魔芋低聚糖杂粮饼干研制

张 晨，周 琼，2

（1.安康学院现代农业与生物科技学院，陕西 安康 725000；2.陕西省富硒食品工程实验室，陕西 安康 725000）

魔芋低聚糖（Konjac oligosaccharide，KOS）由魔芋葡甘露聚糖（Konjac glucomannan，KGM）经降解得到的一系列KOGM的混合物，因降解条件不同得到的产物有所不同，有单糖、二糖、三塘、四糖等［1，2］。低聚糖集营养、保健、食疗于一体，作为功能性食品重要的基料，在食品、保健品、饮料、医药等领域有广泛的应用，如早餐谷物、婴幼儿食品、面包、饮料、饲料工业、医药工业等，它是代替蔗糖的新型功能性糖源，是面向21世纪“未来型”新一代功效食品。KOGM相对KGM的黏度降低，溶解性提高，还原糖含量增加，并具有一定的甜味。KOGM具有黏度低、溶解性好、可以促进双歧杆菌的增殖等生理功效［2］。KOGM也有降血压、降血脂、降血糖、抗氧化及调节肠道菌群的作用等。

随着人们生活水平的提高，人们对食品的营养价值越来越关注，杂粮饼干因其全面的营养价值和独特的保健功能受到广大消费者的欢迎［3］。目前，杂粮饼干的市场需求量很大，各种口味、形态、营养良好的杂粮饼干也随之出现，如加入小米、麸皮、黑米粉、花生等，制作成不同口味的杂粮饼干，但将魔芋低聚糖加入到饼干中的研究鲜见报道。

本试验以小麦粉、燕麦、苦荞及魔芋低聚糖为主要原料，以感官评分为参考指标，通过单因素试验和正交试验优化工艺参数，确定魔芋低聚糖杂粮饼干的最佳配方。通过将燕麦、苦荞加入到饼干中，二者富含膳食纤维，可增加饱腹感。添加木糖醇来代替传统工艺中的白砂糖，制作成一种低热量、高营养、低糖、健康的食品，以期满足消费者对营养健康食品的追求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

小麦粉、苦荞粉（产地安康市汉阴县，品种为黑苦荞）、燕麦粉（产地杨凌）、奶粉（安康市华润万家生活超市购买）、魔芋低聚糖（山西莱克生物科技有限公司）、黄油（市售）、木糖醇（食用级）、鸡蛋、食盐、碳酸氢钠、碳酸氢铵。

烤箱（型号FCD-2A）、发酵箱（型号FJ-12A），广东多丽食品机械有限公司）；电子天平（广东香山衡器集团股份有限公司）；打蛋器（中山市宜特电器有限公司）；饼干模具（无锡优耐烘焙工具有限公司）；电磁炉（广东美的生活电器制造有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程 魔芋低聚糖杂粮饼干的工艺流程如图1所示。

图1 魔芋低聚糖杂粮饼干的工艺流程

1.2.2 单因素试验 在预试验的基础上确定魔芋低聚糖杂粮饼干的基本配方为低筋小麦粉100.0 g、燕麦25.0 g、苦荞30.0 g、低聚糖3.0 g、奶粉9.0 g、黄油35.0 g、木糖醇24.0 g、白砂糖5.0 g、鸡蛋25.0 g、食盐1.0 g、碳酸氢钠0.8 g、碳酸氢铵0.2 g。

以基本配方为基础，以感官评分为标准，进行单因素试验。选取不同添加量燕麦（20.0、25.0、30.0、35.0、40.0 g）、苦荞（15.0、20.0、25.0、30.0、35.0 g）、低聚糖（1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g）、黄油（15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、40.0 g）、木糖醇（16.0、18.0、20.0、22.0、24.0、26.0 g），不同烘烤温度（上火170℃/下火150℃、上火180℃/下火160℃、上火190℃/下火170℃、上火200℃/下火180℃、上火210℃/下火190℃）进行单因素试验，在感官评分的标准下分析不同因素对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响。

1.2.3 正交试验 根据单因素试验的结果，选取低聚糖（A）、烘烤温度（B）、黄油（C）、木糖醇（D）4个不同条件的因素，采取四因素三水平L（934）正交试验进行优化，以感官评价为指标。

1.3 感官评分

选取10名具有感官分析能力的食品专业人员组成评价小组，根据魔芋低聚糖杂粮饼干的色泽、口感与风味、外形、组织形态4个方面进行感官评定，总分100分，具体评分标准见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 不同添加量燕麦对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 燕麦中含有8种人体必需氨基酸，另外含有丰富的膳食纤维、淀粉、蛋白质、抗氧化物质、维生素和矿物质等营养成分［4］。燕麦增加饱腹感，在饼干中加入燕麦避免摄入过多热量，还可使饼干含有麦香味增加饼干口感。由图2可以看出，当燕麦的添加量为25.0 g时，感官评分最高，饼干品质最佳；当燕麦添加量小于25.0 g时，燕麦的麦香味清淡；当燕麦添加量大于25.0 g时，饼干口感差，饼干不酥脆，硬度增加，内部结构粗糙，气孔不均匀。因此，燕麦的添加量为25.0 g时最佳。

2.1.2 不同添加量苦荞对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 从图3可知，随着苦荞粉添加量的增加，其酥脆口感越来越好，质地更疏松，感官评分增加。当添加量为30.0 g时，感官评分最高，饼干品质最佳，当继续增加时其口感越来越差，出现苦味，感官评分降低。彭芸等［5］分析发现，过多的苦荞粉使面筋蛋白质的含量下降，混粉的筋力出现大幅度减弱，耐柔性变差，粉质质量明显下降。过多的苦荞粉也会使饼干内部结构粗糙，出现苦味。因此，苦荞的最佳添加量为30.0 g。

表1 魔芋低聚糖杂粮饼干感官评分标准

图2 不同添加量燕麦对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

图3 不同添加量苦荞对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

2.1.3 不同添加量低聚糖对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 KGM经降解而成的KOGM，其吸水膨胀性、黏稠性降低，溶解性、保水性提高，因而在食品中作为配料使用的方便性提高［1］。低聚糖的添加使其口感更好，过多的添加反而会影响口感，黏牙。从图4可以看出，感官评分先增加后降低，在低聚糖添加量为3.0 g时，感官评分达到最高值，随着添加量增加，层次均匀，气孔分布均匀，但持续的添加饼干质地越来越软，出现黏牙现象，内部结构粗糙带有白心，层次不均匀。因此，低聚糖的添加量在3.0 g最佳。

图4 不同添加量低聚糖对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

2.1.4 不同添加量黄油对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 从图5可以看出，黄油对饼干的口感与结构有较大的影响，在黄油添加量为35.0 g时，感官评分最高，此时口感最佳，饼干中加入黄油，主要是起酥性，使饼干具有一定酥脆性，并具有焙烤食品特殊的香气［6］。从酥脆性上来说，随着黄油的增加，面团的揉捏、面粉的混揉更加舒畅，面团的硬度柔软适中，添加量达到35.0 g及以上时表面硬度基本不变，饼干色泽均匀、口感酥脆，超过35.0 g感官评分降低，产生油腻感，口感变差。因此，黄油最适添加量为35.0 g。

图5 不同添加量黄油对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

2.1.5 不同添加量木糖醇对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 糖类是饼干甜度的来源，也影响饼干制品的色泽和口感，糖类添加量提高会造成饼干甜度高，表皮颜色深，有利于增强饼干的烘烤香气［7］。木糖醇甜度是蔗糖的1.2倍，热量低，大部分食品中添加木糖醇代替蔗糖。由图6可以看出，当木糖醇添加量为24.0 g时，感官评分达到最高值。此时甜度适中，色泽均匀，外形完整，口感酥脆，气孔分布均匀。当添加量超过24.0 g时，饼干甜度过浓，色泽加深，不酥脆。从健康角度来说，人们追求低糖、低热量的健康食品，因此，木糖醇添加量为24.0 g最佳。

图6 不同添加量木糖醇对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

图7 不同烘烤温度对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响

2.1.6 不同烘烤温度对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响 烘烤是饼干完成的最后一步，也是决定品质的重要一步，故烘烤温度至关重要［8］。从图7中可以看出，烘烤温度对饼干的品质有一定影响，在烘烤温度上火190℃、下火170℃时，感官评分最高；当烘烤温度上火170℃、下火150℃时，饼干中间部位质地柔软，颜色为浅黄色，较酥脆，有黏牙现象；当上火180℃、下火160℃时，颜色为黄色，口感较酥脆，部分烘烤温度不到位，中心软，带有白心；当上火190℃、下火170℃时，质地酥脆，内部结构层次分明，表面无裂缝，受热均匀；当上火200℃、下火180℃时，出现饼干底部过焦，表面受热不均匀，色泽差；当上火210℃、下火190℃时，整体出现过焦、口感苦，色泽差，表面有大裂缝的现象。因此，烘烤温度不到位，饼干烤不熟，颜色过白，组织结构差，烘烤温度过高时，饼干外部迅速过焦，苦味重，口感差。所以选择上火190℃、下火170℃最佳。

2.2 方差分析

通过单因素试验，以感官评价为标准，分析各因素对魔芋低聚糖杂粮饼干品质的影响。燕麦和苦荞2个因素在方差分析试验中所选取的水平差异不显著（P＞0.05），所以选取低聚糖、木糖醇、黄油、烘烤温度4个因素进行正交试验，显著性分析结果（表2）如下。

2.2.1 不同添加量燕麦对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 通过方差分析检验不同添加量燕麦对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响是否有显著差异，试验处理数k=5，r=4，F=1.420 44＜F0.05（4.15），故P＞0.05，表明5种不同添加量处理间无显著差异。

2.2.2 不同添加量苦荞对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 试验处理数k=5，r=4，F=1.779 36＜F0.05（4.15），故P＞0.05，表明5种不同添加量处理间无显著差异。

2.2.3 不同添加量低聚糖对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 试验处理数k=5，r=4，F0.01（4，15）＞F=3.086 92＞F0.05（4.15），故P＜0.01，表明5种不同添加量处理间有显著差异。

2.2.4 不同添加量木糖醇对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 试验处理数k=6，r=4，F=15.923 35＞F0.01（5，18），故P＜0.01，表明5种不同添加量处理间差异极显著。

2.2.5 不同添加量黄油对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 试验处理数k=6，r=4，F0.01（4，15）＞F=3.557 638＞F0.05（5，18），故P＜0.05，表明5种不同添加量处理间有显著差异。

2.2.6 不同烘烤温度对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的差异显著性分析 试验处理数k=5，r=4，F=13.609 56＞F0.01（4，15），故P＜0.01，表明5种不同烘烤温度处理间差异极显著。

2.3 正交试验

在单因素试验的基础上，确定烘烤温度、黄油、低聚糖、木糖醇添加量为主要影响因素，进行四因素三水平L（934）正交试验，正交试验方案及结果见表3、表4。

表2 不同添加量配方材料对魔芋低聚糖杂粮饼干品质影响的方差分析

表3 试验因素与水平

由表4可知，因素影响的主要顺序为B＞C＞A＞D，即烘烤温度＞黄油添加量＞低聚糖添加量＞木糖醇添加量，烘烤温度对饼干的影响最大，黄油次之，低聚糖和木糖醇影响较小，其最优水平组合为A2B2C3D1。即魔芋低聚糖杂粮饼干最优工艺配方为低筋小麦粉100.0 g、苦荞30.0 g、燕麦25.0 g、低聚糖3.0 g、黄油40.0 g、鸡蛋25.0 g、奶粉9.0 g、白砂糖5.0 g、木糖醇22.0 g、食盐1.0 g、碳酸氢钠0.8 g、碳酸氢铵0.2 g，烘烤温度为上火190℃、下火170℃，其生产出来的饼干色泽均匀，甜度适中，内部结构层次分明、气孔均匀，薄厚一致，口感酥脆，带有饼干特有的香气。

3 小结

中国饼干行业属于食品制造业中焙烤食品糖制品行业中的一个分行业，近年来一直保持快速发展势头［9］。本配方通过加入低聚糖及燕麦、苦荞杂粮来代替部分小麦粉，从而增加饼干口感，增加饼干中膳食纤维含量。蛋清液具有良好的起泡功能，将其加入到焙烤制品、冷饮制品等各类食品中，可以增加食品营养，显著改善制品质地［10］。木糖醇代替蔗糖，可降低其制品的热量值，提高甜度。当然，随着全球健康安全食品概念的深入，研究食品功能成分及其有效应用成为现世纪食品工业发展的新方向，具有增强国际竞争力战略意义［11］。

表4 正交试验方案及结果