復(fù)合雜糧面包配方優(yōu)化的研究

李次力，盧雨菲，遇世友，楊萍

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150076）

近年來(lái)，雜糧面包發(fā)展尤為突出。常雪妮等[1]采用一次發(fā)酵法和正交試驗(yàn)生產(chǎn)出南瓜大豆復(fù)合保健面包。師文添[2]利用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研制出色澤誘人、組織細(xì)密均勻、風(fēng)味獨(dú)特的南瓜紅薯面包。李燮昕和張淼[3]研制出芳香味濃、營(yíng)養(yǎng)豐富的紫薯全粉甜面包。但目前雜糧面包中雜糧種類較少，營(yíng)養(yǎng)比較單一，另外雜糧添加量也比較低，一般占總量的25 %～30%。黑米具有保護(hù)心血管系統(tǒng)，減輕糖尿病和并發(fā)癥，預(yù)防某些癌癥發(fā)生等功能[4]。而薏米的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值在雜糧中獨(dú)占鰲頭，因此，被稱世界禾本科植物之王”[5]。燕麥?zhǔn)蔷哂歇?dú)特營(yíng)養(yǎng)和健康益處的糧食作物，其脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素和不飽和脂肪酸含量均居谷物之首[6]。小米的營(yíng)養(yǎng)成分比較齊全、豐富，人體對(duì)其消化吸收率較高[7]。蕎麥的優(yōu)點(diǎn)有18種氨基酸（其中人體所需的8種必需氨基酸）組成合理、熱量很低、不飽和脂肪酸含量較高、蛋白質(zhì)生物價(jià)較高等[8]。黑米、薏米、蕎麥、燕麥、小米營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富，富含功能性物質(zhì)，以往相關(guān)研究將其單一加入面包中。如果經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，將其混合加入面包中，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化該復(fù)合雜糧面包的最佳工藝配方，為復(fù)合雜糧面包的研究和生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

麥芯小麥粉：益海嘉里金龍魚(yú)糧油食品股份有限公司；高活性干酵母、白砂糖：安琪酵母有限公司；多美鮮動(dòng)物黃油：上海市高夫食品有限公司；蕎麥面、黑米面、小米面、燕麥米、薏仁米：黑龍江泓翔園食品；谷朊粉：安徽安特食品股份有限公司；全脂乳粉、食用鹽、雞蛋：市售。

1.2 設(shè)備與儀器

精密電子天平：上?，幮码娮涌萍加邢薰?；CS-85A 面團(tuán)攪拌機(jī)：廣州市番禺區(qū)昌盛機(jī)電設(shè)備有限公司；中藥粉碎機(jī)：廣州市渲龍廚具有限公司；XF 系列醒發(fā)箱、XYF-3HP 烤箱：廣州市賽思達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司；TA-new plus 質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó) Stable Micro Systems；Brabender 粉質(zhì)儀：德國(guó) Brabender 公司。

1.3 方法

1.3.1 雜糧復(fù)合面包工藝流程

雜糧磨粉過(guò)篩→配料→攪拌→發(fā)酵→松弛及整形→裝模醒發(fā)→烘烤

1.3.1.1 配料

普通面包基本配方：高筋面粉250 g，白砂糖45 g，雞蛋 40 g，黃油 20 g，酵母 2.5 g，奶粉 15 g，食用鹽1.8 g，溫水 90 g。

1.3.1.2 操作要點(diǎn)

將高筋面粉（或雜糧小麥復(fù)合粉），白砂糖，奶粉，雞蛋，酵母放入面團(tuán)攪拌機(jī)，注意避免酵母與糖和蛋液直接接觸，防止提前發(fā)酵。打開(kāi)面團(tuán)攪拌機(jī)，慢速混勻，緩慢加入熱水。待揉出粗膜，加入室溫融化的黃油。持續(xù)攪拌，保持面團(tuán)溫度。在面團(tuán)攪拌結(jié)束前5 min 加入食用鹽，待面團(tuán)揉至完全擴(kuò)展，關(guān)閉面團(tuán)攪拌機(jī)，此時(shí)面團(tuán)終溫保持在25℃～30℃。將面團(tuán)放入設(shè)定溫度和濕度的醒發(fā)箱（溫度38℃，濕度75%）中發(fā)酵1 h。取出面團(tuán)，松弛10 min。將面團(tuán)搓圓，排出發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，整形后放入模具中，進(jìn)行裝模醒發(fā)，醒發(fā)45 min。預(yù)熱烤箱，上下火160℃。醒發(fā)后蓋上模具蓋，調(diào)整上下火至150℃，放入烘烤50 min。

將出爐后的面包立刻脫模，冷卻至室溫，觀察顏色，切片觀察內(nèi)部組織，再進(jìn)行品嘗。

1.3.2 雜糧復(fù)合面包試驗(yàn)研究

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)

添加復(fù)合雜糧粉（等比例）的量分別為20%、25%、30%、35%、40%、45%，確定雜糧復(fù)合粉最高添加比例，再在普通面包配方基礎(chǔ)上，分別探討酵母、白砂糖、谷朊粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響（見(jiàn)表1）。試驗(yàn)設(shè)計(jì)2個(gè)平行，以面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的硬度及彈性參數(shù)為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

表1 單因素試驗(yàn)Table 1 Single factor test

1.3.2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

以質(zhì)構(gòu)儀分析參數(shù)中的硬度值和復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分為響應(yīng)值，在最大添加雜糧粉的基礎(chǔ)上建立三因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，其因數(shù)水平見(jiàn)表2。

表2 復(fù)合雜糧面包響應(yīng)面分析因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface analysis of composite multigrain bread

使用Design-Expert 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和回歸分析，以確定復(fù)合雜糧面包的最佳工藝配方。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定

用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)未醒發(fā)的面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)（彈性，硬度）進(jìn)行測(cè)定。將面團(tuán)取7 g，高度在19 mm～20 mm 的球體。采用圓柱型探頭TA-4/1000，測(cè)試方式為質(zhì)地剖面分析（texture profile analysis，TPA）式。試驗(yàn)參數(shù)為：測(cè)試距離30 mm，測(cè)試速率5 mm/s，返回速率2 mm/s，循環(huán)兩次。

1.3.4 面包品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 20981-2007《面包》，感官評(píng)分由8 位面點(diǎn)專業(yè)人員進(jìn)行感官評(píng)分。復(fù)合雜糧面包的感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表3所示。

表3 復(fù)合雜糧面包感官評(píng)價(jià)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation scores for composite multigrain bread

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 雜糧復(fù)合粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

雜糧復(fù)合粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖1，粉質(zhì)分析見(jiàn)表4。

圖1 雜糧復(fù)合粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響Fig.1 Effect of the amount of multi-grain composite powder on the texture of bread dough

表4 粉質(zhì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)Table 4 Statistics of powder parameters

雜糧復(fù)合在一起富含多種人體必需營(yíng)養(yǎng)素，但雜糧中的蛋白質(zhì)含量普遍較高筋小麥粉中蛋白質(zhì)的含量低。高筋小麥粉的蛋白質(zhì)含量≥18%，而大多數(shù)雜糧的蛋白質(zhì)含量低于12%。蛋白質(zhì)的含量對(duì)面包面團(tuán)的面筋形成有很大的影響，主要表現(xiàn)在面包面團(tuán)的硬度和彈性方面。

通過(guò)試驗(yàn)，雜糧粉添加量在40%之后變劣明顯，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間下降嚴(yán)重，硬度增大大明顯，彈性明顯減小。因此雜糧最大添加比例為40%。

2.1.2 谷朊粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

谷朊粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 谷朊粉的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響Fig.2 Effect of the amount of gluten powder on the texture of bread dough

以普通面包配方為基礎(chǔ)，加入谷朊粉，以面包面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度、彈性）為參考值，可以看出，谷朊粉的添加量與硬度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與彈性呈正相關(guān)關(guān)系。谷朊粉添加量越多，面包面團(tuán)硬度越小，彈性越大，但超過(guò)3%后，面團(tuán)品質(zhì)改良速率明顯減慢。

2.1.3 白砂糖的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

白砂糖的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的彈性、硬度變化影響見(jiàn)圖3。

普通市售面包白砂糖用量通常在16 %～20 %之間，白砂糖添加量越多，面包面團(tuán)硬度越小，彈性越大。但若添加量超過(guò)20%，使酵母細(xì)胞內(nèi)滲透壓增加，酵母細(xì)胞水量平衡失調(diào)，發(fā)酵速度變慢。

圖3 白砂糖的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of the amount of sugar added on the texture of bread dough

2.1.4 酵母的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響

酵母的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 酵母的添加量對(duì)面包面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的影響Fig.4 Effect of the amount of yeast added on the texture of bread dough

酵母主要影響面包的組織、氣孔數(shù)及其大小、彈性、韌性等。通過(guò)試驗(yàn)，當(dāng)酵母的添加量增多，硬度減小，彈性增大，組織清晰呈海綿狀，氣孔大小均勻，有彈性，但超過(guò)2.2%后，面包發(fā)酵酸味明顯增大，且面包面團(tuán)硬度和彈性改變速率下降。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)，得到17組面包的質(zhì)構(gòu)特性(硬度)與感官評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 復(fù)合雜糧面包響應(yīng)面分析結(jié)果Table 5 Response surface analysis results of composite multigrain bread

續(xù)表5 復(fù)合雜糧面包響應(yīng)面分析結(jié)果Continue table 5 Response surface analysis results of composite multigrain bread

用軟件對(duì)表5 的感官評(píng)分進(jìn)行多元回歸擬合，得到3個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分的二次多元回歸模型：Q=84.67+1.04A+0.96B+1.41C+0.43AB+0.34AC+0.14BC-0.38A2-2.07B2-1.40C2。為了驗(yàn)證回歸方程的有效性，對(duì)此回歸模型進(jìn)行方差分析，進(jìn)一步確定了每個(gè)因素對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分的影響程度，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 響應(yīng)面回歸方差分析Table 6 Response surface regression variance analysis

從表6可以看出，該回歸模型F 檢驗(yàn)極顯著（P〈0.01）；其決定系數(shù) R2=0.957 3，R2adj=0.902 4，表明此模型與實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果擬合程度很好，可信度高。各單因素對(duì)復(fù)合雜糧面包面團(tuán)品質(zhì)的影響大小依次為：酵母的添加量〉谷朊粉的添加量〉糖的添加量。

2.2.2 復(fù)合雜糧面包最佳配方確定

2.2.2.1 添加谷朊粉和白砂糖對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響

添加谷朊粉和白砂糖對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響如圖5所示。

感官評(píng)分隨添加谷朊粉和白砂糖的量增加先增大后降低。感官評(píng)分的最大值在底面的同心圓中。糖的添加量在17%～19%，谷朊粉添加量在2.4%～2.6%。

圖5 添加谷朊粉和白砂糖量對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響的響應(yīng)面圖Fig.5 Response surface diagram of the effect of adding gluten and sugar on the sensory score of composite multigrain bread

2.2.2.2 添加谷朊粉和酵母對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響

添加谷朊粉和酵母對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響如圖6所示。

圖6 添加谷朊粉和酵母量對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響的響應(yīng)面圖Fig.6 Response surface diagram of the effect of adding gluten and yeast on the sensory score of composite multigrain bread

隨著谷朊粉量和酵母量的增加，感官評(píng)分先上升后下降。感官評(píng)分的最大值在底面的同心圓中。酵母的添加量在1.8%～2.0%，谷朊粉添加量在2.4%～2.6%。

2.2.2.3 添加酵母和白砂糖對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響

添加糖和酵母量對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響如圖7所示。

感官評(píng)分隨糖和酵母添加量的增加先增大后降低。感官評(píng)分的最大值在底面的同心圓中。酵母的添加量在1.8%～2.0%，白砂糖添加量在17%～19%。

根據(jù)響應(yīng)面分析，可得3個(gè)因素的最佳添加量，為容易操作，取小數(shù)點(diǎn)后一位。分別為谷朊粉2.5%，白砂糖18%，酵母1.8%，此時(shí)復(fù)合雜糧面包的感官評(píng)分為84.674 分。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)可知，根據(jù)此配方研制出的復(fù)合雜糧面包的感官評(píng)分為84.43 分，與預(yù)測(cè)值接近，表明通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化的復(fù)合雜糧面包的最佳配方是準(zhǔn)確、可靠的。

圖7 添加白砂糖和酵母量對(duì)復(fù)合雜糧面包感官評(píng)分交互影響的響應(yīng)面圖Fig.7 Response surface diagram of the effect of adding sugar and yeast on the sensory score of composite multigrain bread

3 結(jié)論

本試驗(yàn)主要研究了黑米、蕎麥、燕麥、小米、薏米復(fù)合雜糧在新型雜糧面包中的最大添加量，并研究了添加谷朊粉、白砂糖和酵母的量對(duì)復(fù)合雜糧面包面團(tuán)的質(zhì)構(gòu)及面包品質(zhì)的影響。在單因素的基礎(chǔ)上，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，通過(guò)響應(yīng)面法確定復(fù)合雜糧面包的最佳配方。當(dāng)5種雜糧等比例添加量為40%時(shí)，谷朊粉2.5%，白砂糖18%，酵母1.8%，此時(shí)復(fù)合雜糧面包的感官評(píng)分為84.674 分。通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)可知，按此配方研制出的復(fù)合雜糧面包的感官評(píng)分為84.43 分，品質(zhì)最好。