藜麥-小麥混合粉面團特性及藜麥饅頭加工工藝

張 紛，趙 亮，靖 卓，高同雨，喻 泓，張南海，楊夢妍，吳 薇，籍保平，周 峰,*

（1.中國農業大學食品科學與營養工程學院，植物源功能食品北京市重點實驗室，北京 100083；2.北京市門頭溝區科學技術委員會，北京 102300；3.中國農業大學信息與電氣工程學院，北京 100083）

藜麥（Chenopodium quinoa Willd.）是一種有5 000多年種植歷史的藜科草本植物[1]，原產于南美洲安第斯山區。藜麥富含人體必需的8 種氨基酸及嬰幼兒必需的組氨酸，其種子蛋白質氨基酸組成與聯合國糧農組織推薦的理想氨基酸組成相接近，適合人體吸收[2-3]。藜麥含有大量礦物質和維生素，如Ca、Cu、Fe、Mn、VB1和VE等[4-5]。此外，藜麥還含有豐富的多酚、皂苷等活性成分，因其極高的營養價值和健康益處，近年來受到了極大的關注，被國際營養學家稱為“超級谷物”、“營養黃金”、“未來食品”[6-7]。

藜麥中的蛋白質主要由球蛋白和白蛋白組成（占總蛋白質的44%～77%）[8]，含有極少量甚至不含面筋蛋白，因此在藜麥發酵制品的加工中需要與小麥粉進行混配[9]。同時，目前在進行藜麥制品加工中普遍去除麩皮，主要是由于麩皮中含有大量的皂苷，皂苷味苦會影響產品的口感。根據皂苷含量的不同，藜麥可以分為甜藜麥（皂苷含量以干質量計為0.2～0.4 g/kg）和苦藜麥（皂苷含量以干質量計為4.7～11.3 g/kg）[10]。若以研磨率為30%去除麩皮時，能夠將苦藜麥中皂苷含量降至甜藜麥的水平，但麩皮的去除會使得藜麥中總酚含量下降21.5%[11]，蛋白質、維生素和礦物質也會有所損失[4]，此外，研究表明皂苷本身也具有一定生物活性[12]，如表面活性劑[13]、抗真菌[14]、提高機體免疫[15]、抗氧化[16]、抗炎[17]等。

為保留藜麥麩皮中的營養和功能成分，本研究以不去除麩皮的藜麥粉作為原料與小麥粉進行混配，通過探討不同比例的藜麥全粉-小麥粉面團的流變學特性，結合感官評價和質構特性，確定藜麥全粉的添加量，并在此基礎上對藜麥全粉饅頭的生產工藝進行優化，開發出一款藜麥全粉饅頭制備工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃藜麥（食品級） 山西華青藜麥有限公司；高筋特精粉（食品級） 北京古船食品有限公司；高活性干酵母（食品級） 安琪酵母有限公司；氯化鈉（食品級） 北京化工廠。

1.2 儀器與設備

Mixolab混合實驗儀、Alveolab全自動吹泡儀 法國肖邦技術公司；TMS-PRO質構儀 美國FTC公司；LFP-800T高速多功能粉碎機 萊芙生物科技有限公司；AY-220精密分析天平（0.000 1 g）日本島津公司；TD電子天平（0.01 g） 金諾天平儀器有限公司；DHG-9075A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海一恒科技有限公司；C21-WK2102電磁爐 美的集團有限公司；SM-350攪拌機 寧波阿詩頓電器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

藜麥經粉碎過100 目篩，與高筋小麥粉混合，制成藜麥粉添加量分別為0%、5%、10%、15%和20%的藜麥全粉-小麥粉混合粉樣品，分別測定其水分含量，備用。

1.3.2 面團流變學特性測定

1.3.2.1 面團混合實驗儀參數測定

根據樣品的水分含量和吸水率，準確稱取相應的面粉量，放入混合室內，儀器根據面粉的含水量和吸水率自動加入一定量的水，并實時記錄2 個“S”形攪拌刀混合時對面團的力矩（N·m），得到攪拌時間對力矩變化的曲線[18]。

通過混合實驗儀測定的力矩曲線圖，可以對面團的粉質特性（吸水率、形成時間和穩定時間等）和糊化特性進行分析，混合儀中各參數所表示的含義見表1。

表1 混合實驗儀參數及其含義Table 1 Mixolab parameters and their meanings

儀器操作時，選定實驗協議為Chopin+，設定2 個攪拌刀的轉速為80 r/min，面團質量為75 g，水箱溫度為30 ℃，目標扭矩（C1）為（1.10±0.05） N·m。混合實驗儀在運行過程中的參數設置如表2所示。結果取3 次重復實驗的平均值。

表2 混合實驗儀參數的設定Table 2 Parameter setting of Mixolab

1.3.2.2 面團吹泡儀參數測定

表3 吹泡儀參數及其含義Table 3 Alveolab parameters and their meanings

實驗選用全自動吹泡儀，操作依據GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》進行測定，實驗結果以5 條曲線的平均值進行計算，若有差異較大的曲線，則將其刪除，不計入平均值的計算。吹泡儀中各參數及其含義如表3所示。

1.3.3 饅頭制作過程

藜麥小麥粉預混：按比例稱取藜麥粉、小麥粉，放入攪拌機中進行充分的混合；酵母活化：稱取一定量的酵母粉，將其放入37 ℃溫水中，攪拌均勻；和面：將活化后的酵母和水倒入混合均勻的面粉中，在80 r/min條件下攪拌8 min，攪拌結束后將面團取出，和至表面光滑不黏手；發酵：將面團放置37 ℃的恒溫箱中，在相對濕度80%的條件下發酵1 h左右；整形、醒發：將發酵好的面團取出，手動將其中的氣泡充分排出，使面團呈表面光滑的狀態，分割成75 g的饅頭坯，手工搓圓后置于37 ℃、相對濕度為80%的恒溫箱中醒發20 min左右；蒸制：在電磁爐加熱功率為1 000 W條件下，蒸汽蒸制20 min，取出，蓋上紗布，室溫冷卻1 h后進行感官評價和質構評價。

1.3.4 藜麥粉添加量的確定

按照1.3.3節中饅頭的制作方法，固定饅頭的酵母添加量為0.75%，發酵時間為60 min，醒發時間為15 min，設置藜麥粉添加量分別為0%、5%、10%、15%和20%，研究不同藜麥粉添加量對藜麥饅頭質構和感官評價的影響。

1.3.5 藜麥復合粉饅頭工藝參數單因素試驗

1.3.5.1 酵母添加量確定

按照1.3.3節中饅頭的制作方法，固定饅頭的發酵時間為60 min，醒發時間為15 min，設置酵母添加量分別為0.50%、0.75%、1.00%、1.25%和1.50%，研究不同酵母添加量對藜麥饅頭質構和感官評價的影響。

1.3.5.2 發酵時間確定

按照1.3.3節中饅頭的制作方法，固定饅頭的酵母添加量為0.75%，醒發時間為15 min，設置面團的發酵時間分別為40、60、80、100 min和120 min，研究不同發酵時間對藜麥饅頭質構和感官評價的影響。

1.3.5.3 醒發時間確定

按照1.3.3節中饅頭的制作方法，固定饅頭的酵母添加量為0.75%，發酵時間為100 min，設置面團的醒發時間分別為10、15、20、25 min和30 min，研究不同醒發時間對藜麥饅頭質構和感官評價的影響。

1.3.6 藜麥復合粉饅頭加工工藝優化

在上述單因素試驗結果的基礎上，選取較優的試驗結果進行L9（33）正交試驗，以藜麥饅頭的質構和感官評價為指標進行評價，確定藜麥復合粉饅頭的最佳加工工藝。

1.3.7 饅頭品質感官評價

本研究中制作的藜麥饅頭，具有一定的藜麥香味和苦味，因此藜麥饅頭的感官評價在參考SB/T 10139—1993《饅頭用小麥粉》中規定的小麥饅頭評價標準的基礎上，添加了對藜麥香味以及苦味的評價。評價表中體積采用小米置換法進行測定，評價過程中對不同比例的藜麥混合粉饅頭各取3 個平行進行比容的測定，比容結果取平均值。

除比容外的其他評價內容由10 名經培訓的實驗室人員進行，取平均值作為感官評價結果。感官評價標準如表4所示。

表4 藜麥饅頭感官評價標準Table 4 Criteria for sensory evaluation of quinoa-wheat Mantou

1.3.8 饅頭質構評價

藜麥饅頭的質構評價，采用質構儀中的壓力測試TPA測試模式進行測試，選取冷卻后不同配比的藜麥饅頭各3 個進行平行實驗，在饅頭中心和兩側分別切取厚度為15 mm的饅頭片，選用直徑為36 mm的圓柱形探頭進行饅頭的質構測定。質構儀參數如下：測試前速率1.0 mm/s、測試速率1.0 mm/s，測試后速率1.0 mm/s，測試距離20.0 mm，觸發類型Auto 5.0 g，壓縮率50.0%。記錄9 次測試的結果，取平均值。

1.4 統計學處理

實驗結果以 ±s表示，單因素方差分析ANOVA（one-way analysis of variance）及多重比較檢驗分析Duncans采用SPSS 20.0統計軟件進行處理，P值小于0.05具有顯著差異。采用GraphPad Prism 6.0軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 混合實驗儀參數分析

2.1.1 添加不同比例的藜麥全粉對面團粉質特性的影響

表5 不同藜麥粉添加比例的面團混合實驗儀參數Table 5 Mixolab parameters for quinoa-wheat doughs

如表5所示，隨著藜麥全粉添加比例的增加，混合粉面團的吸水率呈現出逐漸升高的趨勢，是由于藜麥中含有豐富的膳食纖維[19]，能夠在一定程度上提高混合粉的吸水率。面團的穩定時間和形成時間是評價面團品質的重要指標，與饅頭評分呈現出顯著正相關[20]，北方饅頭適宜的穩定時間為3～7 min[21]，形成時間為3～4 min[22]。由表5可以看出，隨著藜麥全粉添加比例的增加，混合粉面團的穩定時間和形成時間呈現出先升高后降低的趨勢，當藜麥全粉添加量為15%時，面團的形成時間達到最高值。C2值表示面團的弱化程度，C2值越小，表明蛋白質的弱化程度越大，隨著藜麥粉添加比例的增加，C2值呈現出逐漸下降的趨勢，混合粉面團的弱化度隨著添加比例的增加而升高，可能是由于藜麥本身不含面筋蛋白，使得混合粉的面筋含量減少，降低了混合粉面團面筋強度的緣故。

2.1.2 添加不同比例的藜麥全粉對面團糊化特性的影響

由表5可以看出，添加藜麥全粉在改變面團的糊化特性方面呈現出以下趨勢：隨著藜麥全粉添加比例的增加，面團的C3、C4、C5、C3-C2和C5-C4值呈現出逐漸降低的趨勢，C3-C4值呈現出逐漸增加的趨勢。C3-C2值表示面團的糊化特性，表明隨著藜麥全粉添加量的增加，面團的糊化特性逐漸下降，同時由C5-C4值的逐漸降低可以看出，藜麥全粉的添加能夠有效延緩面團的回生，降低面團的老化幅度。

2.2 混合實驗儀的目標指數剖面圖分析

圖1 不同比例藜麥全粉-小麥混合粉指數剖面圖Fig. 1 Index profiles of quinoa-wheat mixed flours

針對不同用途粉，混合實驗儀設定了吸水率、黏度、淀粉酶、混合、面筋強度和回升6 個指數評價不同用途谷物粉的特性，并以這6 個指數建立目標指數剖面圖。樣品經儀器測定后，其面團的指數結果會顯示到目標指數剖面圖上，被測樣品測試指標的結果落在目標指數剖面圖內（陰影部分）的個數越多，就越能夠滿足該用途粉的要求[18]。

如圖1所示，當藜麥全粉添加量為0%時，小麥粉面筋含量較高，只有淀粉酶、吸水率和混合處于饅頭的目標指數剖面圖內，隨著藜麥全粉添加量的增加，位于饅頭的目標指數剖面圖內的指數呈現出先增多后減少的趨勢。當藜麥全粉添加量為15%，6 個指數點全部位于目標指數剖面圖內，符合饅頭生產的標準，當藜麥全粉添加量增加到20%時，淀粉酶指數和面筋強度減小，低于饅頭的目標指數范圍。綜上所述，藜麥全粉的最適添加量為15%。

綜合混合實驗儀參數和饅頭目標指數剖面圖分析，最適宜的藜麥饅頭用粉為添加15%藜麥全粉的混合粉。

2.3 吹泡儀參數分析

表6 不同藜麥粉添加比例的面團吹泡儀參數Table 6 Alveolab parameters for quinoa-wheat doughs

如表6所示，隨著藜麥全粉添加量的增加，P值和P/L值呈現出逐漸升高的趨勢，L值、G值、W值和Ie值均呈現出逐漸下降的趨勢。表明添加一定比例的藜麥全粉，能夠調整純高筋小麥粉P值過小、L值過大、G值過大和P/L值過小的情況。根據王曉陽等[23]的研究表明，面粉的L值在55～70、P值為72～110、G值在15～19、W值在140～210和P/L值在1.0～2.1的范圍時，制作出的饅頭品質較好。當藜麥全粉的添加比例不小于15%，符合優質饅頭粉中P值的要求；當藜麥全粉添加比例在10%～15%之間時，符合優質饅頭粉中L值和G值的要求；當藜麥全粉添加比例小于15%時，符合優質饅頭粉中W值的要求；當藜麥全粉添加比例為15%～20%，符合優質饅頭粉中P/L值的要求。故藜麥全粉添加量為15%時，較適合作為藜麥饅頭粉。

因此，綜合混合實驗儀和吹泡儀對藜麥混合粉面團的流變學特性測試，可以看出添加了藜麥全粉復合粉的面團流變學特性較好，當藜麥全粉添加量為15%時，基本符合優良饅頭的要求。

2.4 藜麥粉添加量對饅頭品質的影響

圖2 藜麥粉添加量對藜麥饅頭感官品質的影響Fig. 2 Effects of quinoa addition on the sensory quality of Mantou

2.4.1 藜麥粉添加量對饅頭感官品質的影響

如圖2所示，藜麥饅頭的感官評價總分隨著藜麥粉添加量的增加呈現出逐漸降低的趨勢，且當藜麥粉添加量高于15%時，藜麥饅頭的感官評價總分和比容急劇下降；感官評價總分急劇下降的原因是由于藜麥全粉含有麩皮，麩皮中的皂苷味苦，隨著藜麥粉添加量的增加，超出了人們對苦味的接受程度；比容隨著藜麥粉添加量的增加逐漸降低，是由于藜麥不含面筋蛋白，隨著藜麥粉的增加，混合粉面團的面筋含量降低，不利于形成面筋骨架，導致饅頭比容的降低。

2.4.2 藜麥粉添加量對饅頭質構特性的影響

圖3 藜麥粉添加量對藜麥饅頭質構特性的影響Fig. 3 Effects of quinoa addition on the texture of Mantou

如圖3所示，隨著藜麥粉添加量的逐漸增大，饅頭的硬度、膠著性和咀嚼性顯著升高（P＜0.05），當藜麥粉添加量為15%和20%時，藜麥粉添加量對硬度、膠著性和咀嚼性無顯著影響；饅頭的黏聚性和彈性隨著藜麥粉添加量的增加呈現出先降低后升高的趨勢，當藜麥粉添加量為15%時，相對于藜麥粉添加量為0%時饅頭的黏聚性和彈性值無顯著差異（P＞0.05）。研究表明，饅頭質構特性中的硬度值、咀嚼性和膠著性與饅頭品質呈負相關，數值越大，饅頭的口感越硬；而彈性與黏聚性與饅頭的品質呈正相關，數值越大，饅頭的口感柔軟、不黏牙[24]。綜合藜麥全粉對面團流變學特性的影響以及饅頭的感官評價、比容和質構特性，藜麥饅頭中最適藜麥粉添加量為15%。

2.5 酵母添加量對饅頭品質的影響

2.5.1 酵母添加量對藜麥饅頭感官品質的影響

如圖4所示，藜麥饅頭的感官評價總分和比容隨著酵母添加量的增加呈現出先升高后降低的趨勢。當酵母添加量為1.00%時，藜麥饅頭的感官評價總分和比容達到最高值。隨著酵母添加量的增加，酵母生長的速度加快，并在生長過程中利用面團中的糖類進行發酵，產生大量的二氧化碳[25]，面團在發酵的過程中形成面筋網絡，將產生的二氧化碳保留在組織內部，從而形成饅頭疏松多孔的結構，提高了面團的持氣能力，饅頭的體積隨之增大；但由于面筋含量有限，隨著酵母添加量的持續增加，饅頭內部氣孔變大，同時表面出現塌陷的情況，故出現藜麥饅頭感官評價總分和比容下降的現象。

圖4 酵母添加量對藜麥饅頭感官品質的影響Fig. 4 Effects of yeast addition on the sensory quality of Mantou

2.5.2 酵母添加量對藜麥饅頭質構特性的影響

圖5 酵母添加量對藜麥饅頭質構特性的影響Fig. 5 Effects of yeast addition on the texture of Mantou

如圖5所示，隨著酵母添加量的逐漸增大，饅頭的硬度、膠著性和咀嚼性顯著降低（P＜0.05），當酵母添加量增加到1.00%及以上時，其對硬度、膠著性和咀嚼性的影響不顯著（P＞0.05）；饅頭的黏聚性和彈性隨著酵母添加量的增加有所升高，相對于酵母添加量為0.50%，酵母添加量為1.00%時饅頭的黏聚性和彈性值顯著升高（P＜0.05），相對于酵母添加量為1.50%差異不顯著。

綜合饅頭的感官評價總分、比容和質構特性，藜麥饅頭最適酵母添加量為1.00%。

2.6 發酵時間對饅頭品質的影響

2.6.1 發酵時間對藜麥饅頭感官品質的影響

圖6 發酵時間對藜麥饅頭感官品質的影響Fig. 6 Effects of fermentation time on the sensory quality of Mantou

如圖6所示，藜麥饅頭的感官評價總分和比容隨著發酵時間的延長呈現先顯著增加后減緩的趨勢。當發酵時間為40 min和60 min時，饅頭的感官評價總分和比容都較低，是由于饅頭發酵不完全，導致饅頭內部結構緊密，無法形成疏松多孔的結構。當發酵時間為80 min時，饅頭發酵完全且形成了較好的內部結構，饅頭的感官評價總分和比容都顯著增加；當發酵時間大于80 min時，感官評價總分和比容并無顯著增加趨勢，是由于過度發酵降低了面團的持氣力，導致饅頭的品質和比容降低。發酵時間的延長能增加酵母在面團中的繁殖時間，隨著發酵時間的逐漸增加，面團中的產氣量變大，面團內的氣孔壁因此變薄，面團的持氣性也隨之增強[26]，但隨著時間繼續延長，面團成熟過度后，持氣性則相對差。只有當酵母的產氣力和面團的持氣力同時最大時[27]，面制品的體積才能達到最大，同時產品的內部結構，表面色澤都達到最佳。

2.6.2 發酵時間對藜麥饅頭質構特性的影響

圖7 發酵時間對藜麥饅頭質構特性的影響Fig. 7 Effects of fermentation time on the texture of Mantou

如圖7所示，隨著面團發酵時間的延長，藜麥饅頭的硬度、膠著性和咀嚼性均呈現先顯著下降（P＜0.05）后平緩的趨勢，當發酵時間為100 min和120 min時，發酵時間對饅頭硬度、膠著性和咀嚼性的影響不顯著（P＞0.05）；饅頭的黏聚性和彈性隨著發酵時間的延長呈現緩慢升高的趨勢。綜上所述，饅頭的品質隨著發酵時間的延長而提高，當發酵時間增加到100 min時，饅頭的品質不再增加。

綜合饅頭的感官評價總分、比容和質構特性，藜麥饅頭的最佳發酵時間為100 min。

2.7 醒發時間對饅頭品質的影響

2.7.1 醒發時間對藜麥饅頭感官品質的影響

圖8 醒發時間對藜麥饅頭感官品質的影響Fig. 8 Effects of proofing time on the sensory quality of Mantou

如圖8所示，藜麥饅頭的感官評價總分隨著醒發時間的延長呈現出先增加后降低的趨勢，醒發時間為15 min時，藜麥饅頭的感官評價總分達到最大值；比容隨著醒發時間的延長呈現出逐漸增加的趨勢，是由于醒發是面團操作的最后階段，適當的延長時間有利于增大饅頭的比容，降低饅頭的硬度；當醒發時間較短時，饅頭體積小且內部組織分布不均勻[28]，但當醒發時間延長至20 min和25 min時，饅頭內部則出現較大孔洞，同時呈現出塌軟的狀態，故感官評價總分降低。醒發時間是面團在一次發酵完成后，將其中的二氧化碳揉出，搓圓成型重新進行發酵的時間。此階段中酵母菌的產氣量隨著醒發時間的不斷延長而逐漸增加，面團膨脹后形成孔狀結構，面筋在氣體的作用下形成面筋氣泡，隨著氣泡的增多，面團不斷變軟，面團的收縮力不斷降低，彈性因此降低[29]，隨著醒發時間的繼續延長，面團延伸所需要的力減小，持氣力開始下降。在面團醒發過程中，時間過長或過短都會導致饅頭出現塌陷的現象[30]。

2.7.2 醒發時間對藜麥饅頭質構特性的影響

圖9 醒發時間對藜麥饅頭質構特性的影響Fig. 9 Effects of proofing time on the texture of Mantou

如圖9所示，藜麥饅頭的硬度、咀嚼性和膠著性隨著醒發時間的延長呈現顯著下降趨勢（P＜0.05），當醒發時間分別為10、15 min和20 min時，醒發時間對硬度、咀嚼性和膠著性的影響無顯著差異（P＞0.05）；當醒發時間為10 min時，藜麥饅頭的彈性相對醒發時間為5 min時顯著降低（P＜0.05），隨著醒發時間的延長，藜麥饅頭的彈性值不再降低，各組間無顯著差異；藜麥饅頭的黏聚性隨著醒發時間的延長緩慢下降，相對于醒發時間為5 min，醒發時間為20 min和25 min時饅頭的黏聚性顯著降低（P＜0.05）。綜上所述，隨著發酵時間的延長藜麥饅頭的品質逐漸提高，但由于發酵時間過長后，饅頭的表面結構變差，內部孔洞變大變粗糙。

結合感官評價總分、比容和質構特性，藜麥饅頭的最適醒發時間為15 min。

2.8 藜麥饅頭加工工藝的優化

在上述酵母添加量、發酵時間和醒發時間的單因素試驗結果的基礎上，得出以下工藝參考范圍：酵母添加量0.75%～1.25%，發酵時間80～120 min，醒發時間10～20 min。為了得到更好的藜麥饅頭的加工工藝，采用L9（33）正交試驗，以饅頭的感官評價和質構特性參數為指標，確定藜麥饅頭加工工藝的最佳因素水平組合。

表7 藜麥饅頭正交試驗設計及結果Table 7 Orthogonal array design matrix with experimental results

由表7可知，藜麥饅頭感官品質影響因素的主次順序為酵母添加量＞發酵時間＞醒發時間。藜麥饅頭的最佳工藝條件為A1B2C2，即酵母添加量0.75%、發酵時間100 min、醒發時間15 min，為正交試驗中的第2號組合。

3 結 論

通過混合實驗儀和吹泡儀對不同比例藜麥全粉-高筋小麥粉混合粉面團的流變學特性進行測定，結果表明添加了15%藜麥全粉的混合粉面團的流變學特性較好。結合藜麥全粉饅頭的感官評價、比容和質構特性，確定最適藜麥全粉添加量為15%，該藜麥全粉添加量制作的饅頭苦味適宜，消費者可以接受；影響藜麥全粉饅頭品質的因素順序為酵母添加量＞發酵時間＞醒發時間，最佳藜麥饅頭生產工藝條件為酵母添加量0.75%、發酵時間100 min、醒發時間15 min。藜麥全粉饅頭的感官評價總分達到最高值86.58，比容達到最高值3.02 mL/g，同時，硬度、咀嚼性和膠著性分別達到最低值9.76、45.53 N和6.66 N。