發酵木薯全粉面包的制作工藝

拓朝月，丘春平，劉宵瑩，周鋒，杜習绱，謝彩鋒

廣西大學輕工與食品工程學院（南寧 530000）

木薯、馬鈴薯與甘薯并稱世界三大薯類，素有“地下糧倉”“淀粉之王”“能源作物”之稱[1]，是一種營養物質全面的可再生資源。世界上木薯產量的65%用于人類食物，10億人口以此為主要糧食來源，更是非洲、拉丁美洲等熱帶地區超過5億人口的主食之一[2-3]。中國居民超重率等慢性病患率逐年提高，主食雜糧化發展成為滿足人們營養、功能、安全及多樣性食品需求的有效途徑。在某些領域被認為最有潛力替代小麥粉的木薯淀粉來源于木薯，其主食化發展也受到關注，在木薯面包[4]、木薯面條[5]、木薯粉絲[6]、木薯餅干[7]等方面已取得顯著成效。但木薯全粉（淀粉）在面包制作中不能形成像高筋面粉一樣的網狀結構，因此其添加比例不宜超過30%[8]，在面包中的應用受到很大限制。

發酵，是世界上以木薯為主食的人們在食用木薯前的一種常用處理方法。研究發現，發酵可使凝膠強度提高，吸水性和可消化性增加，易被酵母利用，且在發酵中還會產生多糖物質使其具有類似小麥谷蛋白的黏彈性[9]，從而具有良好的面包制作與烘焙特性[10]。另外，木薯發酵不僅改善面包的組織結構與口感，還會增加芳香味。因此發酵木薯全粉較未發酵木薯全粉更適宜用于制作面包。

試驗使用發酵木薯全粉替代部分小麥粉制作面包，通過單因素試驗和正交試驗優化發酵木薯全粉面包的工藝配方，并以未發酵木薯全粉面包、小麥面包的品質作為對照，探究發酵木薯全粉在面包制作中的最大應用比例，推動木薯食品化、主糧化進程。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

SC 9木薯全粉和發酵木薯全粉（自制）；小麥粉（深圳市泰東源實業有限公司）；白砂糖（廣西崇左市湘桂糖業有限公司）；黃油（廣州市至潤油脂食品工業有限公司）。

1.2 儀器與設備

烤箱（廣東佛山順德華興實業有限公司）；KENWOOD廚師機（KMC510，英國凱伍德公司）；JMTY型面包體積測定儀（杭州大吉光電儀器有限公司）；TA.XT2質構儀（英國Stable Micro Systems公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 發酵木薯面包的制作

1.3.1.1 工藝流程

稱樣→和面→發酵和揉壓→成型→醒發→烘烤→晾涼→面包

1.3.1.2 操作要點

按基本配方稱取各原料，移至和面機攪拌桶中。先慢速40 r/min攪拌5 min，調至高速110 r/min攪拌15 min至原料粉充分混合均勻，面團表面光潔、無裂痕。將面團取出，用手將面團捏圓，使面團光滑面向上，放在涂有少許黃油的發酵盤中，置于溫度30 ℃、相對濕度85%的發酵箱內靜置發酵90 min，面團發酵55 min和80 min時用手擠壓將其中的氣泡排出，擠壓后再將其對折，縫向下再次放入發酵盤中，重新放回發酵箱中繼續發酵；發酵結束時，將面團取出，輕輕揉光并適當拉長，用手按壓面團，使其中的氣泡排出，將面團輕輕滾壓幾次使其和面包聽的大小相一致，將面團接縫向下，放入涂有黃油的面包聽中，置于溫度30 ℃、相對濕度85%的醒發箱中進行醒發45 min；醒發結束，立即放入上火、下火溫度均為210 ℃的烤箱中烘烤20 min；取出烤好的面包，室溫晾涼，即得成品。

1.3.2 單因素試驗

固定因素為發酵木薯全粉40%、白砂糖6%、食鹽1.5%、黃油6%、酵母2%、水60%；變量設置：發酵木薯全粉添加比例10%，20%，30%，40%，50%和60%；水添加比例45%，50%，55%，60%，65%和70%；黃油添加比例3%，4%，5%，6%，7%和8%；白砂糖添加比例4%，5%，6%，7%，8%和9%；食鹽添加比例0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%；酵母添加比例1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%和3.5%。以面包感官評分和比容為指標，考察各因素對面包綜合品質的影響。

1.3.3 正交試驗

在單因素試驗基礎上，分別確定發酵木薯全粉添加比例、水添加比例、酵母添加比例及食鹽添加比例四因素三水平（表1），采用L9(34)正交試驗設計，以感官評分、比容、硬度和彈性為指標對面包品質進行綜合評價，確定面包最佳配方。

表1 發酵木薯全粉面包正交試驗因素和水平 單位：%

1.3.4 發酵木薯面包品質的分析

分別使用30%和40%發酵木薯全粉替代小麥粉，按最優配方制作面包，檢測分析面包的感官評分、比容、硬度和彈性，以純小麥面包、未發酵木薯全粉面包（木薯全粉30%）作對比，研究發酵木薯面包的品質。

1.3.5 面包品質感官評定

參考姚佳等[11]對面包感官評分的方法進行評定。

1.3.6 比容的測定

參照GB/T 20981—2007[12]面包菜籽置換法進行測定。

1.3.7 物性測定

參照董德良等[13]的方法進行測定。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 發酵木薯全粉添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖1可知，發酵木薯全粉添加比例由10%增加至20%時，面包感官評分逐漸升高；添加比例為20%時，感官評分最高，面包紋理清晰，松軟質好，并具有獨特的木薯味道。增大添加比例，面包感官評分下降，添加比例為60%時，面包口感變黏、發硬。

圖1 發酵木薯全粉添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分與比容的影響

面包的比容隨著發酵木薯全粉添加比例增大而持續下降，但添加比例小于30%時，面包比容差異不顯著（p＞0.05），但添加比例超過40%時，比容顯著降低（p＜0.05）。

2.1.2 水添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖2可知，水添加比例對面包感官評分和比容有明顯影響。隨著添加比例的增加，面包的感官評分和比容先升后降，水添加比例為60%時，面包感官評分和比容均達到最高。水添加比例不足，面包表面易出現裂紋，還會導致面包內部結構致密、表皮厚硬，因此感官評分低；隨著水添加比例的增加，面筋網絡結構的彈性增大，面團延展性增強，因此面包的感官評分和比容增大。但是，水添加比例過大，面筋生成率降低，品質變差，同時面團過于松軟，延展性變弱，成形性差，酵母發酵所產生大量CO2易使面團塌陷，體積變小，所以面包感官評價和比容都降低[14]。這與賀國亞[15]、馬娟[16]發現青麥仁面包、乳清粉面包的感官評分隨含水量增加呈先增加后下降趨勢的結論一致。

圖2 水添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分和比容的影響

2.1.3 黃油添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖3可知，隨著黃油添加比例的增加，面包感官評分和比容先增后減，添加比例為6%時，面包的感官評分和比容最高。黃油的添加使面包內部結構松軟，持氣性增強，面包感官評分與比容增大。但添加比例過大，面團中面筋形成受到阻礙，且結構過于軟化，影響面包組織結構與比容。這與古碧等[4]研究發現黃奶油添加比例為6%時，木薯全粉面包的比容與綜合評分最高的結論一致。

圖3 黃油添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分和比容的影響

2.1.4 白砂糖添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖4可知，當白砂糖添加比例小于6%時，面包的感官評分與比容隨著添加比例增大而升高。但添加比例超過6%時，感官評分與比容開始下降。當白砂糖添加比例為6%時，面包的感官評分與比容最大。當添加比例小于6%時，面包的體積膨脹度不夠，影響面包的感官與比容；當添加比例大于6%時，面團膨脹受到抑制，另外，易導致面包里熟外生，面包的感官評分與比容下降。這與范周[17]、郝亭亭等[18]發現米粉面包和藜麥雜糧面包的感官評分和比容隨白砂糖添加量增加呈先上升后下降趨勢的結論一致。

圖4 白砂糖添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分和比容的影響

2.1.5 食鹽添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖5可知，面包的感官評分和比容都隨著食鹽添加比例增加先增大后減小，當添加比例為1.5%時，感官評分和比容最大。當添加比例少于1.5%時，所得面包紋理性差或開裂；但添加比例超過1.5%時，其影響酵母的發酵活性，進而影響面包的感官評分和比容。這與張慧[19]發現的黑麥面包的感官評分隨著食鹽添加量增加呈先升后降的變化趨勢的結論一致。

圖5 食鹽添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分和比容的影響

2.1.6 酵母添加比例對發酵木薯全粉面包品質的影響

由圖6可知，酵母添加比例對面包感官評分與比容均有影響。隨著添加比例的增加，面包比容與感官評分先升后降，當添加比例為2%時，感官評分與比容均達到峰值，其中添加比例為2.0%～2.5%時，感官評分下降幅度很小。當酵母添加比例不足時，面團發酵所產生的氣體不足，面包結構致密，感官評分與比容小；當添加比例過多時，面包氣孔過大，有輕度酸味，烘烤后易變形、塌陷，口感差。因此，酵母添加比例2%時較為合適。這與張猛[20]發現復合雜糧面包的感官評分隨著酵母添加量增加呈先上升后下降趨勢的結論一致。

圖6 酵母添加比例對發酵木薯全粉面包感官評分和比容的影響

2.2 正交試驗結果與分析

正交試驗結果見表2。

表2 正交試驗結果

由表3可知，各因素對發酵木薯面包的感官評分和硬度影響程度的主次順序為A＞B＞C＞D，最優工藝為A1B3C2D3；各因素對面包比容影響程度的主次順序為A＞B＞D＞C，最優工藝為A1B3C2D3；各因素對面包彈性影響程度的主次順序為D＞A＞B＞C，最優工藝為A3B2C1D1。綜合感官評分、比容、硬度及彈性指標最優工藝組合，制作發酵木薯全粉面包的最優工藝指標是A1B3C2D3，即發酵木薯全粉30%、水65%、酵母2%、食鹽2%。

表3 正交試驗的極差分析

2.3 發酵木薯全粉面包的品質

盡管正交試驗工藝優化獲得發酵木薯全粉添加比例為30%，但考慮到木薯食用化發展，試驗在進行面包品質分析時，發酵木薯全粉添加比例分別考慮30%和40%，并以純小麥粉面包和木薯全粉面包作為對比。

由表4可知，木薯全粉面包（30%）、發酵木薯全粉面包（40%）與小麥面包相比，感官評分顯著降低（0.01＜p＜0.05），硬度顯著增加（p＜0.01），比容和彈性差異不顯著（p＞0.05）；發酵木薯全粉面包（30%）與小麥面包相比，硬度顯著增大（0.01＜p＜ 0.05），但感官評分、比容、彈性差異不顯著（p＞0.05）。試驗表明木薯全粉（含發酵、未發酵）面包的感官評分、口感及比容等指標與傳統小麥面包存在一定差異，具有自身特點。這主要是因為木薯不含麥谷蛋白和麥醇溶蛋白，使用木薯全粉部分替代小麥粉制作面包，面團中面筋會被稀釋，使面包感官評分、比容及硬度等指標均受到一定影響，影響程度與添加的比例及發酵與否等處理方式相關。

表4 不同面包的品質對比

就發酵木薯全粉面包（30%）而言，其感官評分、比容、硬度和彈性指標均優于木薯全粉面包（30%），感官評分顯著增加（0.01＜p＜0.05），硬度顯著減小（0.01＜p＜0.05），彈性和比容差異不顯著（p＞0.05），說明發酵可以改善木薯全粉面包的加工與烘焙特性。與發酵木薯全粉面包（30%）相比，雖然發酵木薯全粉面包（40%）在感官評分、硬度上存在著顯著差異（0.01＜p＜0.05），但依然在可接受范圍內；而比容與彈性指標沒有顯著降低（p＞0.05）。結果表明經過發酵處理，木薯全粉在面包制作中的添加比例可以提高。

3 結論

隨著發酵木薯全粉添加比例的增加，面包感官評分先升后降，比容降低；隨著酵母、水、白砂糖、食鹽和黃油添加比例的增加，感官評分和比容先升后降；面包最優工藝配方為發酵木薯全粉30%、水65%、酵母2%、食鹽2%。相對于未發酵木薯全粉，發酵木薯全粉面團加工與烘焙特性更優，其在面包中的添加比例可以提高至40%，其面包品質雖與純小麥面包存在一定差距，但在可接受范圍內，這對木薯主糧化發展和優質雜糧面包開發具有積極意義。