紫薯核桃双层饼干工艺研究

郑焕芹，孙小凡，吕 燕，孔 峰，郭尚敬，张杰昌

（聊城大学农学与农业工程学院，山东聊城 252000）

紫薯是一种旋花科番薯属粗粮作物，与普通番薯相比，除含有淀粉、可溶性糖、脂肪、膳食纤维、蛋白质、氨基酸、多种维生素（维A、维B1、维B2、维C、维E 等）、胡萝卜素等外，还富含功能性成分紫薯多糖、花青素及微量元素硒、锌、钾、铁等[1]。紫薯多糖具有提高抗氧化酶活性和抑制脂质的氧化等功效，能起到保护生物膜和延缓衰老的作用，尤其是花青素在抗氧化和抗衰老方面的功效比较明显，可以用于美容美颜[2-3]，同时花青素还具有降低血糖的功效[4-5]；紫薯中硒和锌的含量高，微量硒元素具有抗癌活性，是紫薯具有抗癌功效的关键因素[6]。目前，我国已开发出紫薯酸奶[7]、紫薯馒头[8]、紫薯面包[9]、紫薯面条[10]、紫薯饼干[11]食品等，紫薯食品加工具有较大的市场潜力。

核桃是世界著名的四大干果之一[12]，含有多种氨基酸的核桃蛋白、膳食纤维、维生素B 族、维E 等，具有抗氧化、抗衰老及促进肠道蠕动的作用[13-14]。此外，核桃还含有多种功能性物质，如磷脂有利于智力的发育、提高记忆力[15]；不饱和脂肪酸有利于降低人体胆固醇，预防高血压、冠心病等疾病[16]；褪黑素可以抑制或预防癌症的发生，延缓人体的衰老等[17]。核桃多糖具有抗癌、抗氧化、预防老年痴呆等多种生物活性功能[18]；核桃多肽具有抗氧化、降血压、抗肿瘤、免疫调节、健脑等多种生物活性[19-20]。核桃在食品加工上的应用较广泛，主要用于饮料的加工[21]、核桃面包[22-23]、核桃饼干[24]等。

由于紫薯和核桃丰富的营养和生物活性物质，在面制食品的加工中，一般添加紫薯粉和核桃粉进行制作。将紫薯泥和核桃碎的添加到饼干的制作中并研究紫薯核桃双层饼干的感官品质。该饼干不但具有普通粗粮饼干的维生素、粗纤维及生物活性物质，而且呈现出紫薯特有的紫罗兰色，可以装饰粗粮饼干的色泽，核桃碎肉眼可见，能吸引更多人的喜爱，为新型双层饼干的生产和研究提供理论及技术参考，并丰富了我国的饼干类型。

1 材料与方法

1.1 试验材料

低筋面粉，山东鲁中风筝面粉有限公司提供；花生油，山东鲁花集团有限公司提供；绵白糖，山东德福糖业有限公司提供；小苏打，吉林省杞参食品有限公司提供；纯牛奶，山东得益乳业股份有限公司提供；新鲜紫薯、薄皮核桃、鸡蛋，均为市售。

1.2 试验设备

XYF-3E 型远红外线食品烤炉，广东红菱电热设备有限公司产品；JYC-21HEC05 型电磁炉，九阳股份有限公司产品；YP-20002 型电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司产品；烧杯、面板、擀面杖、成型模具、菜刀、油刷、削皮刀、蒸锅等，自备。

1.3 试验方法

1.3.1 紫薯核桃双层饼干制作工艺[25-26]

（1） 工艺流程。

①紫薯小面团（新鲜紫薯洗净、削皮、蒸熟，与适量面团混匀） →辊压→成型；

面粉、小苏打→预混→大面团调制（植物油、鸡蛋液、白砂糖、牛奶乳化均匀） →①+②→再次辊压→烘烤→冷却→成品。

（2） 基本配方。低筋面粉100 g，紫薯泥适量，核桃碎适量，植物油30 g，白砂糖30 g，牛奶10 g，鸡蛋5 g，小苏打0.5 g。

（3） 操作要点。①原料预处理。将新鲜紫薯清洗干净进行削皮，放入含有适量水的蒸锅中蒸熟，蒸至筷子可以轻松扎孔，取出放入干净的不锈钢盆中捣碎成泥。将薄皮核桃剥好皮，砸成核桃碎。②面团调制。先将低筋面粉、小苏打用筷子在小盆内混匀，加入花生油并用手抓或搓匀；在另一个小盆内加入白砂糖、牛奶、鸡蛋，搅拌乳化均匀，倒入第一个小盆内进行擦面（抓或搓千万不能揉，防止形成面筋），用手捏至柔软程度适中、表面光滑、有油光，且不会轻易粘在手上即可，静置醒发15～20 min。醒发结束后，将面团平分成2 份小面团。③紫薯面团调制。将其中一份小面团与紫薯泥混合均匀，再次团成紫色小面团。④辊轧。在面板上放置已经和好的大面团，用擀面杖进行辊轧，至面饼表面平整、厚薄均匀、形态完整，擀至3 mm 厚度的薄片。⑤核桃碎辊压。将另一份小面团辊压至4 mm，将核桃碎均匀地平铺在辊压好的面片上，再次用擀面杖进行辊压，擀至3 mm 厚度的薄片。⑥成型、再次辊压。用饼干模具定型，将一组成型的紫薯饼干生坯和核桃饼干生坯重叠好，再次进行辊压，直至2 片饼干生坯不再分离，再将其均匀地放入刷好油的烤盘中，依次将剩下的饼干生坯进行再次辊压放入烤盘。⑦烘烤。入烤箱，根据试验设计烘烤温度为110～190 ℃，烘烤至核桃层呈现金黄色、紫薯层呈现紫罗兰色。⑧冷却与包装。从烤箱中取出已经被烘烤成熟的饼干，在空气中自然冷却至温度35 ℃左右时立即包装。

1.3.2 紫薯核桃双层饼干单因素试验

在紫薯核桃双层饼干基本配方的基础上，紫薯泥用量为5，10，15，20，25 g；核桃碎用量为10，15，20，25，30 g；烘烤温度为110，130，150，170，190 ℃。分别进行单因素试验，研究3 个因素对紫薯核桃双层饼干品质的影响。

1.3.3 紫薯核桃双层饼干正交试验

通过单因素试验，表明紫薯泥用量、核桃碎用量、烘烤温度对饼干品质影响较大，因此选取紫薯泥用量、核桃碎用量、烘烤温度三因素三水平进行正交试验。

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

1.3.4 感官评定方法

根据GB/T 20980—2007《饼干》 规定，并参考张丽等人[25]的方法，制定紫薯核桃双层饼干感官评分标准，请20 名食品专业并通过一定培训的人员根据感官评分标准分别从产品的形态、色泽、风味、口感和组织结构等指标进行综合评分，取平均值。

紫薯核桃双层饼干感官评分标准见表2。

表2 紫薯核桃双层饼干感官评分标准

1.3.5 数据处理

采用Excel 软件绘制图表，采用SPSS 23.0 软件进行极差分析，试验均进行3 次平行试验。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果与分析

2.1.1 紫薯泥用量对饼干品质的影响

紫薯泥用量对饼干品质的影响见图1。

图1 紫薯泥用量对饼干品质的影响

由图1 可知，随着紫薯泥用量增多，紫薯核桃双层饼干感官评分的折线图曲线呈现先升高后下降的趋势。在紫薯泥用量为15，20，25 g 时饼干的感官品质较好，紫薯泥用量为20 g 时评分最高。当紫薯泥用量为5～15 g 时，紫薯特有的紫罗兰色较浅，且紫薯风味不明显，面团较干、较硬，不易成型，当紫薯泥用量为25 g 时，紫薯特有的紫罗兰的颜色过深，且色泽不均匀，面团颜色呈现深紫色且略微发黑，色泽较差。紫薯泥含量过多导致紫薯风味过重，掩盖了核桃的风味，饼干甜度比较大，且其含量过多导致面团含水量过多、过黏，不易使面团成型。因此，当紫薯泥用量为20 g 时，饼干呈现不深不浅的紫罗兰色，色泽均匀、甜味适中、风味较好，滋味、口感及综合评分较优于其他的添加量。

2.1.2 核桃碎用量对饼干品质的影响

核桃碎用量对饼干品质的影响见图2。

图2 核桃碎用量对饼干品质的影响

由图2 可知，伴随着核桃碎用量的增多，紫薯核桃双层饼干感官评分的折线图曲线呈现先升高后下降的趋势。当核桃碎用量为15，20，25 g 时饼干的感官品质较好，当其用量为20 g 时评分最高。当核桃碎用量为10～15 g 时，饼干表面颜色较浅，色泽较不均匀，且核桃的风味很淡，面团的延展性和弹性较好，表面光滑；当核桃碎用量为25～30 g 时，饼干表面颜色较深，为深棕色，核桃风味过重，掩盖了紫薯的风味，口味有点发苦发涩且颗粒感重，饼干表面过于粗糙，由于核桃碎用量过多，导致面团弹性、延展性差，过于干燥松散导致其不易成型，并且烘烤过后饼干表面龟裂严重。因此，在核桃碎用量为20 g 时，核桃风味适宜，口感良好且面团较易成型，综合评分最高。

2.1.3 烘烤温度对饼干品质的影响

烘烤温度对饼干品质的影响见图3。

图3 烘烤温度对饼干品质的影响

由图3 可知，随着烘烤温度的升高，紫薯核桃双层饼干的感官评分呈现先升高后下降的趋势。当烘烤温度为130，150，170 ℃时饼干的感官品质较好，当烘烤温度为150 ℃时评分最高。当烘烤温度为110～130 ℃时，饼干核桃层表面颜色较白，且紫薯层色泽较不均匀，温度过低不易烤熟，需要较长的烘烤时间，饼干较软、不够酥脆，食用时容易黏牙；当烘烤温度为170～190 ℃时，由于温度过高，对紫薯含有的花青素破坏较大，紫薯层的紫罗兰色不明显并且颜色发黄，核桃层中的核桃碎容易烤焦而产生苦味，饼干底部和边缘容易烤焦产生焦煳味，但饼干内部较软甚至不熟，口感过硬。因此，适宜的烘烤温度为150 ℃，选取130，150，170 ℃的烘烤温度进行正交试验。

2.2 正交试验结果与分析

紫薯核桃双层饼干最佳配方L9（34）正交试验极差分析结果见表3，紫薯核桃双层饼干主体间效应的检验见表4。

表3 紫薯核桃双层饼干最佳配方L9（34）正交试验极差分析结果

表4 紫薯核桃双层饼干主体间效应的检验

由表3 可知，正交试验结果中的R（极差） 的数值大小排序为烘烤温度（C） ＞紫薯泥用量（A） ＞核桃碎用量（B），说明这3 个不同的因素对紫薯核桃双层饼干的感官品质的影响程度不同，其影响程度的大小顺序为烘烤温度＞紫薯泥用量＞核桃碎用量；正交试验表明紫薯核桃双层饼干的最优组合为第4 组A2B1C2，即紫薯泥用量为20 g，核桃碎用量为20 g，烘烤温度为150 ℃，与正交试验中感官评分最高的组合A2B1C2一致，其感官评分为87 分，此配方和工艺制作的紫薯核桃双层饼干外形完整，薄厚均等，紫薯层的紫罗兰色色泽均匀，核桃层口感适中，不粗糙且表面呈现金黄色，有紫薯和核桃的特殊风味，不仅拥有紫薯泥的清甜细腻，还同时有核桃的甘甜，香味浓郁。同时，表4 中紫薯核桃双层饼干主体间效应的检验结果表明，紫薯泥用量和烘烤温度对饼干感官品质的影响具有显著性差异（p＜0.05），核桃碎用量差异不显著（p＜0.05）。

3 结论

采用单因素试验和正交试验设计对紫薯核桃双层饼干的配方和工艺进行研制。结果表明，烘烤温度对紫薯核桃双层饼干的影响程度最大，其次是紫薯泥用量，核桃碎用量的影响最小。最终得出的紫薯核桃双层饼干的最佳配方和工艺中各组分的用量为低筋面粉100 g，紫薯泥20 g，核桃碎15 g，植物油30 g，白砂糖30 g，牛奶10 g，鸡蛋5 g，小苏打0.5 g，烘烤温度150 ℃。由此配方和工艺制得的紫薯核桃双层饼干外形美观、色泽均匀、酥脆感良好；核桃层呈金黄色，紫薯层呈鲜亮的紫罗兰色，无过焦、过白的现象，有紫薯和核桃独有的特殊风味，品质极佳。同时，该饼干的研制为紫薯和核桃的开发利用提供了新的思路，有较好的经济效益。