不同因素对马铃薯千层饼质构的影响

高婧妍，祁立波，傅宝尚，姜鹏飞，白雨石，温成荣

（大连工业大学 食品学院，国家海洋食品工程技术研究中心，辽宁 大连 116034）

马铃薯是仅次于小麦、稻谷和玉米的第四大重要的粮食作物[1]，具有低脂、高膳食纤维、高蛋白等特征[2]，是天然的营养补充剂和抗氧化剂[3]。马铃薯及其制品在很多国家作为主食，我国也启动了马铃薯主粮化发展战略，为我国马铃薯种植、加工、销售的整个产业链的发展带来了新的契机，尤其是为马铃薯加工产业的发展指明了方向[4]。基于我国的饮食习惯，马铃薯主食化产品主要以与面制品结合为主[5]，而烘焙制品也将是发展的重要方向。目前，马铃薯烘焙制品研究主要是将马铃薯全粉替代部分的面粉以得到面包、蛋糕、饼干等[6-9]。但是马铃薯全粉存在成本高、营养价值流失、淀粉加工特性改变等缺点，因此，采用马铃薯鲜薯制备烘焙制品成为重要的研究方向[10]。

千层饼是我国重要的主食之一，多以小麦面粉为主要原料，加工方法繁多，口感多样，口味独特。传统千层饼采用烙制的加工方法，工艺繁琐，耗时耗力，很难迎合市场需求[11]。蒸制型千层饼虽然减少了营养成分的流失，但风味和口感不足；酥煎型千层饼，虽然增强了风味，但具有高糖、高油的缺点。而采用烘焙工艺制备千层饼，具有口感松软、层次分明等优点。因此，烘焙型是理想的千层饼加工方式。

本文以马铃薯鲜薯为主要原料，采用烘焙方式制作千层饼。以质构特性为主要评价指标，研究了配方、发酵工艺和烘焙工艺对马铃薯千层饼的影响，以期为马铃薯鲜薯在烘焙制品中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马铃薯（大西洋）：薯香园薯业开发有限责任公司；面粉、玉米油：丰益贸易（中国）私人有限公司；酵母、泡打粉：安琪酵母股份有限公司。

万能蒸烤箱（SCC-WE101）：德国 Rational公司；物性测试仪（TA.XT.Plus）：英国Stable Micro System公司；多功能电磁炉（C21-RH2148）：广东美的生活电器制造有限公司；真空封口机（C100）：莫迪维克包装设备（上海）有限公司；料理机（JYLD020）：九阳股份有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 马铃薯千层饼的制备

将蒸熟的马铃薯打成泥，加入活化的酵母、泡打粉和面粉搅打3 min，手揉1 min后再搅打2 min，置于温度38℃、相对湿度85%的醒发箱中发酵1.5 h，得到发酵面团。取80 g发酵好的面团，擀制成长宽为20 cm×15 cm的面皮；面皮表面涂抹玉米油，再均匀撒上少量干面粉；面皮的两个长边5等分后向内切割4 cm，将面皮两边的第一等分分别向内折叠，然后翻叠到第二等分，依次将5个等分折叠完，得到千层饼胚。将饼胚放入180℃预热的烤箱烘烤15 min，取出冷却至室温（25℃左右），得到马铃薯千层饼。

1.2.2 不同原料添加量对马铃薯千层饼质构的影响

以马铃薯、酵母、泡打粉、面粉和玉米油的添加量分别为60%、1.0%、0.5%、32%和6.5%作为基本配方；以发酵温度38℃、发酵湿度85%、发酵时间1.5 h、烘焙温度180℃和烘焙时间15 min作为基本工艺条件。调整马铃薯添加量为50%、60%、70%，酵母添加量为0%、0.5%、1.0%、1.5%，泡打粉添加量为 0%、0.5%、1.0%、1.5%。改变各因素的添加量时，替换相应比例的面粉和玉米油，进行单因素试验。

1.2.3 发酵条件对马铃薯千层饼质构的影响

以马铃薯、面粉、酵母、泡打粉和玉米油的添加量分别为60%、32%、1.0%、0.5%和6.5%作为基本配方；以发酵温度38℃、发酵湿度85%、发酵时间1.5 h、烘焙温度180℃和烘焙时间15 min作为基本工艺条件。调整发酵温度为28、38、48℃，发酵时间为0.5、1.0、1.5、2.0 h，发酵湿度为65%、75%、85%、95%，进行单因素试验。

1.2.4 烘焙条件对马铃薯千层饼质构的影响

以马铃薯、面粉、酵母、泡打粉和玉米油的添加量分别为60%、32%、1.0%、0.5%和6.5%作为基本配方；以发酵温度38℃、发酵湿度85%、发酵时间1.5 h、烘焙温度180℃和烘焙时间15 min作为基本工艺条件。调整烘焙温度为 160、180、200 ℃，烘焙时间为 10、15、20、25 min，进行单因素试验。

1.2.5 质构测定

采用质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）模式测定马铃薯千层饼，选择P/100的平底柱形探头，测定条件：测前速率5.0 mm/s，测试速率1.7 mm/s，测后速率l0 mm/s，压缩程度为40%，两次压缩之间停留时间5 s，触发力5 g，每项测试重复3次。

1.3 数据处理

试验采用Mircrosoft office软件进行数据处理和统计分析。每个试验做3次平行并取平均值。

2 结果与分析

2.1 不同原料添加量对马铃薯千层饼质构的影响

2.1.1 马铃薯添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响马铃薯添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图1所示。

图1 马铃薯添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.1 Effect of potato addition on the TPA values of potato thousand-layer cake

由图1可知，随着马铃薯添加量的增加，马铃薯千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度呈显著下降趋势（P<0.05）。李瑜等[12]研究也表明，随着马铃薯泥添加量的增加，马铃薯饼干的TPA参数均会下降。随着马铃薯添加量增加，面粉添加量降低，使面团中的面筋含量降低，面筋网络的形成被减弱[10]。此外，马铃薯含有较多的钾、镁、氯等元素，能够刺激酵母生长，使其加速发酵产气[13]；马铃薯含有天然磷酸基团，具有良好的吸水性[14]，从而使面团水分含量过高，弹性降低，导致千层饼较难成型，TPA指标降低。马铃薯添加量为50%时，千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度过大，不易咀嚼；马铃薯添加量为70%时，千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度过小，口感不好；马铃薯添加量为60%时，千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度分别为187 1.89 g、148 4.49和131 5.92，此时千层饼具有较好的口感。因此，马铃薯添加量以60%较为合适。

2.1.2 酵母添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响

酵母添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图2所示。

图2 酵母添加量对马铃薯千层饼TPA指标影响Fig.2 Effect of yeast on the TPA values of potato thousand-layer cake

由图2可知，没有添加酵母的马铃薯千层饼，硬度、胶着度、咀嚼度显著高于添加酵母的千层饼（P<0.05）。添加酵母后，千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度均明显降低。酵母添加量较低时，面团发酵不充分，面筋结构不完整，千层饼硬度大。随着酵母添加量增加，面团发酵能力提升，增加了面筋的扩展性和保气性[15-16]，千层饼的硬度、胶着度、咀嚼度下降；而酵母添加量过高时，面团发酵过度，体积膨胀，同时产生大量的谷胱甘肽，使面团中的二硫键被还原为巯基，破坏了面筋网络结构[17-20]。当酵母添加量为1.0%和1.5%时，马铃薯千层饼的硬度、胶着度均存在显著差异（P<0.05），而咀嚼度变化不显著，但均适合制备千层饼，因此从成本角度考虑，选择酵母添加量为1.0%较为合适。

2.1.3 泡打粉添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响

泡打粉添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图3所示。

图3 泡打粉添加量对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.3 Effect of baking powder on the TPA values of potato thousand-layer cake

由图3可知，随着泡打粉添加量的增加，千层饼的TPA指标均降低，主要是因为泡打粉能够在制作过程中快速产生气体，起到膨松的作用，随着产气量增加，马铃薯千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度均降低。当泡打粉添加量为1.0%和1.5%时，马铃薯千层饼的硬度、胶着度没有显著变化（P>0.05），当泡打粉添加量超过0.5%时，马铃薯千层饼的咀嚼度没有显著变化（P>0.05），因此选择泡打粉添加量为0.5%较为合适。

2.2 发酵条件对马铃薯千层饼质构的影响

2.2.1 发酵温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响

发酵温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图4所示。

图4 发酵温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.4 Effect of fermentation temperature on the TPA values of potato thousand-layer cake

温度是面团发酵的重要条件。由图4可知，随着发酵温度的升高，千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度均呈先下降后升高的趋势，这可能是因为当发酵温度较低时，酵母活性低，产气少，面团不能完全醒发，硬度、胶着度和咀嚼度较大。而发酵温度过高时，部分酵母会出现早衰或者死亡的现象，使面筋结构被破坏[18-20]。当发酵温度为38℃时，千层饼的硬度为（1 871.89±31.35）g，胶着度和咀嚼度分别为1484.49±38.72和1315.92±53.32，口感相对较好，因此38℃是合适的发酵温度，这和马雨熙等[21]对面包的研究结果相似。

2.2.2 发酵时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响

发酵时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图5所示。

图5 发酵时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.5 Effect of fermentation time on the TPA values of potato thousand-layer cake

由图5可知，随着发酵时间从0.5 h增加到2.0 h，马铃薯千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度均呈先上升后下降的趋势。这可能是因为发酵初期，面团发酵不完全，气孔稳定性不好，容易被破坏；但发酵时间过长，谷胱甘肽的大量产生破坏了面筋结构中的二硫键，进而破坏了面团内部的网络结构[18-20]，使马铃薯千层饼出现塌陷，导致硬度、胶着度和咀嚼度降低。发酵时间为1.0 h时，千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度均有最大值为1 871.9 g、1 484.5、1 309.3，此时面团内部孔隙均匀，面团柔软有弹性。因此1.0 h是较适宜的发酵时间。

2.2.3 发酵湿度对马铃薯千层饼TPA指标的影响

发酵湿度对马铃薯千层饼的TPA指标影响如图6所示。

图6 发酵湿度对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.6 Effect of fermentation humidity the TPA values of potato thousand-layer cake

由图6可知，随着发酵湿度的增大，马铃薯千层饼的硬度先下降后缓慢上升；而胶着度和咀嚼度均没有显著性差异。发酵湿度为65%时，淀粉颗粒不易糊化，硬度过高；当发酵湿度上升时，马铃薯鲜薯中的淀粉糊结晶结构被破坏，分子缠结点减少，硬度降低。贾祥祥等[22]研究也证实了湿面筋含量与硬度、咀嚼度呈显著负相关。但是当发酵湿度继续升高至95%时，马铃薯鲜薯中的淀粉糊大分子链相互缠绕，硬度等略有上升。发酵湿度在85%时，千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度误差较小，质构较为稳定。常冬冬等[23]研究也表明发酵湿度为85%时，馒头品质最好，且感官评价得分最高。因此选择发酵湿度为85%较为合适。

2.3 烘焙条件对马铃薯千层饼质构的影响

2.3.1 烘焙温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响

烘焙温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图7所示。

图7 烘焙温度对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.7 Effect of baking temperature on the TPA values of potato thousand-layer cake

由图7可知，烘焙温度为160℃和180℃时，马铃薯千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度较好，没有显著性差异（P>0.05），当烘焙温度达到200℃时，硬度、胶着度和咀嚼度显著升高（P<0.05）。主要是因为在烘焙过程中，面团外层不仅以气态方式向外蒸发，而且也以汽化冷凝的方式向千层饼中心转移，当内层温度升高稳定后，汽化的水分才开始向外蒸发转移[24-25]。外层温度过高时，表皮失水过多，而内部水分并不能迅速转移出来，千层饼会产生外焦的现象。因此，烘焙温度在160℃～180℃为宜。

2.3.2 烘焙时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响

烘焙时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响如图8所示。

图8 烘焙时间对马铃薯千层饼TPA指标的影响Fig.8 Effect of baking time on the TPA values of potato thousandlayer cake

由图8可知，随着烘焙时间的延长，马铃薯千层饼的硬度和胶着度显著升高（P<0.05），咀嚼度逐渐升高，但烘焙时间为15 min和20 min时，咀嚼度没有显著性差异。烘焙时间为10 min时，马铃薯千层饼的TPA指标相对较低，千层饼过于松软，口感较差。烘焙时间为15 min时，马铃薯千层饼的TPA指标基本达到要求，烘焙时间20 min的烘焙效果好于15 min。但随着烘焙时间继续延长，千层饼的内部水分流失过多，其硬度、胶着度和咀嚼度过高，不易于咀嚼，因此烘焙时间为20 min较为合适。

3 结论

通过配方、发酵条件和烘焙条件试验研究表明，增加马铃薯、酵母和泡打粉的添加量会使马铃薯千层饼的硬度、胶着度和咀嚼度降低。马铃薯、酵母和泡打粉的添加量分别为60%、1.0%、0.5%时，千层饼的TPA指标较优。随着发酵温度和发酵湿度的升高，马铃薯千层饼的TPA指标先降低后升高，发酵温度38℃、发酵湿度85%时，千层饼品质较好，而发酵时间1.0 h时，马铃薯千层饼的TPA指标达到最佳值。随着烘焙时间的延长，马铃薯千层饼的TPA指标升高，烘焙时间20 min时，马铃薯千层饼品质相对最佳。而马铃薯千层饼的烘焙温度在160℃～180℃都较适合。