L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工藝研究

張秀鳳，劉淼淼

（河南牧業經濟學院，河南 鄭州450046）

0 引言

面包是一種以高筋小麥粉、水和酵母等為原料，經過調制、切割、發酵、焙烤等工藝制成的食品[1]。面包含有豐富蛋白質，口味千變萬化，種類豐富多樣且易于消化吸收，具有便于貯藏、攜帶的優勢，因此在日常飲食中迅速融入到年輕消費者群體中[2]。

L-阿拉伯糖屬于一種新型低熱量的功能性甜味劑，甜度約為蔗糖的一半，很難被人體利用，且熱穩定性高，可用于烘焙食品[3]。有研究表明，L-阿拉伯糖可與一些氨基酸發生美拉德反應而產生焙烤香味和可可香氣[4]，因此可改善焙烤食品的感官特性。同時，L-阿拉伯糖可以特異性地影響蔗糖酶的活性，使蔗糖無法分解為可被機體吸收的單糖，從而有效抑制蔗糖的吸收，具有降血糖的功能[5]。有研究表明，在蔗糖中添加3.5%的L-阿拉伯糖可抑制60%～70%的蔗糖在人體中的吸收[6]。螺旋藻被廣泛用作食品補充劑或天然添加劑，螺旋藻富含蛋白質、維生素、礦物質、葉綠素、β-胡蘿卜素和多糖，是理想的食品和優質藥物資源[7-8]。

試驗以高筋粉為主要原料，添加一定比例的螺旋藻粉，并用L-阿拉伯糖取代部分白砂糖作為甜味劑，既增加了面包的花色品種，又增強了面包的保健功效，使其能夠迎合更多人群的營養保健需求。

1 試驗方法

1.1 工藝流程

原料預處理→配料→和面→醒發→分割搓圓→發酵→裝飾→焙烤→冷卻→成品。

1.2 試驗方法

1.2.1 L-阿拉伯糖添加量對面包品質的影響

L-阿拉伯糖取代白砂糖量設置5個梯度，即5%，10%，15%，20%，25%，以感官得分和比容為評價指標，確定L-阿拉伯糖最佳添加量。

1.2.2螺旋藻添加量對面包品質的影響

螺旋藻添加量設置5個梯度，即1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，以感官得分和比容為評價指標，確定螺旋藻最佳添加量。

1.2.3 發酵時間對面包品質的影響

發酵時間設置5個梯度，即60，70，80，90，100 min，以感官得分和比容為評價指標，確定最佳發酵時間。

1.2.4 水分添加量對面包品質的影響

水分添加量設置5個梯度，即37.5%，40.0%，42.5%，45.0%，47.5%，以感官得分和比容為評價指標，確定最佳水分添加量。

1.2.5 響應面試驗

選取L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻添加量、水添加量和發酵時間作為自變量，以感官評分為響應值，依據Box-behnken中心組合設計原理進行四因素三水平的響應面試驗，優化L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工藝。

因素與水平設計見表1。

表1 因素與水平設計

1.3 檢測指標

1.3.1 感官評價

參照文獻[9]方法并進行適當修改，從面包的形態、色澤、組織狀態、氣味和口感等5個方面進行評定。

感官評定見表2。

表2 感官評定

1.3.2 比容測定

根據GB/T 20981—2007《面包》中6.5.2方法二（小米置換法）測定面包比容。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 L-阿拉伯糖添加量對面包品質的影響

L-阿拉伯糖添加量對面包感官評分和比容的影響見圖1。

圖1 L-阿拉伯糖添加量對面包感官評分和比容的影響

由圖1可知，在L-阿拉伯糖添加量小于10%時，L-阿拉伯糖添加量增加使得面包的感官得分和比容逐漸上升，當L-阿拉伯糖添加量為10%時，感官得分和比容分別達到最大值，而且10%組與15%組感官得分差異顯著。當L-阿拉伯糖添加量進一步增加時，由于過多的L-阿拉伯糖抑制了酵母的生長繁殖，阻礙了面包的醒發，面團發酵效果差，面筋無法充分擴展造成面包體積收縮變形，故比容下降，且焦糖化反應過度，面包表皮顏色變深，從而導致感官得分降低[10]。綜合感官評分和比容2個評價指標，確定L-阿拉伯糖的最佳添加量為10%。

2.1.2 螺旋藻添加量對面包品質的影響

螺旋藻添加量對面包感官評分和比容的影響見圖2。

圖2 螺旋藻粉添加量對面包感官評分和比容的影響

由圖2可知，隨著螺旋藻粉添加量逐漸增加，感官得分呈現先升高后降低的趨勢。螺旋藻粉添加量小于2%時，面包內部色澤呈淡綠色，螺旋藻味道平淡；螺旋藻粉添加量為2%時，面包感官得分達到最高（p<0.05），此時面包有淡淡的螺旋藻味，且表皮色澤均勻口感細膩舒適；隨著螺旋藻粉添加量的增加，面包內部的綠色有所加重，而且螺旋藻的腥味也越來越明顯，成品面包表皮紋理不均勻，口感粗糙，影響了面包品質。螺旋藻粉添加量在0～2%時比容下降但差異不顯著（p>0.05）。綜合面包感官評分和比容2個評價指標，確定螺旋藻最佳添加量為2%。

2.1.3 發酵時間對面包品質的影響

發酵時間對面包感官評分和比容的影響見圖3。

圖3 發酵時間對面包感官評分和比容的影響

由圖3可知，發酵時間為60～70 min時，發酵時間的延長使得感官評分和比容均有所增加，發酵時間為70 min時，面團發酵適度，面包表皮薄有光澤，內部氣孔呈均勻的蜂窩狀，面包色澤均勻，香味醇厚，內部組織松緊適中柔軟有彈性，達到最大的感官得分和比容值。當發酵時間超過70 min時，酵母產氣能力下降導致面團體積過小，面包內部組織不緊密，表皮增厚無光澤，氣孔不均勻，有不正常的酸味，面團有所塌陷，成品面包表皮粗糙有厚殼凹凸不平，從而使面包感官和比容降低。綜合面包感官評分和比容2個指標，確定最佳發酵時間為70 min。

2.1.4 水添加量對面包品質的影響

水添加量對面包感官評分和比容的影響見圖4。

圖4 水添加量對面包感官評分和比容的影響

由圖4可知，感官得分和比容均呈現先升高后降低的趨勢。當水添加量高于42.5%時，面包比容最大（p<0.05）。其主要原因是當水添加量低于42.5%時，由于水添加量少，面筋蛋白吸水性較差，面筋形成率低，面團黏度小，難以伸展，不利于發酵，面包組織粗糙、表皮厚、質地硬，口感較差；當水添加量高于42.5%時，面團變得過度柔軟，和面成型困難，成品易塌陷，保氣性差。綜合面包感官評分和比容2個指標，確定最佳水添加量為42.5%。

2.2 響應面試驗結果

2.2.1 響應面試驗設計及結果

響應面試驗結果見表3。

表3 響應面試驗設計與結果

2.2.2 回歸模型擬合及方差分析

利用軟件Design Expert 8.0.6對表6結果進行二次多元回歸擬合分析，得到各因素對螺旋藻面包的感官得分Y之間的回歸方程：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表7可知，回歸模型結果p<0.000 1，表明響應面回歸模型極顯著；失擬項p=0.08>0.05，失擬項不顯著，說明回歸方程擬合較好，可用來進行分析和預測。R2=0.911 1，表明擬合度較好，可以用此模型來分析和預測L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳工藝。

模型中螺旋藻粉添加量（A）、水分添加量（B）、L-阿拉伯糖添加量（C）等一次項對感官評分影響極顯著（p<0.01）；A2，B2，C2等二次項對感官評分影響極顯著（p<0.01），C對感官評分影響顯著（p<0.05）；交互作用中AB對感官評分影響極顯著（p<0.01）；而D、AC、AD、BC、BD、CD對感官評分影響不顯著（p>0.05）。由F值可知，4個因素對感官評分影響順序為A>C>B>D，即螺旋藻粉添加量>L-阿拉伯糖添加量>水分添加量>發酵時間。

2.2.3 響應面交互作用分析

響應面模型因素兩兩交互作用對L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影響見圖5。

由圖5可知，螺旋藻粉添加量與水分添加量的交互作用對感官得分的影響顯著，而螺旋藻粉添加量與L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻粉添加量與發酵時間的交互作用、L-阿拉伯糖添加量與水添加量、水添加量與發酵時間、L-阿拉伯糖添加量與發酵時

圖5 響應面模型因素兩兩交互作用對L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影響

間之間的交互作用對感官得分的影響不顯著，該結果與方差分析結果一致。

2.2.4 驗證試驗

通過Design Expert 8.0.6軟件分析優化，得出L-阿拉伯糖螺旋藻面包的最佳配方工藝為螺旋藻粉添加量2.3%，水分添加量42.4%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，發酵時間70.8 min，此條件下面包感官評分預測值為86.3分。考慮到操作的可行性，將上述最佳條件調整為螺旋藻添加量2.3%，水添加量42.5%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，發酵時間71 min，在此條件下進行驗證試驗，得到的感官評分為85.7分，與理論預測值相對誤差為0.69%，說明響應面法優化后得到的最佳工藝配方準確可靠，可以作為優化L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳配方工藝的分析預測。

3 結論

螺旋藻的添加不僅賦予了面包的天然綠色，而且增強了面包的營養保健功效，L-阿拉伯糖作為甜味劑取代面包配方中的部分蔗糖，增添了面包色澤，有效控制了人體對蔗糖的吸收。螺旋藻與L-阿拉伯糖的復配使用使面包的硬度變小，彈性增大，提高了面包食用品質，成品面包表皮色澤均勻呈黃褐色，內部色澤呈淡綠色，有淡淡的藻香味，口感松軟不黏牙，為消費者提供了一種美味又營養的休閑食品。