天然酵母面包發酵粉配方優化研究

柴虹宇，田曉玲，孫 佳，李 晗

（遼寧農業職業技術學院，遼寧 營口 115009）

天然酵母面包是利用谷物、水果等制備的天然酵母發酵液發酵而制作成的面包[1]。天然酵母發酵液營養豐富，通過研究人員對天然酵母的成分分析，發現其內部富含蛋白質、B族維生素以及多種有益的礦物質[2]。目前學者們對天然酵母的研究仍以發酵液為主，但天然酵母面包發酵液在存儲和運輸的過程中存在不易保存，菌活力易下降的問題。將天然酵母面包發酵液制作成發酵粉，以期解決這一問題。本試驗通過對天然酵母面包發酵粉工藝配方中影響因素的研究，得到天然酵母面包發酵粉的最佳工藝配方，為工業化生產天然酵母面包發酵粉提供理論支持。

1 材料與設備

1.1 試驗材料

天然酵母發酵液采用遼寧農業職業技術學院實訓基地釀酒葡萄園中的葡萄自制；河套高筋面包粉、麥芽糖漿、玉米面、黃豆粉，均為市售。

1.2 設備

鼓風干燥箱：蘇珀電熱恒溫鼓風干燥箱；電子天平：花潮高科電子天平；醒發箱：新麥雙層自動醒發箱；真空包裝機：緣昊雙倉真空包裝機；干磨機：九陽全自動料理機。

2 試驗方法

2.1 天然酵母面包發酵粉的基礎配方

天然酵母面包發酵粉的基礎配方為：高筋面粉100%，發酵液50%，熟玉米面50%，熟黃豆粉1%，麥芽糖1%。

2.2 天然酵母面包發酵粉的制備方法

將自制的天然酵母發酵液（發酵5 d）用紗布過濾，用保鮮盒稱取發酵液并加入麥芽糖漿攪拌均勻后，密封，常溫放置備用。稱取的熟黃豆粉、一半量熟玉米面與高筋粉混合，一同加入到發酵液中。在保鮮盒中輕微攪拌至成團。將保鮮盒敞口置于醒發箱中，溫度為28℃，無濕度設置，發酵時間為2 h。取出發酵好的面團加入另一半熟玉米面做成小顆粒團，放入干燥箱中常溫鼓風干燥2 h，取出打成粉末。將粉末倒入真空袋中，真空包裝。常溫放置7 d后測定。

2.3 CO 2失重法測定天然酵母面包發酵粉的發酵力

稱取天然酵母面包發酵粉50 g，30℃恒溫備用。稱取白砂糖2 g，NaCl 0.35 g，加水100 mL使之溶解，倒入250 mL錐形瓶中，將稱量好的發酵粉倒入溶液中，混合均勻，并塞上軟棉塞。將裝有面糊的錐形瓶在電子天平上稱重后，置于35℃醒發箱中靜置培養，開始計時，每隔30 min稱重一次，上一次的重量減去下一次的重量即為30 min內失去CO2的重量,本試驗測定0.5 h～1.5 h的CO2失重量[3]。CO2失重量越大說明發酵粉的發酵力越強。

2.4 單因素試驗

在基礎配方不變的基礎上，以發酵液的添加量（30%、40%、50%、60%、70%），玉米面的添加量（30%、40%、50%、60%、70%），黃豆粉的添加量（0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%）進行單因素試驗，通過測定發酵粉的發酵力來判定天然酵母面包發酵液的品質。

2.5 響應面試驗

在單因素試驗的基礎上，以Design-Expert 12軟件為輔助手段進行響應面試驗設計，采用Box-Behken中心組合做響應面分析試驗。以天然酵母面包發酵粉的失重量為響應值，得出的數據使用Design-Expert 12軟件進行分析，得出天然酵母面包發酵粉的最佳工藝配方[4]。

3 結果與分析

3.1 發酵液添加量對天然酵母面包發酵粉的影響

在基礎配方及其他條件不變的情況下，研究發酵液的添加量對天然酵母面包發酵粉的影響，試驗結果如圖1所示。

圖1 發酵液添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

發酵液添加量直接影響面團的軟硬度和后期的干燥效果，由圖1可知，當發酵液添加量為50%時，發酵粉的CO2失重量最高。這是由于當發酵液添加過少時，不利于微生物的生長，導致干燥前微生物生長不充分，微生物含有量低。而當發酵液添加過多時，干燥階段水分揮發不完全，儲存時微生物仍在繼續生長，營養消耗，脹袋，產品品質下降。因此確定發酵液添加量為50%。

3.2 玉米面添加量對天然酵母面包發酵粉的影響

在基礎配方及其他條件不變的情況下，研究玉米面的添加量對天然酵母面包發酵粉的影響，試驗結果如圖2所示。

圖2 玉米面添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

玉米面的添加能夠提高面團的營養、降低面團的筋性，同時提高產品的溶解性。由圖2可知，當玉米面添加量為60%時，發酵粉的CO2失重量最高，這是由于當玉米面的添加量較低時，面團筋性較大，導致干燥不完全。當玉米面的添加量較高時，影響了微生物的生長，導致發酵力不足。因此確定玉米面添加量為60%。

3.3 大豆粉添加量對天然酵母面包發酵粉的影響

在基礎配方及其他條件不變的情況下，研究大豆粉的添加量對天然酵母面包發酵粉的影響，試驗結果如圖3所示。

圖3 大豆粉添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

添加大豆粉能夠提高天然酵母面包發酵粉的蛋白質和多種營養物質的含量，同時大豆及其脂肪酸能夠維持酵母形態不變，降低殘糖等作用[5]，起到保持發酵粉中微生物的活力的作用。由圖3可知，當大豆粉添加里為0.8%時，天然酵母面包發酵粉的CO2失重量最高，隨著大豆粉添加量的增加，天然酵母面包發酵粉CO2失重量有所下降，這是由于大豆粉添加量的增加一方面加快了細菌的發酵速度，一方面發酵粉的豆腥味也隨之增加，影響了天然酵母面包發酵粉的發酵力，因此最終確定大豆粉添加量為0.8%。

3.4 響應面試驗結果與分析

3.4.1 響應面試驗設計及結果

在單因素試驗的基礎上，采用Box-Behken中心組合進行三因素三水平的響應面設計試驗，因素水平見表1，測定結果見表2。

表1 響應面因素水平表

以CO2失重量為響應值，運用Design Expert12軟件對表2的數據進行多元回歸擬合，得到預測模型如下：

表2 響應面分析試驗設計與結果

對該預測模型進行方差分析，結果見表3。回歸模型各項方差分析表明，該模型P值<0.001，A、C、AB、BC、A2、B2、C2都是高度顯著的，且失擬項P值>0.05，不顯著。由此確定該模型是高度顯著的。同時模型確定系數R2=0.9991，調整確定系數R2adj=0.9980，說明該模型與實際試驗有很好的擬合度。

表3 方差分析表

3.4.2 各因素交互作用對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

根據回歸分析的結果，運用Design Expert12軟件做出發酵液（A）、玉米面（B）、大豆粉（C）三者對天然酵母面包發酵粉影響的響應曲面圖和等高線，結果見圖4～6。

圖4 發酵液添加量和玉米面添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

由圖4可知，發酵液添加量和玉米面添加量兩者之間存在交互作用，由等高線可以判斷發酵液添加量比玉米面添加量對天然酵母面包發酵粉的影響更大。

由圖5可知，發酵液添加量和大豆粉添加量兩者之間存在交互作用，由等高線可以判斷發酵液添加量比大豆粉添加量對天然酵母面包發酵粉的影響更大。

圖5 發酵液添加量和大豆粉添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

由圖6可知，玉米面添加量和大豆粉添加量兩者之間存在交互作用，由等高線可以判斷大豆粉添加量比與玉米面添加量對天然酵母面包發酵粉的影響更大。

圖6 玉米面添加量和大豆粉添加量對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響

通過Design-Expert12軟件優化，得到天然酵母面包發酵粉最佳配方為：發酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量為0.82%，此時天然酵母發酵粉的CO2失重量為0.85 g。應用這組理論最佳數據平行試驗5次，發現CO2失重量與理論值接近，說明該回歸方程能夠真實的反映各因素配比對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響。

4 結論

天然酵母面包發酵粉的工藝配方對其產品發酵力有很大的影響，本試驗通過單因素試驗確定3個因素：發酵液、玉米面、大豆粉對天然酵母面包發酵粉發酵力的影響情況，并以單因素試驗的結果為基礎，采用Box-Behnken設計對這3種影響因素進行了優化，并得到優化模型：

最終得到天然酵母面包發酵粉的最優配方為：發酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量為0.82%，此時天然酵母發酵粉的CO2失重量為0.85 g。此時天然酵母面包發酵粉的發酵力可以滿足天然酵母面包生產的需要。