以青稞糌粑为原料的华夫饼干加工关键工艺研究

徐婧婷，臧思宁，张菀坤，陈 辰，张玉红，郭顺堂

（1.中国农业大学，植物蛋白与谷物加工北京市重点实验室，北京 100083；2.北京康得利智能科技有限公司，北京 100074；3.西藏自治区农牧科学院农产品开发与食品科学研究所，西藏拉萨 850000）

0 引言

青稞是一种种植在我国西藏、青海等高寒冷凉地区的禾谷科大麦属作物，具有高蛋白质、高纤维素、高维生素、高矿物质、低脂肪、低糖的营养特点，青稞也是世界上β -葡聚糖含量最高的麦类作物（平均6.57%），是小麦平均含量的50 倍，具有调节血糖、降血脂、保护心血管、提高免疫力等生理功能[1-4]。青稞是海拔4 200 m 以上唯一可以生存的粮食作物，因此也就成了西藏、青海等地不可替代的主食。早在几千年前，为了满足游牧时的食用方便性，藏民们便发明了将青稞全籽粒炒熟后进行磨粉，再辅以酥油茶冲饮或辅以酥油、曲拉、糖等搅拌均匀后捏团食用的方法，而这种将青稞籽粒炒熟后再磨粉而成的产品称为“糌粑”。糌粑是藏族牧民传统主食之一，更是“西藏四宝”之首，深受藏民喜爱[5-7]。

糌粑香味浓郁、口感绵长、特色鲜明，更保留了全谷物的特点，满足了现代消费的健康需求[8]。近年来，随着健康饮食概念的形成，特别是国内外对青稞营养成分、青稞中β -葡聚糖功能特性及含量的认可，以青稞为原料的产品研发类型逐渐丰富[9-10]。但目前的产品中少有以糌粑为原料的食品创新与开发，糌粑仍处于产品形式单一、加工生产水平落后的现状[11]。

华夫饼干是一种起源于中世纪的饼干，由特殊华夫饼机经成型烘烤而成的饼干，深受消费者喜爱。根据华夫饼机的不同，华夫饼可分为厚式和薄式2种。厚式华夫饼口感松软，薄式华夫饼干口感酥脆、疏松，入口易化。其中，薄式华夫饼干既可单独食用，也可作为威华饼饼皮使用，食用范围更为广泛[12]。因此，为提升糌粑的附加值，推动传统民族食品加工向精细化、工业化方向发展，充分利用糌粑的风味和营养优势，以糌粑为主料，开展薄式糌粑华夫饼干的加工关键工艺研究，提高糌粑的加工利用水平，增加附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

糌粑全粉、小麦谷物粉、食用碳酸氢钠、白砂糖、植物油、纯净水、某品牌威化饼饼皮，市售；大豆磷脂，浙江一诺生物科技有限公司提供。

1.2 仪器与设备

薄式华夫饼烘烤机，佛山南海泊菲机电设备有限公司产品；JB-1 型搅拌器，上海雷磁·创益仪器仪表有限公司产品；CT3 型质构仪，美国Broohfield 公司产品；ME3002E/02 型电子天平梅，特勒－托利多仪器有限公司产品。

1.3 方法

1.3.1 糌粑华夫饼干的制作工艺

（1） 工艺流程。

原料→筛理→称质量→打浆→浇料→烘烤→冷却→切割→包装。

（2） 操作要点。①原料：糌粑粉选取均匀结净的市售产品，过60 目筛；其他干粉过100 目筛。②打浆：根据白卫东等人[13]的方法略有改动。将复配粉、植物油、白砂糖、大豆磷脂等依次加入，按原料粉∶水为1∶2.2 比例打浆，水温约30 ℃，打浆时间约为8 min。③烘烤：将华夫皮烘烤机预热至所需温度，然后在烘片表面刷少量植物油，再浇上适量料液，烘烤至成熟。

1.3.2 糌粑华夫饼干配方工艺的优化

（1） 全糌粑华夫饼干的制作。以糌粑粉（质量以100%计） 为主料进行华夫饼干制作。控制其他条件分别为白砂糖添加量8%，食用油添加量为2%，大豆磷脂添加量2%，烘烤温度180 ℃，并以市售商品作为对照，分别测量饼干的硬度、脆度、松密度，进行品质效果比较。

（2） 糌粑华夫饼干配方工艺的优化。①小麦谷物粉对饼干品质的影响，以糌粑和小麦谷物粉的复配粉为主要原料制作华夫饼干，调整其比例分别为3∶7，5∶5，7∶3，9∶1（总质量以100%计算），固定白砂糖添加量8%，食用油添加量2%，大豆磷脂添加量2%，烘烤温度为180 ℃。测量饼干的硬度、脆度等质量评价指标，并与市售商品对比，确定小麦谷物粉的最佳添加量。②白砂糖对饼干质量的影响，固定糌粑和小麦谷物粉质量比5∶5（总质量以100%计算），食用油添加量2%，大豆磷脂添加量2%，烘烤温度为180℃。改变白砂糖添加量分别为4%，6%，8%，10%，12%，对饼干进行感官评价，并与市售商品对比，确定白砂糖的最佳添加量。③大豆磷脂对饼干品质的影响，固定糌粑和小麦谷物粉质量比5∶5（总质量以100%计算），食用油添加量2%，白砂糖添加量8%，烘烤温度180 ℃。大豆磷脂添加量分别为0，2%，4%，6%，8%，测量饼干的硬度、脆度等质量评价指标，并与市售商品对比，确定大豆磷脂的最佳添加量。④烘烤温度对饼干品质的影响，固定糌粑和小麦谷物粉质量比5∶5（总质量以100%计算），食用油添加量2%，白砂糖添加量8%，大豆磷脂添加量2%。烘烤温度分别为150，170，190，210，230 ℃，测量饼干的硬度、脆度等品质评价指标，并与市售商品对比，确定最佳烘烤温度。⑤优化配方工艺的正交试验，根据以上单因素试验，选出对糌粑华夫饼干品质影响最大的小麦谷物粉质量比、大豆磷脂添加量、烘烤温度3 个指标作为研究因素，进行三因素三水平的正交试验，优化华夫饼干的配方及工艺。

正交因素与水平设计见表1。

表1 正交因素与水平设计

1.3.3 感官评价

建立10 人感官评价小组，围绕色泽、滋味、口感、组织4 个方面对饼干样品进行感官评价。评价试验在安静、光线充足且无异味的实验室环境中进行，样品采用随机数字编号，由评价人员分别品尝后打分。

糌粑华夫饼干感官评分标准见表2。

1.3.4 饼干质构特性的测定

使用CT3 型质构仪测定饼干质构特性。参照王小平等人[14]的方法，选用P50 探头，在TPA 压缩模式下进行测试，测试速度设为1.0 mm/s，测试距离为1.2 mm，触发感应力为5.0 g。将饼干切割成10 mm×10 mm×0.3 mm 的片状进行质构测定。硬度和脆度是评价饼干质量的主要指标，重点观察这2 项指标的变化。

1.3.5 饼干松密度的测量

松密度是衡量华夫饼干膨化情况的重要指标，反映了饼干内部疏松多孔的情况。试验采用填充法测量华夫饼干的体积，以GB/T 20980—2007 中的方法为标准计算饼干松密度。

表2 糌粑华夫饼干感官评分标准

1.4 数据统计与分析

所有试验均进行3 次重复，结果取其平均值。试验数据采用Microsoft、Excel 和SPASS 软件进行分析处理和方差分析，通过单因素方差分析对试验数据进行差异显著性分析，当p＜0.05 时，认为数据间存在显著性差异。

2 结果与分析

2.1 糌粑全粉华夫饼干的品质分析

为充分发挥糌粑的浓郁香味，首先采用糌粑全粉为主料进行华夫饼干的制作。然而研究发现，采用糌粑全粉制作华夫饼干成型困难，几乎无法以完整形态脱模，难以进行加工生产（图1）。进一步对糌粑全粉华夫饼干进行感官评价和质构测定，结果发现采用全糌粑粉制得的华夫饼干硬度为309.3 g，脆度为214.3 g，感官评分为49.8 分，远远低于市售商品。其色泽暗黄、口感粗糙、组织状态松散且不成型、产品品质和适口性差。

糌粑全粉华夫饼干难脱模见图1。

图1 糌粑全粉华夫饼干难脱模

而之所以糌粑全粉华夫饼干会表现如此差的加工特性和产品品质，分析可能由如下2 个原因造成：第一，糌粑是由青稞炒制后直接磨粉而成，有效地保留了青稞的麸皮，因此糌粑也是一种全谷物食品。然而全谷物食品在加工过程中一直面临成型困难、抗拉伸性弱、品质差、食品制作特性明显下降等难题[15-16]，而且全谷物产品粗纤维含量高，粒径较大，产品适口性差[17]；第二，糌粑本身已是熟化的产品，内部淀粉已糊化，而且在熟化时由于水分含量低，直链淀粉无法游离至表面，致使产品黏合性下降[18-19]，而且蛋白质在高温处理下发生变性，再加工时很难或无法形成网络结构[20]，难以成型。

糌粑全粉华夫饼干的质构分析见表3，全糌粑华夫饼干的感官评分见表4。

表3 糌粑全粉华夫饼干的质构分析

表4 全糌粑华夫饼干的感官评分/分

2.2 糌粑华夫饼干配料的选择

从2.1 品质分析结果中可以发现，以糌粑全粉制作的华夫饼干难以成型，饼干硬度和脆度远不及市售商品，感官评分也与市售商品存在很远的差距，必需通过配料进行品质提升。因此，进一步以感官品质、硬度、脆度和酥松度等关键因素为出发点，对华夫饼干的辅料进行优化。

2.2.1 小麦谷物粉对饼干品质的影响

小麦谷物粉可以增加饼干的硬度和脆性，还可以赋予饼干淡淡的香味，具有改善饼干风味的作用而被作为辅料广泛应用于食品中。而且小麦谷物粉还是在薄式华夫饼干中的应用最常见的一种原料。因此，将小麦谷物粉与糌粑粉进行复配作为饼干主料进行华夫饼干的制作。

不同糌粑小麦谷物粉比例制得的饼干质构分析结果见图2。

由图2 可知，随着小麦谷物粉添加比例的增加，产品硬度和脆度都呈现上升趋势，当其质量比为5∶5时，华夫饼干的硬度达到2 147 g，脆度达到2 028 g，都得到了显著提升，与市售商品之间的差距大为减小。这可能是因为小麦谷物粉中淀粉含量高，能够提高原料的糊化能力，加热时形成疏松均匀的泡沫状网络结构，提高了产品的结构稳定性。进一步对糌粑小麦谷物粉制作的华夫饼干进行感官评价，发现随着小麦谷物粉质量比的增加，产品的口感、组织状态和总体评分都呈现上升趋势，当质量比为3∶7 和5∶5 时，其感官评分较好，分别为89.0 分和86.1 分，与对照组之间差异较小，相比于全糌粑华夫饼干也有了明显的改善（表5）。而且从松密度来看，随着小麦谷物粉添加量的增加，饼干松密度越来越小，膨化程度逐渐增加，与市售商品的差距逐渐缩小（表6）。由此说明小麦谷物粉有助于提高华夫饼干的膨化程度，使之形成疏松多孔结构。

图2 不同糌粑小麦谷物粉比例制得的饼干质构分析结果

综上所述，小麦谷物粉的添加有助于改善华夫饼干的品质，且当糌粑∶小麦谷物粉质量比为5∶5时，产品具有较好的质构特性、感官评分和膨化程度，成型容易且组织结构均匀，无明显颗粒感和刺嗓感，并保证了糌粑的良好风味，因此确定最佳质量比为5∶5。

不同糌粑小麦谷物粉质量比制得饼干感官评分见表5，不同糌粑小麦谷物粉质量比制得饼干松密度见表6。

表5 不同糌粑小麦谷物粉质量比制得饼干感官评分

表6 不同糌粑小麦谷物粉质量比制得饼干松密度

2.2.2 白砂糖对饼干品质的影响

白砂糖是调节产品感官品质的重要辅料之一，因此白砂糖的添加量是决定糌粑华夫饼干品质的重要因素之一。通过改变白砂糖的添加量对华夫饼干进行感官评分后发现，随着白砂糖添加量的增高，其总体感官评分呈上升趋势，具体表现为饼干的风味逐渐升高，而色泽、口感、组织状态差异不明显。白砂糖的适量添加，增加了饼干的甜度，改善了风味，感官品质增加；但若添加不足或过量，甜度不足或过大，风味效果便无法达到最佳水平。从表7中可以发现，当添加量为10%时，风味最好，为27.4 分，当添加量12%时，甜度过大，风味有所下降。因此，确定最佳白砂糖添加量为10%。

不同白砂糖添加量制得饼干感官评分见表7。

2.2.3 大豆磷脂对饼干品质的影响

大豆磷脂是一种食品乳化剂、改良剂，能够使不相溶的两相形成一种稳定乳浊液。在饼干中加入大豆磷脂，还可以起到抗氧化、改善表面纹理、促进脱模、降低黏度的作用，可以较好地改善产品物理品质，增加饼干酥脆性和体积，并降低饼干破碎度，使其易于机械加工[21]。从感官评价可以看出（表8），添加大豆磷脂后，产品的口感和组织状态得到改善，粗糙感和剌嗓感明显减弱，这也表明了大豆磷脂具有较好的乳化作用，使原料在产品中分布的更加均匀。当添加量为2%时，无论是色泽、风味、组织状态和总分都与对照组差别较小，效果最佳。

不同大豆磷脂添加量制得饼干感官评分见表8。

表8 不同大豆磷脂添加量制得饼干感官评分

从饼干松密度结果比较也可发现，添加大豆磷脂能明显降低饼干的松密度，而且在其添加量为2%，4%时，饼干的松密度与市售商品之间的差异较小（表9），说明大豆磷脂能增加饼干的膨化能力，这可能是因为磷脂使水分在面糊中分散得更为均匀，烘烤时随水分蒸发形成的孔隙分布也更为均匀，且大豆磷脂能与淀粉和蛋白质结合，也使饼干的物理特性得到改善。因此，确定大豆磷脂最佳添加量为2%。

不同大豆磷脂添加量制得饼干松密度见表9。

表9 不同大豆磷脂添加量制得饼干松密度

2.3 烘烤温度对饼干品质的影响

影响华夫饼干品质最重要的加工工艺是烘烤条件。华夫饼干在烘烤过程中共经历了3 个阶段的变化：第一阶段为定形阶段，膨松剂受热产生剧烈分解，生成气体并逐渐膨胀，浆料中淀粉糊化形成多乳支架，蛋白质凝固；第二阶段是脱水收缩阶段，这时初步成型的华夫饼干皮中淀粉发生了部分糊化向永久糊化的转变，蛋白质发生变性，饼干体积也开始收缩，华夫饼干皮的水分降低至5%左右；第三阶段为上色阶段，随着烘烤温度的持续升高，华夫饼干皮继续排出剩余水分，同时发生美拉德反应，使之出现独特的香气和色泽。而在这3 个阶段发生的过程中，烘烤温度发挥着重要作用。

不同烘烤温度制得饼干质构分析结果见图3。

图3 不同烘烤温度制得饼干质构分析结果

由图3 可知，总体上饼干硬度、脆度随温度升高而降低。但当烘烤温度为150 ℃时，饼干硬度虽然大但脆度明显偏小，这可能是由于烘烤温度过低，样品中残留水分较多，在冷却过程中部分糊化淀粉发生老化回生，导致产品变硬，酥脆度下降。当温度为170 ℃时，硬度和脆度都达到了较好的状态，与对照组差异较小。当温度超过达190 ℃以上，产品感官评分下降（见表10）。此时内部水分还未来得及释放，外部已完全糊化，极大地影响了产品的口感，所以必须选择适宜的烘烤温度，才可以获得品质最佳的产品。因此，确定烘烤温度为170 ℃。

不同烘烤温度制得饼干感官评分见表10。

表10 不同烘烤温度制得饼干感官评分

2.4 正交试验优化饼干配方工艺

通过上述研究发现，产品的配方、工艺条件对产品品质均产生较大的影响。其中，对糌粑华夫饼干品质影响最主要的3 个因素分别为：糌粑小麦谷物粉质量比、大豆磷脂添加量和烘烤温度。因此，在前述单因素水平确定的最优条件下，选取上述3 个主要因素进行三因素三水平的正交试验，以感官评分为最终评价指标，确定糌粑华夫饼干的最优工艺。

糌粑华夫饼干配方正交试验分析见表11。

表11 糌粑华夫饼干配方正交试验分析

由表10 的R 值可得，各因素对糌粑华夫饼干感官品质的影响依次为糌粑小麦谷物粉质量比＞烘烤温度＞大豆磷脂含量，最优的因素水平组合为A2B3C2，即最佳配方为糌粑∶小麦谷物粉为5∶5，大豆磷脂添加量3%，烘烤温度170 ℃。使用此配方制作的糌粑华夫饼干，富有糌粑香气，口感酥脆、滋味优良，且较好地解决了糌粑不易成型、口感粗糙的问题。

3 结论

通过质构特性、松密度与感官评价分析，选取糌粑粉与小麦谷物粉复配作为原料进行生产，建立了一种糌粑华夫饼干的制备方法，并确定了饼干中其他辅料的最佳添加量。再通过正交试验得到最佳配方中糌粑小麦谷物粉的质量比、大豆磷脂添加量和烘烤温度，确定了糌粑华夫饼干的最优配方。当糌粑小麦谷物粉质量比为5∶5，大豆磷脂添加量3%，白砂糖添加量10%，食用油添加量2%时，在170 ℃的条件下进行烘烤，此条件下所得产品口感酥脆、香气浓厚、品质最优。该产品的推广，既符合高原特色农产品推广需求，又能推动传统民族食品加工向精细化、工业化方向发展，对提升传统民族食品附加值具有重要意义。