紫薯桃酥的加工工藝

吳明霞，鄭昇陽，戴惠麗，徐麗帆，韋艷蘭，陳雯靖，應伊諾

（1.寧德師范學院，福建 寧德 352106；2.閩東水產品精深加工福建省高校工程研究中心，寧德 福建 352100）

紫薯（Dioscorea alata Linn） 又被稱為黑薯[1]，是旋花科番薯屬一年生草本植物，最初引進于日本，由于產量高、可在廣泛的氣候和土壤條件下種植，因此已成為最具有發展前景的農作物之一[2]。紫薯的肉質塊莖形狀通常呈紡錘形或棒形，在中國東部和西部、東南沿海地區和亞洲其他亞熱帶地區被大范圍種植[3]。紫薯不僅具有普通甘薯的成分和功能，還富含硒和花青素，是一種藥食同源的植物，在國際和國內市場十分走俏，有著廣闊發展前景。

花青素作為紫薯的主要生物活性物質，張瓊月等人[4]利用逆流提取法提取紫薯中的花青素，測得花青素含量為1.245 mg/g。相關試驗表明，自然光對花青素的穩定性影響較小，花青素在自然光下照射30 d其含量的相對保存率為92.31%±0.79%；花青素在溫度較高的環境下的穩定性影響較大，花青素在沸水浴4 h 后相對保存率為69.05%±0.79%；花青素在不同pH 值條件下穩定性相差很大，花青素處于pH值在5.0 以下的環境4 h 后其含量的相對保存率為80%，處于pH 值9.0 以上4 h 后花青素含量的相對保存率低于15%。隨著pH 值升高，花青素的穩定性迅速下降[5]。研究表明，花青素高的日常膳食攝入量與癌癥、心腦血管疾病等多種疾病的發生風險降低有關，隨著人們對花青素研究的逐漸深入，發現它具有許多生理功能，如抗氧化、預防心血管疾病、保護肝臟、抑制腫瘤細胞發展、保護視力和緩解視力疲勞，而且副作用相對較少，也是發展前景廣闊的原因[6-7]。

近年來，隨著生活水平的提高，人們對于食品營養和健康功能的關注度也越來越高，選擇和獲得優質、高產、抗病蟲害的新品種紫甘薯作物成為開發重點。如今，我國已經培育了廣薯135、寧紫4 號、濟薯18 號等優良品種，并且得到廣泛種植。紫薯作為一種藥食同源的農作物，以其高產量、低成本和富含花青苷素的優勢吸引了廣泛關注，紫薯的市場需求量也在不斷增加，深受消費者青睞。紫薯富含花青素類色素和硒元素，其營養價值和應用前景日益引起人們重視[8]，使紫薯成為食品開發人員和科研人員研發的重點。

目前，國內的食品加工技術已經可以生產出營養豐富的紫薯產品，如油炸紫薯片[9]、紫薯果脯[10]、紫薯月餅[11]、紫薯飲料[12]、紫薯酒[13]等，不僅具有紫薯特有的風味，還能滿足不同消費群體的需求。日本作為紫薯的原產地，紫薯在當地被制作成紫薯茶巾絞、紫薯壽司、紫薯司康等產品[14]。紫薯獨特的口感和豐富的營養價值，使紫薯及紫薯產品的研發具有十分廣闊的市場前景。

桃酥以酥、甜、干、脆的特點而著名，主要成分是面粉、白砂糖、起酥油等，含有蛋白質、脂肪、碳水化合物、維生素、鈣、鈉、鎂、硒等物質。其酥脆的口感方便老人和小孩食用，是一種深受歡迎的特色小吃。但隨著生活水平的日益提高，人們對健康飲食的關注度逐漸提高，而健康飲食的理念深入人心，使不少具有功能性的營養桃酥食品涌現在市場。如糙米百香果桃酥[15]、黑木耳桃酥[16]、川式苦蕎椒鹽桃酥[17]、靈芝營養桃酥[18]等。傳統的桃酥富含糖分和脂肪，已經無法滿足市場對健康食品的需求。研究和開發新的桃酥產品以滿足消費者對健康飲食的需求，同時保持原來桃酥的風味，使桃酥新產品的研發成為開發熱點。隨著時代的進步，傳統桃酥也在逐漸發生改變，其配方和口感不斷優化，滿足了不同消費群體的需求。因此，開發低糖低脂低熱量的桃酥新產品有著重要的意義和非常廣闊的市場前景。試驗以紫薯全粉、低筋面粉、糖粉、玉米油為主要原料，研制一種保留紫薯風味及營養的紫薯桃酥。

1 材料與步驟

1.1 材料

1.1.1 材料

紫薯全粉（120 目），興化市聯富食品有限公司提供；低筋面粉，中糧面業（海寧） 有限公司提供；無鋁泡打粉，昆山臻樂門食品有限公司提供；金龍魚玉米油，益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司提供；糖粉，佛山市層層高食品有限公司提供；雞蛋，購自寧德市億利城超市。

1.1.2 試驗儀器

MG38CB-AA 型烤箱，廣州旭朗烤箱有限公司產品；YP8021 型電子天平，中山市龍意電器有限公司產品；FTC-型質構儀，北京盈盛恒泰科技有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

（1） 原料預處理。用電子天平逐一稱取試驗所需原料。

（2） 混料。將玉米油、糖粉、雞蛋液用打蛋器混合均勻，制成混合液；以低筋粉的質量為基準計算，將低筋面粉100 g、紫薯全粉10%和無鋁泡打粉3%充分混合均勻，制成預拌粉。

（3） 面團調制。將上述材料的預拌粉過篩到由糖粉40%、玉米油55%、全蛋液20%[19]混合均勻制成的混合液中，用刮刀攪拌至無干粉狀態。

（4） 分割成型。將上述面團分成10 g 一個的小劑子，在按壓成厚度一致、高度均勻的圓形餅狀。

（5） 烘烤。烤箱170 ℃進行預熱，上下火170 ℃烘烤17 min。

1.2.3 單因素試驗

以低筋面粉的質量為基準，紫薯桃酥的基礎配方為紫薯粉10%、玉米油55%、糖粉40%、泡打粉3%、全蛋液20%。在相同條件下，研究紫薯粉、玉米油、糖粉和泡打粉添加量對紫薯桃酥感官評分的影響。

（1） 紫薯粉添加量的確定。玉米油55%，糖粉40%，無鋁泡打粉3%，在桃酥配方的基礎上分別添加5%，10%，15%，20%，25%的紫薯粉，研究紫薯粉添加量對于桃酥感官評分和硬度的影響，確定紫薯粉的最適添加量。

（2） 玉米油添加量的確定。糖粉40%，紫薯粉10%，無鋁泡打粉3%，在桃酥配方的基礎上分別添加45%，50%，55%，60%，65%的玉米油，研究玉米油添加量對桃酥感官評分和硬度的影響，確定玉米油的最適添加量。

（3） 糖粉添加量的確定。玉米油55%，紫薯粉10%，無鋁泡打粉3%，在桃酥配方的基礎上分別添加30%，35%，40%，45%，50%的糖粉，研究糖粉添加量對桃酥感官評分和硬度的影響，確定糖粉的最適添加量。

（4） 無鋁泡打粉添加量的確定。玉米油55%，紫薯粉10%，糖粉40%，在桃酥配方的基礎上分別添加1%，2%，3%，4%，5%的泡打粉，研究泡打粉添加量對桃酥感官評分和硬度的影響，確定泡打粉的最適添加量。

1.2.4 響應面試驗優化紫薯桃酥的配方

根據單因素試驗確定最佳制作工藝參數，在此基礎上，以糖粉、紫薯粉、玉米油的添加量采用Box-benhnken 法設計三因素三水平式驗。參考文獻[20]以感官評價為響應面試驗依據。

因素與水平設計見表1。

表1 因素與水平設計/ %

1.2.5 紫薯桃酥感官評定標準

感官評價在食品感官室內完成，測評小組由10 位食品專業學生組成，在桃酥出爐冷卻后，從色澤、形態、內部結構、口感4 個方面對紫薯桃酥的品質進行評價，總分為100 分。通過每個人對各項的評分來進行統計，取其平均值。

紫薯桃酥感官評分標準見表2。

表2 紫薯桃酥感官評分標準

1.2.6 紫薯桃酥硬度的測試

用FTC- 質構儀采用TPA 模式測試桃酥硬度，探頭直徑75 mm，測試前、中、后的速度為1 mm/s，壓縮比為40%，目標距離10 mm，引發力1N，2 次壓縮間隔時間5 s，每個水平測試3 次，取平均值[21-22]。

1.3 數據處理

（1） 數據處理。用Design Expert.11 和WPS2019軟件進行數據處理、分析、繪圖。

（2） 感官評分。組織食品專業5 名男學生和5 名女學生共10 名的評價小組，每人總分為100 分，根據每人對各評分項的評分，最后計算平均值。

（3） 硬度。對每個水平測試的3 個硬度計算平均值。

2 結果與分析

2.1 紫薯桃酥工藝參數的確定

2.1.1 紫薯粉添加量的確定

紫薯粉添加量對紫薯桃酥品質的影響見圖1。

圖1 紫薯粉添加量對紫薯桃酥品質的影響

加入了紫薯粉后，面粉中的面筋蛋白被稀釋，削弱了面筋蛋白網絡的結構，而紫薯粉填補了面筋蛋白網絡的結構，使面團的松軟度下降，面團的硬度增加[23]。面團的黏度也隨著紫薯粉的增加而增加。由圖1 可知，桃酥的硬度隨著紫薯粉添加量的增加而增加。當紫薯粉添加量為5%～10%時，感官評分隨著紫薯粉添加量的增加而上升。當添加量為10%時，紫薯桃酥感官評分最高。當紫薯粉添加量為10%～25%時，感官評分隨著紫薯粉的增加而下降。紫薯粉的添加量過少時，紫薯的味道難以體現；當紫薯添加量過多時，紫薯桃酥顏色過深，成品較硬，酥松度不夠，口感微苦。在馬騰飛等人[24]的紫薯韌性薄餅干的研制中，其單因素試驗的紫薯粉最佳添加量為10%，但試驗中低筋粉的添加量僅為試驗的50%左右，造成兩者的試驗差異可能是由于紫薯粉品牌不同引起的。而在雷磊[25]的試驗中，紫薯粉添加量為15%，其原因可能與在試驗中添加山藥粉影響成品感官有關。以上兩者的研究和試驗，都會出現成品的感官評分隨著紫薯粉添加量的增加呈現先增加再減少，并在某一個添加量達到峰值的情況。考慮到紫薯桃酥的口感，以感官評價的結果為主要依據。對不同紫薯粉添加量的紫薯桃酥的感官評分進行顯著性分析，發現紫薯粉添加量對桃酥感官評分的影響是顯著的，根據感官評價的結果確定后續試驗紫薯粉添加量為5%，10%，15%。

2.1.2 玉米油添加量的確定

玉米油添加量對紫薯桃酥品質的影響見圖2。

圖2 玉米油添加量對紫薯桃酥品質的影響

玉米油中含有人體所需的維E 和不飽和脂肪酸，含量高達80%以上，主要含有亞油酸和油酸[26]。添加玉米油能夠組織面團中面筋的形成，增加產品烘烤后的酥松度。由感官評分可知，單因素試驗的玉米油最佳添加量為55%，張麗等人[27]的核桃仁桃酥單因素試驗中玉米油的最佳添加量為45%，相比之前高出了10%。因為在制作核桃仁桃酥時加入了35%的核桃仁，核桃仁中油脂的含量在60%～70%[28]，添加核桃仁會增加桃酥中的油脂含量，影響口感，從而導致玉米油添加量較少。在鄭藝梅等人[29]的研究中，其玉米油的添加量為60%，與該試驗的結果相比，其原因是糙米粉跟百香果粉的添加，影響產品的感官評分，進而影響玉米油的添加量。其兩者的研究與試驗均出現隨著玉米油添加量的增加，成品的感官評分先增加再減少，并在某一添加量達到峰值的情況。由圖2 可知，當玉米油添加量為45%～55%時，感官評分隨著玉米油添加量的增加而上升，玉米油添加量為55%時評分最高。在55%～65%的范圍內隨著玉米油添加量的增加，感官評分下降。當玉米油添加量過少時，面團較硬，成品酥松度不夠；當添加量過多時，面團較為軟黏，不易操作，且過于油膩，口感黏牙。由圖2 可知，桃酥的硬度隨著玉米油添加量的增加而降低，考慮感官評價的結果和桃酥的口感，對不同玉米油添加量的紫薯桃酥的感官評分進行顯著性分析，發現玉米油添加量對桃酥感官評分的影響是顯著的，確定后續試驗玉米油添加量為50%，55%，60%。

2.1.3 糖粉添加量的確定

糖粉添加量對紫薯桃酥品質的影響見圖3。

圖3 糖粉添加量對紫薯桃酥品質的影響

糖粉是桃酥在制作過程中的主要原料，在烘烤過程中糖的美拉德反應和焦糖化反應會影響桃酥的色澤和香味。由圖3 可知，糖粉添加量為30%～35%時，桃酥的感官評分隨著糖粉添加量的增加而上升。當添加量為35%時評分最高。在35%～50%的范圍內，桃酥的感官評分隨著糖粉的添加量增加而下降。在朱慧靜等人[30]的同山燒酒糟桃酥的研制試驗中，當白砂糖添加量為50%時，其桃酥的感官評分最高。與此次的糖粉添加量35%相比，酒糟桃酥的白砂糖添加量較高，其原因是因為糖和雞蛋等成分可以有效削減酒糟本身的氣味[31]。而在郭欣[32]的試驗中，其糖粉的最佳添加量是25%，比試驗糖粉添加量低的原因是添加了葡萄皮影響了口感，從而影響了糖粉的添加量。但兩者與試驗中的相同點是，隨著糖粉的添加，成品的感官評分都會先增加再減少，并在某一個添加量達到峰值。當糖粉添加量過少時，甜味不足、色澤不夠、口感一般；當添加量過高時，由于焦糖化反應，桃酥顏色過深，味道過于甜膩。由圖3 可知，桃酥的硬度隨著糖粉的添加量增加而降低，由于桃酥硬度相似且考慮口感，固考慮感官評分的影響。對不同糖粉添加量的紫薯桃酥的感官評分進行顯著性分析，發現糖粉添加量對桃酥感官評分的影響是顯著的，根據感官評分，確定后續試驗糖粉的添加量為30%，35%，40%。

2.1.4 泡打粉添加量的確定

泡打粉添加量對紫薯桃酥品質的影響見圖4。

圖4 泡打粉添加量對紫薯桃酥品質的影響

由圖4 可知，當泡打粉添加量為1%～2%時，感官評分隨著泡打粉添加量的增加而上升。當泡打粉添加量為2%時，感官評分最高；當泡打粉添加量為2%～5%時，紫薯桃酥的感官評分隨著泡打粉的增加而下降。鄧敏[33]在麥芽糖醇桃酥配方的研究中，通過單因素試驗確定泡打粉的最佳添加量2.5%，說明紫薯粉和麥芽糖醇在一定程度上會影響泡打粉對桃酥的感官評分。兩者其成品的感官評分都會隨著泡打粉添加量的增加而上升，在達到峰值之后，感官評分會逐漸下降。由圖4 可知，隨著泡打粉添加量的增加，桃酥的硬度逐漸下降。當泡打粉的添加量過少時，桃酥內部結構緊密，質地硬，口感不好；當泡打粉添加量過多時，烘烤過程中會產生大量氣體，使得桃酥內部蜂窩氣孔過多且不均勻，易碎，口感發苦。對不同泡打粉添加量的紫薯桃酥的感官評分進行顯著性分析，發現泡打粉添加量對桃酥感官評分的影響是不顯著的，由于硬度相差不大，決定根據感官評價，確定后續泡打粉的固定添加量為2%。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗設計

在單因素試驗中，桃酥成品的硬度區別不大，現采用感官評分為響應值Y[34]，應用Design ExpertV.12 軟件，遵循Box-behnken 試驗設計原則，以糖粉添加量（A）、玉米油添加量（B）、紫薯粉添加量（C） 為自變量，予以三因素三水平優化。

響應面設計見表3。

表3 響應面設計

對表3 中的數據利用Design Expert.11 軟件進行二次多項式回歸擬合，得到二次多元回歸方程：

Y=86.70-0.825 0A+0.187 5B-4.34C-0.500 0AB+0.100 0AC+0.625 0BC-1.96A2-1.74B2-5.19C2.

用Box-behnken 響應面分析法對所得到試驗結果擬合的模型進行方差分析。回歸方程中變量對感官評分影響的顯著性由F 檢驗判定，p 值越小，則其所對應的變量的顯著性程度越高。

感官評價二次模型的方差分析見表4。

表4 感官評價二次模型的方差分析

由表4 可知，模型達到極顯著水平，擬合度為0.995 1，校正擬合度為0.988 8，這表明試驗情況擬合情況較好，誤差較小，可以將該方程用于對紫薯桃酥的最佳工藝參數進行預測分析。由F 值的大小可知，影響紫薯桃酥感官評價因素的主次順序為紫薯粉添加量（C） ＞糖粉添加量（A） ＞玉米油添加量（B）。其中，一次項A、C 極顯著（p＜0.05），說明糖粉添加量和紫薯粉添加量對感官評價影響極顯著，交互項BC 顯著（p＜0.05），說明玉米油和紫薯粉添加量相互作用顯著。A2、B2、C2在感官評分中極顯著（p＜0.01）。

2.2.2 響應面圖分析

通過Box-behnken 試驗對模型進行響應面分析，觀察A、B、C 3 個因素之間的交互作用對桃酥感官評分的影響。等高線分布的越密集，響應面圖越陡峭，表明因素的交互作用對試驗結果的影響越顯著。等高線圖的形狀越接近橢圓形，二者交互作用越強，圓形則交互作用不強。

感官評價響應面圖及等高線圖見圖5。

圖5 感官評價響應面圖及等高線圖

由圖5（b）、（d）、（f） 可知，BC 的交互作用最強，AC 次之，AB 最弱，與表4 的方差分析結果一致。圖5（f） 中的等高線為橢圓形，表明玉米油和糖粉之間交互作用（p＜0.05） 顯著。圖5 的（a）（c） （e） 分別代表糖粉添加量和玉米油添加量的交互作用、糖粉添加量和紫薯粉添加量的交互作用、玉米油添加量和紫薯粉添加量的交互作用。其中（c） （e） 的坡度明顯，說明紫薯粉添加量對于紫薯桃酥感官評分的影響比糖粉添加量和玉米油添加量大。

2.2.3 最佳工藝與驗證試驗

根據所建立模型對桃酥原料添加量進行最優參數分析，得紫薯桃酥最佳預測工藝條件為以低筋面粉的質量計算，紫薯全粉添加量7.9%，糖粉添加量33.9%，玉米油添加量55.0%，感官評分87.7 分。在桃酥的基礎配方條件下，選取低筋面粉100 g，紫薯粉用量7.9 g，糖粉用量33.9 g，玉米油用量55.0 g。進行3 次驗證試驗，所得到紫薯桃酥的感官評分均值為87.7 分，與預測的值一樣，表明模型擬合度較好。

3 結論

通過單因素試驗和響應面試驗設計探討了糖粉添加量、玉米油添加量、紫薯粉添加量對于紫薯桃酥品質的影響，確定紫薯桃酥的最佳配方為以低筋面粉質量為準計算，紫薯全粉添加量7.9%，糖粉添加量33.9%，玉米油添加量55.0%。所得到的紫薯桃酥感官評分87.7 分，且香氣濃郁、甜度適中、口感酥脆。紫薯營養價值豐富，以紫薯粉代替部分低筋面粉制作成的紫薯桃酥不僅增加了桃酥的風味和營養，還降低桃酥的高脂肪和高熱量對人體的危害，符合現代人的消費理念，具有良好的發展前景。試驗的不足之處在于，沒有檢測紫薯桃酥成品中的花青素和硒含量等。除此之外，對于其他主要原料還可進一步進行優化，使桃酥的品質和口感更好。