板栗糯米餅的微波膨化工藝和酥脆度改善方法的研究

沈 泉，丁 浩，蔣正中，董 明

(安徽農業大學茶與食品科技學院，安徽合肥230036)

板栗，又名栗，有“千果之王”的美譽，屬于補腎強骨、延年益壽的上等果品。現代研究證實［1］，板栗的營養成分不僅全面而且豐富，其中蛋白質含量比白薯高約1倍以上，脂肪含量高于大米、面粉的2倍，氨基酸含量比玉米、大米高1.5倍左右，維生素C含量比蘋果、梨、桃等水果高5～10倍。此外，板栗還含有磷、鈣、鐵、鉀等多種礦物質元素，并且含有大量的支鏈淀粉，食用時口感細膩、香糯可口。

然而，由于板栗采后貯藏困難并且與板栗相關的深加工產品并沒有得到人們相應的關注，造成板栗上市時期不能得到充分的利用。因此，開發多樣化、方便快捷、美味優質的板栗深加工產品迫在眉睫。微波膨化［2］是利用微波幅射，使物料中的水分吸熱汽化，從而造成食品物料組織產生膨化的一種常壓膨化技術。由于這種技術能夠最大程度地保存食品原有的營養成分，加工時間短，易于控制、操作，并且使用微波膨化技術可以克服傳統油炸膨化技術中含油量高、耗能大等缺點，在食品工業生產中具有十分廣闊的應用前景。本文以栗粉、低筋面粉、糯米粉為主要原料，并添加適量的土豆淀粉、白砂糖，運用微波膨化技術研制成營養價值高、膨化效果好、有一定脆度的新型板栗餅，通過這次板栗深加工的相關研究，為廣大山區栗農的增收可以提供一個新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮板栗，豐大牌低筋面粉，燕之坊牌糯米粉，小黃米，土豆淀粉，紅薯淀粉，玉米淀粉，VC等 家樂福超市;實驗相關實驗試劑 均為食品級。

GZX－9240 MBE數顯鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠;CR－400色差儀 KONICA MINOLTA公司;TA.XTPlus型質構儀 英國Stable Micro Systems公司;多功能紅外線水分測定儀 北京南儀誠實驗室設備有限公司;SAM－255微波系統 美國CEM公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 板栗→護色→切片→蒸煮熟→干燥→制粉→原料配比→擠壓成型→干燥→水分均勻→微波膨化→干燥→成品包裝

1.2.2 板栗餅胚的制作 將面粉、板栗粉、糯米粉、土豆淀粉按比例加水混合均勻，使原料團初始水分含量為35%左右，將調制好的面團經切面機壓成正方形餅坯，放入恒溫干燥箱中干燥，直至含水量低至20%，干燥好的餅胚再進行后續微波工藝。

1.2.3 操作要點

1.2.3.1 護色 將剝殼的新鮮板栗先用90℃的水熱燙2min，將熱燙之后的板栗切成4mm的薄片，然后放入加入了3%的VC溶液中浸泡5min，待板栗冷卻后，自然風干。

1.2.3.2 制粉 將護色之后的板栗放入鼓風干燥機中，設定溫度45℃，時間6h，待初步干燥后拿出烘箱，在室溫下勻濕1h，再放入干燥機中干燥8h，待板栗完全干燥之后放入高速粉碎機中，制成板栗粉，過40目篩后裝入密封袋備用。

1.2.3.3 單因素實驗設計 影響餅干質量的主要因素為原料的含水量、切片厚度及大小，微波作用方式，板栗粉、面粉與糯米粉之間的比例，不同種類淀粉的添加。因此，以上述五個因素為考察因素設計單因素實驗。進行單因素實驗時，微波系統設定值為:時間100s，功率520W，溫度150℃。

a.水分含量的測定:使用100%的板栗粉制成初始含水量為30%左右的餅胚，并切成1.5cm×1.5cm厚度為2mm的小塊，放入烘箱中蒸發水分，每隔半小時拿出樣品測量水分，用多功能紅外線水分測定儀測原料水分含量，設定最高溫度為100℃，時間、功率調制為最大值，放入樣品后待水分儀上讀數恒定時記錄數據。待達到被測含水量時，拿出烘箱，室溫下靜置1h勻濕，放入微波設備進行后續微波處理后，測定產品指標。

b.板栗粉和面粉的配比:在板栗中，按 10∶0、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6 和3∶7 比例添加面粉，制成初始水分含量為20%、長度為1.5cm×1.5cm厚度為2mm的正方形小塊，放入設定好數據的微波系統中膨化，進而對膨化產品進行膨化度、硬度、脆度的檢測。

c.板栗粉和面粉的混合粉和糯米粉的配比:由表4可知板栗粉和面粉的最優配比為6∶4，以此配比制成初始混合粉，依次按比例加入糯米粉。按板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的比例為 6∶4∶0、6∶4∶2、6∶4∶4、6∶4∶6、6∶4∶8、6∶4∶10、6∶4∶12 制成初始水分含量為20%、長度為1.5cm×1.5cm厚度為2mm的正方形小塊，進行膨化。

d.厚度的測定:由表5可知，板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的最優比例為6∶4∶8，按板栗粉和面粉的混合料∶糯米粉的比例為6∶4∶8制成水分含量為20%的初始餅胚，并分別切成厚度為2、3、4、5mm，長度為1.5cm×1.5cm的小塊，進行膨化。

1.2.3.4 壓片成型 調制好的面團經切面機壓成片狀，厚度為2mm用模具壓印成邊長為1.5cm的正方形餅坯。

1.2.3.5 干燥 采用二段干燥工藝，用鼓風干燥機進行干燥，第一階段設置溫度為45℃、2h，第二階段溫度為60℃、時間為3h，最終控制水分在15%～20%之間。干燥后的餅坯置于密閉的容器中靜置，使水分均勻分布。

1.2.3.6 微波膨化 本實驗影響產品品質的因素主要為微波功率、微波作用時間、微波設定溫度，以這3因素為考察對象，由預實驗知微波膨化的時間在90～110s之間、功率在390～650W 之間、溫度在 110～150℃間的效果最好，以以上區間為正交實驗的設計選擇依據，設計3因素3水平正交實驗，確定最佳配方。進行微波膨化的餅胚做法見1.2.2。微波膨化板栗脆餅實驗實施因素與水平設計見表1。

表1 微波功率、時間和設定溫度因素與水平設計Table 1 The level design of microwave power，time and set temperature factors

1.3 測量方法

1.3.1 水分含量的測定 使用100%的板栗粉制成初始含水量為30%左右的餅胚，并切成1.5cm×1.5cm的小塊，放入烘箱中蒸發水分，每隔半小時拿出樣品測量水分，待達到被測含水量時，拿出烘箱，室溫下靜置1h勻濕，放入微波設備進行后續微波處理后，測定產品水分含量。用多功能紅外線水分測定儀測原料水分含量，設定最高溫度為100℃，時間、功率調制為最大值，放入樣品后待水分儀上讀數恒定時記錄數據。

1.3.2 色差的測定 用KONICA MINOLTA色差儀測量成品色差。

1.3.3 物性測定 用質構儀及配套的P2探頭，設計質構儀參數見表2。

餅干的典型質構圖見圖1。

硬度:定義為探頭在下壓過程中感受樣品的最大作用力，即曲線最大峰值。

脆度:定義為探頭在下壓過程中感受最大力時探頭所經過的距離即曲線起點到最大峰值的線性距離，距離越大餅干的脆度越小。

表2 質構儀設計參數Table 2 The design parameters of Texture Analyser

圖1 餅干典型質構圖Fig.1 The typical Image of biscuit obtained by Texture Analyser

1.3.4 膨化率測定 物料體積的測量以小米為填充物，用20mL量筒均測定3次，取平均值為測定結果［3］。

小米法測體積:

物料的體積(cm3)=小米加物料的體積(cm3)－小米的體積(cm3)

膨化率=物料膨化后體積÷物料膨化前體積

1.3.5 數據的統計分析 本實驗數據均采用了三個獨立重復實驗的平均值，正交處理采用DPS軟件。

2 結果與分析

2.1 水分含量對其膨化效果的影響

由表3可見，水分含量在10%～20%之間的餅胚隨著水分含量的增加，膨化率越大，水分含量在20%～30%之間的餅胚的膨化率隨著水分含量的增加而減少，初始水分含量20%左右的餅胚在加工后膨化率達到最高值為1.6。只加水的板栗餅總體膨化率不高，硬度都在3500g以上，產品偏硬。這是因為:若樣品含水量太少，則沒有足夠大的壓強使物體膨化，而初始水分含量太高，則水蒸氣直接散發，不能達到膨化效果［4］，所以在最適水分含量20%下，膨化率達最高。而產品的色差隨著水分的增加有上升(增亮)趨勢，但因是純板栗粉制造，所以總體亮度偏暗。

表3 水分含量對其膨化效果的影響Table 3 Influence of moisture content on the extruding effect

2.2 板栗粉和面粉的配比對餅胚膨化效果的影響

由表4可見，板栗粉與面粉在不同的配比情況下，其硬度、脆度，色差及膨化率均有不同的差異。100%板栗粉的膨化效果較差，不僅硬度較大，而且色澤較深，呈黃褐色，雖然板栗香味突出，但口感明顯粗糙，質地較堅硬，不適合消費者食用。隨著原料中所含面粉比例的增加，其產品膨化率也隨之增加，到板栗粉與面粉比例為6∶4和5∶5時，其膨化率達到最大，為2.8，膨化效果最好，但當比例為6∶4時，產品的脆度更好，且產品色澤較為明亮，口感酥松可口，帶有淡淡板栗香味。而后，隨著原料中面粉比例的增加，膨化率隨之下降，酥松度較差，產品色澤過白，影響感官，板栗味很少不突出，影響消費食用。這是因為原料的配比直接表現為支鏈淀粉與直鏈淀粉的比例［5］。板栗淀粉中的支鏈淀粉占85%左右，支鏈淀粉由于結構疏松，吸水能力強，因此經微波膨化后，膨化品的膨化性和口感均較好。

表4 板栗粉和面粉的配比對餅胚膨化效果的影響Table 4 Influence of the ratio for chestnut powder and flour on the extruding

2.3 板栗粉和糯米粉的配比對餅胚膨化效果的影響

由表5可知，糯米粉的添加對于板栗粉的酥松度有著很好的改善，不僅能夠增加板栗的膨化率，使產品膨化率維持在2.1以上，還能改善板栗脆餅的口感，使產品酥松中帶著香脆。糯米中基本不含直鏈淀粉，黏性較強。在配料中加入糯米粉能使成品的膨化度相應增加，且口感酥脆。隨著原料中糯米粉含量的添加，其膨化率逐漸增加，當板栗、面粉混合粉∶糯米的比例為6∶4∶8時，其膨化率達到最大，為2.9。而且板栗、面粉混合粉∶糯米的比例達到6∶4∶8時，再增加糯米粉含量，制得的面團蒸煮后黏度較大、質軟、不易成型，膨化度、脆度都沒有明顯的提高，且糯米粉的添加會使產品色澤過白偏亮，影響視覺感官，故將板栗粉和面粉混合粉∶糯米的比例確定為 6∶4∶8。

表5 板栗粉和糯米粉的配比對餅胚膨化效果的影響Table 5 Influence of the ratio for chestnut powder and glutinous rice flour on the extruding effect

2.4 切片厚度對其膨化效果的影響

由表6可以得出，樣品隨著切片厚度的增加其膨化率逐漸降低，在初始切片厚度為2mm時，樣品的膨化率最高，為3.0，并且樣品的酥脆度為2671.414g，較為理想。當切片厚度為3mm時，膨化率也較大，為2.8。但隨著切片厚度的增加產品的膨化率逐漸降低，因為物料過厚，微波還沒到達物料內部就已大大衰弱，故不能使物料充分膨脹。因為樣品的厚度對產品的膨化效果有著重要的影響。坯體小，容易被加熱，并且微波的穿透性好，加熱均勻。而坯體大，尤其是坯體的體積比波長大得多的時候，易造成坯體外層已受熱膨化并可能焦化，而中心溫度仍很低，達不到膨化的程度，出現“夾生”的現象［6］。

表6 切片厚度對其膨化效果的影響Table 6 Influence of slice thickness on the extruding effect

2.5 添加不同含量的淀粉對產品膨化效果的影響

2.5.1 添加不同含量的紅薯淀粉對其膨化效果的影響 由表7可知，隨著紅薯淀粉的添加，產品的膨化率逐漸上升，在紅薯淀粉的添加量為總量的19%～22%時，硬度適宜、膨化效果最好，為3.0。但是紅薯淀粉的添加量越多，產品的色澤偏白，當紅薯淀粉的添加量超過10%時就會明顯影響消費者視覺感官。故紅薯淀粉不是改善板栗餅膨化效果的最佳淀粉類型。

表7 添加不同含量的紅薯淀粉對其膨化效果的影響Table 7 Influence on the extruding effect by adding different content of sweet potato starch

2.5.2 添加不同含量的玉米淀粉對其膨化效果的影響 由表8可知，玉米淀粉的添加對產品的硬度和脆度改善效果不大，隨著玉米淀粉的添加，產品的膨化率呈現逐漸下降的趨勢，當添加量為4%～10%時，對產品的膨化率有一定的增加效果，最大膨化率為

3.1 ，并且適當添加玉米淀粉對提高產品的酥脆度有一定程度的作用。但隨著添加量的增加，膨化效果不明顯。雖然玉米淀粉能使產品的表面平滑整齊，但添加過多也會使產品色澤偏白，影響消費者視覺感官。故玉米淀粉也不是最佳選擇。

2.5.3 添加不同含量的土豆淀粉對其膨化效果的影響 由表9可知，土豆淀粉的添加對改善產品的膨化率及硬度等方面都有較好的效果，隨著土豆淀粉的逐漸加入，產品的膨化率增長明顯，并且膨化率維持在2.6以上，硬度達到樣品所期望的最適硬度2700g左右，并且在質構儀上，產品測得圖形顯示的小峰很多，表明產品的脆性也得到了極大的改善，所以可以得出，添加7%的土豆淀粉對改善產品的膨化度、酥脆度較紅薯淀粉及玉米淀粉，有著很好的效果。

表8 添加不同含量的玉米淀粉對其膨化效果的影響Table 8 Influence on the extruding effect by adding different content of corn starch

表9 添加不同含量的土豆淀粉對其膨化效果的影響Table 9 Influence on the extruding effect by adding different content of potato starch

2.6 微波功率、時間和設定溫度對其膨化效果的影響

膨化時間、功率、溫度也是影響膨化效果的很重要的因素。膨化時間的長短直接關系到膨化制品的松脆度和色澤。在一定范圍內，膨化度隨膨化時間的延長而增大，但如果膨化時間太長，成品會產生焦化，使膨化制品質量降低，反之，膨化時間太短，成品的膨化度及松脆度較差，影響產品口感與質量［6］。

結果由表10可以看出，各處理方式的改變對產品質量均有不同程度的影響，其中溫度對產品硬度的影響最為顯著。主要因素影響程度大小依次為:C＞B＞A，即溫度＞時間＞功率，由此得到各因素的最佳搭配為A2B2C1，既微波爐膨化時間為100s，功率為520W，設定溫度為150℃時，產品的膨化效果最好。

2.7 最佳實驗條件下實驗結果

綜上所述，最佳實驗條件為原料(面粉、板栗粉、糯米粉)配比為4∶6∶8，原料初始含水量為20%，土豆淀粉的添加量為7%，微波爐膨化時間為100s，功率為520W，設定溫度為150℃。在此條件制作膨化餅干，得表11所示數據，和圖2所顯示的最佳實驗條件下實驗質構圖。由表11和圖2可知產品的口感較為松脆、軟硬合適，色澤淡黃誘人，并且得到較好的膨化效果。

表10 微波功率、時間和設定溫度對其膨化效果的影響Table 10 Influence of microwave power，time and set temperature factors on the extruding effect

表11 最佳實驗條件下實驗結果Table 11 Test results under optimal conditions

3 結論

3.1 本工藝研制的微波膨化板栗脆餅不含化學膨松劑，利用天然物質加工而成。其產品最佳配比為面粉∶板栗粉∶糯米粉為 4∶6∶8。

圖2 最佳實驗條件下實驗質構圖Fig.2 The Images obtained by Texture Analyser under optimal conditions

3.2 控制加工中工藝(餅坯厚度、膨化前水分含量、微波功率、時間等)的相關參數可以改善產品品質，增大產品的膨化度。原料初始含水量為20%，餅胚厚度為2mm，微波爐膨化時間為100s，功率為520W，設定溫度為150℃。土豆淀粉添加量為7%，可以明顯改善產品的表面脆度及內部酥松結構，有助于產品光滑表面的形成。因此在此工藝條件下所得產品的膨化率均在3.0左右，制得口感最佳的板栗膨化脆餅。

［1］于東，王煜，王嘉君.板栗膨化食品的開發展望［J］.中國食物與營養，2007(8):31－33.

［2］常學東，朱京濤，高海生，等.微波膨化板栗脆片的工藝研究［J］.食品與發酵工業，2006，32(9):78－81.

［3］郭元新.微波膨化糯米餅工藝因素的研究［J］.安徽技術師范學院學報，2002，16(2):47－49.

［4］李共國，孫健.微波膨化年糕脆片的研究［J］.糧油食品科技，2002，10(2):10－12.

［5］李天真.米制食品工藝對微波膨化效果的影響［J］.糧油食品，2002，10(2):21－23.

［6］張立彥，芮漢明.微波膨化糯米粉的機理研究［J］.食品工業科技，1999(3):20－22.