米粉面包工藝優化及其品質

柳富杰 ，周永升，韋巧艷，蒙云慧，吳國勇 *

1. 廣西科技師范學院食品與生化工程學院（來賓 546199）；2. 廣西科技師范學院功能性食品配料工程技術研究中心（來賓 546199）

中國是世界上水稻的主要種植國家之一，大米產量位居世界前列。大米是我國的傳統主食之一，具有獨特風味和豐富的營養價值，很多以大米為原材料衍生出的米制品也廣受歡迎[1]。為保證大米口感，在稻谷加工的過程中，往往會把碎米篩分出來，只留下顆粒完整飽滿的米粒。以目前的碾米技術，碾米過程中會產生10%～15%的碎米，我國在稻谷加工中每年都會產生大量碎米，如果不加以利用，會造成很大浪費[2]。因此，碎米的合理利用在大米生產過程中的節能環保方面顯的十分重要。

目前制作面包的常用的主要原料是小麥粉，小麥粉中的麥膠蛋白和谷蛋白在面團中水化后形成面筋結構，這種結構具有持氣性，影響著面包的結構[3]。近年來國外有研究者利用米粉替代面粉制作面包并對工藝和面包品質展開了研究[4]。大米中富含氨基酸和優質谷物蛋白，并具有低敏性、易消化、米香味獨特等特點，開發米粉面包不僅能滿足人們對營養價值和新產品的要求，還能有效利用碎米資源，有著十分重要的意義[5]。面筋的缺乏影響著米粉面包的結構，使得普通的米粉面包的膨脹程度及內部組織等品質較差[6]，所以為了提升米粉面包的品質必須采用特殊方法調制面團，如添加面包改良劑。

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過對比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對米粉面包比容和感官評分的影響，優化確定米粉面包的最佳配方，以期提高普通米粉面包的品質，為產出品質優良的米粉面包提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

碎米粉、高筋面粉（肇慶市福加德面粉有限公司）、水、白砂糖（廣西東亞扶南精糖有限公司）、食鹽、黃油（浙江金奧藝發食品科技有限公司）、酵母（安琪酵母股份有限公司）、羥丙基甲基纖維素（廣東味多美食品配料有限公司）、谷朊粉（封丘縣華豐粉業有限公司）、大豆分離蛋白（臨沂山松生物制品有限公司）

1.2 設備與儀器

JA12002型精密電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）；DHP-9082型電熱恒溫培養箱（上海一恒科技有限公司）；HTD-60電熱烘爐（廣州市白云區宏泰烘焙設備廠）；TS-100B臺式恒溫震蕩器（廣州市白云區宏泰烘焙設備廠）。

1.3 米粉面包的制備

1.3.1 基礎配方

碎米粉（50%）、高筋面粉（50%）、純凈水（65%）、白砂糖（15%）、食鹽（1%）、酵母粉（1%）、黃油（8%），其中添加輔料量的比例按大米粉與高筋面粉的總質量來計算。

1.3.2 工藝流程

原料混勻→和面→發酵（溫度30 ℃，相對濕度85%，時間60 min）→排氣→切分成型→醒發（溫度30 ℃，相對濕度85%～90%，時間45 min）→烘烤（烘烤溫度210 ℃，烘烤時間15～25 min）→冷卻→成品

1.4 試驗內容

1.4.1 HPMC添加量對米粉面包品質的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，HPMC按照混合面包粉質量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價、和比容的測定。

1.4.2 谷朊粉添加量對米粉面包品質的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉按照混合面包粉質量的3%，5%，7%，9%和11%比例分別添加，其他基礎配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.3 大豆分離蛋白添加量對米粉面包品質的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，大豆分離蛋白按照混合面包粉質量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.4 谷朊粉添加量對米粉面包品質的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，選擇谷朊粉作為面粉改良劑，添加量為混合面包粉質量的5%，黃油添加量按照混合面包粉質量的6%，7%，8%，9%和10%的比例添加，其他基礎配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.5 黃油添加量對米粉面包品質的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉添加量固定為混合面包粉質量的5%，黃油添加量為9%，白砂糖添加量按照混合面包粉質量的13%，15%，17%，19%和21%的比例添加，其他基礎配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.6 響應面試驗設計

在單因素試驗基礎上，選定3個對面包品質影響較大的因素：谷朊粉、黃油和白砂糖三者的添加量，制作成的面包的感官評價作為響應值，設定響應面試驗，因素水平見表1。

表1 響應面因素水平表 單位：%

1.5 米粉面包品質的測定

1.5.1 面包感官品質的測定

采用填寫感官評價表的方式來對米粉面包進行鑒評。由10位品鑒人員按照表2的評分標準對面包品質進行評分，每組面包的評分取平均值為該組面包的最終測評成績。

表2 面包感官評價表

1.5.2 面包比容的測定

式中：P為面包比容，mL/g；V為面包體積，mL；M為面包質量，g。

2 結果與分析

2.1 面粉改良劑的選擇

由前期試驗知道由隨著米粉添加量的提高，米粉面包的感官評分和比容均呈現下降的趨勢。這可能是由于隨著米粉含量的提高，面筋含量下降，面筋網絡形成不完全[7]使得米粉面包持氣能力下降，面包變硬，彈性變小，比容降低和感官評分[8]。為了提高米粉面包品質，需要在制作過程中添加面粉改良劑，后續試驗選擇50%的米粉添加量來代替小麥面粉制作米粉面包，并試驗不同面粉改良劑對米粉面包品質的影響。

2.1.1 HPMC對米粉面包品質的影響

米粉面包中由于缺乏面筋蛋白，制作出來的面包中蛋白質不能形成三維網狀結構，持氣性差，可通過添加能模擬面筋黏彈性的水膠體得到部分補償[9]。HPMC是無麩質面包制作中最常用的水膠體。這種具有高表面活性的水溶性聚合物能夠穩定發酵過程中形成的氣泡，從而使無麩質面包具有高比體積和低硬度[9]。HPMC可與面筋蛋白形成復合物，主要通過物理相互作用加強面筋結構[10]。

由圖1可知，添加適量HPMC可提高米粉面包的品質，隨HPMC添加量增加，感官評價和比容逐漸增大，失重率和老化度逐漸降低，面包的比容越大說明面包的組織結構越均勻，彈性越好[11]，當添加量到達5%時比容和感官均為最優，此時面包的失重率最低，老化程度也最低，當添加量超過5時各指標由優變劣；試驗過程中通過感官評價可知添加HPMC后米粉面包組織、口感等評分升高，制作出的米粉面包網孔結構細膩，口感較好，但香味項的評分降低，說明添加HPMC會影響某些香氣的釋放。綜合以上幾點，認為添加HPMC有利于提高米粉面包品質，5% HPMC為其在米粉面包的最適添加量。

圖1 HPMC添加量對米粉感官得分和比容的影響

2.1.2 谷朊粉對米粉面包品質的影響

谷朊粉是由小麥、玉米等谷物加工得到的一種天然植物蛋白，富含70%左右的蛋白質，是一種優質的改良劑[12]。

ORNL的卷對卷技術證明，該方法可用于大規模生產下一代復合材料的涂層纖維。此自我感知復合材料可由可再生聚合物基質和低成本的碳纖維材料制成。

由圖2可知，比容和感官評價隨著谷朊粉添加量的提高呈現先升高再降低的趨勢。添加谷朊粉的米粉面包的比容和感官評價均比未添加組好，這是由于米粉面包中加入了一定量的米粉，使得米粉面包中面筋蛋白含量相對減少，導致米粉面包面筋網絡形成不完全[7]。當谷朊粉添加量為0～5%時，米粉面包的各項指標隨著谷朊粉添加量的提高而提高，這是因為加入適量谷朊粉后，米粉面包中面筋蛋白含量提高，在面團中形成三維面筋網絡結構，有效的改善了面包的品質[13]。谷朊粉添加量大于5%后繼續增加谷朊粉添加量米粉面包的各項指標開始下降，這是因為當谷朊粉添加量過高時，由于形成的三位面筋網絡過密，使得面包變硬，面包可發酵性變差，導致面包的品質變差。

圖2 谷朊粉添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

添加5%的谷朊粉的米粉面包的品質指標均優于其他幾個添加量。因此，認為谷朊粉的添加有利于提高米粉面包的品質，且5%為谷朊粉其在米粉面包的最適添加量。

2.1.3 大豆分離蛋白對米粉面包品質的影響

大豆分離蛋白是一種全價蛋白類的食品添加劑，由低溫脫溶大豆粕為原料生產而成，富含90%以上的蛋白質。大豆分離蛋白含有豐富的氨基酸，添加到面包中可以提高面包營養價值，改善面包口感[11]。

由圖3可知，隨著米粉面包中大豆分離蛋白添加量的提高，米粉面包比容降低，口感、形態和組織等感官評價指標評分下降，導致感官評分下降。指標變化說明大豆分離蛋白的添加在米粉面包中沒有起到改良作用，有可能時因為米粉缺乏面筋蛋白，且大豆蛋白易與小麥粉中的麥谷蛋白發生疏水結合，形成麥膠蛋白-大豆蛋白-麥谷蛋白復合體，破壞面筋網絡，導致制作出的米粉面包變硬變小[14]，面包內部持氣能力下降，感官評分下降。

圖3 大豆分離蛋白添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.1.4 面包改良劑試驗結果

由以上試驗結果可知：HPMC和谷朊粉的加入均可以使米粉面包的品質在一定程度上得到改善，且其最佳添加量均為5%；添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質，反而會使得米粉面包品質下降；通過對比發現加入5%的谷朊粉所制出的面包組織最為松軟，口感最佳，后續試驗選用谷朊粉作為面包改良劑制作米粉面包。

2.2 單因素試驗

2.2.1 黃油添加量對面包品質的影響

由圖4可知，黃油添加量在6%～9%時，黃油添加量與面包比容呈正相關，原因是黃油可為面包提供大量能量，可使面包的膨松度增加[9]。試驗過程中發現當米粉面包中黃油添加量低于9%時，面包表面色澤過淺，香味較淡，影響感官；當米粉面包中黃油添加量超過9%時，面團黏性過大，感官評價時發現面包硬度太小，彈性較差，導致面包粘牙，感官評價明顯降低；當黃油添加量為9%時，硬度、彈性適中，面包表皮色澤金黃，有香濃的黃油味，感官評分最高，因此9%的黃油為制作米粉面包最適黃油添加量。

圖4 黃油添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.2.2 白砂糖對米粉面包品質的影響

由圖5可看出白砂糖添加量在13%～21%時，制作的米粉面包硬度、彈性適中，但面包的甜度低，口感相對較差，面包表面顏色較淺沒有呈現金黃的色澤，缺乏香味；當白砂糖添加量超過19%后，隨著添加量提高，面包越來越硬，彈性變小，面包比容變小，口感太甜，面包顏色太深，影響面包品質[15]，這是因為白砂糖添加量過多使得酵母細胞內滲透壓增加，酵母細胞平衡失調，發酵產氣速度變慢；當白砂糖添加量為19%時，制作出的米粉面包硬度、彈性適中，色澤金黃，散發誘人香氣，故此為最適添加量。

圖5 白砂糖添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.3 響應面試驗結果與分析

根據單因素試驗結果，選擇初始谷朊粉、黃油、白砂糖為自變量，分別記為X1、X2和X3，以感官評分為響應值Y，設計響應面試驗，試驗方案及結果如表3所示。試驗方案經過Design Expert 8.06軟件處理，得到響應面二次回歸方程：Y=-382.325+12.475X1+49.3X2+22.675X3+0.4X1X2-0.4X1X3+0.05X2X3-0.812 5X12-2.85X22-0.562 5X32。

表3 Box-Behnken試驗設計及結果

響應面優化試驗中，谷朊粉、黃油、白砂糖對米粉面包感官評分的影響方差分析，見表4所示。表中直觀看出該模型p＜0.000 1，極顯著，失擬項不顯著，方程有效。該模型相關系數R2=99.52%，經過調整后為98.91%，說明該模型能解釋98.91%的響應值變化，證明該模型與實際的擬合性較好。

各因素的F值表示各因素對響應值的影響程度，F值越大表示該因素對響應值的結果影響越大。由表4可知，這三個因素對米粉面包感官評分影響顯著性大小依次為谷朊粉＞白砂糖＞黃油。谷朊粉和白砂糖對影響感官評分的影響顯著，黃油對感官評分的影響不顯著。

表4 回歸模型方差分析表

經過Design Expert 8.06對數據處理的出最優條件是谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，響應面模型預測的感官評分為90.42分。根據實驗室的實際情況及實施方案的可操作性將最優方案工藝參數更正為添加5.43%谷朊粉、8.92%黃油、19.34%白砂糖，根據該參數進行三次平行試驗，測得米粉面包感官評分為91.3分，相比響面模型預測值誤差為0.96%。因此，說明通過響應面優后得到的工藝參數準確可靠，且具有實用價值。

3 結論

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過對比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對米粉面包比容和感官評分的影響，通過試驗可知：

1) 在米粉面包中添加HPMC和谷朊粉均可以使米粉面包的比容、感官等特性在一定程度上得到改善，但是單獨添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質，反而會使得米粉面包品質下降，其中添加5%谷朊粉的米粉面包品質最高。

2) 由單因素和響應面試驗中得到米粉面包的最佳配方為谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，其他基礎配料為鹽1%、酵母粉1%、水65%，按此配方制作出的米粉面包的體積、組織結構、口感與普通面包較為相似，并具有獨特的大米香氣，感官評分達到91.3分。

研究在一定程度上改善了米粉面包在組織結構、體積、口感上的不足，在提高碎米的利用率、有效降低普通面包的生產成本、豐富面包的品種提供新思路等方面上有著重要意義。