马铃薯全粉对比萨饼底加工工艺及品质的影响

摘要：研究马铃薯全粉对比萨面团流变学特性、发酵能力和比萨饼底质构特征、感官品质的影响。结果表明：马铃薯全粉能提高小麦粉的吸水率，缩短面团的形成时间，但会导致比萨面团的稳定时间缩短，弱化度增加；马铃薯全粉的添加量与面团的拉伸阻力、延伸度、最大拉伸比例和拉伸面积呈极显著负相关；马铃薯全粉能够提高面团的发酵能力和弹性，但会导致比萨饼底的硬度增加，感官品质略有下降，因此综合考虑确定马铃薯全粉的最佳添加量为15%；并进一步通过单因素和正交试验确定马铃薯比萨饼底的最佳原料配方为马铃薯全粉添加量15%、加水量60%、酵母添加量1.2%；在最佳原料配方的基础上确定马铃薯比萨的最佳工艺条件为醒发温度38 ℃、醒发湿度75%、醒发时间30 min、烘烤温度200 ℃、烘烤时间15 m in，所得比萨的硬度为4 166.493 g，感官品质最佳。

马铃薯是一种低脂肪、低糖分的食品原料，富含多种维生素、矿物质以及人体必需的多种氨基酸，具有预防动脉粥状硬化，保持呼吸道、消化道的滑润和改善人脑记忆力等多种保健功效[1]。2015年农业部把马铃薯主粮化列入重要议程，旨在开发和生产适合我国居民饮食习惯的马铃薯主粮化产品[2]。目前，国内马铃薯全粉在面制品中的应用主要有马铃薯馒头[3]、马铃薯面包[4]、马铃薯蛋糕[5]、马铃薯面条[6]，但马铃薯比萨的研发鲜见报道。比萨作为一种主副食兼备的方便食品，其饼底是由小麦粉制作成托盘型的外皮[7]，然后经醒发、烘烤等工艺加工而成，是产品鉴别和消费者认知的重要因素[8]，但比萨饼底容易老化，不易保存，因此目前大多数饼底现做现烤或采用冷冻面团技术加工[9-10]。赵彦星[11]、李燮昕[12]等对以小麦粉为原料的冷冻比萨饼底进行了研究，并确定了其最佳加工工艺，而有关新鲜马铃薯比萨饼底配方和工艺方面的研究还鲜有报道。但有研究表明马铃薯粉能改善烘焙食品的品质[13]，适当添加马铃薯粉可以防止面包老化，延长保质期[14-15]。本实验旨在研究马铃薯比萨饼底的最佳配方及工艺条件，可增加比萨营养价值，丰富比萨品种，同时为马铃薯的主食化提供一条新途径。

1 材料与方法

马铃薯全粉由美国马铃薯协会提供；金象面包粉、金龙鱼麦芯粉、绵白糖、食盐、安琪酵母、植物油均购于石家庄北国超市。

Farinograph-E型粉质仪、Extensograph-E型拉伸仪德国B rabender公司；FA 2204N型分析天平上海菁海仪器有限公司；JJ500A型电子天平常熟市双杰测试仪器厂；HM 74 0型海氏和面机青岛汉尚电器有限公司；HH-S6型恒温水浴锅北京科伟永兴仪器有限公司；LHS-250HC-I型恒温恒湿箱上海一恒科学仪器有限公司；TA.XT p lus型质构仪北京微讯超技仪器技术有限公司；YXD 50B-24型高级食品烤箱广东省佛山市禅城区康威电器厂；GZX-9070型电热鼓风干燥箱上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1）原辅料混合：将马铃薯全粉、小麦粉和食盐加入和面机中搅拌均匀，用温水将糖溶解完全，并用温水活化酵母。

2）面团调制：将活化的酵母和溶解完全的白砂糖溶液倒入混合好的马铃薯全粉-小麦粉混粉中，慢速搅拌至成团后，加入植物油搅拌均匀，再转入高速搅拌至面团光滑即可。

4）分割、整形：将松弛结束后的面团分割成150 g/个，搓圆后擀成圆形饼皮，放入油好的8寸烤盘中，用比萨滚针扎孔。

5）醒发：将装有比萨饼底的烤盘放入醒发箱中醒发，温度和相对湿度分别设定为38 ℃和75%。

6）烘焙：将醒发好的比萨饼底放入烤箱中烘焙，底火温度设定为200 ℃，面火温度比底火温度低10 ℃[14-15]。

粉质特性分析：参照GB/T 14614—2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》，对混合粉的粉质参数进行测定。

拉伸特性分析：参照GB/T 14615—2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》，对混和粉面团的拉伸参数进行测定。

参照陈代园[4]的方法，采用量筒法。将60 g制备好的面团置于250 m L量筒中，将量筒空隙压实后放入温度36 ℃，相对湿度80%～90%的恒温恒湿箱中静止发酵。混合粉面团发酵相同体积的时间和相同时间的发酵体积按公式（1）、（2）计算：

式中：T0为面团放入醒发箱时的时间/m in；T1为面团的体积增大40 m L时的时间/m in；V0为面团放入醒发箱时的体积/m L；V1为面团醒发60 m in后的体积/m L。

取同一条件制作的马铃薯比萨饼底3 个，进行质构特性测定。采用P/75平底柱型探头，测试条件：测试前速率1 mm/s，测试时速率5 mm/s，测试后速率5 mm/s，触发力5 g，下压距离10 mm，2 次压缩之间停留时间5 s。由质构特征曲线得到表征质构状况的评价参数：硬度、黏着性、弹性、咀嚼性、凝聚性，数据收集和处理由计算机软件完成。

表1 马铃薯比萨饼底感官评分标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of potato flour incorporated pizza base

参照其他国内外面制品的感官评价标准[4,11-12]，制定了有针对性的马铃薯比萨的评定方法。请8 名评审员组成感官评定小组，对其进行感官评定。实验前对评审员进行有针对性的训练以了解比萨饼底的感官特性，从组织结构、弹韧性、风味、外观形态、色泽和咀嚼性6 个主要方面进行感官评定，取其平均值作为最后结果。感官评分标准见表1。

在单因素试验的基础上，选用马铃薯全粉添加量、加水量和酵母添加量为主要因素进行四因素三水平正交试验，试验设计见表2。

表2 正交试验因素与水平
Tab le 2 Coded level and corresponding actual levels of factors used in orthogonal array design

利用SPSS 17.0软件进行数据统计计算，方差分析采用单因素方差分析中的Duncan法做多重比较分析（检查的显著性水平为P值小于0.05），进行相关性分析时采用双尾检验；实验数据图均利用OriginPro V9.064处理完成。

2 结果与分析

2.1 马铃薯全粉对面团流变学特性、发酵能力及比萨品质的影响

表3 马铃薯全粉主要成分
Tab le 3 Chem ical com position of potato fl our

如表3所示，马铃薯全粉脂肪质量分数较少，蛋白质质量分数明显高于新鲜马铃薯，且所含蛋白质为完全蛋白质，优于小麦粉，因此可在小麦粉中添加适量的马铃薯全粉制作比萨饼底。

由表4、5可知，混和粉的吸水率随着马铃薯全粉添加量的增加大幅度增加，表明马铃薯全粉具有很强的吸水能力，原因是马铃薯全粉中的淀粉含量高且颗粒大，因此使吸水率增加；同时马铃薯全粉中含有大量的膳食纤维，也可使面团的吸水率上升[16]。面团的形成时间呈先减小后增加的趋势，当马铃薯全粉的添加量在30%范围内，面团的形成时间均比空白组短，这是由于马铃薯全粉中的膳食纤维和淀粉凭借其高持水性而延长了小麦粉的吸水时间，进而减缓了面筋蛋白三维网络结构形成的速度，延长了面团的形成时间[17]。面团的稳定时间与马铃薯全粉的添加量极显著负相关，弱化度与马铃薯全粉的添加量极显著正相关，原因可能是马铃薯全粉具有较强的吸水力，导致面筋过度吸水，从而使面团的筋力和稳定性下降[18]；而且添加马铃薯全粉后混合粉中面筋蛋白的含量相对降低，导致面团的稳定时间下降，耐剪切能力弱化。综上所述，马铃薯全粉能够提高面粉的吸水率，进而提高比萨的出品率，但会降低面粉的品质，因此马铃薯全粉的添加量不应超过20%。

表4 马铃薯全粉-小麦粉混粉的粉质参数
Tab le 4 Farinograph parameters of b lends of wheat and potato flour

表5 马铃薯全粉添加量与粉质参数的相关性
Table 5 Correlation analysis between potato fl our content and farinograph parameters

注：*. P＜0.05，显著相关；**. P＜0.01，极显著相关；表7、10同。

2.1.3 马铃薯全粉对面团拉伸特性的影响由表6、7可知，面团的拉伸阻力、延伸度、最大拉伸比例和拉伸面积与马铃薯全粉的添加量极显著负相关。面团的拉伸阻力随着马铃薯全粉添加量的增加呈下降趋势，说明随着混合粉中马铃薯全粉所占比例的增大，面团的强度和筋力下降，面团变得软黏。面团的延伸度随着马铃薯全粉添加量的增加逐渐降低，说明面团的延展性和可塑性降低，面团易断裂。面团的最大拉伸比例逐渐降低，说明随着马铃薯全粉添加量的增加，面团延伸度的下降幅度小于其拉阻力的下降幅度，最终导致面团筋力减弱，加工性能下降[19]。面团的拉伸面积也呈下降趋势，当马铃薯全粉添加量大于20%时，面团的拉伸面积明显下降，但拉伸面积随着醒发时间的延长，呈先增加后减小的趋势，这可能是因为随着醒发时间的延长，面团的面筋网络结构更加坚实，需拉断面团的能量更大，但醒发时间过长会降低面团的流散性，并且限制了面筋的膨胀能力[20]。综上所述，混合粉中马铃薯全粉的比例越大，其拉伸特性越差，当马铃薯全粉添加量高于20%时，面团黏性很大，加工性能急剧下降，因此马铃薯全粉的添加量应控制在20%以下。

表6 马铃薯全粉-小麦粉混粉的拉伸参数
Table 6 Extensograph parameters of blends of wheat and potato fl our

表7 马铃薯全粉添加量与拉伸参数的相关性
Tab le 7 Correlation analysis between potato flour content and extensograph parameters

在保证比萨品质的前提下，适当缩短醒发时间，不仅节约能耗，还可以提高生产效率。由图2可知，添加适量的马铃薯全粉能够提高面团的发酵能力，由醒发时间和醒发体积的变化趋势均能看出当马铃薯全粉的添加量为15%时，面团的发酵能力最强，大于15%时面团的发酵能力逐渐变弱，当马铃薯的添加量在25%范围内时，面团的发酵能力较空白组有所提高。原因可能是马铃薯全粉中含有较多的钾、镁、氯等元素能刺激酵母生长，同时马铃薯全粉中含有的葡萄糖、果糖和麦芽糖等能够给酵母提供碳源[21]，因此添加一定量的马铃薯全粉能够刺激酵母的发酵产气，使面团的发酵能力增强；但过度添加马铃薯全粉则稀释了面筋蛋白的含量，干扰了面筋蛋白三维网络结构的形成，最终抑制面团的发酵[4]。

表8 马铃薯全粉添加量对比萨饼底质构特性的影响
Table 8 Effect of various amounts of potato flour added on texture properties of pizza base

注：数据以 ±s表示；同一列不同字母代表差异显著（P＜0.05）。

由表8可知，比萨饼底的硬度随着马铃薯全粉添加量的增加呈先减小后增加的趋势，当马铃薯全粉添加量在15%范围内，比萨饼底的硬度与空白组之间没有显著性差异，当马铃薯全粉添加量大于20%时，比萨饼底的硬度显著增加。添加马铃薯全粉在一定程度上能够延缓比萨的老化速度，是因为马铃薯全粉中主要是不易发生凝聚的支链淀粉，而其所含的直链淀粉分子质量大，分子链长而有空间障碍，不易取向，凝聚速度变慢[22]；另外马铃薯全粉吸水后增加了马铃薯全粉的含水量，且淀粉受热吸水后膨胀较大，使比萨表现出柔软的宏观特性[23]。但由于马铃薯全粉不含面筋蛋白，过量添加则导致比萨皱缩，硬度变大[24]。

比萨的弹性先增大后减小，但其变化不显著，当马铃薯全粉的添加量为15%时，比萨饼底的弹性达到最大值0.938，继续添加马铃薯全粉，比萨饼底的弹性反而下降。原因可能是马铃薯淀粉结合水的能力高于小麦淀粉，从而使面团的吸水率增加[25]，比萨的弹性增大；但面筋蛋白和淀粉的复合结构对两者的比例是有一定限度要求的，超出一定限度范围，面筋特有的结构遭到破坏，弹性反而会减小[26]，但总体来看马铃薯全粉添加量在25%范围内对比萨的弹性有一定的改善作用。

比萨的内聚性呈下降趋势，原因可能是马铃薯全粉取代了部分小麦粉后，稀释了小麦面筋蛋白的含量，从而导致比萨组织松散，流散性增强，因此内聚性减小[27]。比萨的胶黏性逐渐增大，当马铃薯全粉的添加量为15%时，比萨的胶黏性较空白组显著性增加，这是由于马铃薯全粉是已糊化的熟粉，黏度高，过量添加导致比萨的胶黏性变大[9]。比萨的咀嚼性也呈增大的趋势，当马铃薯的添加量为15%时，与空白组相比，比萨饼底的咀嚼性也显著增加，原因是马铃薯全粉的过量添加导致面筋蛋白的含量减少，难于形成较强的三维网络结构，最终导致比萨的组织结构紧密，咀嚼性增大。由上述分析可以看出当马铃薯全粉的添加量大于15%时，比萨饼底的硬度与空白组之间存在显著性差异，弹性也呈现下降的趋势，因此初步认为马铃薯的最佳添加量在15%左右。

表9 马铃薯全粉添加量对比萨饼底感官评分的影响
Tab le 9 Effect of various amounts of potato fl our added on sensory evaluation of pizza base

由表9可知，马铃薯全粉的添加量在5%～20%范围内，比萨的感官评分优于空白组；当马铃薯全粉的添加量为15%时，比萨的感官评分达到最佳。从比萨的感官指标来看，当马铃薯全粉的添加量小于10%时，制得比萨的色泽和马铃薯香味较淡；当马铃薯全粉的添加量在10%～20%范围内，制得的比萨有弹性、爽口、不黏牙，且马铃薯香味与比萨的香味相协调；当马铃薯全粉的添加量大于20%时，比萨表面美拉德反应强烈，上色快，易褐变，在相同的烘焙条件下，易出现烤焦的现象，同时比萨表皮较硬且不光滑，内部组织结构不均匀，并略带有酸味，口感稍有黏牙，另外比萨芯的色泽由淡黄色变成暗黄色，且略有掉渣现象。因此综合各指标的分析及马铃薯全粉营养的摄入量，本研究认为马铃薯全粉的最佳添加量为15%。

表10 质构测定与感官评价之间的相关性
Table 10 Correlation analysis between texture and sensory evaluation

为了简化质构测定中的参数，对质构测定与感官评价中的参数进行了相关性分析[28]。由表10可以看出，质构参数与感官评价参数之间都有一定的相关性，与感官总分之间有极显著相关性，其中，质构参数中的硬度除了与感官评定中的弹韧性显著负相关外，与其他参数均呈极显著负相关，因此，在以后加工工艺的优化中，利用质构参数中的硬度辅助感官来评价比萨饼底的品质。

通过多个单因素试验确定了马铃薯全粉添加量、加水量、酵母添加量为主要的影响因素，并初步确定了3 种因素的范围进行单因素试验。

由图3可知，随着加水量的增加，比萨的硬度逐渐降低，当加水量为62%时，比萨的硬度最低，但此时比萨的水分含量过高，比萨过于软塌，感官评分也较低，通过感官评价得出当比萨的硬度低于3 500 g时，比萨难以被接受。产生以上结果的原因可能是加水量较少时，蛋白质不能充分与水作用，导致面筋质量差，面团不易成团且发酵慢，比萨皱缩，内部气孔小且硬度大；加水量较多时，面筋发生水化作用，面团流散性增强，导致面团过于软塌，表面湿润且黏手，比萨组织结构同样紧密[3]。因此综上所述，最佳加水量在58%左右，考察范围定为56%、58%、60%。

由图4可知，当酵母添加量为1.2%时，比萨硬度最低，为4 304.457 g，在此条件下，比萨的感官评分最高。其原因是酵母添加量较少时，面团发酵不好，比萨内部气孔少；酵母添加量较多时，CO2产气速度过快，内部压力大，当超过面筋的弹性极限时使面筋网络断裂，面团持气性下降，最终导致比萨塌陷，口感变差，感官评分降低[29]。因此综上所述，最佳酵母添加量在1.2%左右，考察范围定为1.0%、1.2%、1.4%。

以马铃薯全粉添加量、加水量、酵母添加量为试验因素，比萨饼底的感官评分为考察指标，进行L9（34）正交试验，结果见表11。

表11 正交试验直观分析
Tab le 11 Orthogonal array design in term s of coded data w ith response variable

表12 正交试验方差分析
Table 12 Analysis of variance (ANOVA) of the experimental results of orthogonal array design

注：*.差异显著（P＜0.05）；F0.05（2,2）=19.000。

由表11可以看出，影响比萨饼底感官评分的因素次序为A＞B＞C，即马铃薯全粉添加量为最主要因素，其次是加水量和酵母添加量，该研究结果与孙维思等[3]的结论一致。其中最优配方组合为A2B3C2，即马铃薯全粉添加量为15%、加水量为60%、酵母添加量为1.2%，按照此配方进行验证实验，结果显示比萨饼底的感官评分为80 分。由表12可以看出，在P值为0.05条件下，马铃薯全粉添加量对比萨饼底感官评分有显著性影响。

在最佳配方条件下研究醒发时间对比萨品质的影响。由图5可知，当醒发时间小于30 m in时，比萨的硬度逐渐降低；当醒发时间大于30 m in时，比萨的硬度变化不明显；当醒发时间为35 m in时，比萨的硬度最低，为4 051.452 g。比萨的感官评分呈先增加后减小的趋势，当醒发时间为30～35 m in时，比萨的感官评分最高。产生以上结果的原因是当醒发时间较短时，面团未发酵成熟，比萨内部组织结构不均匀且弹韧性差；醒发时间较长时，酵母的产气速度下降，导致面团的持气性下降，比萨容易塌陷，且表面粗糙[30]。综上所述，当面团的醒发时间为30～35 m in时，比萨的硬度和感官总得分变化不明显，因此在考虑食品厂效益的基础上，选择醒发时间为30 m in。

在最佳醒发时间条件下研究不同烘焙温度对比萨饼底品质的影响。由图6可知，随着烘焙温度的升高，比萨饼底的硬度逐渐降低，但硬度随着温度的升高下降并不显著（P＞0.05），当烘烤温度为200 ℃时，比萨饼底的硬度最低，为4 166.493 g。比萨的感官评分呈先增加后减小的趋势，当烘焙温度为200 ℃时，比萨的感官总分最高。产生以上结果的原因可能是随着烘烤温度的升高，比萨饼皮的形成速度逐渐变快，比萨内部蒸发的水量减少，因此比萨饼底的硬度降低；从感官指标来看，当烘焙温度较低时，在设定时间内，比萨饼底未烘焙成熟；当烘焙温度较高时，比萨饼皮的升温速度远高于比萨内部，会出现皮焦里生的现象[15]。因此，综上所述最佳烘焙温度为200 ℃，烘焙时间为15 m in。

3 结论

马铃薯全粉对比萨面团的流变学性质、发酵能力、焙烤工艺及比萨饼底的品质特性具有显著影响，适量添加会改善比萨的色泽、口感、营养价值，其最佳配方为高筋面粉75%、马铃薯全粉15%、加水量60%、酵母添加量1.2%，比萨饼底的加工工艺为醒发温度38 ℃、醒发湿度75%、醒发时间30 m in、烘烤温度200 ℃、烘烤时间15 m in，在此条件下生产的马铃薯比萨饼底的硬度为4 166.493 g，比萨的口感最好、风味最佳。马铃薯比萨的开发为马铃薯主食化提供了一条新途径，也丰富了比萨的品种。

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ZHANG Yunhuan, LI Shuguo*
(College of Bioscience and Bioengineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050018, China)

Abstract:The effects of potato flour on the rheological properties and fermentation ability of pizza dough as well as the texture characteristics and sensory evaluation of pizza base were investigated. The results showed that potato flour addition increased the water absorption capacity of wheat flour and shortened dough development time despite reducing dough stability time and increasing softening degree. Meanwhile, the amount of potato flour added was negatively correlated w ith dough extensogragh parameters such as resistance to extension, extensibility and stretchability. In addition, potato flour addition could improve dough fermentation ability and springiness, but increase the hardness and slightly decrease the sensory quality of pizza base. Taken together, the optimum amount of potato flour added to wheat flour was determined to be 15%. Using one-factor and orthogonal array design methods, the optimal formulation for pizza base was determ ined as follows: potato flour 15%, water 60%, and yeast 1.2%. The optimal processing parameters were as follows: proofing at 38 ℃for 30 m in w ith 75% moisture followed by baking at 200 ℃ for 15 m in. Under these conditions, pizza base w ith the best sensory quality and a hardness of 4 166.493 g was obtained.

张云焕, 李书国. 马铃薯全粉对比萨饼底加工工艺及品质的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(22): 239-245. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201722036. http://www.spkx.net.cn

ZHANG Yunhuan, LI Shuguo. Effect of potato flour on processing and quality of pizza base[J]. Food Science, 2017, 38(22):239-245. (in Chinese w ith English abstract)

作者简介：张云焕（1993—），女，硕士研究生，研究方向为焙烤食品加工技术。E-mail：980563389@qq.com

*通信作者：李书国（1969—），男，教授，博士，研究方向为粮油食品加工与安全。E-mail：shuguolee@126.com

马铃薯全粉对比萨饼底加工工艺及品质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论