響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥面包的配方及加工工藝

魏瑋

天津現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院（天津 300350）

藜麥被譽(yù)為谷物中的“營(yíng)養(yǎng)黃金”，它是藜科藜屬植物[1]。藜麥作為一種單體植物，可以滿足人體對(duì)于基本營(yíng)養(yǎng)的需求，因而也被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織正式推薦為最適宜人類的完美全營(yíng)養(yǎng)食品。藜麥中含有維生素、多酚、類黃酮類、皂苷和植物甾醇類物質(zhì)且具有對(duì)于人體有益的多種功效。藜麥含有高蛋白，其不飽和脂肪酸占83%。同時(shí)，藜麥在糖脂代謝過(guò)程中，其所含的低果糖、低葡萄糖也發(fā)揮了有益的功效[2-3]。

面包是小麥面粉經(jīng)過(guò)酵母發(fā)酵后烘烤而得到的常見(jiàn)谷物食品，其中含有多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、少量維生素等，并且還含有鈣、鉀、鎂、鋅等礦物質(zhì)。經(jīng)過(guò)烘烤后的面包產(chǎn)品易于人體的消化、吸收且方便攜帶與食用，在日常生活中深受人們喜愛(ài)。但市場(chǎng)中面包的功能性成分含量并不顯著。近年來(lái)，焙烤市場(chǎng)中出現(xiàn)了多種全麥面包，其營(yíng)養(yǎng)單調(diào)、口味單一。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)面粉類主食的品種、口味、營(yíng)養(yǎng)等有了更高的要求。在面團(tuán)調(diào)制時(shí)添加一定量的藜麥粉不但可以豐富焙烤類產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還可以使面包制品別具特色[4-5]。

試驗(yàn)以青海產(chǎn)地的白色藜麥為研究對(duì)象，采用二次發(fā)酵法，將藜麥磨粉后與高筋面粉等材料進(jìn)行混合，制備出營(yíng)養(yǎng)豐富的藜麥面包。試驗(yàn)過(guò)程中利用響應(yīng)面分析法優(yōu)化并確定藜麥面包制作的最佳工藝和配方，為相關(guān)產(chǎn)品的加工制備提供一定理論依據(jù)。

1 材料方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 藜麥粉的制備

選用青海西寧產(chǎn)的白色藜麥。藜麥除去雜質(zhì)，經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎后呈粉末狀，過(guò)篩，冷藏備用。

1.1.2 其他材料

高筋小麥粉（金焙1#面包粉，中糧集團(tuán)有限公司）；干酵母（安琪酵母股份有限公司）；食用鹽（中鹽天津市長(zhǎng)蘆鹽業(yè)有限公司）；黃油（安佳牌）；鮮雞蛋（市售）。

1.2 儀器與設(shè)備

N-20粉碎機(jī)（廣州旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司）；SM-25攪拌機(jī)、SM-40SP醒發(fā)箱、SJ-493烤箱（新麥機(jī)械中國(guó)有限公司）；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀（英國(guó)Stable Micro Systems）；ES-A精密型電子天平（天津市德安特傳感技術(shù)有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藜麥面包制作工藝流程[6-8]

原輔料稱取→調(diào)制面團(tuán)→一次醒發(fā)→分割、搓圓、排氣泡→松弛→整形→二次醒發(fā)→烘烤→冷卻→包裝

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 原輔料的調(diào)配

將主料（高筋粉、藜麥粉）稱量、混勻后，放入溫水（30 ℃左右）活化的酵母，加入其他輔料（白砂糖、雞蛋、鹽）置于立式和面機(jī)內(nèi)攪拌，采用120 r/min，攪拌2 min；采用230 r/min攪拌3 min，加入室溫軟化的黃油后繼續(xù)攪拌，采用230 r/min攪拌3 min；采用120 r/min攪拌4 min，直至面團(tuán)光滑柔軟且能拉出筋膜，此時(shí)面團(tuán)測(cè)溫約25 ℃。

1.3.2.2 一次醒發(fā)

設(shè)定一次醒發(fā)溫度35 ℃、濕度75%、醒發(fā)時(shí)間30 min，讓面團(tuán)進(jìn)行發(fā)酵。

1.3.2.3 分割、搓圓、排氣

分割面團(tuán)每個(gè)60 g，搓圓并排氣泡。

1.3.2.4 整形

將面團(tuán)松弛20 min后，整形成橄欖形。

1.3.2.5 二次醒發(fā)

二次醒發(fā)，醒發(fā)溫度38 ℃、濕度80%、醒發(fā)時(shí)間30 min。

1.3.2.6 烘烤

將面團(tuán)置于烤箱中，設(shè)定上火230 ℃、下火180 ℃、烘烤時(shí)間32 min，即完成藜麥面包的制作。

1.3.2.7 冷卻

在常溫下自然冷卻1 h，成品。

1.3.3 藜麥面包質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

采用自然冷卻法，面包烘烤出爐后冷卻至室溫25 ℃，切成3份大小相等、厚度為5 cm的方塊。采用TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀檢測(cè)面包質(zhì)構(gòu)特性，檢測(cè)過(guò)程中選用P-100探頭。測(cè)定條件：起始力5 N，觸發(fā)模式Auto，測(cè)前速率2.0 mm/s，測(cè)試速率1.0 mm/s，測(cè)后速率1.0 mm/s，探頭對(duì)準(zhǔn)樣品中間，壓縮50%，間隔5 s。每組試驗(yàn)進(jìn)行3次平行試驗(yàn)取平均值[9-11]。

1.3.4 面包品質(zhì)的評(píng)價(jià)[12]

面包成品由20名感官評(píng)審員從面包成品的色澤、外觀形態(tài)、組織狀態(tài)、口感及風(fēng)味5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，取最終評(píng)分的平均值。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 藜麥面包感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 藜麥面包制作的單因素試驗(yàn)[13]

按照藜麥面包制作工藝流程，以高筋粉和藜麥粉總質(zhì)量100 g為基準(zhǔn)，通過(guò)改變藜麥粉、酵母及黃油的添加量，采用感官評(píng)分，并確定各個(gè)因素與藜麥面包的品質(zhì)關(guān)系。藜麥粉添加量為8%，10%，12%，14%和16%；酵母粉添加量為0.50%，0.75%，1.00%，1.25%和1.50%；黃油添加量為4.50%，5.00%，5.50%，6.00%和6.50%。其余輔料添加量為水42%、食鹽1.5%、雞蛋17%。

1.3.6 藜麥面包制作的響應(yīng)面試驗(yàn)[14-17]

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取藜麥粉添加量（%）、酵母添加量（%）及黃油添加量（%）這3個(gè)因素為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，依據(jù)Box-Behnken中心組和設(shè)計(jì)原理進(jìn)行響應(yīng)面分析，對(duì)藜麥面包的制作進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面分析試驗(yàn)，優(yōu)化藜麥面包的最佳工藝配方，分析因素與水平見(jiàn)表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平 單位：%

2 結(jié)果與分析

2.1 藜麥粉添加量對(duì)面包品質(zhì)及硬度的影響

從圖1可看出，藜麥粉添加量12%時(shí)，此時(shí)面包感官品質(zhì)評(píng)分最佳。藜麥粉添加量在增大的過(guò)程中，感官評(píng)分呈現(xiàn)先增大后減小趨勢(shì)，這是由于藜麥粉中存在著較為豐富的微量元素，利于面包的發(fā)酵，但隨著藜麥粉添加量的增大，面包中的多酚類物質(zhì)也逐漸增加，使面包的風(fēng)味下降。同時(shí)，藜麥粉量添加16%時(shí)，面包硬度下降明顯，出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象，表皮出現(xiàn)褶皺，使面包的整體品質(zhì)下降。綜合分析，選用藜麥粉添加量12%為宜。

圖1 藜麥粉添加量對(duì)面包感官品質(zhì)評(píng)價(jià)及硬度的影響

2.2 酵母粉添加量對(duì)面包品質(zhì)及硬度的影響

從圖2可看出，酵母粉添加量對(duì)面包外觀品質(zhì)的影響較大。添加量過(guò)少會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)起發(fā)不足，面包的風(fēng)味不足，內(nèi)部產(chǎn)生的氣孔較小，影響面包體積，且面包質(zhì)地較硬，回彈力差；添加量過(guò)大會(huì)導(dǎo)致面包內(nèi)部發(fā)酵過(guò)度，氣孔過(guò)大，使得面包外觀產(chǎn)生裂痕，硬度增加，影響面包品質(zhì)。綜合分析，選擇酵母粉添加量1%為宜。

圖2 酵母粉添加量對(duì)面包感官品質(zhì)及硬度的影響

2.3 黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)及硬度的影響

從圖3可看出，黃油量的不斷增加，使面包的感官品質(zhì)評(píng)分先增后減。黃油添加量過(guò)少，無(wú)法完全包裹面筋蛋白質(zhì)，造成發(fā)酵后的二氧化碳?xì)怏w易溢出，使面包體積縮小，硬度變大，感官評(píng)分降低。黃油添加量過(guò)大則起到反水化作用，影響面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，限制發(fā)酵面團(tuán)體積膨脹。綜合分析，選用黃油添加量5%為宜。

圖3 黃油添加量對(duì)面包感官品質(zhì)及硬度的影響

2.4 藜麥面包響應(yīng)面分析試驗(yàn)

2.4.1 響應(yīng)面分析試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3，利用Design Expert 10.0.3對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行二元回歸擬合，得到回歸方程：Y=95.06+ 0.34A+0.40B+0.89C-0.23AB-0.30AC-0.23BC-6.06A2-3.48B2-0.45C2。方差分析可見(jiàn)表4。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

表4 方差分析結(jié)果

對(duì)表4數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：P＜0.000 1表面回歸模型高度顯著；失擬相P=0.687 2＞0.05，表明回歸模型可信度相對(duì)較高；決定系數(shù)R2=0.998 3，表明模型具有很好的擬合度；信噪比為58.783＞4，表明試驗(yàn)精度很高。因而，該回歸模型能將藜麥粉添加量、酵母添加量和黃油添加量這3個(gè)因素對(duì)藜麥面包的感官評(píng)分的影響較為準(zhǔn)確地進(jìn)行模擬，其中的一次項(xiàng)A、B、C及二次項(xiàng)A2、B2、C2極顯著，二次項(xiàng)AC顯著，AB、BC不顯著，各個(gè)因素影響面包感官評(píng)分的大小依次為C（黃油添加量）＞B（酵母粉添加量）＞A（藜麥粉添加量）。

通過(guò)對(duì)回歸方程及表4、圖4～圖6的分析，得出最佳工藝條件：藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%。在最佳工藝條件下，面包感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為95.5分。

圖4 藜麥粉添加量和酵母粉添加量交互作用的響應(yīng)面

圖5 黃油添加量和藜麥粉添加量交互作用的響應(yīng)面

圖6 黃油添加量和酵母粉添加量交互作用的響應(yīng)面

2.4.2 響應(yīng)面分析驗(yàn)證試驗(yàn)

根據(jù)最佳工藝條件（藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%），進(jìn)行3組平行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的感官評(píng)分分別為96.1，95.7和96.0分，平均值為95.9分，與預(yù)測(cè)值相比，相對(duì)誤差僅為0.42%，說(shuō)明利用響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥面包的工藝條件是具有可靠性的。此條件下生產(chǎn)的面包硬度為532.12 g。試驗(yàn)說(shuō)明該數(shù)學(xué)模型可靠，可利用于藜麥面包最優(yōu)工藝參數(shù)的預(yù)測(cè)，且試驗(yàn)成立。

3 結(jié)論

藜麥加工成粉后添加到面包的生產(chǎn)過(guò)程中，利用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)確定藜麥面包的最優(yōu)配方：藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%，此時(shí)產(chǎn)品感官評(píng)分平均值為95.9分，硬度為532.12 g，且與預(yù)測(cè)值基本符合。即在該優(yōu)化方案下制作出的藜麥面包表皮金黃飽滿，內(nèi)部質(zhì)地細(xì)膩平滑，氣孔細(xì)密均勻且有彈性，并具藜麥獨(dú)特的香味。該方法以期促進(jìn)藜麥面包工業(yè)化生產(chǎn)，豐富面包品種，為藜麥?zhǔn)称返拈_(kāi)發(fā)添加新品種。