紫色脚板薯饼干制作工艺的研究

2023-10-22曾慧兰李逸涵赵志刚

农产品加工 2023年18期

高阳，曾慧兰，李逸涵，赵志刚

（宜春学院生命科学与资源环境学院，江西宜春 336000）

脚板薯（Dioscorea alata L.）又名参薯，薯蓣科薯蓣属，是常见的一年或多年生的双子叶藤本植物。因其根茎特别发达，形如脚掌，颜色而且发亮，因此得名[1]。脚板薯耐高温、耐干早、生长周期短、产量高、块茎发达且耐储存，市场供应期长，故在江西、云南、广西等地区被大量栽种。脚板薯块茎中蕴含丰富的蛋白质、淀粉、维生素、矿物质、皂苷、花青素、多糖及有益于人体健康的微量元素等成分[2]，具有调节血压、降低血脂、降低胆固醇、补脾、养肺、抗血小板聚集及辅助治疗癌症、抗糖尿病、治疗肿瘤等疾病的生理疗效[3-4]，长时间食用可强健身体，是一种兼具营养价值及药用价值的植物。近年来，人们不断对脚板薯进行各种深入研究，目前国内外主要集中在对脚板薯所含多糖、花青素、皂苷的提取[5]，脚板薯的淀粉理化性质[6]、脚板薯的繁殖[7]与栽培[8]等的研究，对脚板薯保健性食品研究和开发，如果冻、饮料等也逐渐研发出来[9]，但相对较少。

随着经济发展和生活水平提高，人们的保健意识也在逐渐强烈，由关注的医疗保健己经转变到食品保健，专虑更多的是食品功能的多样性。而紫脚板薯除了日常食用，在食品深加工方面具有极大开发潜力及价值。而饼干作为一种适应性强、普及性高、销售面广的休闲食品，具有广阔的国内外市场发展空间[10]。因此，以脚板薯为主要试验材料，采用单因素试验和正交试验设计，通过测定脚板薯饼干的色差、质构和感官评价等指标，探寻制作脚板薯饼干的材料配比，为脚板薯在食品加工方面的应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

新鲜脚板薯，购自江西省万载县；低筋面粉，滕州市鑫银丰面粉厂提供；黄油，临沂裕升食用油有限公司提供；食品级柠檬酸，浙江一诺生物科技有限公司提供；食盐，江西省盐业集团股份有限公司提供；白砂糖、鸡蛋，当地市场购置。

T7-L325 型烤箱，广东美的厨房电器制造有限公司产品；高速粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司产品；BgZ-30 型电热鼓风干燥箱，上海博迅实业有限公司医疗设备产品；B10002 型电子天平，梅特勒托利多仪器上海有限公司产品；CR-400 型色彩色差计，日本柯尼卡美能达公司产品；TA.XTC-18 型质构仪，上海保圣科技有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 脚板薯粉的干燥

挑选新鲜、无腐烂的脚板薯用清水洗净削皮后，切成薄片平铺放入烘箱，置于60 ℃热空气干燥24 h至脆硬无水分，放入小型粉碎机搅碎至粉末，过60 目筛，密封放入冰箱冷冻储存备用。

1.2.2 脚板薯饼干制作流程

采用如下流程进行饼干制作：材料预处理→紫色脚板薯粉+低筋面粉→混匀→面团调制（加入白砂糖+黄油+柠檬酸）→成型→烘烤→冷却包装。

（1）材料预处理。鸡蛋敲碎后搅匀，黄油用微波炉快挡15 s 加热至微微软化，备用；另外，柠檬酸及白砂糖用粉碎机碎至粉末，备用。

（2）材料混合与面团调制。将上述准备的黄油加入白砂糖、食盐，搅拌至顺滑无颗粒感后混入预备的鸡蛋液，搅打至体积膨大呈发白浓稠状。将脚板薯和低筋面粉按试验设计的配比均匀混和后，用勺将其与黄油混合物混合成面团。

（3）成型。将面团用擀面杖压成厚薄均匀的形状，脚板薯粉饼干用方形模具按压，统一按压至大小一致，放入垫好烘焙纸的烤盘。

（4）烤制、冷却。烤箱上下火150 ℃预热5 min后，将烤盘放入烤箱中下层，上下火150 ℃烤制15 min后调至上火140 ℃再烤3 min。烤好的饼干放至冷却，然后装入密封袋，防止受潮。

1.2.3 单因素试验设计

以混合粉质量100 g 为基准（低筋面粉85 g+紫色脚板薯粉15 g），白砂糖用量25 g，黄油用量50 g，柠檬酸0.25 g，食盐1 g，蛋黄25 g 的基础上，以感官评分和体积比为指标，进行单因素试验，分别考查确定脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例、白砂糖用量和黄油用量对脚板薯饼干的影响。

（1）脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例的确定。在100 g 混粉中，脚板薯粉与低筋面粉比例分别设置为1∶9，2∶8，3∶7，4∶6，5∶5，6∶4，固定白砂糖用量25 g，黄油用量50 g，柠檬酸用量0.25 g，食盐1 g，蛋黄25 g，采用1.2.2 的方法制作脚板薯饼干，用质构仪和色彩色差计测定饼干质地和色泽，再对其进行感官评分，确定紫色脚板薯全粉和低筋面粉最适合比例。

（2）白砂糖用量的确定。按照（1）中的结果固定每100 g 混粉中脚板薯与低筋面粉比例，白砂糖用量分别为10，15，20，25，30，35 g，固定黄油用量50 g，柠檬酸用量0.25 g，食盐1 g，蛋黄25 g，采用1.2.2 的方法制作脚板薯饼干，用质构仪和色彩色差计测定饼干质地和色泽，再对其作出感官评分，确定白砂糖用量。

（3）黄油用量的确定。按照（1）中确定的比例配置混合粉，并按照（2）确定白砂糖用量，黄油用量分别设置为35，40，45，50，55 g，固定柠檬酸用量0.25 g，食盐1 g，蛋黄25 g，采用1.2.2的方法制作脚板薯饼干，用质构仪和色彩色差计测定饼干质地和色泽，再对其作出感官评分，确定黄油添加量。

1.2.4 正交试验设计

选取影响脚板薯饼干的3 个主要因素脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例（A）、白砂糖用量（B）、黄油用量（C）设计三因素三水平正交试验。

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

1.2.5 色泽和质地测定

使用色彩色差计进行L*值（亮度）、a*值（红绿）、b*值（黄蓝）色差的测定。每组测定8 块饼干，每块饼干测定6 个点[11]。使用质构仪进行硬度、弹性、咀嚼性、胶着性测定。选取100 N 力量感应元，圆柱形探头。参数设置：探头上升为25 mm。检测前后速度均60 mm/min，起始力1.5 N，形变量25%，每组测定8 个样品[12]。

1.2.6 感官评价

由10 名具有丰富食品经验的学生组成评定小组，从形态、色泽、气味口感和组织状态4 个方面对不同配方的脚板薯饼干进行感官评定，以平均分为最终评定结果。

感官指标评定标准见表2。

表2 感官指标评定标准

1.3 数据分析

试验数据使用Microsoft Excel 2019 进行整理，用SPSS 统计软件Duncan 法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例对饼干品质的影响

脚板薯粉的添加是为了在饼干里增加有益于人体健康的成分，但由于脚板薯特有的颜色和风味，添加量的多少会影响到饼干的品质。

不同脚板薯粉的添加会对对饼干色差造成影响，随着脚板薯粉的添加比例增加，L*值即亮度逐渐降低，a*值即红色逐渐上升，b*值整体呈下降趋势，说明脚板薯粉比例的增加会使得饼干的颜色变暗，紫色加深，这是可能是因为脚板薯本身呈深紫色。脚板薯粉添加量对脚板薯曲奇饼干硬度、弹性、咀嚼性、胶着性有不同的影响。脚板薯粉与全筋面粉配比为1∶9，4∶6，6∶4 时，饼干硬度最大；其次为5∶5，饼干硬度较小的脚板薯粉与全筋面粉配比为2∶8 与3∶7。脚板薯粉与全筋面粉配比为2∶8与3∶7 时，饼干硬度、咀嚼性、胶着性相对较低。在弹性中，4∶6 较低，而5∶5 最高；5∶5 配比的饼干弹性显著高于4∶6 与6∶4 配比。

脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例对饼干品质的影响见表3。

表3 脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例对饼干品质的影响

由表3 可知，随着紫色脚板薯粉添加量的增加，饼干感官评定结果呈现增加再降低的变化，当脚板薯粉与全筋面粉配比为4∶6 时感官评价得分最高，此比例下的脚板薯饼干整体呈现紫色，咀嚼性良好。综上，正交试验中选择脚板薯粉与全筋面粉配比为3∶7，4∶6，5∶5。

2.1.2 白砂糖用量对饼干品质的影响

白砂糖在饼干制作中可以提供甜味，同时在烘烤的过程中发生美拉德反应，产生诱人的香气和色泽[13]。

白砂糖用量对饼干品质的影响见表4。

表4 白砂糖用量对饼干品质的影响

由表4 可知，不同白砂糖用量对饼干的色差有不同的影响。随着白砂糖用量的增加，L*值（亮度）先上升后下降，说明饼干颜色从暗变亮再变暗；a*值（红色）先上升后下降，说明饼干颜色中红色先增加后减少；b*值（黄色）先上升后下降。伴随红色、黄色部分的先升后降，饼干颜色也就是紫色没有大幅波动，但是亮度有变化，在白砂糖用量25 g 时到达最亮，30 g 时最暗。在白砂糖用量为15 g 紫色达到最深后开始变黄，与白砂糖的焦化反应有关[14]。白砂糖用量对脚板薯曲奇饼干硬度、弹性、咀嚼性、胶着性有不同影响。硬度在白砂糖用量为25 g 时达到较高，在15，30 g 时达到最低，白砂糖为10，20，25，30 g 无显著性差异。弹性在10，30 g 达到较高，25，35 g 时达到最低。咀嚼性在10，25 g 时最高，15，30 g时最低。胶着性在25 g时最高，15 g时最低。

由表4 可知，当白砂糖用量为20 g 时，综合评分最高，其次为白砂糖用量15 g 和25 g。当用量为10 g 时，缺乏甜味，组织不够细密，口感相对较硬；当用量为15 g 时，咀嚼性较低，但甜味稍稍增加；当用量为20 g 时，此时其色泽均匀，甜度适中，硬度较适中，胶着性低；当白砂糖用量为25 g，甜度、硬度上升，但是弹性低，胶着性高，评分也随之下降；当白砂糖用量为30 g，弹性升高，胶着性、咀嚼性下降，而且过于甜腻；当白砂糖用量35 g 时，味道过于甜，导致掩盖了饼干本身的香气，组织不够细密，饼干颜色也会变成深褐色。综合考虑，确定正交试验中白砂糖用量为15，20，25 g。

2.1.3 黄油用量对饼干品质的影响

不同黄油中脂类氧化降解产生的同类物质是饼干香气的主要供应物质，也是影响饼干酥脆主要原因[15]。

黄油用量对饼干品质的影响见表5。

表5 黄油用量对饼干品质的影响

由表5 可知，L*值呈现先降再升，在40 g 时达到最高，55 g 时达到最低，说明在黄油用量40 g 时饼干颜色最亮，55 g 时最暗。a*值先升后降，在45 g 时达到最高后下降，说明黄油45 g 时红色占比最大。b*值先升后降再升，在黄油用量45 g 时达到最低后上升，说明45 g 时黄色值较低，45 g 时紫色最为明显。硬度在黄油用量35，40 g 达到最高，50 g 时达到最低，有显著性差异。咀嚼性、弹性都在40 g 时达到最高，50 g 时达到最低，有显著性差异。胶着性在35，40 g 时达到最高，50 g 时最低。

由表5 可知，在40 g 时达到相对较高，在黄油用量为35 g 时，硬度与胶着性较高，但色泽不够突出；在黄油用量为40 g 时，硬度、咀嚼性、弹性、胶着性均较高，有紫色色泽；在黄油用量为45 g 时，紫色色泽明显，但硬度较低，与40 g 的硬度有显著差异；在黄油用量为50 g 时，硬度、咀嚼性均为最低，综合评分中评分最低。综合考虑，确定正交试验中黄油用量为35，40，45 g。

2.2 正交优化试验

基于上述单因素试验结果，采取正交试验和感官评定来进一步确定脚板薯饼干的最佳配方。

脚板薯饼干配方正交试验结果见表6。

表6 脚板薯饼干配方正交试验结果

由表6 可知，3 个因素对紫色脚板薯饼干饼干的影响程度依次为脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例（A）＞白砂糖用量（B）＞黄油用量（C），3 种因素对饼干的品质造成影响，而脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例对饼干感官品质的影响最为明显，其次是白砂糖用量，而黄油用量对饼干感官品质的影响最小。通过表5 中值不同水平的比较，可得最佳因子水平组合为A2B3C1，即最佳配比为脚板薯粉和低筋面粉在混粉中比例4∶6，白砂糖用量25 g，黄油用量35 g。按照此最优工艺组合制作的紫色脚板薯饼干，感官评分平均值为83.83 分，饼干酥脆可口，甜而不腻，呈现明显的紫色。