正交优化藜麦饼干的工艺配方研究

秦小转，陈 欣

(郑州工程技术学院 化工食品学院，河南 郑州 450044)

藜麦，别名印第安麦、南美藜、奎奴亚藜等，是一种原产于南美洲安第斯山脉的藜科藜属植物[1]，拥有5000年以上的种植历史。藜麦中蛋白质含量高达14.4%，富含钙、铁、锌等多种微量元素，同时还含有多种人类必需氨基酸和大量植物化学成分，营养价值远高于小麦、稻米等传统的谷类作物，被誉为“超级谷物”“全营养食品”等，受到世界各国的广泛认可[2-3]。藜麦具有提升人体免疫力、预防多种疾病的重要功效[4]，通常被作为一种“类全谷物”的健康食品[5]。与传统谷物相比，藜麦是一种低脂低糖、高营养高能食品[6]，含有许多具有功能性的物质成分，例如藜麦中的黄酮是促进人体健康的有效物质[7]，藜麦中的多酚、皂角苷、植酸和其他功能活性物质具备很强的抗氧化性和抗癌能力[8-9]。

饼干作为一种口感宜人、易于食用、成本低廉的传统烘焙食品，深受世界各地民众的喜爱[10]，但传统的饼干制品主要成分是碳水化合物，蛋白质、脂肪等营养物质相对较少，整体营养不够均衡[11]。藜麦的加入不仅能够丰富传统饼干制品的营养，还能够提高饼干的功能性价值[12]。本研究以藜麦为原料生产饼干，通过单因素试验和正交优化试验确定藜麦饼干的最佳配方，赋予传统饼干独特的藜麦风味和营养价值，为消费者提供更多的选择。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

主料：低筋小麦粉、全麦粉和藜麦，分别来自上海欣华商贸有限公司、苏州王后烘焙食品贸易有限公司、内蒙古裕品源农牧业有限公司；辅料：雀巢全脂调制奶粉、安佳黄油、鸡蛋、小苏打(食品级)、绵白糖、食用盐，均为市售。

电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；电热鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；SM-603电烤箱：新麦机械(无锡)有限公司；KS-938AN打蛋器：广州市祈和电器有限公司；BCD-210L3CX 冰箱：合肥美菱股份有限公司。

1.2 原料预处理

低筋面粉和全麦粉进行过筛处理。熟藜麦的制作方法如下：三色藜麦用水浸泡，并进行多次淘洗；用手指搓藜麦种子，直到洗干净为止，此时可看到藜麦种子有出芽现象；煮25～30 min，藜麦种子膨胀变软，有米粒冒出即可捞出；沥干后摊平到吸水纸上，放在通风处自然晾干。

1.3 藜麦粗粮饼干的制作步骤及操作要点

将制作藜麦粗粮饼干的辅料混合，调制面团并进行冷藏，然后将面团辗压成型，切成需要的形状，放到烤箱中烘烤，最后冷却至室温进行包装。

1.3.1 辅料混合

称取适量黄油，在室温下静置软化后与绵白糖融合搅拌，用电动打蛋器打发至黄油与糖完全融合，使之形成均匀的乳浊液，混合物为羽毛状，打蛋器提起来有钩状即可；将充分搅拌打散之后的鸡蛋全液分4次加入黄油打发物中，使其完全融合在一起。

1.3.2 调制面团及冷藏

将混合好的辅料与两种主要原材料(全麦粉和低筋小麦面粉)混合并搅拌均匀，制作成面团；加入煮熟的藜麦翻拌均匀，盖上保鲜膜，放入冰箱中冷藏25～30 min。

1.3.3 辊压成型

用2 mm厚度尺将调制好的面团沿一个方向擀成2 mm厚的面皮，用饼干成型磨具切割成型。

1.3.4 烘烤

烤箱预热20 min，将已经成型的饼干放入烤盘，烤箱上火温度和下火温度均设置为170 ℃，烘烤20 min。

1.3.5 冷却包装

将饼干从烤箱中取出，冷却至室温，采用真空独立包装方式进行包装。

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验优化饼干配方

1.4.2 正交试验优化饼干配方

在单因素试验的基础上，选取4种原材料的适宜水平进行4因素3水平的L9(34)正交试验(见表1)，以感官评分为评价标准，进行数据处理和结果分析，确定藜麦饼干的最佳工艺配方。

表1 正交试验的因素水平表

1.5 藜麦饼干感官评定

随机邀请郑州工程技术学院食品专业师生10名(男女各5名)组建藜麦饼干感官评价小组，采用百分制对饼干的形态、组织结构、口感、色泽和风味5个项目逐一打分，总得分作为饼干的感官评价得分(满分为100分)。需要说明的是，本研究认为上述5个评定项目具有相同的重要性，因此每项最高分均设定为20分。同时，为了排除人为主观因素的影响，本研究将小组成员打分的平均值作为饼干感官评价的最终得分。为避免不同产品间的相互影响，每个产品鉴定完毕，小组人员须用纯净水漱口后方可鉴定后续产品。表2为藜麦饼干的感官评分标准[13]。

表2 藜麦饼干的感官评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 黄油添加量对藜麦饼干品质的影响

由图1可知，藜麦饼干的感官评分随着黄油添加量的增加呈先升高后降低的趋势。当黄油用量为60 g时，感官评分达到峰值(90分)，此时饼干酥脆可口。这是因为添加适量的黄油不仅可以减少面筋的形成，使饼干变得酥脆，大大提升饼干质量，而且可以阻断水分，延长饼干的保质期，从而提高其货架期。

图1 黄油用量对藜麦饼干感官的影响

2.1.2 绵白糖添加量对藜麦饼干品质的影响

由图2可知，随着绵白糖添加量的增加，藜麦饼干的感官评分呈先升高后降低的趋势。绵白糖不仅能增加饼干的甜味，还能够提高面团的吸水率，使得面团更加柔软，容易成型。此外，在饼干焙烤的过程中，绵白糖会发生美拉德反应，使得饼干具有良好的色泽和口感。当绵白糖用量为45g时，感官评分最高(89分)，此时饼干具有均匀的色泽、适中的疏松度和甜度、细密的组织。当绵白糖用量大于45 g时，饼干甜度太高，色泽太深，口感比较差，导致饼干品质下降。因此，绵白糖的最佳用量为45 g。

图2 绵白糖用量对藜麦饼干感官的影响

2.1.3 鸡蛋液添加量对藜麦饼干品质的影响

由图3可知，随着鸡蛋液添加量的增加，藜麦饼干的感官评分先升高后降低。当鸡蛋液用量为30 g时，藜麦饼干的感官评分达到顶峰(88分)。鸡蛋液的添加能够影响饼干的脆性和口感，不加鸡蛋液的饼干容易分散，无法形成整体，一旦加入鸡蛋液，鸡蛋蛋白加热凝固失去水分较少，使得饼干成熟后体积增大，口感有一定弹性。加入鸡蛋液还可以赋予饼干制品脂肪、蛋白质等营养物质。因此，鸡蛋液的添加量为30 g。

图3 鸡蛋液用量对藜麦饼干感官的影响

2.1.4 熟藜麦添加量对藜麦饼干品质的影响

图4显示熟藜麦添加量的改变对藜麦饼干品质有明显的影响，但影响程度存在较大差异。随着熟藜麦添加量的增大，藜麦饼干的感官评分呈先上升后下降的变化过程。熟藜麦添加量为50g时，藜麦饼干的感官评分达到峰值(90分)。加入藜麦的主要作用是提高酥性饼干的营养价值，熟藜麦的用量超过50 g时，饼干组织的横切面层次不清，会变得粗糙，口感变差，从而降低酥性饼干的质量[14]。因此，选择熟藜麦添加量50 g为宜。

图4 熟藜麦用量对藜麦饼干口感的影响

2.2 正交试验结果

表 3为藜麦饼干的正交试验结果。采用极差法进行对比分析，结果表明各试验因素对饼干感官品质的影响由大到小依次为：黄油、熟藜麦、鸡蛋液、绵白糖。以藜麦饼干感官评价为评判标准，配方最佳组合为A2B3C3D2，即低筋面粉和全麦粉(91)100 g，黄油60 g，绵白糖50 g，熟藜麦55 g，鸡蛋液30 g，全脂奶粉6 g，小苏打1 g，食盐1 g。按此配方进行验证试验，重复3次，感官评分平均值为90.11分。在此工艺条件下，生产的藜麦饼干色泽均匀，无焦边，口感酥脆，具有浓郁的焙烤食品的香气，综合感官品质最好。

表3 正交试验结果

3 结论

采用单因素试验法确定黄油、熟藜麦、鸡蛋液、绵白糖的最佳添加量，采用正交试验对藜麦饼干的工艺配方进行了优化。结果表明，以100 g低筋面粉和全麦粉(91)为基数，添加黄油60 g，绵白糖50 g，熟藜麦55 g，鸡蛋液30 g，全脂奶粉6 g，小苏打1 g，食盐1 g，设置上火170℃，下火170℃，焙烤20 min，在此条件下加工制作的藜麦饼干营养丰富、色泽均匀、口感酥松，符合现代人的健康需求。