復合雜糧面包配方優化的研究

李次力，盧雨菲，遇世友，楊萍

（哈爾濱商業大學 食品工程學院，黑龍江 哈爾濱 150076）

近年來，雜糧面包發展尤為突出。常雪妮等[1]采用一次發酵法和正交試驗生產出南瓜大豆復合保健面包。師文添[2]利用單因素試驗和正交試驗研制出色澤誘人、組織細密均勻、風味獨特的南瓜紅薯面包。李燮昕和張淼[3]研制出芳香味濃、營養豐富的紫薯全粉甜面包。但目前雜糧面包中雜糧種類較少，營養比較單一，另外雜糧添加量也比較低，一般占總量的25 %～30%。黑米具有保護心血管系統，減輕糖尿病和并發癥，預防某些癌癥發生等功能[4]。而薏米的營養和藥用價值在雜糧中獨占鰲頭，因此，被稱世界禾本科植物之王”[5]。燕麥是具有獨特營養和健康益處的糧食作物，其脂肪、蛋白質、礦物質元素和不飽和脂肪酸含量均居谷物之首[6]。小米的營養成分比較齊全、豐富，人體對其消化吸收率較高[7]。蕎麥的優點有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、蛋白質生物價較高等[8]。黑米、薏米、蕎麥、燕麥、小米營養物質豐富，富含功能性物質，以往相關研究將其單一加入面包中。如果經過試驗，將其混合加入面包中，通過響應面法優化該復合雜糧面包的最佳工藝配方，為復合雜糧面包的研究和生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

麥芯小麥粉：益海嘉里金龍魚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 設備與儀器

精密電子天平：上海瑤新電子科技有限公司；CS-85A 面團攪拌機：廣州市番禺區昌盛機電設備有限公司；中藥粉碎機：廣州市渲龍廚具有限公司；XF 系列醒發箱、XYF-3HP 烤箱：廣州市賽思達機械設備有限公司；TA-new plus 質構儀：英國 Stable Micro Systems；Brabender 粉質儀：德國 Brabender 公司。

1.3 方法

1.3.1 雜糧復合面包工藝流程

雜糧磨粉過篩→配料→攪拌→發酵→松弛及整形→裝模醒發→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

將高筋面粉（或雜糧小麥復合粉），白砂糖，奶粉，雞蛋，酵母放入面團攪拌機，注意避免酵母與糖和蛋液直接接觸，防止提前發酵。打開面團攪拌機，慢速混勻，緩慢加入熱水。待揉出粗膜，加入室溫融化的黃油。持續攪拌，保持面團溫度。在面團攪拌結束前5 min 加入食用鹽，待面團揉至完全擴展，關閉面團攪拌機，此時面團終溫保持在25℃～30℃。將面團放入設定溫度和濕度的醒發箱（溫度38℃，濕度75%）中發酵1 h。取出面團，松弛10 min。將面團搓圓，排出發酵產生的氣體，整形后放入模具中，進行裝模醒發，醒發45 min。預熱烤箱，上下火160℃。醒發后蓋上模具蓋，調整上下火至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，切片觀察內部組織，再進行品嘗。

1.3.2 雜糧復合面包試驗研究

1.3.2.1 單因素試驗

添加復合雜糧粉（等比例）的量分別為20%、25%、30%、35%、40%、45%，確定雜糧復合粉最高添加比例，再在普通面包配方基礎上，分別探討酵母、白砂糖、谷朊粉的添加量對面包面團質構的影響（見表1）。試驗設計2個平行，以面團質構的硬度及彈性參數為評價標準。

表1 單因素試驗Table 1 Single factor test

1.3.2.2 響應面試驗

以質構儀分析參數中的硬度值和復合雜糧面包感官評分為響應值，在最大添加雜糧粉的基礎上建立三因素三水平的響應面試驗，其因數水平見表2。

表2 復合雜糧面包響應面分析因素及水平Table 2 Factors and levels of response surface analysis of composite multigrain bread

使用Design-Expert 軟件進行數據處理和回歸分析，以確定復合雜糧面包的最佳工藝配方。

1.3.3 質構特性測定

用質構儀對未醒發的面團的質構（彈性，硬度）進行測定。將面團取7 g，高度在19 mm～20 mm 的球體。采用圓柱型探頭TA-4/1000，測試方式為質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）式。試驗參數為：測試距離30 mm，測試速率5 mm/s，返回速率2 mm/s，循環兩次。

1.3.4 面包品質評價指標

根據國家標準GB/T 20981-2007《面包》，感官評分由8 位面點專業人員進行感官評分。復合雜糧面包的感官評價評分標準如表3所示。

表3 復合雜糧面包感官評價評分標準Table 3 Sensory evaluation scores for composite multigrain bread

2 結果與討論

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 雜糧復合粉的添加量對面包面團質構的影響

雜糧復合粉的添加量對面包面團質構的影響見圖1，粉質分析見表4。

圖1 雜糧復合粉的添加量對面包面團質構的影響Fig.1 Effect of the amount of multi-grain composite powder on the texture of bread dough

表4 粉質參數統計Table 4 Statistics of powder parameters

雜糧復合在一起富含多種人體必需營養素，但雜糧中的蛋白質含量普遍較高筋小麥粉中蛋白質的含量低。高筋小麥粉的蛋白質含量≥18%，而大多數雜糧的蛋白質含量低于12%。蛋白質的含量對面包面團的面筋形成有很大的影響，主要表現在面包面團的硬度和彈性方面。

通過試驗，雜糧粉添加量在40%之后變劣明顯，面團穩定時間下降嚴重，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 谷朊粉的添加量對面包面團質構的影響

谷朊粉的添加量對面包面團質構的影響見圖2。

圖2 谷朊粉的添加量對面包面團質構的影響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，加入谷朊粉，以面包面團的質構參數（硬度、彈性）為參考值，可以看出，谷朊粉的添加量與硬度呈負相關關系，與彈性呈正相關關系。谷朊粉添加量越多，面包面團硬度越小，彈性越大，但超過3%后，面團品質改良速率明顯減慢。

2.1.3 白砂糖的添加量對面包面團質構的影響

白砂糖的添加量對面包面團質構的彈性、硬度變化影響見圖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，面包面團硬度越小，彈性越大。但若添加量超過20%，使酵母細胞內滲透壓增加，酵母細胞水量平衡失調，發酵速度變慢。

圖3 白砂糖的添加量對面包面團質構的影響Fig.3 Effect of the amount of sugar added on the texture of bread dough

2.1.4 酵母的添加量對面包面團質構的影響

酵母的添加量對面包面團質構的影響見圖4。

圖4 酵母的添加量對面包面團質構的影響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、氣孔數及其大小、彈性、韌性等。通過試驗，當酵母的添加量增多，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2.2%后，面包發酵酸味明顯增大，且面包面團硬度和彈性改變速率下降。

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗結果

通過響應面試驗，得到17組面包的質構特性(硬度)與感官評價的數據，結果見表5。

表5 復合雜糧面包響應面分析結果Table 5 Response surface analysis results of composite multigrain bread

續表5 復合雜糧面包響應面分析結果Continue table 5 Response surface analysis results of composite multigrain bread

用軟件對表5 的感官評分進行多元回歸擬合，得到3個因素對感官評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。為了驗證回歸方程的有效性，對此回歸模型進行方差分析，進一步確定了每個因素對復合雜糧面包感官評分的影響程度，結果見表6。

表6 響應面回歸方差分析Table 6 Response surface regression variance analysis

從表6可以看出，該回歸模型F 檢驗極顯著（P〈0.01）；其決定系數 R2=0.957 3，R2adj=0.902 4，表明此模型與實際試驗結果擬合程度很好，可信度高。各單因素對復合雜糧面包面團品質的影響大小依次為：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復合雜糧面包感官評分交互影響

添加谷朊粉和白砂糖對復合雜糧面包感官評分交互影響如圖5所示。

感官評分隨添加谷朊粉和白砂糖的量增加先增大后降低。感官評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復合雜糧面包感官評分交互影響的響應面圖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復合雜糧面包感官評分交互影響

添加谷朊粉和酵母對復合雜糧面包感官評分交互影響如圖6所示。

圖6 添加谷朊粉和酵母量對復合雜糧面包感官評分交互影響的響應面圖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，感官評分先上升后下降。感官評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復合雜糧面包感官評分交互影響

添加糖和酵母量對復合雜糧面包感官評分交互影響如圖7所示。

感官評分隨糖和酵母添加量的增加先增大后降低。感官評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%。

根據響應面分析，可得3個因素的最佳添加量，為容易操作，取小數點后一位。分別為谷朊粉2.5%，白砂糖18%，酵母1.8%，此時復合雜糧面包的感官評分為84.674 分。通過驗證試驗可知，根據此配方研制出的復合雜糧面包的感官評分為84.43 分，與預測值接近，表明通過響應面法優化的復合雜糧面包的最佳配方是準確、可靠的。

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

3 結論

本試驗主要研究了黑米、蕎麥、燕麥、小米、薏米復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復合雜糧面包面團的質構及面包品質的影響。在單因素的基礎上，以感官評分為響應值，通過響應面法確定復合雜糧面包的最佳配方。當5種雜糧等比例添加量為40%時，谷朊粉2.5%，白砂糖18%，酵母1.8%，此時復合雜糧面包的感官評分為84.674 分。通過驗證試驗可知，按此配方研制出的復合雜糧面包的感官評分為84.43 分，品質最好。