.2.3 紫薯粉对曲奇饼干咀嚼性的影响 咀嚼性越大则曲奇饼干越难被嚼碎，以基础配方的黄油曲奇饼干为CK，采用CT3质构仪测定单因素试验各处理曲奇饼干的咀嚼性[11]，如图5所示，随着紫薯粉添加量的增加，曲奇饼干的咀嚼性先降低后增大，当紫薯粉添加量小于50%时，咀嚼性随紫薯粉添加量的增加而降低，添加量为50%时咀嚼性最小;当紫薯粉添加量大于50%时，随添加量的增加咀嚼性逐渐增大。

2.3 紫薯粉对曲奇饼干抗氧化性的影响

选择添加20%、40%、60%、80%紫薯粉的4个处理，以基础配方为对照，测定了常温无包装条件下，贮藏1、4、7、10、13、16、19、22d的过氧化值[6]。如图6所示，随着贮藏时间的延长，常温无包装状态下5个处理的曲奇饼干的过氧化值都呈增加的趋势，CK组增加的趋势更显著;随着紫薯粉添加量的增加，过氧化值增加幅度递减;13d后，对照组曲奇饼干的过氧化值显著增加，第19d过氧化值超过了国家饼干卫生标准中限定的0.25g/100g;添加了紫薯粉的处理增加趋势较缓慢，贮藏22d时仍低于国家标准，可见紫薯粉可以明显提高黄油曲奇饼干的抗氧化性。

2.4 紫薯粉对曲奇饼干感官性状的影响

依据表1，由5名食品专业的教师、工程师对单因素试验结果进行感官评价（图7），随着紫薯粉用量的增加，曲奇饼干感官得分呈偏正态分布，添加量为60%时感官得分最高，主要表现为色泽美观、紫薯滋味浓郁、口感酥脆独特，表现最佳的3个处理依次为Z6、Z7、Z5。当紫薯粉用量为80%以上时，色泽加深、质地变粗糙、组织结构变差。

2.5 紫薯曲奇饼干配方研究

表5直观分析显示，影响紫薯曲奇饼干感官评价得分的因子依次为A>C>B>D，主要因子是紫薯粉，其次为黄油、鸡蛋、糖粉，最佳配方为Z2J2Y3T3。表6显示，紫薯粉添加量对曲奇饼干的感官得分影响极显著，黄油、鸡蛋、糖粉的用量对紫薯曲奇饼干感官品质影响均未达到显著水平。

3 结论与讨论

添加紫薯粉对面粉的形成时间、稳定时间、面筋的弱化度、面粉的吸水率、面团的延伸性都有显著影响;紫薯粉有利于面筋的弱化，适宜加工曲奇饼干;适量添加紫薯粉可以改善曲奇饼干的硬度、黏聚性、咀嚼性，最佳添加量为50%～70%，添加量在70%以上时，紫薯粉的添加量与曲奇饼干的硬度、黏着性、咀嚼性呈负相关，高于80%时曲奇饼干的质地明显变差;紫薯粉能降低黄油曲奇饼干贮藏期间的抗氧化值，延长曲奇饼干的贮藏时间;添加50%～70%的紫薯粉，曲奇饼干感官性状最佳，最佳配方为：紫薯粉60g（小麦粉40g）、鸡蛋75g、黄油80g、糖粉50g。

经过多次试验，最佳搅打工艺为：先打发鸡蛋与糖粉至奶油状，然后加入黄油搅打至絮状，再拌入紫薯粉与小麦粉的混合粉，面糊均匀稳定，不宜水油分离，易挤出饼坯，且饼坯花纹清晰、整齐，没有毛刺。花青素的稳定性受温度影响较大[14]，曲奇饼干的饼皮大小、厚薄对烘烤温度和时间有较大的影响。本研究采用曲奇饼干模具挤花，单个饼坯重10～12g、厚0.6cm，最佳烘烤温度为上火155～160℃、下火170℃、烘烤时间12min。在黄油曲奇饼干中添加紫薯粉，丰富了曲奇饼干的品种，拓展加工曲奇饼干面粉的种类，同時为紫薯粉在焙烤食品中的应用提供科学依据。

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Abstract：The effects of purple sweet potato powder on the quality and processing technology of cookies were studied.In order to determine the optimum formula and processing technology，single factor and orthogonal design were used to measure the rheological properties of purple potato powder，the antioxidant activity of purple potato cookies as well as the texture properties and sensory quality，while the wheat flour cookies was used as control.Results showed that the amount of purple sweet potato powder was negatively related to the formation time，the stability time，and the water absorption rate of the flour，and positively linked to the weakening degree of the gluten and the extension of the dough.Additionally，the purple potato powder was beneficial to the weakening of the gluten and suitable for processing cookies.Besides，purple sweet potato powder could reduce the antioxidant value of butter cookies during storage.Based on the result，the addition of 50%～70% purple potato powder could improve the hardness，cohesiveness，chewiness and sensory properties of cookies.The best formula was purple sweet potato powder 60g（wheat flour 40g），egg 75g，butter 70g，sugar 40g.The best mixing process was first whip the egg and the sugar powder into the cream，and then add butter and stir the mixture to the sticky floc，subsequently mix the mixed powder of purple sweet potato powder and wheat flour into the mixture.Finally，each wet cake weighed about 10～12g，and the optimal condition was 155～160℃（upper temperature）and 170℃（lower temperature）for 12min.

Keywords：purple sweet potato cookie;quality;formula;processing technology

（責任编辑 李婷婷）