胡蘿卜粉營養饅頭的生產工藝研究

于輝，趙敏，楊鑫，陳家盛，姜魯鑫，邢琳琳，畢延祥，王香媛，韓雨晴，岳鳳麗

（山東農業工程學院，山東濟南250100）

隨著經濟的發展，我國城鄉居民生活水平已達到小康水平，富裕生活帶來了膳食結構的改變。為了追求口感，食品制作越來越精細化，而精細化谷物食品中大多缺乏膳食纖維、維生素B1、谷維素等營養元素。根據《中國居民營養與慢性病狀況報告（2015年）》，我國居民脂肪攝入量過多，平均膳食脂肪供能比超過30%，果蔬攝入量下降，膳食纖維、鈣、鐵、維生素等部分營養素缺乏仍然存在，而糖尿病和高血壓等慢性病也因不合理的膳食結構趨于普遍化、低齡化，呈現高發態勢。因此，在慢性病患者極速增多的情況下，當前飲食的主要需求是改變膳食結構，使營養全面化，同時又要求工藝簡單、制作方便以適應當今快節奏的生活需要[1]?！盎焓承笔侵笇⒃S多不同的食物原料進行復合、復配，使營養加成化，利用其協同作用增強其利用率，達到多種性能提升的作用，增強原料的綜合利用。例如在谷物粉料中加入蔬菜粉，可以保證營養均衡，降低食品安全風險，發揮營養素的疊合作用，降低現代慢性病的發生率，增強人民體質[2]。胡蘿卜的營養價值是自20世紀人們認識維生素A后才被廣泛重視和利用的，胡蘿卜中含有豐富的維生素A，長期食用，可以使血液中膽固醇含量降低10%～20%，對預防心臟疾病和腫瘤有較好的作用，同時胡蘿卜在一定程度上能刺激皮膚的代謝及內部血液的循環，起到美容養顏、預防上皮細胞癌變的作用[3]。但在實際的利用過程中，以胡蘿卜為原料的加工品主要分為原味品、風味品和精提品，在當今市場競爭中，除了要有高新產品的出現外，更要有可以適合大眾的產品，進行大眾化、機械化生產。

饅頭是北方的主要面食，已經有1700多年的歷史，將小麥粉與水混揉、發酵、整形、蒸制等工藝操作簡單，口味有麥芽甜香，而且咀嚼感和飽腹感較強[4]。但是隨著社會的進步，機械化的大力發展，饅頭也被逐漸商業化，同時，人們對于饅頭的要求不僅僅局限在滿足咀嚼感和飽腹感兩個方面了，追求更多的是色澤、外觀及營養價值，于是復配粉饅頭受到了人們的青睞，目前已有百余種復配粉饅頭出現在人們餐桌中，主要是以雜糧復配粉、果蔬復配粉、藥膳復配粉等為主，玉米粉饅頭、枸杞菜饅頭、苦蕎饅頭、海帶饅頭等各種類的饅頭均得到了消費者的一致好評[2]。

本研究將胡蘿卜粉和小麥粉進行復配，然后優化制作工藝及條件，制作出口味優良、品質較優的胡蘿卜粉營養饅頭。對饅頭的感官進行優化，選擇被大多數人喜歡和認可的口味及外觀，同時一改以往通過胡蘿卜打漿然后混合制作面制品的方式，通過粉的復配，更加快捷方便，減少了設備的利用及工藝中復雜的操作，而且胡蘿卜粉可儲存、量化。在成品方面，提升了饅頭的品質，改善了口感，充分利用了胡蘿卜的優勢，將其營養保健作用主食化，也為胡蘿卜的深加工和綜合利用提供了思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉（香滿園優質特一粉），益海嘉里（兗州）糧油工業有限公司；

胡蘿卜粉（克拉農場），食品級，蘇州悠時食品有限公司；

酵母，食品級，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設備

攪拌機，BKB-40 L，廣州焙可達機械設備有限公司；粉質儀，BLH-1500，浙江伯利恒儀器有限公司；

紅外線快速水分測定儀，H11261，北京恒奧德儀器儀表有限公司；

質構儀，SMS TA.XT Plus，北京微訊超技儀器技術有限公司；

電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司；

恒溫發酵箱，F-15HCA，博蘭登Brondon；

游標卡尺、電子天平等。

1.3 方法

1.3.1 胡蘿卜粉營養饅頭的制作工藝

圖1 胡蘿卜粉營養饅頭的制作工藝Fig.1 Production technology of nutritional steamed bread with carrot powder

1.3.2 工藝要點

（1）原料預處理

將小麥粉、胡蘿卜粉過篩、準確稱量，復配均勻；將酵母粉用36℃的溫水充分活化。將胡蘿卜粉與小麥粉過篩混合均勻。

（2）和面

將復配粉倒入和面機中，緩慢加入活化好的酵母，攪拌均勻后，加入溫水和面。和面時間為15 min左右，面團終溫為28℃。以面團表面光滑、不粘手，且具有一定的彈性為宜。

（3）發酵

將面團放在發酵箱中進行發酵。發酵溫度30℃，相對濕度80%，發酵時間視發酵程度而定[5]。

（4）成型、醒發

取出發酵完成的面團，再次揉搓，約5 min左右，然后分割成100 g左右的小面團，揉捏至表面光滑無裂紋，半球狀的饅頭坯。將成型后的饅頭坯放于35℃左右、相對濕度85%的發酵室中醒發40 min左右，有酒香氣、色澤白凈、發亮為止。

（5）蒸制、冷卻

蒸汽加熱，汽蒸約30 min。在室溫中冷卻后進行相關數據的測量及感官評定。

1.4 試驗設計

1.4.1 單因素試驗

（1）胡蘿卜粉添加量對營養饅頭品質的影響

首先按照GB/T14614-2006方法進行粉質曲線的測定，對胡蘿卜粉添加比例為0.0%、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%的復配粉進行檢測，根據曲線所顯示數據分析出適宜制作的比例區間。然后通過標準制作工藝進行成品制作，以胡蘿卜粉添加比例為變量，變量比例區間差額設為1.5%，設定酵母1.0%，發酵時間2.0 h，發酵溫度35.0℃為定量，得到胡蘿卜粉的適宜添加量。

（2）酵母添加量對營養饅頭品質的影響

以酵母添加比例（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%）為變量，設定胡蘿卜粉添加比例6.0%，發酵時間2.0 h，發酵溫度35.0℃為定量，得到合適的酵母添加比例。

（3）發酵時間對營養饅頭品質的影響

以發酵時間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）為變量，設定酵母1.0%，胡蘿卜粉添加比例6.0%，發酵溫度35.0℃為定量，得到合適的發酵時間。

1.4.2 響應面優化試驗

根據單因素試驗確定的因素及水平，應用Design-Expert 8.0.6 Trial軟件進行設計，建立3因素3水平共17個試驗點，利用軟件得到響應面的相關數據及圖表，并進行方差分析，得出最佳的配方及工藝條件。

1.5 測定方法

1.5.1 面團特性的測定

面團的標準吸水率、形成時間、穩定時間等粉質特性用BLH-1500電子粉質儀，方法依據GB/T14614-2006《小麥粉面團的物理特性吸水性和流變性的測定粉質儀法》中的方法。

1.5.2 饅頭的高度、直徑、比容的測定

使用游標卡尺，對成品饅頭的高度和直徑進行精準測量，計算出各個饅頭的高徑比。

質量：利用電子天平精準稱量，單位：g。

體積：菜籽置換法，單位：mL。

比容：體積/質量，單位：mL/g。

1.5.3 質構測定

通過SMS TA.XT Plus質構儀分析質構特點[6-9]。

1.5.4 饅頭的感官評價方法

組建感官評定小組，挑選16名經過培訓的人員進行感官評定，依據感官評定表要求進行打分，取平均值作為結果，感官評分標準見表1[10-12]。

表1 饅頭感官評分標準Table 1 Steamed bread sensory evaluation criteria

2 結果與分析

2.1 胡蘿卜粉營養饅頭的單因素試驗

2.1.1 胡蘿卜粉添加量對饅頭品質的影響

（1）對面團粉質特性的影響

按照GB/T14614-2006方法對添加 0.0%、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%的胡蘿卜粉的復配粉用粉質儀分別進行測定。不同胡蘿卜粉添加比例的復配面團粉質特征見表2。

表2 胡蘿卜、小麥復配面團的粉質特征Table 2 The silty character of the mixed dough of carrot and wheat

優質小麥粉的吸水率大約在60%～70%，因此在制作成品的過程中，要控制復配粉的吸水率在這個區間內。由表2可知，隨著胡蘿卜粉添加量的增加，面團的吸水率呈上升趨勢，這是因為胡蘿卜粉纖維素的含量較高，纖維素存在著極高的吸水率與持水率，可以增強面團的吸水功能[13，14]。形成時間反映了面筋網絡結構形成速度，對于饅頭面團的形成時間，控制在2.0～4.0 min較為合適。由表可知，面團的形成時間隨著胡蘿卜粉添加比例的增加先增加后下降，添加比例為6.0%時，形成時間最長。穩定時間是衡量面團耐揉程度和穩定性的重要指標，根據SB/T 10139-1993可知，饅頭用粉的粉質曲線穩定時間的質量標準≥3.0 min，一般控制在3～4.5 min效果較為理想。隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，穩定時間呈現先增加后降低趨勢，胡蘿卜粉添加比例為6.0%時，面團穩定時間最長。弱化度可以反映面團對機械剪切力的耐磨系數，弱化度數值越大，面筋力越小，越不容易成型。隨著胡蘿卜粉增大，弱化度增加，面團成型性變差。質量指數也是分析面粉品質的重要指標，隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，質量指數呈現先上升后下降趨勢，添加比例為15%時，質量指數降低到接近50，面團加工性能差。綜上所述，當胡蘿卜粉添加比例為6.0%時，更加適宜進行饅頭的制作。

（2）對饅頭感官品質的影響

總粉料300.0 g，酵母添加量1.0%，發酵時間2.0 h，發酵溫度35.0℃，使用3.0%、4.5%、6%、7.5%、9%的胡蘿卜粉與小麥粉復配，制作饅頭。饅頭的感官品質數據結果見表3。

表3 胡蘿卜粉添加量對饅頭感官品質的影響Table 3 Effects of carrot powder on sensory quality of steamed bread

由表3可知，隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，胡蘿卜粉饅頭感官評分先增后減，當添加比例為6.0%時評分最高，為81.5分，此時產品外觀飽滿，有淡淡的胡蘿卜色，內部氣孔分布均勻，口感香軟可口。添加比例為9.0%時，產品色澤不好，雖然胡蘿卜香味更加濃郁，但質地變硬，感官評分較低。因此，選擇6.0%的胡蘿卜粉添加比例來進行下一步的響應面優化實驗。

2.1.2 酵母添加量對饅頭品質的影響

按復配粉300 g，其中胡蘿卜粉添加量為6.0%，發酵時間為2.0 h，發酵溫度為35.0℃，使用0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%五個水平的酵母粉添加量進行饅頭的制作，結果見表4。

表4 酵母添加比例對饅頭品質的影響Table 4 The influence of adding yeast ratio on steamed bread quality

由表4可知，隨著酵母添加量的增加，評分先增后減，在添加比例為0.9%時產品綜合評分最高，為83.4分，此時產品外觀光滑，剖面氣孔均勻致密，復原性好，咀嚼性好。添加比例為1.2%及以上時，面團發酵時間減少，發酵明顯且過度，面筋網絡持氣性變差，內部氣泡分布不均勻。因此，酵母添加量選擇0.9%來進行后續的響應面優化實驗。

2.1.3 發酵時間對饅頭品質的影響

按復配粉300 g，其中胡蘿卜粉添加量為6.0%，酵母添加量為1.0%，發酵溫度為35.0℃，發酵時間選用1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h這五個水平進行饅頭的制作，結果見表5。

表5 發酵時間對饅頭品質的影響Table 5 The influence of fermentation time on steamed bread quality

由表5可知，隨著發酵時間的延長，制品各項感官指標得分呈現先增后減的趨勢。當酵母發酵時間為2.0 h時，分數最高，產品外觀形狀良好，氣孔分布均勻且致密，咀嚼性好。發酵時間為3.0 h時，發酵過度，氣孔大而不均勻，咀嚼性變差，酸味明顯。因此，發酵時間選擇2.0 h來進行后續的響應面優化試驗。

2.2 響應面實驗結果與分析

2.2.1 響應面分析試驗設計及結果

結合單因素確定試驗所得的結果進行響應面優化試驗的設計，采用3因素3水平共17個試驗點的響應面分析試驗。響應面設計因素水平及編碼見表6，響應面分析試驗設計及結果見表7。

表6 響應面設計因素水平及編碼Table 6 Response surface design factor level and coding

表7 響應面分析試驗設計及結果Table 7 Experimental design and response surface analysis results

將試驗所得數據匯總，通過Design-Expert 8.0.6軟件進行響應面試驗設計和方差分析。響應面分析試驗設計及結果見表7。對數據進行回歸模型優化，得到的感官評分R1與3因素間的二次多元回歸方程為：R1=88.79-0.81A-4.33B+2.31C+0.47AB-0.33AC+0.55BC-7.64A2-3.46B2-5.25C2。

方差分析結果見表8。由表8可知，分析結果的模型P值為0.0004，顯著性為顯著。失擬項的P值為0.2513，顯著性為不顯著，說明模型擬合程度好。離散系數CV=2.40%，校正系數R2=0.9611，表明實際試驗值和模型預測值的擬合相關性較好，可以用此模型來預測和分析胡蘿卜粉營養饅頭的最佳配方及制作工藝。B、C、B2、C2對感官評分的影響顯著，A2對感官評分的影響極顯著，A、AB、AC、BC對感官評分的影響不顯著。

表8 感官評定響應面方差分析結果Table 8 Sensory evaluation of the response surface analysis of variance results

圖2 胡蘿卜粉添加比例與酵母粉添加比例交互作用的響應面圖和等高線圖Fig.2 Response surface plot and contour plot of the interaction between carrot powder content and yeast powder content

圖3 胡蘿卜粉添加比例與發酵時長交互作用的響應面圖和等高線圖Fig.3 Response surface plot and contour plot of the interaction between carrot powder content and fermentation time

圖4 酵母粉添加量與發酵時長交互作用的響應面圖和等高線圖Fig.4 Response surface plot and contour plot of the interaction between yeast content and fermentation time

2.2.2 響應面各因素間交互影響分析

根據回歸模型，確定胡蘿卜粉營養饅頭的最佳配方及制作工藝，各因素間交互影響的響應面圖及等高線圖見圖 2～4。

由圖2～4及表8（見上頁）可知，響應面圖形為曲面，且有明顯的凹凸，感官評分存在極值，該極值是響應面的最高點。模型中的胡蘿卜粉添加量沒有顯著影響，但是胡蘿卜粉添加量的二次項具有極顯著影響，酵母粉添加量和酵母粉添加量的二次項對感官評分都有顯著影響，發酵時長和發酵時長的二次項對感官評分都有顯著影響。

3 結論

本研究通過對多個因素進行預試驗篩選，選出影響較大的三個因素，然后運用響應面理論設計試驗，研究出胡蘿卜粉營養饅頭的最佳工藝。最終研究得出，在胡蘿卜粉添加量6.0%，酵母粉添加量0.9%，發酵時間2.0 h的水平下，饅頭的感官評分的預測值為88.79分，制作出的饅頭評分較高，有較好的品質及風味。

隨著慢性病患者的增多，人們對健康營養愈加重視，具有營養附加值的主食逐漸被人們所認可，因此胡蘿卜粉營養饅頭的工藝探究，在原料方面將胡蘿卜的營養主食化，工藝簡單化，為胡蘿卜的綜合利用提供了有效途徑。而且通過研究，此工藝制作的饅頭符合大多數人的口味喜好，應用前景廣闊。