荞麦藜麦粉粗粮饼干的加工工艺研究

秦小转, 李皓然, 聂 卉, 李玉玲

（郑州工程技术学院 化工食品学院, 河南 郑州 450044）

荞麦, 俗称三角麦, 是廖科荞麦属植物, 在我国具有悠久的种植历史和广泛的种植面积, 粒用作物的种植地都曾有荞麦的栽种记录[1]。荞麦中蛋白质含量高、种类多样（主要蛋白质为谷蛋白、清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白）, 其中水溶性蛋白占比80%, 营养价值丰富[2]。有研究发现, 荞麦的相对不溶性及与脂强结合的特性, 使其能够有效增强粪便中类固醇的排泄, 从而降低人体胆固醇含量[3]。此外, 荞麦中富含的蛋白质还能够有效预防血栓形成, 因此荞麦通常被作为生产预防血栓的功能性食品的重要原材料[4]。除了蛋白质, 淀粉也是荞麦的主要成分。研究表明, 在荞麦种子中65%～75%的干质量为淀粉[5]。与其他富含淀粉类作物（如大麦、大米、马铃薯等）相比, 荞麦中的淀粉具有以下2个方面特性：一方面淀粉多为支链淀粉, 加热后呈现弱碱性, 能够有效中和胃酸, 避免出现胃酸过多的现象；另一方面耐消化淀粉含量高, 转化为葡萄糖的速度缓慢, 食用后饱腹感明显, 是肥胖症人群和糖尿病患者的理想补充食物[6]。

藜麦, 原产自南美洲的安第斯山脉, 别名印第安麦、南美藜等, 是一种藜科藜属植物[7]。藜麦中氨基酸含量丰富、类型多样且比例均衡, 容易被人体吸收利用, 是一种典型的全蛋白食品（蛋白质含量占比在15%左右, 约为玉米的2倍）[8-9]。此外, 藜麦中还富含多种营养物质（如矿物质、维生素、膳食纤维等）, 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[10]。值得注意的是, 藜麦还是一种低升糖指数食物, 富含的糖类主要为木糖和麦芽糖等多糖, 食用后血糖不会显著升高。因此, 藜麦可以作为糖尿病患者的主食[11]。也有研究发现, 藜麦中的膳食纤维具有较强的持水性, 能够显著提升饱腹感, 非常适合减肥健身人群食用[12]。

荞麦和藜麦均为药食同源作物[13], 含有丰富、多样的营养物质, 能够作为肥胖症人群、糖尿病患者的主要食物或辅助性食物。已有研究表明, 荞麦和藜麦能够与低筋小麦粉混合制作粗粮饼干[14]。粗粮饼干是指在传统饼干制作过程中加入适量粗粮作物, 在不影响其口感的前提下, 降低糖分和热量, 增加其纤维素含量。根据食用者的需求, 饼干制作过程中可以加入不同的粗粮作物, 从而制作出不同口味的粗粮饼干。随着生活水平的提升, 人们的饮食习惯发生了很大变化, 粗粮饼干因其营养价值高、低脂低糖等特性受到广泛青睐[15]。加入藜麦粉和荞麦粉的粗粮饼干, 不仅含有荞麦藜麦的营养成分, 也让饼干的口感更加酥松, 丰富了市场上粗粮饼干的种类, 是减肥人群和糖尿病患者的上乘之选。

1 材料和方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料

低筋小麦粉、荞麦粉和藜麦粉, 新乡市新良粮油加工有限责任公司、新乡良润全谷物食品有限公司和静乐县迎朝阳藜麦合作社生产提供；绵白糖, 扶沟县味思美食品厂提供；雀巢全脂调制奶粉, 双城雀巢有限公司提供；食盐, 河南省卫群多品种盐有限公司提供；黄油, 四川新希望贸易有限公司提供；土鸡蛋, 市售。

1.1.2 主要设备

电子天平, 上海衡平仪器仪表厂产品；电热鼓风干燥箱, 上海一恒科学仪器有限公司产品；电子计数秤, 瑞安市浩展衡器有限公司产品；SM-603型电烤箱, 新麦机械（无锡）有限公司产品；KS-938AN型打蛋器, 广州市祈和电器有限公司产品；擀面杖, 2 mm厚度尺, 烤盘。

1.2 试验方法

1.2.1 荞麦藜麦粉粗粮饼干制作步骤及操作要点

荞麦藜麦粉粗粮饼干的制作主要包括辅料混合、制作面团、辊轧成型、冷藏、烘焙、冷却包装6个步骤。

（1）辅料混合。该步骤主要混合绵白糖、黄油、食盐和奶粉4种原材料, 并将其搅拌至乳化状态, 然后加入鸡蛋全蛋液继续打发, 一直到提起打蛋器之后, 用打蛋器搅拌头落下的蛋液画“8”字, 可以清晰地保持在辅料液表面一段时间不会消失, 打发完成。

（2）制作面团。将第一步中混合好的辅料与3种主要原材料（荞麦粉、藜麦粉和低筋小麦面粉）混合并搅拌均匀, 然后制作成面团。

（3）辊轧成型。用2 mm厚度尺将第二步中调制好的面团擀成2 mm厚的面皮, 并用饼干成型磨具切割成型。

（4）冷藏。将切割好的饼干面皮放置冰箱冷藏室冷藏1 h。

（5）烘焙。先将烤箱和烤盘预热20 min, 然后将冷藏好的饼干面皮放入烤箱烘烤12 min, 烤箱上火温度和下火温度分别设置为170℃。

（6）冷却包装。首先, 将烘焙好的饼干自然冷却至室温, 为了长期保存和便于携带, 采用真空方式将饼干进行独立包装。

1.2.2 单因素试验

荞麦藜麦粉粗粮饼干的基本配方为低筋小麦粉100%（以低筋小麦粉为基准）、黄油50%、荞麦粉10%、藜麦粉10%、绵白糖25%、奶粉4%、食盐0.5%、鸡蛋（全蛋）30%。预试验研究表明, 藜麦粉添加量、荞麦粉添加量、奶粉添加量和绵白糖添加量是影响荞麦藜麦粉粗粮饼干感官评价和质构特性的主要因素。研究以感官评价和硬度为评价标准, 采用单因素试验确定上述4种原材料的最佳添加量。各原材料的试验添加量如下：藜麦粉添加量（5%, 10%, 15%, 20%, 25%）、荞麦粉添加量（10%, 15%, 20%, 25%, 30%）、绵白糖添加量（15%, 20%, 25%, 30%, 35%）、奶粉添加量（4%, 5%, 6%, 7%, 8%）。

1.2.3 正交试验

在单因素试验基础上, 选取荞麦粉、藜麦粉、奶粉和绵白糖添加量的适宜水平进行四因素三水平的L9（34）正交试验, 以感官评价和硬度为评价标准, 并进行数据处理和结果分析, 确定荞麦藜麦粉粗粮饼干的最佳工艺配方。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1 正交试验因素与水平设计/%

1.2.4 感官评价方法

随机选取郑州工程技术学院食品专业的10名师生组建荞麦藜麦粉粗粮饼干感官评价小组, 采用百分制对饼干的形态、色泽、滋味口感、组织状态共4个项目逐一打分, 将4项总得分作为饼干的感官评分。需要说明的是, 上述4项具有相同的重要性, 因此每项的最高分均设定为25分。同时, 为了排除人为主观因素的影响, 将小组成员打分的平均值作为饼干感官评价的最终得分。需要强调的是, 为避免不同产品间的相互影响, 每个产品鉴定完成后用纯净水漱口再鉴定后续产品。

感官评价标准见表2。

表2 感官评价标准

1.2.5 荞麦藜麦粉粗粮饼干的持水力和膨胀力测定[16]

持水力测定的主要方法及步骤如下：①准确称取待测样品1 g, 此为样品干质量, 并将其放置于100 mL的烧杯中。②在烧杯中加入蒸馏水25 mL, 并在室温下搅拌1 h。③过滤, 并用滤纸除去膳食纤维中残留的水分, 再次称质量, 将其作为样品湿质量。饼干的持水力由样品干质量和样品湿质量根据以下公式计算得到：

膨胀力测定的主要方法及步骤如下：①准确称取待测样品0.3 g（作为样品干质量）, 并将其放置于10 mL量筒中。②用移液管向量筒中加入5 mL的蒸馏水, 振荡均匀, 并在室温下放置24 h。③读取量筒中液体的刻度, 该刻度减5即为样本溶胀后的体积。④采用体积差（小米置换法）方法计算样品干品体积。采用如下公式计算饼干膨胀力：

1.2.6 饼干的质构分析

质构分析主要用于测定荞麦藜麦粉粗粮饼干的硬度。利用TA.xTPlus质构仪, 采用三点弯曲试验法进行质构分析。首先, 将待测试的荞麦藜麦粉粗粮饼干放置于间距为10 mm的两水平支座上, 并设置回程距离为30 mm, 然后通过单刀探头下压直至饼干破裂为两半, 记录此时最大的剪切力值, 即为饼干硬度。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 荞麦粉添加量对饼干烘焙品质的影响

荞麦粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响见图1。

图1 荞麦粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响

由图1可知, 荞麦藜麦粉粗粮饼干的感官评分和硬度随着荞麦粉添加量的增大均呈现先升后降的变化趋势, 但峰值对应的荞麦粉添加量不同, 分别为25%（感官评分峰值对应的荞麦粉添加量）和15%（硬度峰值对应的荞麦粉添加量）。综合感官评分和硬度, 25%是荞麦粉的最佳添加量, 原因在于：一方面该添加量对应的荞麦藜麦粉粗粮饼干的感官评分最高（80分）；另一方面采用该添加量制作的荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度适中, 口感酥脆。

2.1.2 藜麦粉添加量对饼干烘焙品质的影响

藜麦粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响见图2。

由图2可知, 藜麦粉添加量的改变对荞麦藜麦粉粗粮饼的感官评分和硬度均有影响, 但影响程度存在较大差异。随着藜麦粉添加量的增大, 饼干硬度呈现先快速上升后迅速下降的变化过程, 而感官评分呈现先快速增大, 然后缓慢上升, 最后略有下降的变化过程。具体而言, 在制作荞麦藜麦粉粗粮饼干时, 藜麦粉的添加量会影响饼干的口感与色泽, 添加量过高时饼干表面粗糙, 容易掉渣, 口感下降。添加量过低时, 饼干的硬度低, 藜麦特有的香味不显著, 一定程度上也会降低其感官品质。藜麦粉添加量为15%时, 荞麦藜麦粉粗粮饼干的感官评分达到峰值（81分）, 同时硬度适中, 散发浓浓的藜麦风味, 口感酥脆。因此, 藜麦粉的最佳添加量为15%。

图2 藜麦粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响

2.1.3 奶粉添加量对饼干烘焙品质的影响

奶粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干的硬度和感官品质的影响见图3。

图3 奶粉添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干的硬度和感官品质的影响

由图3可知, 随着奶粉添加量的增加, 饼干的硬度不断下降, 感官评价呈现先升后降的变化趋势。当奶粉的添加量为5%时, 感官评价达到峰值（71分）, 同时饱含浓浓的奶香味, 酥松可口。当添加量低于5%时, 饼干奶香味不足, 口感较差；当添加量大约5%时, 面团黏度增大, 制成的面饼较软, 难以成型。因此, 选择奶粉添加量5%为宜。

2.1.4 绵白糖添加量对饼干烘焙品质的影响

绵白糖添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响见图4。

由图4可知, 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。从图4可以看出, 随着绵白糖添加量的增大, 饼干的硬度不断增加, 感官评价呈现先升后降的变化趋势。当白砂糖添加量为25%时, 饼干具有均匀的色泽、适中的疏松度和甜度、细密的组织, 饼干的感官评分达到峰值（71分）；当添加量大于25%时, 饼干硬度过高, 味道太甜, 色泽太深, 导致饼干食用品质下降。因此, 绵白糖的最佳添加量为25%。

图4 绵白糖添加量对荞麦藜麦粉粗粮饼干硬度和感官品质的影响

2.2 正交试验

正交试验结果见表3。

表3 正交试验结果

由表3可知, 采用极差（R）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绵白糖、荞麦粉、奶粉、藜麦粉。以荞麦藜麦粉粗粮饼干感官评价为评判标准, 最佳配方为A2B1C2D3。即低筋小麦粉100%, 黄油50%, 鸡蛋30%, 荞麦粉25%, 藜麦粉10%, 奶粉5%, 绵白糖30%, 食盐0.5%。按该配方制作的荞麦藜麦粉粗粮饼干表面平整, 颜色金黄, 色泽均匀, 不黏牙, 酥松可口, 吃起来有荞麦、藜麦特有的谷物的清香和奶粉的香味、且香甜可口、口感良好。

2.3 饼干持水力和膨胀力的测定

对采用最佳配方制作的荞麦藜麦粉粗粮饼干进行持水力和膨胀力测定, 采用相同方法测定3次, 取平均值作为最终的饼干持水力和膨胀力。结果表明, 最佳配方制作的荞麦藜麦粉粗粮饼干持水力为6.22, 膨胀力为2.80 mL/g, 表明最佳配方下制作的饼干具有一定的饱腹能力。

3 结论

综合利用单因素试验、质构分析、感官评价方法, 分析了藜麦粉、荞麦粉、绵白糖、奶粉对荞麦藜麦粉粗粮饼干品质的影响, 确定了上述原材料的最佳添加量。然后采用正交试验确定了荞麦藜麦粉粗粮饼干的最佳配方为低筋小麦粉100%, 黄油50%, 鸡蛋30%, 荞麦粉25%, 藜麦粉10%, 奶粉5%, 绵白糖30%, 食盐0.5%。配方优化后的饼干, 具有金黄平整的外观, 口感酥松, 有荞麦、藜麦及奶粉的香味, 营养丰富, 具有一定的饱腹能力, 适合减肥和寻求健康饮食人群食用。