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(yè)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(yǎng)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(zhàn)略，隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)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(zhàn)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(yǎng)成分也不完整，其內在的營養(yǎng)成分存在不平衡現(xiàn)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(yǎng)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)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(fā)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(xiàn)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(yōu)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(fā)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(xiàn)代農業(yè)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(fā)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(fā)箱中醒發(fā)40 min；將醒發(fā)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(jù)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(shù)設置如下：選用TPA 模式，應變?yōu)?0%，觸發(fā)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(shù)據(jù)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(tǒng)計實驗數(shù)據(jù)，采用SPSS 26.0 軟件進行數(shù)據(jù)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(wěn)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(wěn)定時間；當馬鈴薯全粉添加量較高時，面團的形成時間與穩(wěn)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(wěn)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(wǎng)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(xiàn)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(tài)、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(fā)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(xiàn)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(fā)酵過程中會產生CO2，可以填充在面筋網(wǎng)絡結構中，改善面團的品質。當酵母粉添加量較低時，面團發(fā)酵較差，烤餅內部氣孔少；酵母粉添加量較高時，發(fā)酵產生CO2的速度加快，導致面團過度膨脹，面團中面筋網(wǎng)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(xiàn)先降低后增加的趨勢，感官評分呈現(xiàn)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(fā)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(yōu)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(wěn)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(yōu)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(fā)現(xiàn)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(fā)提供了一定的理論基礎。