甘薯渣膳食纖維餅干制作工藝及優化

王軼　王晨　郭鵬

摘要：對甘薯[Dioscorea esculenta （Lour.） Burkill]提取淀粉后產生的副產物甘薯渣的營養成分進行了分析，將其應用于高膳食纖維餅干的制作。通過質構儀分析及感官評價，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]渣是甘薯淀粉類產品生產過程中的副產物，其主要成分為粗纖維。每年用于加工食用淀粉、工業淀粉、粉絲及食品的甘薯有6 000萬t，產生 900萬t甘薯渣， 甘薯渣少數作為飼料，多數被當作廢料丟棄[1]。工廠堆積如山的甘薯渣腐敗酸化，造成巨大的浪費和環境污染，甘薯渣的綜合利用開發已成為亟需解決的新問題。

隨著社會的發展，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，預防便秘、結腸癌、心血管疾病的發病率，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系[3]。在歐美，膳食纖維被稱為人體必需的“第七營養素”，有些營養學家把膳食纖維看作是繼蛋白質、脂肪、糖、礦物質、維生素和水這六大營養素之后的第七類營養素，還有些營養學家將其列為不提供能量、不提供營養輔助因素，而視為調節胃腸道消化功能的第三類營養素[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農家飼料和制造沼氣，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不僅可以減少資源浪費和環境污染，而且可以提高甘薯的經濟附加值。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上，研究高膳食纖維餅干制作工藝并對其進行優化，為甘薯渣膳食纖維食品的開發提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋全麥面粉：河南省雪健實業有限公司；濕甘薯渣：湖北金悅農產品開發有限公司；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（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有限公司；微波爐：P70F23P-G5，格蘭仕微波爐電器有限公司；質構儀：TA XT PLUS，英國Stable Micro Systems公司；恒溫鼓風干燥箱：DHG-9075A，上海一恒科學儀器有限公司；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，太倉市實驗設備廠；TBL 組織粉碎機，武漢市實驗設備廠。

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為殘渣質量，P、A分別為蛋白和灰分含量，m為樣品質量[9]。

1.3.3 甘薯渣餅干的感官評定 采用評分的方法從形態、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，然后用濾網過濾，瀝干至無水珠滴落狀態，重復操作3次，得濕甘薯渣，備用。

2）調粉。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，根據面團的情況，適當添加食用水。

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，且滿盤運行，保證產品烘烤過程中的均勻度。

6）烘烤。將烤盤置于已經提前預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，應在自然條件下進行冷卻，不可強風速冷而導致餅干破損率升高。

8）整理。揀出破碎、不規則的餅干。

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質構儀測餅干硬度、脆性。

2 結果與分析

2.1 甘薯渣營養成分分析

對甘薯渣的營養成分進行分析，結果（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量為100 g，其他配方基本不變的基礎上，添加不同量的甘薯渣和低筋全麥面粉，使甘薯渣質量占總質量的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的影響

從餅干的形態、色澤、口感、滋味、組織5方面對餅干的品質進行了綜合的評分，結果見表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量的30%，過高或過低的甘薯渣添加量對餅干的品質均有不利的影響。使用質構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，導致加入到餅干中后導致餅干的硬度隨之變大，因此甘薯渣含量過高會導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減少，導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的影響

在確定甘薯渣餅干配方的基礎上，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，里面水分揮發不出來，導致外硬里未熟。使用質構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，餅干內部水分不能散發出來，導致外硬內生。

2.5 烘烤時間對甘薯渣餅干品質的影響

進一步對餅干的烘烤時間進行試驗，結果見表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構儀上測其硬度和脆性，測定結果見圖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 小結與討論

對薯渣的營養成分進行了測定，薯渣中含有大量的淀粉、蛋白質，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用具有很大的潛力。在此基礎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、味的基礎上，增加了維生素、煙酸、葉酸等營養物質；可作為減肥食品和調節血糖、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提供了技術參考，對甘薯渣產業的發展具有重要的現實意義。

參考文獻：

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[10] 鄭建仙.功能性膳食纖維[M].北京：化學工業出版社，2005.

（責任編輯 龍小玲）