山藥曲奇加工工藝研究

許俊齊 謝春芹 王充 洪文龍 凡軍民 曹淼

摘要[目的]研究山藥曲奇的加工工藝。[方法]以面粉和山藥粉為主要原料，糖、黃油等為輔助原料，研究山藥曲奇的加工工藝及山藥粉對曲奇質構性質的影響。以感官評分、比容、質構硬度和咀嚼性為評價指標，通過單因素及正交試驗優化山藥曲奇配方和工藝條件。[結果]山藥曲奇的最佳配方為：以面粉為基準，山藥粉10%、綿白糖37%、黃油67%，感官評分為92，比容為4.6 mL/g;最佳工藝條件為：烘焙上火溫度200? ℃、烘焙下火溫度190? ℃、烘焙時間13 min，曲奇硬度為18.4 N，曲奇咀嚼性為1.6 N;此配方及工藝制得的曲奇餅干外觀及口感最佳。[結論]該研究為山藥的深加工和綜合利用提供有效途徑。

關鍵詞山藥曲奇餅干;配方;工藝; 質構性質;感官

中圖分類號TS218文獻標識碼A

文章編號0517-6611（2019）03-0176-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.03.055

山藥（Dioscorea opposita Thunb.）又名薯蕷、延章、玉延等，為薯蕷科薯蕷屬多年生宿根蔓草植物的干燥塊莖，其塊莖中主要含淀粉、蛋白質、游離氨基酸及多糖成分[1-2}。據《本草綱目》記載，山藥具有益腎氣、健脾胃、止泄痢、化痰涎、潤皮毛等功效[3}。近年來，隨著人們保健意識的逐漸增強，山藥作為藥食同源植物，其保健作用已被消費者廣泛認可。山藥成為人們補充人體營養、調養身體的又一平價營養品。但新鮮山藥由于含水量較高，質地脆，易腐爛霉變，極大程度限制了山藥在食品中的應用。其中山藥中的多糖成分具有免疫調節、抗腫瘤、抗衰老、抗氧化等作用[4}。

目前，市面上存在較多的山藥保健速溶粉、山藥保健酒及山藥全粉、山藥凍干粉、山藥果凍及山藥酸奶等[5-9}。將山藥作為原料加入到曲奇餅干中，兼得山藥所具有的功效與曲奇餅干良好口感相結合。筆者通過將山藥粉添加到曲奇餅干中旨在探討優化其山藥曲奇的原料配方和工藝技術，為曲奇進一步向營養型、保健型發展提供一定的理論參考依據和技術參數，也為山藥的深加工和綜合利用提供一條行之有效的途徑。

1材料與方法

1.1試驗材料

鐵棍山藥，溫縣三源太場種植麥業合作社;低筋面粉，清谷新禾;雞蛋，市售;綿白糖，上海德陽食品有限公司;黃油，上海德陽食品有限公司;食鹽，淮安鹽業有限公司。

1.2試驗器材

101型電熱鼓風干燥箱，鶴壁市銀河電子儀器設備有限公司; W177型萬能粉碎機，北京鑫骉騰達儀器設備有限公司;GT31-30T3E烤箱，上海貫燁機電設備有限公司; TA. XT- Plus 型質構儀，英國SMS公司;JPB-60攪拌機，安徽天康（集團）股份有限公司。

1.3試驗方法

1.3.1鐵棍山藥粉的制備。選料→清洗→去皮→切片→固化→燙漂→烘干→粉碎（過100目篩）。

1.3.2山藥曲奇制作工藝流程。黃油軟化→攪打發散→加入雞蛋和水混合液、食鹽、糖等預混合液→打發 →分次加入山藥粉及面粉的混合粉調粉→成型→烘烤→冷卻→檢驗→成品。

1.3.3山藥曲奇的基本配方。以基礎面粉210 g為100%，山藥曲奇的基本配方為低筋面粉95%、水25%、鹽0.5%、綿白糖50%、黃油70%、雞蛋25%、山藥粉5%。

1.3.4黃油初步打發。

黃油打發前先從冰箱中取出軟化，打撒后加入雞蛋液和水、糖、食鹽等快速攪打，當混合物打至顏色略發白，完全混合無明顯顆粒。

1.3.5面團調制。

加入山藥粉及面粉后，先慢速攪打防止面粉飛濺，再快速攪打2～3 min，時間不宜過長，防止面團過硬，無法成型。

1.3.6面團成型。

將面團放入事先裝入曲奇裱花嘴的布制裱花袋中，擠注成大小高度一致的面胚。

1.3.7烘焙。

將成型的面胚放入烤箱，烤箱溫度為120～170 ℃，烘烤22 min。

1.3.8冷卻包裝。烘烤好的曲奇餅干放在室溫下常溫冷卻，并挑選出烤焦的，不規則的曲奇餅干。將制作好的曲奇小心包裝，防止破損。

1.4山藥曲奇指標測定方法

1.4.1比容的測定。

采用小米替代法測定曲奇的體積，稱量曲奇的質量（測量2次取其平均值）后計算其比容：比容=曲奇體積（mL）/曲奇質量（g）。

1.4.2質構特性測定方法。

將添加不同的山藥粉含量制作的曲奇餅干用 TA. XT-Plus 型質構儀進行測定，采用探頭P/36R。測定條件為：測定前速度2 mm/s; 測定速度1 mm/s;測定后速度2 mm/s;2 次壓縮之間停留時間為5 s;壓縮百分比 60%。每個樣品測定 5 次取平均值。取硬度和咀嚼性對加入山藥粉的曲奇餅干進行質構分析[10}。

1.4.3感官評價方法。

組織 10 人評分小組，曲奇出爐1 h后，從曲奇的色澤、內部結構、外觀形狀、口感和雜質5個方面對山藥曲奇的品質進行評價（表1），總分為100分。記錄并統計每人對各評分項的評分，最后求出平均值。

1.5單因素試驗

1.5.1山藥粉添加量對曲奇品質的影響。以感官評定和比容為評價指標，在基礎曲奇配方的基礎上分別添加5%、10%、15%、20%、25%的山藥粉，按照曲奇的制作流程制作。分別以感官評分及比容作為評價指標，探討山藥粉添加量對曲奇品質的影響。

1.5.2綿白糖添加量對曲奇品質的影響。

為確定適合的曲奇甜味，在基礎面包配方的基礎上分別添加25%、30%、35%、40%、45%、50%的綿白糖，按照曲奇的制作流程制作。分別以感官評分及比容作為評價指標，探討綿白糖添加量對曲奇品質的影響。

1.5.3黃油添加量對曲奇品質的影響。

黃油的作用是在曲奇攪拌過程中包入空氣，使曲奇在烤制時更加松脆，為此在基礎曲奇配方的基礎上分別添加50%、55%、60%、65%、70%、75%的黃油，按照曲奇的制作流程制作。分別以感官評分及比容作為評價指標，探討黃油添加量對面包品質的影響。

1.5.4烘焙上火溫度對曲奇品質的影響。

以質構的硬度和咀嚼性為評價指標，為研究烤制最佳品質的曲奇的上火溫度，在確定的山藥曲奇配方的基礎上分別以170、180、190、200、210、220 ℃為上火溫度，按照曲奇的制作流程制作，分別以曲奇硬度及咀嚼性作為評價指標，探討烘焙上火溫度對曲奇品質的影響。

1.5.5烘焙下火溫度對曲奇品質的影響。

為研究烤制最佳品質的曲奇的下火溫度，在確定的山藥曲奇配方的基礎上分別以170、180、190、200、210、220? ℃為下火溫度，按照曲奇的制作流程制作。分別以曲奇硬度及咀嚼性作為評價指標，探討烘焙下火溫度對曲奇品質的影響。

1.5.6烘焙時間對曲奇品質的影響。為研究烤制最佳口感的曲奇的烤制時間，在山藥曲奇配方的基礎上分別以8、10、12、14、16、18 min為烤制時間，按照曲奇的制作流程制作。分別以曲奇硬度及咀嚼性作為評價指標，探討烘焙時間對曲奇品質的影響。

1.6山藥曲奇配方和加工工藝正交試驗設計

在前期單因素試驗的基礎上，確定影響山藥曲奇配方的主要因素是山藥粉添加量、綿白糖添加量、黃油添加量。采用3因素3水平L9（34）正交試驗設計方案，以曲奇餅干的感官評價及比容為指標，優化山藥曲奇配方的L9（34）正交試驗因素與水平見表2。

在前期單因素試驗的基礎上，確定影響山藥曲奇加工工藝的主要因素是烘焙上火溫度、烘焙下火溫度、烘焙時間。分別以烘焙上火溫度、烘焙下火溫度和烘焙時間為變因，采用3因素3水平L9（34）正交試驗設計方案，以曲奇餅干的質構硬度及咀嚼性為指標，優化山藥曲奇的加工工藝的L9（34）正交試驗因素與水平見表3。

2結果與分析

2.1單因素試驗

2.1.1山藥粉添加量對曲奇感官和比容的影響。

由圖1可知，山藥粉添加量為0%～10%時，隨著山藥粉的添加量增大，感官評分和比容逐漸升高，感官評分升高至86，比容為4.7 mL/g;山藥粉添加量在10%～20%時，山藥曲奇餅干的感官評分及比容隨著山藥粉含量的增加逐漸降低，感官評分降低至77，比容為4.1 mL/g。在較高或較低的山藥粉含量的曲奇餅干中，感官評分和比容都較低，原因在于山藥粉的增加影響了曲奇餅干中水分的含量，使曲奇餅干的口感變差。故試驗認為在山藥粉添加量為10%時，山藥曲奇的山藥味最適宜，口感最佳。

2.1.2綿白糖添加量對曲奇感官和比容的影響。

由圖2可知，山藥曲奇在不同綿白糖添加量下，其感官評價和比容存在差異。綿白糖添加量為35%時，感官評分為81，比容為4.4 mL/g;綿白糖添加量為40%時，感官評分為78，比容為4.6 mL/g。該試驗認為感官評價相較于比容而言，感官評價對于山藥曲奇更為重要。且綿白糖添加量為35%和40%時，感官評分及比容相差不大，故分析得出綿白糖添加量為35%時，山藥曲奇的甜味最適宜。

2.1.3黃油添加量對曲奇感官和比容的影響。

由圖3可知， 山藥曲奇餅干在6種不同黃油添加量的試驗中，感官評分及比容存在較大的差異。在黃油添加量分別為60%、65%時，差異最為明顯。在黃油添加量為60%時，其比容為6組試驗的最高值;在黃油添加量為65%時，感官評分相較于其他5組試驗為最高值。該試驗認為對于曲奇來說顧客的感官評價比比容重要，故將感官評分作為山藥曲奇餅干的主要評價標準。由此可知，在黃油添加量為65%時，曲奇口感最佳。

2.1.4烘焙上火溫度對曲奇硬度和咀嚼性的影響。

曲奇分為軟曲奇和硬曲奇，在硬度為3.7～10.0 N、咀嚼性為1.0～1.5 N時，為軟曲奇;硬度為10.0～30.0 N，咀嚼性為1.5～4.0 N時，為硬曲奇。由圖4可知，在烘焙溫度為200? ℃時曲奇餅干的咀嚼性最高、硬度適中，在溫度高于200? ℃時硬度呈上升趨勢、咀嚼性逐漸下降，在烘焙溫度低于200? ℃時硬度和咀嚼性都呈現上升狀態。說明焙烤溫度在200? ℃及以下時，溫度提高，會增加曲奇的硬度和咀嚼性，提高曲奇的口感。但溫度過高，曲奇餅干過硬，消費者難于接受[11}。由于該試驗所制作的山藥曲奇為硬曲奇，故據圖4分析認為，烘焙上火溫度為200 ℃時，該曲奇的硬度及咀嚼性最佳。

2.1.5烘焙下火溫度對曲奇硬度和咀嚼性的影響。

由圖5可知，在烘焙下火溫度逐漸升高時，咀嚼性先升高再降低，硬度卻逐漸升高;當溫度大于190 ℃時，隨著溫度的升高，硬度逐漸增加，咀嚼性逐漸下降;當溫度低于190 ℃時，隨著溫度的升高，硬度和咀嚼性也在隨之升高。據此可知，適當增加烘焙溫度，可以增加曲奇餅干的口感和咀嚼性[12}。結合圖4分析可知，以曲奇硬度與咀嚼性評價相結合，故認為烘焙下火溫度為190 ℃時，曲奇餅干的口感最佳。

2.1.6烘焙時間對曲奇硬度和咀嚼性的影響。

隨著烘焙時間的增加，曲奇餅干的硬度及咀嚼性出現較明顯的變化，具體見圖6。當烘焙時間為12 min時曲奇的咀嚼性最好，硬度較適中;烘焙時間高于12 min時，硬度還在升高但咀嚼性卻開始降低，同時硬度逐漸接近硬曲奇的硬度臨界點，因此適宜的烘焙時間是曲奇硬度及咀嚼性變化的重要因素[13}。綜合以上分析可知， 在烘焙時間為12 min時，曲奇餅干的硬度及咀嚼性都較適合。

2.2正交試驗分析

2.2.1山藥曲奇配方優化。

由表4的R值可知，影響山藥面包感官評價的主次順序為B>A>C，即綿白糖添加量>山藥粉添加量>黃油添加量;而影響山藥曲奇比容主次順序為A>B>C，即山藥粉添加量>綿白糖添加量>黃油添加量。根據山藥曲奇配方的結果分析得出，優化后的配方為A2B3C3。即山藥粉添加量為10%、綿白糖添加量為37%、黃油添加量為67%，山藥曲奇在此條件下感官評分及比容最好。

對試驗結果進行方差分析，結果顯示，在該試驗條件下，山藥粉添加量及綿白糖添加量2個因素對山藥曲奇的感官評分和比容的影響均極顯著（P<0.01），黃油添加量對山藥曲奇的比容影響顯著（P<0.05）。

雖然該研究獲得的優化方案為A2B3C3，為了進一步確認其在實際生產中的可靠性與可行性，故以其為條件，即山藥粉添加量10%、綿白糖添加量37%、黃油添加量67%，進行擴大性（中試）驗證試驗，測定其感官評價及比容，試驗重復3次，發現感官評分平均值為92，比容平均值為4.6 mL/g;試驗結果優于正交試驗的9組試驗組，故認為此配方為較佳的山藥曲奇配方。

2.2.2山藥曲奇工藝優化。

由表5中的R值可知，影響山藥曲奇餅干硬度及咀嚼性的主次順序為B>A>C，即烘焙下火溫度>烘焙上火溫度>烘焙時間，根據山藥曲奇加工工藝的結果分析得出結合曲奇的硬度在18～20 N為最佳，故選擇優化后的加工工藝為A2B2C3，即山藥曲奇最佳工藝條件是烘焙上火溫度200 ℃、烘焙下火溫度190 ℃、烘焙時間13 min。

對試驗結果進行方差分析，結果顯示，在該試驗條件下，烘焙下火溫度對山藥曲奇硬度和咀嚼性的影響均極顯著（P<0.01），烘焙上火溫度對山藥曲奇硬度和咀嚼性的影響均顯著（P<0.05）。

雖然該研究獲得的優化方案A2B2C3，為了進一步確認其在實際生產中的可靠性與可行性，故以其為條件，即烘焙上火溫度200 ℃、烘焙下火溫度190 ℃、烘焙時間13 min，進行擴大性（中試）驗證試驗，測定其曲奇硬度及咀嚼性，試驗重復3次，發現硬度平均值為18.4 N，咀嚼性平均值為1.6 N;結合圖4分析，此加工工藝制作的曲奇硬度較接近硬曲奇中間值（19 N），咀嚼性高于9組試驗，故認為此加工工藝為較佳的山藥面包加工工藝。

3結論

通過單因素和正交試驗得出山藥曲奇的最佳配方，在單因素試驗中得出山藥曲奇最佳配方為：山藥粉添加量為10%、綿白糖添加量為35%、黃油添加量為65%;山藥曲奇最佳加工工藝為：烘焙上火溫度為200 ℃、烘焙下火溫度為190 ℃、烘焙時間為12 min，制作的口感最佳。

通過對山藥曲奇制作條件的優化，分析L9（34）正交試驗結果中的R值及擴大性試驗結果可得山藥曲奇最佳配方為：山藥粉添加量為10%、綿白糖添加量為37%、黃油添加量為67%，感官評分為92、比容為4.6 mL/g;山藥曲奇最佳加工工藝為：烘焙上火溫度200 ℃、烘焙下火溫度190 ℃、烘焙時間13 min，硬度為18.4 N，咀嚼性為1.6 N。在此制作條件下制作出的曲奇餅干色澤金黃，口感松脆，富含營養。它的研制生產為山藥的精加工提供了一條有效途徑。但是目前缺少關于山藥曲奇貯藏條件研究，該試驗后期還應對其營養成分及貯藏條件進行研究分析。

參考文獻

[1] 張林.山藥多糖的提取、純化技術研究進展[J].齊魯藥事，2011，30（10）：606-607，613.

[2] 劉璐，喬宇，汪蘭，等.山藥多糖的抗氧化作用研究[J].食品科技，2014， 39（12）：212-216.

[3] 方娟，陳淑紅，許有瑞，等. 山藥粉咀嚼片的研制及其穩定性考察[J].食品研究與開發，2017，38（11）：91-94.

[4] 于蓮 ，張俊婷，馬淑霞，等.山藥多糖提取工藝優化及其抗菌活性研究[J].中成藥，2014，36（6）：1194-1198.

[5] 李琴， 翟曉瑞.真空冷凍低糖山藥枸杞保健速溶粉的研究[J].陜西農業科學，2011，57（1）：20-23.

[6] 林英男.復合酶法制備發酵型山藥酒及其澄清工藝的研究[D].濟南：齊魯工業大學， 2014.

[7] 聶希瑞，郭元照，秦文.不同干燥方式對山藥全粉品質的影響[J].食品與發酵科技，2017，53（4）：27-31，44.

[8] 程道梅，韓珍瓊.山藥蜂蜜保健果凍制作工藝優化[J].安徽農業科學，2011，39（19）：11961-11963.

[9] 賈彥杰，魏楠，李宗澤， 等.響應面法優化菊粉山藥酸奶發酵工藝研究[J].中國釀造，2018，37（2）：189-193.

[10] 宗緒巖，邊名鴻，李麗，等.啤酒糟蛋白曲奇餅干的研究[J].四川理工學院學報（自然科學版），2012，25（4）：14-16.

[11] 葛小琴.低脂低糖曲奇餅干工藝研究及感官評價[J].現代食品，2017，10（20）：121-122.

[12] 趙秀玲，童樹保.黑米貢菊曲奇餅干的研制[J].糧食與油脂，2016，29（2）：68-71.

[13] 莎娜，王國澤，游新勇，等.莜麥曲奇餅干加工工藝研究[J].糧食與油脂，2014，27（10）：47-49.