高空心度空心餅干生產(chǎn)配方及制作工藝的研究

時忠烈，時 馨，肖 晶

（1.蘇州維邦生物科技有限公司，江蘇蘇州 215101；2.加州大學(xué)戴維斯分校 農(nóng)業(yè)與環(huán)境學(xué)院，美國加利福尼亞州 95618）

空心餅干是一種獨(dú)特的餅干，餅坯經(jīng)過烘烤后在內(nèi)部形成一個大的空洞，通常餅干廠會往空洞中用特殊工藝注入不同種類的餡料，從而制作出不同風(fēng)味的注心餅干，常見的有草莓、巧克力、牛奶和抹茶等風(fēng)味。注心餅干表面一般會噴繪卡通圖案，如可愛的小豬、小資熊或玫瑰心形等，注心餅干外皮酥脆，口感濕潤、絲滑、香濃，追求口感和視覺的雙重效果[1]，近幾年來市場銷售量一直在增長，尤其在兒童餅干市場上非常受歡迎。注心餅干生產(chǎn)要求非常高，尤其對注心前的空心餅干而言，要求其必須漲發(fā)飽滿、內(nèi)部空洞要大（即空心度高）、口感酥脆但又不易破碎。對于餅干生產(chǎn)廠商而言，空心餅干的外觀（包括色澤）、口感與風(fēng)味等感官指標(biāo)均可以通過常規(guī)技術(shù)手段（如適當(dāng)調(diào)整配方與工藝）達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求，相對比較容易達(dá)成，難度最大的是空心餅干的空心度，如何生產(chǎn)出高空心度的空心餅干是制作空心餅干的技術(shù)關(guān)鍵，所以本文重點(diǎn)研究空心餅干的空心度。關(guān)于空心餅干的生產(chǎn)配方與制作工藝技術(shù)，目前尚未查閱到相關(guān)的文獻(xiàn)資料，本文通過對制作空心餅干的各種功能性配料及生產(chǎn)工藝進(jìn)行研究，從而得出最佳的高空心度空心餅干的基礎(chǔ)生產(chǎn)配方與制作工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

低筋粉：濕面筋含量20%，美玫牌，深圳南順面粉有限公司；中筋粉：濕面筋含量26%，五星特精粉、高筋粉：濕面筋含量32%，五得利集團(tuán)興化面粉有限公司；糖粉：太古糖業(yè)（中國）有限公司上海分公司；棕櫚油：熔點(diǎn)為33 ℃、大豆油：一級、液態(tài)酥油：中糧東海糧油工業(yè)（張家港）有限公司；食用鹽：江蘇省鹽業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司；碳酸氫鈉：鄭州君發(fā)科技有限公司；碳酸氫銨：河南萊寶化工產(chǎn)品有限公司；焦亞硫酸鈉（SMS）：冷水江市中天化工有限責(zé)任公司；韌性餅干專用復(fù)配酶制劑R103：蘇州維邦生物科技有限公司。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

攪拌機(jī)，B15型：廣東恒聯(lián)食品機(jī)械有限公司；醒發(fā)箱，SAM-10F型、烤箱，SAM-901型：無錫市雙麥機(jī)械有限公司；電動壓面機(jī)，180型：永康市五瑞工貿(mào)有限公司；電子天平，CP512型、電子秤，R2000-1.5型：奧豪斯儀器（常州）有限公司；不銹鋼餅干模具一套。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 空心餅干基礎(chǔ)配方設(shè)計(jì)

參考韌性餅干配方[2-3]，結(jié)合餅干空心度的特殊要求，考慮到碳酸氫銨的產(chǎn)氣量大，易造成產(chǎn)品中大的孔洞[4]，設(shè)計(jì)空心餅干實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)配方（以烘焙百分比計(jì)）為：面粉100%，糖粉25%，棕櫚油6%，碳酸氫鈉0.5%，碳酸氫銨4.0%，食用鹽0.6%，焦亞硫酸鈉0.04%，水28%。

1.2.2 空心餅干制作方法

采用韌性餅干生產(chǎn)工藝[3，5]，先將糖粉、食用鹽、小蘇打溶解到熱水中，加入食用油攪拌成均勻漿狀，加入面粉低速攪拌1 min，再加入事先溶于水的碳酸氫銨，攪拌1 min后再加入事先溶于水的焦亞硫酸鈉，攪拌成有面筋的光滑面團(tuán)，面團(tuán)入醒發(fā)箱，在30 ℃ 80%濕度條件下醒發(fā)60 min左右，取出面團(tuán)用壓面機(jī)壓薄至3 mm的面片，用直徑2.6 cm的圓形不銹鋼模具切出餅坯，控制餅坯重為（2.2±0.1）g/個，依次將餅坯放入烤盤，排成4*10的隊(duì)列，進(jìn)入烤箱烘烤，烘烤起始溫度設(shè)定為：面火/底火150 ℃/150 ℃，烘烤2.5 min后調(diào)面火/底火190 ℃/160 ℃再烘烤10 min，取出冷卻后品評。

1.2.3 餅干空心度評定

由食品專業(yè)人員對餅干進(jìn)行感官評定，對每組餅干抽取10個空心餅干樣本進(jìn)行品評，重點(diǎn)對餅干空心度進(jìn)行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 空心度評分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 空心餅干各功能性配料單因素實(shí)驗(yàn)

對空心餅干的主要功能性配料進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，配料比例均采用烘焙百分比。針對面團(tuán)改良劑，最常用的是焦亞硫酸鈉和餅干專用酶制劑，選擇焦亞硫酸鈉添加量0.02%、0.04%、0.06%和韌性餅干專用復(fù)配酶制劑R103 0.1%四個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對面粉種類，選擇低筋粉、中筋粉和高筋粉三個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對糖粉添加量，選擇15%、20%、25%、30%四個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對膨松劑碳酸氫銨的添加量，選擇2%、3%、4%、5%四個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對棕櫚油添加量，選擇2%、6%、10%、14%四個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對食用油的種類，選擇餅干廠最常用的棕櫚油、大豆油和液態(tài)酥油三個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 空心餅干不同制作工藝實(shí)驗(yàn)

對空心餅干制作工藝進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，針對面團(tuán)醒發(fā)時間，選擇30、60和90 min三個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；針對餅干烘烤溫度，選擇起始烘烤溫度為面火/底火140 ℃/140 ℃、150 ℃/150 ℃、160 ℃/160 ℃三個水平進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)，烘烤2.5 min后，面火/底火相應(yīng)調(diào)整為180 ℃/150 ℃、190 ℃/160 ℃、200 ℃/170 ℃，烘烤時間分別為11.5、10、8.5 min。

1.2.6 空心餅干正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選擇糖粉、碳酸氫銨、棕櫚油3種原料進(jìn)行4因素3水平（以烘焙百分比計(jì)）正交實(shí)驗(yàn)，見表2，并對餅干空心度進(jìn)行評分。

表2 空心餅干正交實(shí)驗(yàn)表

2 結(jié)果與分析

2.1 空心餅干各功能性配料單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 焦亞硫酸鈉（SMS）和酶制劑R103對餅干空心度的影響

由圖1可知，不加焦亞硫酸鈉加0.1%韌性餅干專用復(fù)配酶制劑R103的餅干空心度得分最高，添加焦亞硫酸鈉的餅干空心度得分顯著下降，餅干空心度得分隨焦亞硫酸鈉添加量的增加而下降，當(dāng)焦亞硫酸鈉添加到0.04%以上時餅干漲發(fā)差，內(nèi)部組織較密實(shí)，幾乎無空心度。所以盡管焦亞硫酸鈉是韌性餅干生產(chǎn)中最常用、最經(jīng)濟(jì)、最方便的面團(tuán)改良劑，可以調(diào)節(jié)面團(tuán)可塑性，使面團(tuán)容易調(diào)制，成型性好[6]，尤其是對于糖含量20%以上的甜韌性餅干，正常情況下都必須添加焦亞硫酸鈉，否則不好打粉和成型制作。但本實(shí)驗(yàn)的一個重要發(fā)現(xiàn)就是制作空心餅干（也屬于甜韌性餅干）時不能添加焦亞硫酸鈉，只要添加了焦亞硫酸鈉，餅干的空心度就顯著變差了，所以制作空心餅干時非常關(guān)鍵的一點(diǎn)就是應(yīng)該選用可以完全替代焦亞硫酸鈉的韌性餅干專用復(fù)配酶制劑。蘇偉政[7]發(fā)現(xiàn)餅干復(fù)配酶制劑可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的焦亞硫酸鈉，對改善面筋網(wǎng)絡(luò)和利于面團(tuán)的成形有顯著的效果。一般的韌性餅干專用復(fù)配酶制劑可以改善餅干的色澤、口感與風(fēng)味，但不能替代或僅能部分替代焦亞硫酸鈉，不能完全替代焦亞硫酸鈉。本實(shí)驗(yàn)選擇了一款獨(dú)特的韌性餅干專用復(fù)配酶制劑R103，這款酶制劑不但可以改善餅干的色澤、口感與風(fēng)味，而且可以完全替代焦亞硫酸鈉，酶制劑R103是由蛋白酶、α淀粉酶和木聚糖酶復(fù)配而成，其合適添加量為0.1%。實(shí)驗(yàn)表明，不加焦亞硫酸鈉僅添加復(fù)配酶制劑R103后面團(tuán)打粉時間會適當(dāng)延長，剛打出的面團(tuán)面筋也比較強(qiáng)，面團(tuán)醒發(fā)時間以60 min較為合適。

圖1 焦亞硫酸鈉（SMS）和酶制劑R103對空心度的影響

2.1.2 面粉種類對餅干空心度的影響

由于不同種類面粉的面筋值不同，不同種類的餅干對濕面筋的要求也不同[8]，我們比較了不同種類的面粉對空心餅干的影響。由圖2可知，在面團(tuán)醒發(fā)時間相同的條件下，中筋粉制作的餅干空心度得分最高，高筋粉其次，低筋粉制作的餅干空心度得分最低。用低筋粉制作的餅干漲發(fā)差，組織酥松，空心度差；而用高筋粉制作空心餅干時，由于面團(tuán)面筋強(qiáng)，餅干漲發(fā)也不太好，所以選用中筋粉制作空心餅干較為合適。

圖2 面粉種類對空心度的影響

2.1.3 糖粉添加量對餅干空心度的影響

在餅干制作過程中，糖不僅僅是一個甜味劑，給產(chǎn)品增加了風(fēng)味，也可以改變面團(tuán)的結(jié)構(gòu)，增加面團(tuán)的延展性[9]。由圖3可知，餅干空心度得分隨糖粉添加量的增加呈先增加后下降的趨勢，糖粉添加量達(dá)到25%時，餅干空心度得分最高，當(dāng)糖粉添加量進(jìn)一步增加時，餅干空心度得分反而下降，這是由于糖粉添加量過高時餅干在烘烤過程中出現(xiàn)收腰、輕微塌陷現(xiàn)象而導(dǎo)致，所以選取糖粉添加量為25%較合適。

圖3 糖粉添加量對空心度的影響

2.1.4 碳酸氫銨添加量對餅干空心度的影響

圖4 碳酸氫銨添加量對空心度的影響

由圖4可知，餅干空心度得分隨碳酸氫銨添加量的增加而顯著增加，但5%與4%的添加量對餅干空心度得分差異不太大，考慮到碳酸氫銨在生產(chǎn)使用過程中易揮發(fā)出刺鼻的氨味[10]，對生產(chǎn)配料、打粉、成型操作的工作環(huán)境會造成不良影響，所以選用碳酸氫銨添加量為4%較合適。

2.1.5 棕櫚油添加量對餅干空心度的影響

油脂在餅干的制作中可以為產(chǎn)品提供豐富的能量，以及脂溶性維生素[11]，也對面團(tuán)的流變學(xué)特性進(jìn)行了改善，提升面團(tuán)的穩(wěn)定性[12]。棕櫚油是餅干生產(chǎn)中最常用的一種油脂，由圖5可知，餅干空心度得分隨棕櫚油添加量的增加呈先增加后下降的趨勢。當(dāng)棕櫚油添加量為6%時，餅干空心度得分最高，當(dāng)棕櫚油添加量太低時，餅干漲發(fā)好，內(nèi)部空洞較大但孔洞內(nèi)網(wǎng)狀組織較多，導(dǎo)致空心度得分不太高；而當(dāng)棕櫚油添加量達(dá)到14%時，餅干在烘烤過程中出現(xiàn)明顯的攤散現(xiàn)象，餅干在高度方向漲發(fā)顯著變差，內(nèi)部形不成空洞，空心度得分最低，所以選用棕櫚油添加量為6%較合適。

圖5 棕櫚油添加量的對空心度的影響

2.1.6 油的種類對餅干空心度的影響

除了油的添加量，不同種類的油對餅干的酥松度也不同[13]，從而會導(dǎo)致空心餅干內(nèi)部的空心度不同。由圖6可知，用棕櫚油制作的空心餅干，其空心度得分最高，其次為大豆油，用液態(tài)酥油制作的餅干其空心度得分最低，推測是液態(tài)酥油中的乳化劑成分對餅干空心度造成了不利影響，所以選用棕櫚油較為合適。

圖6 油的種類對空心度的影響

2.2 制作工藝對餅干空心度的影響

2.2.1 面團(tuán)醒發(fā)時間對餅干空心度的影響

由圖7可知，面團(tuán)醒發(fā)60 min的餅干空心度最好，醒發(fā)90 min的餅干空心度其次，醒發(fā)30 min的餅干空心度最差。這是由于醒發(fā)時間短，酶制劑尚未充分軟化面團(tuán)，導(dǎo)致面團(tuán)面筋強(qiáng)，從而使餅干漲發(fā)差、空心度差；而醒發(fā)時間太長，則酶制劑作用過度，導(dǎo)致面團(tuán)偏軟，從而使餅干在烘烤過程中容易收腰、輕微下塌[14]，導(dǎo)致餅干的空心度略變差，所以面團(tuán)醒發(fā)時間以60 min為宜。

圖7 面團(tuán)醒發(fā)時間對空心度的影響

2.2.2 烘烤溫度對餅干空心度的影響

在焙烤過程中，漲發(fā)和定形階段對空心餅干空心度的形成起到了直接的影響作用，控制爐溫對產(chǎn)品的漲發(fā)度和水分比影響重大[15]，所以本文研究了爐溫對空心度的影響。由圖8可知，餅干空心度得分隨起始烘烤溫度增加呈先增加后下降的趨勢，起始烘烤溫度150 ℃/150 ℃時的空心度得分最高，160 ℃/160 ℃的得分其次，140 ℃/140 ℃的得分最低，這是由于起始爐溫低，餅干在爐內(nèi)漲發(fā)不充分，導(dǎo)致空心度略差；而當(dāng)起始爐溫太高時，餅干一開始漲發(fā)很好，但烘烤過程中部分餅干出現(xiàn)腰部開裂現(xiàn)象，以至于后期輕微塌陷，導(dǎo)致最終空心度略差，所以選擇起始烘烤溫度150 ℃/150 ℃為宜。

圖8 烘烤溫度對空心度的影響

2.3 空心餅干正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對主要因素糖粉、碳酸氫銨和棕櫚油添加量（以烘焙百分比計(jì)）進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 空心餅干正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，影響餅干空心度的因素依次為A＞B＞C，即糖粉＞碳酸氫銨＞棕櫚油，說明糖粉的添加量對餅干空心度的影響是最大的（P＜0.05），其次是碳酸氫銨添加量（P＜0.05），棕櫚油的添加量影響最小（P＜0.05）。根據(jù)極差分析結(jié)果表明，各實(shí)驗(yàn)因素的最佳組合是：A3B3C2，即空心餅干中糖粉、碳酸氫銨、棕櫚油的最佳比例（以烘焙百分比計(jì)）為：糖粉27%，碳酸氫銨4.5%和棕櫚油6%。

3 結(jié)論

結(jié)合感官評定方法，通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)，確定了空心餅干的最佳基礎(chǔ)配方（以烘焙百分比計(jì)）為：中筋粉100%，糖粉27%，棕櫚油6%，碳酸氫鈉0.5%，碳酸氫銨4.5%，食用鹽0.6%，韌性餅干專用復(fù)配酶制劑R103 0.1%，水28%。空心餅干生產(chǎn)中不能添加焦亞硫酸鈉，否則會嚴(yán)重影響餅干的空心度，必須選用能完全替代焦亞硫酸鈉的韌性餅干專用復(fù)配酶制劑，以方便打粉和成型，并顯著改善空心度；同時確定了空心餅干的制作工藝為：面團(tuán)醒發(fā)60 min，起始爐溫面火/底火150 ℃/150 ℃烘烤2.5 min，再調(diào)面火/底火190 ℃/160 ℃烘烤10 min，此配方和工藝條件下制作的空心餅干（參見圖9）漲發(fā)飽滿、內(nèi)部空洞大、口感酥脆又不易破碎，方便后續(xù)注心操作，這些研究結(jié)果對餅干界尤其是注心餅干的生產(chǎn)具有很強(qiáng)的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

圖9 較理想的空心餅干

備注：本文的彩色圖表可從本刊官網(wǎng)（http://lyspkj.ijournal.cn/ch/index.axpx）、中國知網(wǎng)、萬方、維普、超星等數(shù)據(jù)庫下載獲取。