基于正交試驗和模糊評價的豆渣膳食面包研制

雷　頌，龍姣麗，王伯華，陸文芳，袁　香

（湖南文理學院生命科學學院，水產高效健康生產湖南省協同創新中心，環洞庭湖水產健康養殖及加工湖南省重點實驗室，湖南常德　415000）

基于正交試驗和模糊評價的豆渣膳食面包研制

雷頌，龍姣麗，王伯華，陸文芳，袁香

（湖南文理學院生命科學學院，水產高效健康生產湖南省協同創新中心，環洞庭湖水產健康養殖及加工湖南省重點實驗室，湖南常德415000）

豆渣中含有豐富的營養物質，其中膳食纖維尤為豐富，具有減少腸道中的膽固醇、降低結腸癌風險、預防便秘等功效。我國每年通過大豆加工產生的豆渣約為800×104t，大多數被當成廢棄物丟棄，因此對豆渣的利用具有現實意義。以大豆豆渣、小麥粉為主要原料，研究豆渣添加量、酵母添加量、發酵時間、烘烤溫度對豆渣面包品質的影響，并在單因素試驗的基礎上通過正交試驗確定豆渣膳食面包的最佳工藝條件，以面粉100 g為基準，豆渣15 g，酵母1.1 g，發酵時間110 min，烘烤方法和溫度為先以底火120℃，面火120℃的溫度烘烤20 min，將面包內部的水分去除，再將底火和面火同時升溫至180℃烘烤15 min。豆渣膳食面包的研制，豐富了面包的營養物質，同時豆渣被充分利用，節約了資源，具有良好的市場前景。

大豆豆渣；面包；模糊評價；感官評定

0　引言

隨著生活水平的提高，越來越多的消費者開始關注飲食平衡，而膳食纖維被作為人體所需的第七大營養物質，被越來越重視。因此，近年來將豆渣應用到食品中的研究報道也越來越多。孔捷[1]研究了豆渣饅頭的制作工藝，用豆渣替代部分面粉制作饅頭，采用二次發酵工藝，使得饅頭更加松軟、味道純正。與傳統饅頭相比，豆渣饅頭的蛋白質和膳食纖維含量高，口感純正，且有淡淡的甜味和豆香味。張銳利等人[2]將鮮豆渣蒸15 min均質后，用于制作富含豆渣纖維的蛋糕，成品組織松軟，有較好的豆香味，口感、色澤均達到消費者可接受程度。孫小凡等人[3]將鮮豆渣脫腥后用于保健纖維面條的研制，并對其烹煮特性進行了研究。陶菲等人[4]對豆渣纖維在火腿腸生產中的應用進行了研究。此外，豆渣還被用于生產醬油，以及提取大豆多糖、水解蛋白、大豆磷脂、大豆纖維[5-9]等。

豆渣是加工豆腐、豆漿等的副產物，來源廣泛、成本低廉、纖維含量高，是一種優良的膳食纖維資源。豆渣中還含有蛋白質、礦物質和類黃酮，具有很高的營養保健價值[10-11]。研究發現，豆渣具有預防糖尿病、降血脂、減肥等多種生理功能[12-14]，由于豆渣單吃口感粗糙，不好消化，常被當成牲畜飼料或廢品扔掉。據調查，我國每年約有800×104t的豆渣被作為工業廢品不僅造成巨大的資源浪費，還會對環境造成巨大壓力[15]。將豆渣添加到面粉中，制作出能夠被消費者所喜歡的面包，不僅能夠使豆渣被重新利用，節約資源，同時也能滿足人們對高纖維健康食品的要求。

1　材料與方法

1.1試驗材料

面粉，南順（山東）食品有限公司提供；豆渣，湖南文理學院第四食堂提供；酵母，安琪酵母股份有限公司提供；黃油，新西蘭安佳食品有限公司提供；牛奶，伊利有限公司提供；雞蛋，新鮮市售。

1.2試驗儀器

DFY-300型小型粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司產品；DHG-9140型烘箱，金壇市榮華儀器制造有限公司產品；YXD90-1型烤箱，溫州一喜商用機械有限公司產品；RF-GF型發酵箱，廣東中山瑞斗電器干衣設備制造廠產品。

1.3試驗方法

1.3.1工藝流程

豆渣→烘干→粉粹→過篩→豆渣粉→添加面粉后混合攪勻→加入水、雞蛋、白砂糖、鹽、酵母調制→加入黃油→揉面團→發酵→滾圓→整形→醒發→烘烤→冷卻→成品。

1.3.2操作要點

（1）豆渣烘干。將豆渣在75℃的烘箱中烘2~ 3 h，將水分烘干，得到香而無腥味的豆渣。

（2）面團攪拌。將豆渣、面粉、白砂糖、鹽等原輔料一起倒入攪拌缸中，再加入已混合好的酵母液。攪拌到面筋初形成時，再加入黃油。面團攪拌時，當面團可拉出稍透明薄膜時即可停止攪拌。

（3）發酵。采用一次發酵法，將面團放入儀器內，蓋上保鮮膜，放入25℃，相對濕度85%的發酵箱進行基本發酵。

（4）整形醒發。將面團分割滾圓，放置10 min后，使得面團得到松弛。整形以后，放入已刷好油的烤盤上，放入40℃，相對濕度85%的發酵箱進行醒發。

（5）烘烤。將面團放入已預熱好烤箱中，待面包烤至表面呈金黃色即可。

（6）冷卻。冷卻至35℃以下。

1.3.3試驗方案

先進行單因素試驗的研究，利用感官評價與模糊評判相結合的方法對單因素試驗結果進行分析，然后根據單因素試驗結果確定正交試驗內容，獲得更加優化的產品配方和工藝條件。

1.3.4單因素試驗

（1）豆渣添加量對面包品質的影響。以面粉100 g為基準，酵母1.2 g，白砂糖15 g，雞蛋7.5 g，水60 g，發酵時間100 min，烘烤溫度為底火180℃，面火200℃，豆渣添加量依次為10，15，20，25，30 g，共做5組試驗。

（2）酵母添加量對面包品質的影響。以面粉100 g為基準，豆渣15 g，白砂糖15 g，雞蛋7.5 g，水60 g，發酵時間100 min，烘烤溫度為底火180℃，面火200℃，酵母添加量依次為0.8，1.0，1.1，1.2，1.3 g，共做5組試驗。

（3）發酵時間對面包品質的影響。以面粉100 g為基準，豆渣15 g，白砂糖15 g，雞蛋7.5 g，水60 g，酵母1.1 g，烘烤溫度為底火180℃，面火200℃，發酵時間依次為80，90，100，110，120 min，共做5組試驗。

（4）烘烤溫度對面包品質的影響。以面粉100 g為基準，豆渣15 g，白砂糖15 g，雞蛋7.5 g，水60 g，酵母1.1 g，發酵時間110 min，烘烤溫度依次為150，180，200，220℃，共做5組試驗，烘烤至面包表面呈金黃色。

1.3.5正交試驗

在單因素試驗基礎上，設計四因素三水平的正交試驗。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1　正交試驗因素與水平設計

1.3.6豆渣膳食面包的安全性指標測定

根據最佳工藝條件制作豆渣膳食面包，對面包進行微生物指標的測定，試驗按GB 7099—2003糕點、面包衛生標準進行檢測。

1.3.7豆渣膳食面包品質感官評價

豆渣膳食面包感官評價標準見表2。

1.3.8模糊綜合評價

（1）模糊綜合評判原理。模糊綜合評判[16]是根據模糊數學的隸屬度理論把定性評價轉為定量評價，即將具有模糊性的事物在形式上轉為確定性，對受多種因素影響的對象做出一個總體評價。模糊綜合評判對豆渣膳食面包各個感官指標進行綜合評定，能夠減少人為誤差，使試驗所得結果更為清晰、系統、合理、客觀。

表2　豆渣膳食面包感官評價標準

（2）因素集的建立。因素集是指面包感官評定的因素集合。因素集U={色澤u，表面狀態u1，氣味u2，內部組織u3，口感u4}，ui為第i個因素。

（3）評語集的建立。根據感官評定標準，對每個因素進行打分，分為優、良、中、差4個等級。評語集V=（優v1，良v2，中v3，差v4），vi為第i級評語。

（4）權重集的建立。根據色澤、表面狀態、氣味、內部組織、口感在面包品質中的重要性，采用強制決定確定各因素的權重，其中色澤（0.2）、表面狀態（0.25）、內部組織（0.25）、口感（0.25）。記為A=（a1，a2，a3，a4），且a1+a2+a3+a4=1。

（5）單因素評判的建立。請10位評委按照評語集對每一個樣品進行評判，將評委對各因素的評語次數統計成一個表，并將表中各數除以10，得到各因素對4項評語的隸屬度，將其按因素為行排列即得隸屬矩陣。

2　結果與分析

2.1各單因素試驗對面包品質的影響

2.1.1豆渣添加量對面包品質的影響

由于面粉與水混合能夠形成面筋結構，小麥特有的香味和色澤也能夠掩蓋豆渣偏黃且帶有豆腥味的特點，因此豆渣與高筋面粉按一定的比例混合能夠制作出具有豆香、口感較好的面包。

豆渣膳食面包不同水平的各因素評語統計見表3。

由表3可知，所選定的10個人對面包的評定分部不均衡，為使結果更加合理，因此采用模糊數學評判方法進行評定。

由1號配方所得結果可以看出，對色澤的評定有2人評優，6人評良，2人評中，0人評差，即R色澤=（0.2 0.6 0.2 0）。同理可得R表面狀態，R氣味，R內部結果，R口感，把所有的評定因素寫成一個矩陣，即：

依據模糊變換原理B=A×R，則對第i號產品的綜合評價結果為Bi=A×Ri，因此1號產品的綜合評價結果為：B1=（0.375 0.6 0.275 0），B2=（0.4 0.6 0.25 0），B3=（0.075 0.65 0.45 0.075），B4=（0.05 0.475 0.625 0.1），B5=（0.05 0.375 0.725 0.1）

豆渣中含有豐富的膳食纖維，添加量過多會影響面筋的形成，導致面包不成型或結構過于粗糙；添加量過少，會使豆香味不明顯，不具有豆渣膳食面包應有的特點。

在豆渣添加量對面包品質的影響中，隨著豆渣添加量的不斷增加，面包的口感越來越粗糙，相對增大的體積也越來越小，面包內部結構也越來不均勻，再結合模糊評價，根據模糊評定最大隸屬度原則，得出2號產品的配方相對較好，即當豆渣添加量為15 g時，面包的品質相對最優。

2.1.2酵母添加量對面包品質的影響

根據2.1.1的數據處理方式可得，酵母添加量各水平模糊變換矩陣為：B1=（0.2 0.35 0.42 0.02，B2=（0.3 0.48 0.2 0.02），B3=（0.48 0.36 0.16 0），B4=（0.52 0.4 0.16 0），B5=（0.06 0.46 0.42 0.06）

酵母在面團中發酵產生大量的二氧化碳，從而增加面筋的擴展作用，使面包松軟。酵母發酵時，能使產品產生特有的發酵風味，形成面包所特有的烘焙芳香氣味。酵母添加量太少，會使面團內部得不到充分的擴展，從而使面包硬而結實；若添加量過多，會導致面團內部產生過多的氣體，使面包產生大孔洞或坍塌。根據感官評價和模糊評定最大隸屬度原則，得出4號產品的配方相對較好，即酵母添加量為1.2 g。

2.1.3發酵時間對面包品質的影響

根據2.1.1的數據處理方式可得，發酵時間各水平模糊變換矩陣為：B1=（0.3 0.42 0.2 0.08），B2=（0.46 0.32 0.2 0.02），B3=（0.48 0.4 0.08 0.04），B4=（0.54 0.3 0.1 0.06），B5=（0.42 0.36 0.14 0.08）

面包在發酵過程的時間控制對面包品質具有很大的影響，面包發酵過程主要是酵母產生氣體，使面筋得到擴展，從而使面團變大。發酵時間過長，會導致酵母產氣過多，使面包產生大孔洞，組織坍塌等影響；發酵時間過短，會導致面團發酵不充分，而使面包結構結實，不松軟。根據感官評價和模糊評定最大隸屬度原則，得出4號產品的工藝條件較好，即發酵時間為110 min。

2.1.4烘烤溫度對面包品質的影響

根據2.1.1的數據處理方式可得，烘烤溫度各水平模糊變換矩陣為：B1=（0.3 0.42 0.2 0.08），B2=（0.52 0.42 0.04 0.02），B3=（0.42 0.5 0.06 0.02），B4=（0.24 0.32 0.34 0.1）

面包烘烤溫度過高，會直接影響面包的色澤、形狀和口感，如果溫度過低，面包水分含量高，內部濕黏，且在微生物適宜的環境下，會使酵母繼續發酵，產生酸味或苦味。綜合感官評價和模糊評定最大隸屬度原則，得出2號產品為相對最優。即先以底火120℃，面火120℃的溫度將面包內部的水分去除，再將底火和面火溫度同時升高至180℃，烘烤15 min。

2.2正交試驗結果

由單因素試驗可以看出，豆渣添加量、酵母添加量、發酵時間、烘烤溫度對面包品質有明顯的影響。為了確定豆渣膳食面包的最佳配方，采用四因素三水平正交試驗。

豆渣膳食面包的正交試驗結果見表4。

表4　豆渣膳食面包的正交試驗結果

由R值可以看出，各因素對面包品質影響的大小順序為D>A>C>B，即烘烤溫度對面包品質的影響最大，其次為豆渣添加量、發酵時間，酵母添加量對面包品質的影響最小。

綜合單因素試驗和正交試驗，得出豆渣膳食面包的最佳工藝配方為A2B2C3D2，即以面粉100 g為基準，豆渣添加量15 g，酵母添加量1.1 g，發酵時間110 min；烘烤時先以底火120℃，面火120℃的溫度將面包內部的水分去除，再將底火和面火溫度同時升高至180℃，烘烤15 min。最后，再將所得最佳配方進行平行驗證試驗，所得面包松軟香甜適中、內部結果均勻、無大孔洞，比1~9號試驗方案所得的產品更優。

2.3豆渣膳食面包的安全性指標測定結果

豆渣膳食面包的微生物指標測定結果見表5。

表5　豆渣膳食面包的微生物指標測定結果

由表5可以看出，按照最佳工藝條件制作出的面包安全符合國家面包衛生標準。

3　結論

試驗通過單因素試驗和正交試驗確定了豆渣膳食面包的最佳制作工藝，即以面粉100 g為基準，依次添加豆渣15 g，酵母1.1 g，發酵時間110 min；烘烤時先以底火120℃，面火120℃的溫度將面包內部的水分去除，再升高溫至180℃烘烤15 min。采用此工藝所得的豆渣膳食面包口感松軟，且帶有豆香味，產品獨具特色，安全可靠，具有很好的市場開發前景。

[1]孔捷．豆渣饅頭制作工藝的研究 [J]．農產品加工（學刊），2011（3）：44-46．

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Soybean Dregs Bread Formula Optimization Based on Fuzzy Mathematics Sensory Evaluation and Orthogonal Experiment

LEI Song，LONG Jiaoli，WANG Bohua，LU Wenfang，YUAN Xiang
（Key Laboratory of Health Aquaculture and Product Processing in Dongting Lake Area of Hu'nan Province，Collaborative Innovation Center for Efficient and Health Production of Fisheries in Hu'nan Province，College of Life Science，Hu'nan University of Arts and Science，Changde，Hu'nan 415000，China）

The bean dregs contain rich nutrients，which is particularly rich in dietary fiber，it can reduce the cholesterol in the intestine，reduce the risk of cancer，prevent constipation and other effects.Every year in our country through the processing of soybean dregs is about 800 million tons，most are discarded as waste，so the use of bean dregs has practical significance.This paper take soybean，wheat flour as the main raw material，studed of bean dregs adding yeast amount，effect of adding quantity，the fermentation time，baking temperature on the quality of bean dregs bread.On the basis of single factors，through the orthogonal experiment determined the bread of crude fiber from soybean dregs optimum conditions the flour 100 g as a benchmark，bean curd residue 15 g，yeast 1.1 g，total fermentation time is 110 minutes，curing method and temperature for first to 120℃，surface fire 120℃temperature bake roast for 20 min to remove the moisture inside the bread，the primer and the surface fire and heated to 180℃bake for 15 min.The suitable processing technology keep rich nutrients in the bread，make full use of bean dregs，save resources，it has a good market prospect.

soybean dregs；bread；fuzzy evaluation；sensory evaluation

TS219

Adoi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.033

2016-07-30

湖南文理學院大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目（201305）。

雷頌（1977— ），男，碩士，助教，研究方向為食品精深加工。