馬鈴薯全粉烤餅制作配方的優化及其質構特性研究

付玉虎，辛世華，吳 慶，楊小萍，劉慧燕,，方海田,

（1.寧夏大學食品科學與工程學院，寧夏食品微生物應用技術與安全控制重點實驗室，寧夏銀川 750021；2.寧夏工商職業技術學院旅游管理學院，寧夏銀川 750021）

馬鈴薯全粉是鮮馬鈴薯經清洗、去皮、切片、蒸煮、破碎、干燥等工序制得[1]。馬鈴薯全粉中涵蓋了新鮮馬鈴薯的全部干物質，能很好地保留鮮馬鈴薯中的風味和營養物質，復水后具有與新鮮馬鈴薯泥相近的風味與口感[2-4]。2015 年我國啟動了馬鈴薯主糧化戰略，隨著馬鈴薯主糧化戰略的推進，其在食品中的應用得到較大的關注，將馬鈴薯全粉應用于面制品中，對馬鈴薯主糧化戰略的推進有極大的促進作用[5-7]。

烤餅是一種以小麥粉為主的淀粉質食品，因其制作方法簡單、口感酥脆且風味豐富，被廣大消費者所喜愛[8-10]。但是其原材料成分單一，所含有的人體必需營養成分也不完整，其內在的營養成分存在不平衡現象[11]。馬鈴薯全粉含有豐富的膳食纖維、維生素、礦物質等營養素，且復水性良好，可加入面包、餅干和饅頭等食品中，對產品的感官和質地起到一定改善作用[12]。高婧妍等[13]研究發現添加適量馬鈴薯對馬鈴薯千層餅的硬度、膠著度和咀嚼度有改善作用，可以使千層餅具有較好的口感。張云煥等[14]研究發現馬鈴薯全粉能提高小麥粉的吸水率，縮短面團的形成時間，提高面團的發酵能力和彈性。馬鈴薯全粉在食品加工中具有非常重要的現實意義[15]。

本研究測定了馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉面團流變學特性，并以感官評分和質構特性為評價指標，通過單因素和正交試驗優化了馬鈴薯全粉烤餅的制作配方。為烤餅品質的改善和馬鈴薯全粉產品的開發提供了一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬鈴薯全粉（水分含量7.68%，淀粉含量77.24%，蛋白質含量6.00%）甘肅正陽現代農業服務有限公司；低筋小麥粉（水分含量13.36%，淀粉含量70.21%，蛋白質含量11.90%）中糧集團有限公司；植物油山東魯花集團有限公司；安琪酵母粉 安琪酵母股份有限公司；白砂糖 上海怡神保健食品有限公司。

YP1002 電子天平 上海衡際有限公司；恒溫醒發箱 德科機械科技有限公司；HM780 和面機 錦泰鑫誠科技有限公司；DKL-102D 電烤箱 德瑪仕智能廚房設備有限公司；TA-XT PlusC 質構儀 英國SMS 公司；JFZD 粉質儀、HZL-350 拉伸儀 北京東孚久恒儀器技術有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 混合粉面團流變學的測定

1.2.1.1 馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉的制備 將馬鈴薯全粉以0%、10%、20%、30%、40%的取代比例與小麥粉混合，總重量以100%計。

1.2.1.2 混合粉面團粉質特性的測定 參照GB/T 14614-2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試粉質儀法》，利用JFZD 粉質儀測定混合粉面團的粉質特性。

1.2.1.3 混合粉面團拉伸特性的測定 參考GB/T 14615-2019《糧油檢驗 小麥粉面團流變學特性測試拉伸儀法》，采用HZL-350 拉伸儀測定混合粉面團的拉伸特性。

1.2.2 馬鈴薯全粉烤餅的制作 參考賀捷群[16]的馬鈴薯雪花全粉烤餅制作方法并修改。馬鈴薯全粉烤餅的基本配方為：以小麥粉與馬鈴薯全粉混合粉質量為基礎，水72%、酵母粉0.6%、白砂糖6%、植物油5%。操作要點：將小麥粉、馬鈴薯全粉和酵母放入和面機，攪拌均勻后加入白砂糖、水、植物油進行攪拌和面至面團表面光滑；將和好的面團分割成100 g/個，揉壓搟制成相同大小的圓餅狀；整形后的面餅放入溫度35 ℃、濕度70%的醒發箱中醒發40 min；將醒發好的面餅放入烤箱中上火200 ℃，下火190 ℃焙烤25 min，冷卻后包裝備用。

1.2.3 單因素實驗

1.2.3.1 馬鈴薯全粉添加量對烤餅品質的影響 以馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉質量為基礎，在水添加量72%、酵母粉添加量0.6%、白砂糖添加量6%的條件下，設置馬鈴薯全粉添加量為0%、10%、20%、30%、40%，按上述加工條件制作烤餅，對烤餅進行感官品評和硬度的測定。

1.2.3.2 水添加量對烤餅品質的影響 以馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉質量為基礎，在馬鈴薯全粉添加量20%、酵母粉添加量0.6%、白砂糖添加量6%的條件下，設置水添加量為64%、68%、72%、76%、80%，按上述加工條件制作烤餅，對烤餅進行感官品評和硬度的測定。

1.2.3.3 酵母粉添加量對烤餅品質的影響 以馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉質量為基礎，在馬鈴薯全粉添加量20%、水添加量72%、白砂糖添加量6%的條件下，設置酵母粉添加量為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，按上述加工條件制作烤餅，對烤餅進行感官品評和硬度的測定。

1.2.3.4 白砂糖添加量對烤餅品質的影響 以馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉質量為基礎，在馬鈴薯全粉添加量20%、水添加量72%、酵母粉添加量0.6%的條件下，設置白砂糖添加量為2%、4%、6%、8%、10%，按上述加工條件制作烤餅，對烤餅進行感官品評和硬度的測定。

1.2.4 正交試驗 根據單因素實驗結果，選取馬鈴薯全粉添加量、水添加量、酵母粉添加量、白砂糖添加量為考察指標，以感官評分和質構特性為評價指標，進行四因素三水平L9（34）正交試驗，考察各因素對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響，正交試驗因素水平表見表1。

表1 正交試驗設計因素與水平（%）Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment (%)

1.2.5 馬鈴薯全粉烤餅感官評分 參照金慧敏等[17]的方法并修改。由10 位（男女比例1:1）經過培訓的人員組成感官評價小組，對馬鈴薯全粉烤餅進行評分。感官評分標準見表2。

表2 馬鈴薯全粉烤餅感官評定標準Table 2 Sensory evaluation criteria for whole potato flour scones

1.2.6 馬鈴薯全粉烤餅質構特性的測定 參照談江瑩等[18]的方法并修改。采用P/36R 圓柱形探頭，測量參數設置如下：選用TPA 模式，應變為50%，觸發力為5.0 g，測量前、中、后速度分別為2.00、1.00、2.00 mm/s，回程距離為10 mm，間隔時間為5 s。

1.3 數據處理

所有實驗均設置三組平行，實驗結果以平均值±標準偏差表示，用Excel 2019 軟件統計實驗數據，采用SPSS 26.0 軟件進行數據的差異性分析，用Origin 2021 軟件繪制處理圖表。

2 結果與分析

2.1 混合粉面團流變學特性分析

2.1.1 馬鈴薯全粉添加量對混合粉粉質特性的影響 由表3 可知，隨著馬鈴薯全粉添加量的增加，混合粉的吸水率呈上升趨勢，吸水率由61.3%上升至105.5%，說明馬鈴薯全粉吸水能力較強，原因是馬鈴薯全粉顆粒大且淀粉含量高，因此馬鈴薯全粉添加量的增加使面團的吸水率增加[19]。面團的形成時間和穩定時間呈下降趨勢，表明馬鈴薯全粉的添加對面筋蛋白有稀釋作用，降低了面團的筋性。適量添加馬鈴薯全粉能縮短面團的形成時間與穩定時間；當馬鈴薯全粉添加量較高時，面團的形成時間與穩定時間較低，面團不易成型，可加工性變差[20]。弱化度說明了面團承受機械攪拌的能力，也代表了面團的強度[21]。隨著馬鈴薯全粉添加比例的增大，面團的弱化度呈上升趨勢，面團的強度下降、耐受力降低，在加工過程中不易成型。這與劉穎等[22]研究結果一致，馬鈴薯全粉的添加會稀釋混合粉中的面筋蛋白，使面團的形成時間與穩定時間降低，弱化度增加，耐受力降低。

表3 馬鈴薯全粉和小麥粉混合粉的粉質特性Table 3 Flour properties of whole potato flour and wheat flour blends

2.1.2 馬鈴薯全粉添加量對混合粉面團拉伸特性的影響 由表4 可知，混合粉面團的最大拉伸阻力、延伸度和拉伸比例隨著馬鈴薯全粉添加量的增加而顯著降低（P<0.05）。可能的原因是馬鈴薯全粉中不含面筋蛋白，混合粉加水攪拌形成面團時，混合粉面團中面筋蛋白被稀釋，且隨著馬鈴薯全粉添加比例的增加，面筋蛋白含量降低，面筋網絡結構變差，面團的彈性和筋力下降[23]。適量添加馬鈴薯全粉會降低混合粉的拉伸特性，提高面團的可調制性；馬鈴薯全粉添加量較高時，會使面團的拉伸特性降低，加工性能下降，不利于面團的成型。這是由于馬鈴薯全粉具有良好的持水性，較高的添加量會使面團過度吸水，面筋的含量降低，面團的品質下降[24]。因此綜合考慮，馬鈴薯全粉的添加量不應超過20%。

表4 馬鈴薯全粉和小麥粉混合粉的拉伸特性Table 4 Tensile properties of whole potato flour and wheat flour blends

2.2 單因素實驗

2.2.1 馬鈴薯全粉添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響 由圖1 可知，隨著馬鈴薯全粉添加量的增加，烤餅的硬度呈現先降低后增加的趨勢，當馬鈴薯全粉添加量為20%時，烤餅硬度最低，感官評分最高[25]。當馬鈴薯全粉添加量>20%時，由于馬鈴薯全粉中不含面筋蛋白，且吸水性較強，過量添加會使烤餅皺縮，導致烤餅的硬度增加，感官評分下降[26]。因此綜上所述，最佳馬鈴薯全粉添加量為20%，考察范圍定為10%、20%、30%。

圖1 馬鈴薯全粉添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響Fig.1 Effect of whole potato flour addition on the quality of whole potato flour scones

2.2.2 水添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響 由圖2 可知，隨著水添加量的增加，烤餅的硬度逐漸降低，當加水量為80%時烤餅的硬度最低，但此時的烤餅含水量較高，烤餅過于軟榻，感官評分也較低。當水的添加量在68%時，烤餅的色澤、組織形態、組織結構、口感和風味達到最佳，感官評分最高。當水的添加量大于68%時，面筋發生水化作用，導致面團變粘，硬度降低，但口感和組織結構較差，感官評分也隨之降低[27]。因此綜上所述，最佳水添加量為68%，考察范圍定為64%、68%、72%。

圖2 水添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響Fig.2 Effect of water addition on the quality of whole potato flour scones

2.2.3 酵母粉添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響 由圖3 可知，隨著酵母粉添加量的增加，烤餅的硬度呈現先降低后增加的趨勢。當酵母粉添加量為0.8%時，烤餅硬度最低，但感官評分最高。其原因是，酵母在面團的發酵過程中會產生CO2，可以填充在面筋網絡結構中，改善面團的品質。當酵母粉添加量較低時，面團發酵較差，烤餅內部氣孔少；酵母粉添加量較高時，發酵產生CO2的速度加快，導致面團過度膨脹，面團中面筋網絡結構破裂，面團的品質下降從而使烤餅的感官品質降低[28]。因此綜上所述，最佳酵母粉添加量為0.8%，考察范圍定為0.6%、0.8%、1.0%。

圖3 酵母粉添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響Fig.3 Effect of yeast addition on the quality of whole potato flour scones

2.2.4 白砂糖添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響 由圖4 可知，隨著白砂糖添加量的增加，烤餅的硬度呈現先降低后增加的趨勢，感官評分呈現先增加后降低的趨勢。當白砂糖添加量為6%時，烤餅硬度最低，感官評分最高。主要原因是白砂糖在焙烤過程中會發生美拉德反應與焦糖化反應，提高烤餅的口感、色澤與風味，使烤餅變的香甜美味，感官評分增加[29]。但過量的添加會使烤餅的硬度增加，口感變差，感官評分降低。因此綜上所述，最佳白砂糖添加量為6%，考察范圍定為4%、6%、8%。

圖4 白砂糖添加量對馬鈴薯全粉烤餅品質的影響Fig.4 Effect of white sugar addition on the quality of whole potato flour scones

2.3 正交試驗結果與分析

由表5 可知，各因素對馬鈴薯全粉烤餅感官評分的影響依次為馬鈴薯全粉添加量>酵母粉添加量>白砂糖添加量>水添加量，最佳優化組合為A2B2C2D2，即馬鈴薯全粉添加量20%、水添加量68%、酵母粉添加量0.8%、白砂糖添加量6%。在此條件下進行5 次驗證實驗，感官評分平均值為84，硬度為342.63 g，說明該工藝穩定，效果良好。

表5 正交試驗設計及其結果Table 5 Orthogonal test design and their results

由表6 可知，馬鈴薯全粉添加量、酵母粉添加量、白砂糖添加量、水添加量的P值均小于0.01，說明A、B、C、D 4 個因素對感官評分的結果均有顯著影響。

表6 正交試驗方差分析Table 6 Analysis of variance for orthogonal tests

2.4 馬鈴薯全粉烤餅的質構特性分析

硬度和咀嚼性是評價烤餅品質的重要指標，硬度越小，表示烤餅質地越好，咀嚼性反映烤餅對牙齒咀嚼的抵抗性，咀嚼性越小表示烤餅越易被嚼碎，口感越好[30]。最優配方下馬鈴薯全粉烤餅的質構特性如表7 所示，與小麥粉烤餅相比，馬鈴薯全粉烤餅的硬度、膠粘性和咀嚼性較小麥粉烤餅低，彈性和內聚力較小麥粉烤餅高，說明馬鈴薯全粉烤餅具有較好的質地與口感，適量添加馬鈴薯全粉對烤餅的品質具有改善作用。

表7 馬鈴薯全粉烤餅的質構特性分析Table 7 Analysis of texture characteristics of whole potato flour scones

3 結論

本研究測定了馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉面團的流變學特性，發現馬鈴薯全粉能提高小麥粉的吸水率，縮短面團的形成時間，但會導致面團的彈性和筋力下降，使面團的品質降低。適量添加馬鈴薯全粉可以改善烤餅的感官和質構。通過單因素實驗與正交試驗確定了馬鈴薯全粉烤餅的最佳配方工藝：以馬鈴薯全粉與小麥粉混合粉質量為基礎，馬鈴薯全粉添加量20%、水添加量68%、酵母粉添加量0.8%、白砂糖添加量6%。在此配方下馬鈴薯全粉烤餅具有較好的質構特性，硬度為342.63 g，咀嚼性為106.76 N，說明適量添加馬鈴薯全粉對烤餅的品質具有改善作用。本研究為烤餅品質的改善和馬鈴薯全粉產品的開發提供了一定的理論基礎。