甘薯渣膳食纖維餅干制作工藝及優(yōu)化

王軼　王晨　郭鵬

摘要：對甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]提取淀粉后產(chǎn)生的副產(chǎn)物甘薯渣的營養(yǎng)成分進行了分析，將其應(yīng)用于高膳食纖維餅干的制作。通過質(zhì)構(gòu)儀分析及感官評價，確定了甘薯渣膳食纖維餅干的最佳配方為低筋全麥面粉70 g，濕甘薯渣30 g，雞蛋15 g，糖30 g，植物油20 g，黃油5 g，泡打粉4 g，全脂奶粉5 g，玉米淀粉5 g；最佳烘烤工藝條件為烘烤溫度170 ℃，烘烤時間6 min。

關(guān)鍵詞：甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]渣；膳食纖維；餅干；加工工藝

中圖分類號：S531；TS215 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）22-5698-04

Abstract： The nutritional composition of sweet potato residue， which is the byproduct of sweet potato starch production， was analyzed， and a new recipe of dietary fiber biscuit was exploited by using sweet potato residue. According to texture analyzer analysis and sensory evaluation， the best formula was determined as follows： self-raising whole wheat flour 70 g， wet sweet potato residue 30 g， egg 15 g， sugar 30 g， vegetable oil 20 g， butter 5 g， baking powder 4 g， whole milk powder 5 g， cornstarch 5 g. The best baking process were as follows： baking temperature of 170 ℃， baking time of 6 min.

Key words： sweet potato residue； dietary fiber； biscuit

甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]渣是甘薯淀粉類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物，其主要成分為粗纖維。每年用于加工食用淀粉、工業(yè)淀粉、粉絲及食品的甘薯有6 000萬t，產(chǎn)生 900萬t甘薯渣， 甘薯渣少數(shù)作為飼料，多數(shù)被當(dāng)作廢料丟棄[1]。工廠堆積如山的甘薯渣腐敗酸化，造成巨大的浪費和環(huán)境污染，甘薯渣的綜合利用開發(fā)已成為亟需解決的新問題。

隨著社會的發(fā)展，越來越多的人開始注重飲食健康，因此膳食纖維就逐漸被人們所青睞。甘薯渣中纖維含量高、質(zhì)感好、口感佳，可以加工成高純度、高附加值、用途廣泛的低熱量的膳食纖維[2]。國內(nèi)外的研究表明，膳食纖維具有多種保健功能，如促進胃腸蠕動、增加糞便體積、縮短排便時間，預(yù)防便秘、結(jié)腸癌、心血管疾病的發(fā)病率，膳食纖維的這些生理特性與其物化以及功能特性有著密切關(guān)系[3]。在歐美，膳食纖維被稱為人體必需的“第七營養(yǎng)素”，有些營養(yǎng)學(xué)家把膳食纖維看作是繼蛋白質(zhì)、脂肪、糖、礦物質(zhì)、維生素和水這六大營養(yǎng)素之后的第七類營養(yǎng)素，還有些營養(yǎng)學(xué)家將其列為不提供能量、不提供營養(yǎng)輔助因素，而視為調(diào)節(jié)胃腸道消化功能的第三類營養(yǎng)素[4]。甘薯膳食纖維主要成分是：果膠、纖維素、半纖維素[5]，甘薯渣中除了含有較多的淀粉外，還含有豐富的食物纖維，具有較強的持油、持水、增容等特性，可用于面包、蛋糕、餅干[5，6]等食品中。

目前，紅薯渣用途僅限于生產(chǎn)農(nóng)家飼料和制造沼氣，而絕大部分被作為廢料丟棄[7，8]。因而甘薯渣膳食纖維食品的開發(fā)不僅可以減少資源浪費和環(huán)境污染，而且可以提高甘薯的經(jīng)濟附加值。本研究以甘薯渣為原料，在對其主要組成成分進行分析的基礎(chǔ)上，研究高膳食纖維餅干制作工藝并對其進行優(yōu)化，為甘薯渣膳食纖維食品的開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋全麥面粉：河南省雪健實業(yè)有限公司；濕甘薯渣：湖北金悅農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司；雞蛋：市售，符合國家標準；白砂糖：市售，符合國家標準；植物油：中糧東海糧油工業(yè)（張家巷）有限公司；黃油：市售，符合國家標準；泡打粉：安琪酵母股份有限公司；全脂奶粉：雀巢有限公司；玉米淀粉：武漢市勁寶集團有限公司。

鹽酸，氫氧化鈉，鄰苯二甲酸氫鉀，酚酞，菲林試劑，亞鐵氰化鉀，葡萄糖，硫酸銅，硫酸鉀，硫酸，亞甲基藍，甲基紅，草酸，抗壞血酸，α-淀粉酶，蛋白酶，葡萄糖苷酶，2，6-二氯靛酚，碘酸鉀，碘化鉀，磷酸，磷鉬酸，鎢酸鈉，無水碳酸鈉，單寧酸，碳酸氫鈉，酒石酸鉀鈉，冰乙酸，乙酸鋅等均為分析純。

1.2 儀器及設(shè)備

壓面機：MT-140，棗陽巨鑫白水寺牌；餅干模具：新密市建興公司；電烤箱：長帝CKF-30BS，佛山市偉仕達電器實業(yè)有限公司；微波爐：P70F23P-G5，格蘭仕微波爐電器有限公司；質(zhì)構(gòu)儀：TA XT PLUS，英國Stable Micro Systems公司；恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9075A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；馬弗爐：4-10，上海儀器廠；膳食纖維測定儀：FOSS Tecator；凱氏定氮儀：OMNILAB D5000；萬能粉碎機：FW80，天津市泰斯特儀器有限公司；索氏抽提器：蜀牛實驗儀器有限公司；離心機：JIBO-2B，上海安亭科學(xué)儀器廠；可見分光光度計：WFJ-7200，尤尼柯（上海）儀器有限公司；恒溫振蕩器：YHZ-CD，太倉市實驗設(shè)備廠；TBL 組織粉碎機，武漢市實驗設(shè)備廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 甘薯渣成分分析方法 水分按GB/T 5009.3-2010測定；灰分按GB/T 5009.4-2010測定；粗脂肪按GB/T 15674-2009測定；粗蛋白按GB/T 5009.5-2010測定；粗纖維按GB/T 5009.10-2003測定；淀粉含量按GB/T 5009.9-2008測定。碳源/碳水化合物=100-粗蛋白-粗脂肪-水分-灰分-粗纖維。

1.3.2 膳食纖維含量測定 稱取100 g甘薯渣樣品經(jīng)α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶充分酶解后，收集濾液和殘渣。將濾液沉淀，稱重后，除去其中蛋白質(zhì)和灰分，即得可溶性膳食纖維含量（SDF）；殘渣干燥稱重后，除去其中蛋白和灰分，即得不溶性膳食纖維（IDF）；兩者相加得總膳食纖維含量（TDF）。膳食纖維含量均可用同一公式計算，膳食纖維（TDF、SDF、IDF，g/100 g）含量=（R-P-A）/m×100。R為殘渣質(zhì)量，P、A分別為蛋白和灰分含量，m為樣品質(zhì)量[9]。

1.3.3 甘薯渣餅干的感官評定 采用評分的方法從形態(tài)、色澤、口感、滋味及組織5個方面對甘薯渣餅干進行感官評定，評分標準見表1。

1.3.4 餅干的基本配方 低筋全麥面粉60～90 g，濕甘薯渣10～40 g（低筋全麥面粉和濕甘薯渣總質(zhì)量為100 g），雞蛋15 g，糖30 g，植物油20 g，黃油5 g，泡打粉4 g，全脂奶粉5 g，玉米淀粉5 g。

1.3.5 餅干的工藝流程 原料處理→調(diào)粉→壓片→成型→擺盤→烘烤→冷卻→整理→包裝成品

1） 原料處理。用水漂洗甘薯渣，然后用濾網(wǎng)過濾，瀝干至無水珠滴落狀態(tài)，重復(fù)操作3次，得濕甘薯渣，備用。

2）調(diào)粉。首先將植物油、加熱融化后的黃油、雞蛋、白砂糖水浴溶解混合，再加入低筋全麥面粉、甘薯渣、泡打粉、全脂奶粉以及玉米淀粉，充分揉團混合后，根據(jù)面團的情況，適當(dāng)添加食用水。

3）壓片。用壓面機壓成2～4 mm薄厚均勻的面皮。

4）成型。用餅干模具將面皮沖印成符合要求的形狀。

5）擺盤。將餅干坯整齊的擺入烤盤中，間距要適當(dāng)，且滿盤運行，保證產(chǎn)品烘烤過程中的均勻度。

6）烘烤。將烤盤置于已經(jīng)提前預(yù)熱的電烤箱中進行烘烤。

7）冷卻。剛出爐的餅干柔軟容易變形，應(yīng)在自然條件下進行冷卻，不可強風(fēng)速冷而導(dǎo)致餅干破損率升高。

8）整理。揀出破碎、不規(guī)則的餅干。

9）包裝成品。將整理好的餅干包裝并密封，即得到甘薯渣餅干成品。

用英國Stable Micro Systems公司的TA XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀測餅干硬度、脆性。

2 結(jié)果與分析

2.1 甘薯渣營養(yǎng)成分分析

對甘薯渣的營養(yǎng)成分進行分析，結(jié)果（表2）表明，在甘薯渣中含有大量的淀粉、粗蛋白，淀粉含量61.05%，粗蛋白含量4.86%；粗脂肪含量相對較低為0.53%；同時其膳食纖維含量高達25.31%。

2.2 甘薯渣添加量對餅干中膳食纖維含量的影響

在保證甘薯渣和低筋全麥面粉的總質(zhì)量為100 g，其他配方基本不變的基礎(chǔ)上，添加不同量的甘薯渣和低筋全麥面粉，使甘薯渣質(zhì)量占總質(zhì)量的10%、20%、25%、30%、35%、40%（在40%之后，甘薯渣餅干不能成型，故不再增加甘薯渣所占比例）。不同甘薯渣添加量中膳食纖維的含量見表3。隨著甘薯渣添加量的增加，甘薯渣餅干中的膳食纖維含量也逐漸升高，由此說明，甘薯渣添加到餅干中，可以提高餅干的膳食纖維含量。

2.3 甘薯渣添加量對餅干品質(zhì)的影響

從餅干的形態(tài)、色澤、口感、滋味、組織5方面對餅干的品質(zhì)進行了綜合的評分，結(jié)果見表4。綜合上述因素考慮，甘薯渣最佳添加量為甘薯渣和低筋全麥面粉總質(zhì)量的30%，過高或過低的甘薯渣添加量對餅干的品質(zhì)均有不利的影響。使用質(zhì)構(gòu)儀對不同甘薯渣添加量的餅干的硬度和脆性進行了測定，結(jié)果見圖1。由圖1a可以看出，隨著餅干中甘薯渣含量的增加，餅干的硬度逐漸增加。由于甘薯渣在高溫下烘烤后，水分散失，而干的甘薯渣硬度本身大，導(dǎo)致加入到餅干中后導(dǎo)致餅干的硬度隨之變大，因此甘薯渣含量過高會導(dǎo)致甘薯渣餅干口感變硬。由圖1b可以看出，隨著餅干中甘薯渣含量的增加，餅干的脆性先升高后降低。由于甘薯渣本身具有一定的脆性，其添加量從10%增加到30%時，餅干的脆性也隨之上升；而當(dāng)甘薯渣含量從30%增加到40%時，由于甘薯渣比例的增加，低筋全麥面粉含量相應(yīng)減少，導(dǎo)致餅干的韌性和可塑性越來越低，甘薯渣餅干的脆性隨之降低。最終得出甘薯渣含量為30%時，餅干的脆性最高。

2.4 烘烤溫度對甘薯渣餅干品質(zhì)的影響

在確定甘薯渣餅干配方的基礎(chǔ)上，對餅干的烘烤溫度進行了考察（表5）。由表5可知，餅干的烘烤溫度為170 ℃時，餅干品質(zhì)最佳。餅干烘烤溫度過低，餅干膨脹程度不夠，組織不酥松，口感很硬，顏色發(fā)白；餅干烘烤溫度過高，餅干表面迅速變硬，顏色變深褐色，里面水分揮發(fā)不出來，導(dǎo)致外硬里未熟。使用質(zhì)構(gòu)儀對不同烘烤溫度制成的甘薯渣餅干的硬度和脆性進行了測定，結(jié)果見圖2。由圖2a可以看出，烘烤溫度為150～190 ℃時，餅干的硬度呈現(xiàn)先降低后增加的趨勢，其硬度在170 ℃時最低。烘烤溫度低于170 ℃時，甘薯渣餅干膨脹程度不夠，組織不酥松，餅干的硬度也大；而烘烤溫度高于170 ℃時，表面水分散失快，導(dǎo)致餅干表面硬度大。由圖2b可以看出，甘薯渣餅干的脆性則隨著溫度的增加先升高后降低，在170 ℃時最高，烘烤溫度低于170 ℃時，甘薯渣餅干膨脹程度不夠，組織不酥松，餅干的脆性相對低；而烘烤溫度高于170 ℃時，表面水分散失快，餅干內(nèi)部水分不能散發(fā)出來，導(dǎo)致外硬內(nèi)生。

2.5 烘烤時間對甘薯渣餅干品質(zhì)的影響

進一步對餅干的烘烤時間進行試驗，結(jié)果見表6。由表6可知，餅干的烘烤時間為6.0 min時，餅干品質(zhì)最佳，餅干烘烤時間不夠時，餅干顏色淺，口感略硬，香味較淡；餅干烘烤時間過長時，餅干顏色深，口感較硬，且會有糊味，掩蓋餅干本身香味。

將制作出來的不同時間烘烤的甘薯渣餅干放于質(zhì)構(gòu)儀上測其硬度和脆性，測定結(jié)果見圖3。由圖3a可以看出，烘烤時間短于6.0 min時，餅干未完全烤熟，餅干生硬不夠酥松，烘烤時間長于6.0 min時，餅干有糊味，水分散失過度，表面過硬，6.0 min時硬度最低。由圖3b可以看出，烘烤時間短于6.0 min時，餅干未完全烤熟，餅干生硬不夠酥松，脆性較低，烘烤時間長于6.0 min時，餅干有糊味，水分散失過度，脆性降低，6.0 min時，脆性最高。

3 小結(jié)與討論

對薯渣的營養(yǎng)成分進行了測定，薯渣中含有大量的淀粉、蛋白質(zhì)，脂肪含量較低，同時含有大量的膳食纖維，表明甘薯渣膳食纖維食品的應(yīng)用具有很大的潛力。在此基礎(chǔ)上研究了甘薯渣膳食纖維餅干的制作工藝，通過對甘薯渣餅干的原料比例及烘干工藝參數(shù)進行研究，得出甘薯渣餅干的制作最佳配方為：低筋全麥面粉70 g，濕甘薯渣30 g，雞蛋15 g，糖30 g，植物油20 g，黃油5 g，泡打粉4 g，全脂奶粉5 g，玉米淀粉5 g；烘烤溫度為170 ℃，烘烤時間為6 min。

甘薯渣中富含膳食纖維，制作餅干的總膳食纖維和可溶性膳食纖維高，餅干顏色金黃，外形完整光滑，層次分明，香味濃郁；在保持原有餅干色、香、味的基礎(chǔ)上，增加了維生素、煙酸、葉酸等營養(yǎng)物質(zhì)；可作為減肥食品和調(diào)節(jié)血糖、血壓、血清膽固醇的食品[10]。本研究為甘薯渣膳食纖維食品的開發(fā)提供了技術(shù)參考，對甘薯渣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻：

[1] 董向艷，李靜梅，石 波，等.甘薯淀粉加工廢渣制備復(fù)合寡糖的條件優(yōu)化及其活性評價[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，47（15）：3044-3057.

[2] 余筱潔.紅薯渣膳食纖維的提取、功能及其應(yīng)用[D].上海：上海大學(xué)，2005.

[3] 倪文霞，王尚玉.紅薯糟膳食纖維的研究進展[J].武漢工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2010，29（2）：22-23.

[4] 鄭建仙.功能性食品（第一卷）[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1995.

[5] YOSHIMOTO M，YAMAKAWAL O，TANOUE H.Potential chemopreventive properties and varietal difference of dietary fiber from sweet potato （Ipomoea batatas L.）root[J].Japan Agricultural Research Quarterly， 2005，39（1）：37-43.

[6] KOUBALA B B，KANSCI G，GARNIER C，et al. Physicochemical properties of dietary fibres prepared from ambarella （Spondias cytherea） and mango （Mangifera indica） peels[J]. Food and Bioprocess Technology， 2013（6）：591-597.

[7] MASOODJ F A，BHAWANA SHAMA，CHAUHAN GS.Use of apple pomace as a source of dietary fiber in cakes[J]. Plant Foods for Human Nutrition，2002，57（2）：121-128.

[8] 周 帥，鄔建國，張曉昱，等.紅薯渣的開發(fā)利用[A].2005年工業(yè)微生物學(xué)術(shù)研討會[C].北京：中國輕工業(yè)出版社，2005.

[9] AOAC official method 991.43-1996，Total，soluble，and insoluble dietary fiber in foods[S].

[10] 鄭建仙.功能性膳食纖維[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

（責(zé)任編輯 龍小玲）