混合試驗儀確定冷凍面團饅頭復配添加劑最佳配方

胡家勇，秦先魁*，鄭 革，陳淑平，邱燕霞

（武漢輕工大學 食品科學與工程學院，湖北 武漢 430000）

以饅頭為主要代表的中式發酵面食，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，冷凍面團技術是通過低溫速凍的方式將揉搓好的面團在短時間內降到一個比較低的溫度，從而保證產品的安全性和品質的標準化。凍面團技術因其特殊的優越性成為我國食品工業最具發展潛力的技術之一，適合于連鎖企業的經營生產模式[1]。

目前冷凍面團產品的整體感官品質與現制現售品還有一段距離，在生產中還會容易出現萎縮、變色、裂紋等質量問題[2-4]，如冷凍面團經長期冷凍貯藏會導致面團品質下降，醒發時間增加、面包硬度增加、比容減小等[5]；研究表明，由于冷凍系統（冷凍、凍藏、解凍）的影響導致冷凍面團食品在生產過程中品質發生變化，隨著冷凍面團冷藏時間的延長，產品質量不斷降低[6]。為獲得品質良好的冷凍面團，以乳化劑、氧化劑、親水膠體等添加劑通過Mixolab混合試驗儀研制出一種配比合理、效果良好的復合型冷凍面團品質改良劑，以確保冷凍面團有一個良好的外觀及品嘗品質。

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 儀器與設備

DW-40L188 -40 ℃醫用低溫速凍冰箱、BCD-539WT海爾冰箱：青島海爾集團股份有限公司；Mixolab混合實驗儀：法國肖邦公司；H-1850R型立式冷凍離心機：上海久世環保科技有限公司；TA-XT2i Texture Analyser：英國Stable Micro System有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 面粉水分含量測定

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

1.3.2 面粉粉質特性測定[7]

混合實驗儀是測定面粉加水混合形成面團過程和面團加熱糊化過程以及冷卻過程面團流變特性變化的儀器，測定時將面粉放在混合實驗儀的混合室中，儀器根據面粉的水分含量自動加入一定量的水，由兩個“s”形的攪拌刀以80 r/min的轉速進行混合，實時測定并記錄在兩個攪拌刀間對面團的力矩（N·m），繪制出力矩（溫度）隨時間變化的混合曲線，并研究面團的流變特性和酶活性等參數。然后通過各個參數分析面粉的各個性質。混合實驗儀力矩曲線如圖1所示。

圖1 Mixolab混合實驗儀力矩曲線圖Fig.1 Torque curves of Mixolab mixed experiment instrument

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

1.3.3 單因素試驗

根據國內外的研究報道，本試驗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（質量分數0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）、黃原膠（質量分數0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）、抗壞血酸（質量分數0、0.005%、0.010%、0.015%、0.020%）進行單因素試驗。添加劑添加量參見GB 2760—2011《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》。

1.3.4 正交試驗

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

表2 復配添加劑配方優化正交試驗因素與水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

1.3.5 冷凍面團饅頭制作

先將干料低速攪勻，加水后低速攪拌至成團，再高速攪拌7 min。面團稍作整理后放入醒發箱內（溫度30 ℃，濕度80%）發酵45 min，取出面團壓面10次趕氣，然后將面團分割成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，蒸制20 min。

1.3.6 饅頭品質感官評價方法

冷凍面團饅頭感官評分標準（滿分100分）見表3。

1.3.7 TPA質構儀硬度、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，采用質構儀進行質構分析（texture profile analysis，TPA）測試，測試采用P100探頭，2次實驗取平均值。參數設定：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 數據分析

數據統計采用SPSS 17.0進行正交試驗結果方差分析。

2 結果與討論

2.1 單因素試驗

2.1.1 SSL對面團粉質特性的影響

SSL添加量對面團粉質特性的影響見表4。從表4可以看出，與空白組對比，SSL添加組面團形成時間、穩定時間均有所增加，原因是SSL與面粉中的蛋白質的特定結構發生親水相互作用從而使面筋的網絡結構得到強化[11]；但是隨著SSL添加量的增加，形成時間和穩定時間都呈現下降的趨勢，可能的原因是過多的SSL可與淀粉的α-螺旋結構形成復合體，阻礙了SSL與蛋白質發生親水作用，從而不利于面筋網絡結構的強化。隨著SSL添加量的增加，淀粉糊化特性變化不大，但淀粉糊化熱穩定性與淀粉回生特性均有較好的改善，因為SSL能結合一部分直鏈淀粉，這種直鏈淀粉結合體可以阻止直鏈淀粉溶于水，而有效地防止面團老化、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，反而會加強蛋白的弱化，可能因為是SSL與面粉中淀粉的結合作用稀釋了面筋蛋白的網絡結構。由表中數據綜合分析，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 黃原膠對面團粉質特性的影響

黃原膠添加量對面團粉質特性的影響見表5。從表5可以看出，與空白組對比，黃原膠添加組面團形成時間、穩定時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，不僅分子間交聯形成網絡，還與面筋蛋白相互作用，形成復雜體系，改善了面筋的網絡結構，提高了面團的穩定性，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中數據綜合分析，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對面團粉質特性的影響

VC添加量對面團粉質特性的影響見表6。從表6可以看出，與空白組對比，VC添加組面團形成時間、穩定時間增加，因為VC可以把硫氫基氧化成為二硫鍵，可使本來互不關聯的面筋蛋白質相互交聯，形成一種大分子的立體網狀結構，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，是因為VC將面粉中不同的類脂物質氧化成二氧類脂物，二氯類脂物可以與蛋白質結合在一起，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面影響，可能是因為VC的氧化作用導致支鏈淀粉的斷裂，糊化黏度降低，但VC對淀粉糊化熱穩定性基本無影響；VC也具有一定的抗老化功效。由表中數據綜合分析，VC最佳添加量為0.010%。

2.2 添加劑配方優化正交試驗

2.2.1 復配添加劑Mixolab參數正交分析

由單因素試驗結果可以看出，復合添加劑對面團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形成時間、面團穩定時間、淀粉糊化熱穩定性、淀粉回生特性作為Mixolab參數的考察指標。各指標的隸屬度計算公式如下：

由于本試驗4個指標重要性不同，根據各個指標的重要性，取面團形成時間、面團穩定時間、淀粉糊化熱穩定性和淀粉回生特性的權重分別為0.3、0.3、0.2和0.2，因為面團形成時間與面團穩定時間對面團品質較為重要。因此每個試驗最后的隸屬度綜合分=面團形成時間隸屬度×0.3+面團穩定時間隸屬度×0.3+（C3-C4）隸屬度×0.2+（C5-C4）隸屬度×0.2。復配添加劑對面團Mixolab參數影響的正交試驗結果與分析見表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%。在此條件下進行3次驗證試驗，其隸屬度為0.81。由表8可知，影響SSL對冷凍面團饅頭的品質影響非常顯著，黃原膠與VC對冷凍面團饅頭的品質影響顯著，從而說明了SSL、黃原膠與VC是3種非常不錯的冷凍面團饅頭品質改良劑。

2.3 不同配方的冷凍面團饅頭感官評定與質構評分

2.3.1 饅頭感官品質評分

冷凍面團饅頭感官評分標準參考GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》制定，具體指標及分值標準見表3，為了保證評分相對科學性，精心挑選了7名評分員進行評分，最后取平均值，評分結果見表10。其中1～9號為正交試驗中的1～9號，第10號為正交試驗中的最優方案，即添加劑配方為SSL0.1%、VC0.01%、黃原膠0.3%。

表7 復配添加劑配方優化正交試驗結果與分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

表8 正交試驗結果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 不同配方冷凍面團饅頭感官評分結果Table 9 Sensory evaluation results of frozen stream bread dough with different formula

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

2.3.2 饅頭質構品質測定

將制作的冷凍面團饅頭用質構儀進行TPA物性測試，測試結果見表10。其中1～9號為正交試驗中1～9號，第10號試驗為正交最優方案，即添加劑配方為SSL0.1%、VC0.01%、黃原膠0.3%。

表10 不同配方冷凍面團饅頭質構測定結果Table 10 TPA detection results of frozen stream bread dough with different formula

由表10可知，10號試驗結果與其他添加組相比品質較好，饅頭的硬度與黏性明顯優于其他添加組；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別，但是在添加組試驗中表現最好；咀嚼性與回復性在添加組試驗中雖然不是最好，但是與最好添加組相差不大。綜合而言，質構儀品質評價10號試驗饅頭在添加組中品質最好，復合添加劑配方為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%，結果也與Mixolab正交試驗結果相一致。

3 結論

用不添加任何添加劑的中筋面粉制作冷凍面團饅頭，結果發現饅頭裂紋、皺皮比較嚴重，添加了最優配方的復合改良劑，顯著改善了面團的流變學特性，制作出的冷凍面團饅頭各項感官品質評分都明顯得到了提高，TPA質構也較空白組有明顯的改善，內部結構均勻，表面細膩光滑，品質與新鮮饅頭沒有太大的差別。復配添加劑可顯著改善冷凍面團的流變學特性，其最佳配比為SSL0.1%、VC0.010%和黃原膠0.3%，為研究冷凍面團饅頭的品質改良劑提供一定的理論支撐。

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