混合試驗(yàn)儀確定冷凍面團(tuán)饅頭復(fù)配添加劑最佳配方

胡家勇，秦先魁*，鄭 革，陳淑平，邱燕霞

（武漢輕工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430000）

以饅頭為主要代表的中式發(fā)酵面食，歷史悠久，在我國乃至亞洲其他國家的人民日常生活中均占主要地位，冷凍面團(tuán)技術(shù)是通過低溫速凍的方式將揉搓好的面團(tuán)在短時(shí)間內(nèi)降到一個(gè)比較低的溫度，從而保證產(chǎn)品的安全性和品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化。凍面團(tuán)技術(shù)因其特殊的優(yōu)越性成為我國食品工業(yè)最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一，適合于連鎖企業(yè)的經(jīng)營生產(chǎn)模式[1]。

目前冷凍面團(tuán)產(chǎn)品的整體感官品質(zhì)與現(xiàn)制現(xiàn)售品還有一段距離，在生產(chǎn)中還會(huì)容易出現(xiàn)萎縮、變色、裂紋等質(zhì)量問題[2-4]，如冷凍面團(tuán)經(jīng)長期冷凍貯藏會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)品質(zhì)下降，醒發(fā)時(shí)間增加、面包硬度增加、比容減小等[5]；研究表明，由于冷凍系統(tǒng)（冷凍、凍藏、解凍）的影響導(dǎo)致冷凍面團(tuán)食品在生產(chǎn)過程中品質(zhì)發(fā)生變化，隨著冷凍面團(tuán)冷藏時(shí)間的延長，產(chǎn)品質(zhì)量不斷降低[6]。為獲得品質(zhì)良好的冷凍面團(tuán)，以乳化劑、氧化劑、親水膠體等添加劑通過Mixolab混合試驗(yàn)儀研制出一種配比合理、效果良好的復(fù)合型冷凍面團(tuán)品質(zhì)改良劑，以確保冷凍面團(tuán)有一個(gè)良好的外觀及品嘗品質(zhì)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

面粉：益康面粉有限公司；耐低溫酵母：安琪酵母股份有限公司；硬酯酰乳酸鈉（sodium stearyl lactate，SSL）、黃原膠、抗壞血酸（VC）：河南豫中有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DW-40L188 -40 ℃醫(yī)用低溫速凍冰箱、BCD-539WT海爾冰箱：青島海爾集團(tuán)股份有限公司；Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀：法國肖邦公司；H-1850R型立式冷凍離心機(jī)：上海久世環(huán)?？萍加邢薰?；TA-XT2i Texture Analyser：英國Stable Micro System有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 面粉水分含量測定

水分含量按照GB/T5497—1985《糧食、油料檢驗(yàn)水分測定法》中的方法測量。

1.3.2 面粉粉質(zhì)特性測定[7]

混合實(shí)驗(yàn)儀是測定面粉加水混合形成面團(tuán)過程和面團(tuán)加熱糊化過程以及冷卻過程面團(tuán)流變特性變化的儀器，測定時(shí)將面粉放在混合實(shí)驗(yàn)儀的混合室中，儀器根據(jù)面粉的水分含量自動(dòng)加入一定量的水，由兩個(gè)“s”形的攪拌刀以80 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行混合，實(shí)時(shí)測定并記錄在兩個(gè)攪拌刀間對面團(tuán)的力矩（N·m），繪制出力矩（溫度）隨時(shí)間變化的混合曲線，并研究面團(tuán)的流變特性和酶活性等參數(shù)。然后通過各個(gè)參數(shù)分析面粉的各個(gè)性質(zhì)?；旌蠈?shí)驗(yàn)儀力矩曲線如圖1所示。

圖1 Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀力矩曲線圖Fig.1 Torque curves of Mixolab mixed experiment instrument

表1 各指標(biāo)所表示的特性[8-10]Table 1 Characteristics of the indicators

1.3.3 單因素試驗(yàn)

根據(jù)國內(nèi)外的研究報(bào)道，本試驗(yàn)選用了乳化劑硬酯酰乳酸鈉、膠體黃原膠以及氧化劑抗壞血酸。添加劑用量分別為SSL（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）、黃原膠（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）、抗壞血酸（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0、0.005%、0.010%、0.015%、0.020%）進(jìn)行單因素試驗(yàn)。添加劑添加量參見GB 2760—2011《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》。

1.3.4 正交試驗(yàn)

通過分析影響冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)的單因素試驗(yàn)，選取硬酯酰乳酸鈉、黃原膠、抗壞血酸這3個(gè)因素安排L9（34）正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素與水平見表2。

表2 復(fù)配添加劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

1.3.5 冷凍面團(tuán)饅頭制作

先將干料低速攪勻，加水后低速攪拌至成團(tuán)，再高速攪拌7 min。面團(tuán)稍作整理后放入醒發(fā)箱內(nèi)（溫度30 ℃，濕度80%）發(fā)酵45 min，取出面團(tuán)壓面10次趕氣，然后將面團(tuán)分割成100 g/塊，手揉成型（成型高度6 cm），-30 ℃速凍30 min，真空包裝，-18 ℃冷藏保存，解凍，醒發(fā)，蒸制20 min。

1.3.6 饅頭品質(zhì)感官評價(jià)方法

冷凍面團(tuán)饅頭感官評分標(biāo)準(zhǔn)（滿分100分）見表3。

1.3.7 TPA質(zhì)構(gòu)儀硬度、咀嚼性測定

用菜刀將饅頭從豎直方向切成1.5 cm的均勻薄片，取中部兩片，采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）測試，測試采用P100探頭，2次實(shí)驗(yàn)取平均值。參數(shù)設(shè)定：測試前速率：1.00 mm/s，測試速率：1.00 mm/s；測試后速率：2.00 mm/s，下壓程度：50.00%；距離：25.000 mm，測試力：5.0 g。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS 17.0進(jìn)行正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 SSL對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

SSL添加量對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響見表4。從表4可以看出，與空白組對比，SSL添加組面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間均有所增加，原因是SSL與面粉中的蛋白質(zhì)的特定結(jié)構(gòu)發(fā)生親水相互作用從而使面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)得到強(qiáng)化[11]；但是隨著SSL添加量的增加，形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間都呈現(xiàn)下降的趨勢，可能的原因是過多的SSL可與淀粉的α-螺旋結(jié)構(gòu)形成復(fù)合體，阻礙了SSL與蛋白質(zhì)發(fā)生親水作用，從而不利于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化。隨著SSL添加量的增加，淀粉糊化特性變化不大，但淀粉糊化熱穩(wěn)定性與淀粉回生特性均有較好的改善，因?yàn)镾SL能結(jié)合一部分直鏈淀粉，這種直鏈淀粉結(jié)合體可以阻止直鏈淀粉溶于水，而有效地防止面團(tuán)老化、變硬[12-13]。SSL對蛋白弱化沒有太大的影響，但若SSL添加量過大，反而會(huì)加強(qiáng)蛋白的弱化，可能因?yàn)槭荢SL與面粉中淀粉的結(jié)合作用稀釋了面筋蛋白的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。由表中數(shù)據(jù)綜合分析，SSL最佳添加量為0.1%～0.15%。

表4 不同SSL添加量對面粉特性的影響Table 4 Effect of SSL addition on flour features

2.1.2 黃原膠對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

黃原膠添加量對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響見表5。從表5可以看出，與空白組對比，黃原膠添加組面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間隨著黃原膠的添加量的增加而增加，蛋白弱化程度隨添加量的增加而下降，原因是黃原膠作為增稠劑，不僅分子間交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)，還與面筋蛋白相互作用，形成復(fù)雜體系，改善了面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了面團(tuán)的穩(wěn)定性，降低了蛋白的弱化程度[14]；隨著黃原膠添加量的增加，淀粉糊化特性以及淀粉糊化熱穩(wěn)定性均變化不大，但淀粉回生特性有了較好的改善，這說明黃原膠對淀粉糊化影響不大。由表5中數(shù)據(jù)綜合分析，黃原膠最佳添加量為0.4%。

表5 不同黃原膠添加量對面粉特性的影響Table 5 Effect of xanthan gum addition on flour features

表6 不同VC添加量對面粉特性的影響Table 6 Effect of vitamin C addition on flour features

2.1.3 VC對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

VC添加量對面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響見表6。從表6可以看出，與空白組對比，VC添加組面團(tuán)形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間增加，因?yàn)閂C可以把硫氫基氧化成為二硫鍵，可使本來互不關(guān)聯(lián)的面筋蛋白質(zhì)相互交聯(lián)，形成一種大分子的立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增加了面粉的筋力[15]；隨著VC添加量的增加，蛋白弱化程度降低，是因?yàn)閂C將面粉中不同的類脂物質(zhì)氧化成二氧類脂物，二氯類脂物可以與蛋白質(zhì)結(jié)合在一起，從而降低了蛋白的弱化度[16]；VC對淀粉糊化特性有一定的負(fù)面影響，可能是因?yàn)閂C的氧化作用導(dǎo)致支鏈淀粉的斷裂，糊化黏度降低，但VC對淀粉糊化熱穩(wěn)定性基本無影響；VC也具有一定的抗老化功效。由表中數(shù)據(jù)綜合分析，VC最佳添加量為0.010%。

2.2 添加劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)

2.2.1 復(fù)配添加劑Mixolab參數(shù)正交分析

由單因素試驗(yàn)結(jié)果可以看出，復(fù)合添加劑對面團(tuán)的蛋白弱化特性及淀粉熱糊化特性影響不顯著，因此選取影響顯著的面團(tuán)形成時(shí)間、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、淀粉糊化熱穩(wěn)定性、淀粉回生特性作為Mixolab參數(shù)的考察指標(biāo)。各指標(biāo)的隸屬度計(jì)算公式如下：

由于本試驗(yàn)4個(gè)指標(biāo)重要性不同，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)的重要性，取面團(tuán)形成時(shí)間、面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間、淀粉糊化熱穩(wěn)定性和淀粉回生特性的權(quán)重分別為0.3、0.3、0.2和0.2，因?yàn)槊鎴F(tuán)形成時(shí)間與面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間對面團(tuán)品質(zhì)較為重要。因此每個(gè)試驗(yàn)最后的隸屬度綜合分=面團(tuán)形成時(shí)間隸屬度×0.3+面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間隸屬度×0.3+（C3-C4）隸屬度×0.2+（C5-C4）隸屬度×0.2。復(fù)配添加劑對面團(tuán)Mixolab參數(shù)影響的正交試驗(yàn)結(jié)果與分析見表7，方差分析見表8。

由表7可知，3因素對即面粉隸屬度的影響主次為A＞C＞B，即SSL＞VC＞黃原膠，最優(yōu)的方案為A1C2B2，即添加劑的配方為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%。在此條件下進(jìn)行3次驗(yàn)證試驗(yàn)，其隸屬度為0.81。由表8可知，影響SSL對冷凍面團(tuán)饅頭的品質(zhì)影響非常顯著，黃原膠與VC對冷凍面團(tuán)饅頭的品質(zhì)影響顯著，從而說明了SSL、黃原膠與VC是3種非常不錯(cuò)的冷凍面團(tuán)饅頭品質(zhì)改良劑。

2.3 不同配方的冷凍面團(tuán)饅頭感官評定與質(zhì)構(gòu)評分

2.3.1 饅頭感官品質(zhì)評分

冷凍面團(tuán)饅頭感官評分標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》制定，具體指標(biāo)及分值標(biāo)準(zhǔn)見表3，為了保證評分相對科學(xué)性，精心挑選了7名評分員進(jìn)行評分，最后取平均值，評分結(jié)果見表10。其中1～9號為正交試驗(yàn)中的1～9號，第10號為正交試驗(yàn)中的最優(yōu)方案，即添加劑配方為SSL0.1%、VC0.01%、黃原膠0.3%。

表7 復(fù)配添加劑配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 不同配方冷凍面團(tuán)饅頭感官評分結(jié)果Table 9 Sensory evaluation results of frozen stream bread dough with different formula

由感官評分結(jié)果可以看出，添加組中10號試驗(yàn)得分最高，其復(fù)合添加劑配方為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%，結(jié)果與Mixolab正交試驗(yàn)結(jié)果相一致。

2.3.2 饅頭質(zhì)構(gòu)品質(zhì)測定

將制作的冷凍面團(tuán)饅頭用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA物性測試，測試結(jié)果見表10。其中1～9號為正交試驗(yàn)中1～9號，第10號試驗(yàn)為正交最優(yōu)方案，即添加劑配方為SSL0.1%、VC0.01%、黃原膠0.3%。

表10 不同配方冷凍面團(tuán)饅頭質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果Table 10 TPA detection results of frozen stream bread dough with different formula

由表10可知，10號試驗(yàn)結(jié)果與其他添加組相比品質(zhì)較好，饅頭的硬度與黏性明顯優(yōu)于其他添加組；雖然饅頭的彈性、凝聚性與膠著性較其他添加組組沒有明顯的區(qū)別，但是在添加組試驗(yàn)中表現(xiàn)最好；咀嚼性與回復(fù)性在添加組試驗(yàn)中雖然不是最好，但是與最好添加組相差不大。綜合而言，質(zhì)構(gòu)儀品質(zhì)評價(jià)10號試驗(yàn)饅頭在添加組中品質(zhì)最好，復(fù)合添加劑配方為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%，結(jié)果也與Mixolab正交試驗(yàn)結(jié)果相一致。

3 結(jié)論

用不添加任何添加劑的中筋面粉制作冷凍面團(tuán)饅頭，結(jié)果發(fā)現(xiàn)饅頭裂紋、皺皮比較嚴(yán)重，添加了最優(yōu)配方的復(fù)合改良劑，顯著改善了面團(tuán)的流變學(xué)特性，制作出的冷凍面團(tuán)饅頭各項(xiàng)感官品質(zhì)評分都明顯得到了提高，TPA質(zhì)構(gòu)也較空白組有明顯的改善，內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻，表面細(xì)膩光滑，品質(zhì)與新鮮饅頭沒有太大的差別。復(fù)配添加劑可顯著改善冷凍面團(tuán)的流變學(xué)特性，其最佳配比為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%，為研究冷凍面團(tuán)饅頭的品質(zhì)改良劑提供一定的理論支撐。

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