響應面法優化藜麥面包的配方及加工工藝

魏瑋

天津現代職業技術學院（天津 300350）

藜麥被譽為谷物中的“營養黃金”，它是藜科藜屬植物[1]。藜麥作為一種單體植物，可以滿足人體對于基本營養的需求，因而也被聯合國糧農組織正式推薦為最適宜人類的完美全營養食品。藜麥中含有維生素、多酚、類黃酮類、皂苷和植物甾醇類物質且具有對于人體有益的多種功效。藜麥含有高蛋白，其不飽和脂肪酸占83%。同時，藜麥在糖脂代謝過程中，其所含的低果糖、低葡萄糖也發揮了有益的功效[2-3]。

面包是小麥面粉經過酵母發酵后烘烤而得到的常見谷物食品，其中含有多種營養物質如蛋白質、脂肪、碳水化合物、少量維生素等，并且還含有鈣、鉀、鎂、鋅等礦物質。經過烘烤后的面包產品易于人體的消化、吸收且方便攜帶與食用，在日常生活中深受人們喜愛。但市場中面包的功能性成分含量并不顯著。近年來，焙烤市場中出現了多種全麥面包，其營養單調、口味單一。隨著生活水平的不斷提高，人們對面粉類主食的品種、口味、營養等有了更高的要求。在面團調制時添加一定量的藜麥粉不但可以豐富焙烤類產品的營養價值，還可以使面包制品別具特色[4-5]。

試驗以青海產地的白色藜麥為研究對象，采用二次發酵法，將藜麥磨粉后與高筋面粉等材料進行混合，制備出營養豐富的藜麥面包。試驗過程中利用響應面分析法優化并確定藜麥面包制作的最佳工藝和配方，為相關產品的加工制備提供一定理論依據。

1 材料方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 藜麥粉的制備

選用青海西寧產的白色藜麥。藜麥除去雜質，經高速粉碎機粉碎后呈粉末狀，過篩，冷藏備用。

1.1.2 其他材料

高筋小麥粉（金焙1#面包粉，中糧集團有限公司）；干酵母（安琪酵母股份有限公司）；食用鹽（中鹽天津市長蘆鹽業有限公司）；黃油（安佳牌）；鮮雞蛋（市售）。

1.2 儀器與設備

N-20粉碎機（廣州旭朗機械設備有限公司）；SM-25攪拌機、SM-40SP醒發箱、SJ-493烤箱（新麥機械中國有限公司）；TA.XT Plus質構儀（英國Stable Micro Systems）；ES-A精密型電子天平（天津市德安特傳感技術有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 藜麥面包制作工藝流程[6-8]

原輔料稱取→調制面團→一次醒發→分割、搓圓、排氣泡→松弛→整形→二次醒發→烘烤→冷卻→包裝

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 原輔料的調配

將主料（高筋粉、藜麥粉）稱量、混勻后，放入溫水（30 ℃左右）活化的酵母，加入其他輔料（白砂糖、雞蛋、鹽）置于立式和面機內攪拌，采用120 r/min，攪拌2 min；采用230 r/min攪拌3 min，加入室溫軟化的黃油后繼續攪拌，采用230 r/min攪拌3 min；采用120 r/min攪拌4 min，直至面團光滑柔軟且能拉出筋膜，此時面團測溫約25 ℃。

1.3.2.2 一次醒發

設定一次醒發溫度35 ℃、濕度75%、醒發時間30 min，讓面團進行發酵。

1.3.2.3 分割、搓圓、排氣

分割面團每個60 g，搓圓并排氣泡。

1.3.2.4 整形

將面團松弛20 min后，整形成橄欖形。

1.3.2.5 二次醒發

二次醒發，醒發溫度38 ℃、濕度80%、醒發時間30 min。

1.3.2.6 烘烤

將面團置于烤箱中，設定上火230 ℃、下火180 ℃、烘烤時間32 min，即完成藜麥面包的制作。

1.3.2.7 冷卻

在常溫下自然冷卻1 h，成品。

1.3.3 藜麥面包質構的測定

采用自然冷卻法，面包烘烤出爐后冷卻至室溫25 ℃，切成3份大小相等、厚度為5 cm的方塊。采用TA.XT Plus質構儀檢測面包質構特性，檢測過程中選用P-100探頭。測定條件：起始力5 N，觸發模式Auto，測前速率2.0 mm/s，測試速率1.0 mm/s，測后速率1.0 mm/s，探頭對準樣品中間，壓縮50%，間隔5 s。每組試驗進行3次平行試驗取平均值[9-11]。

1.3.4 面包品質的評價[12]

面包成品由20名感官評審員從面包成品的色澤、外觀形態、組織狀態、口感及風味5個方面進行評價，取最終評分的平均值。感官評分標準見表1。

表1 藜麥面包感官評分標準

1.3.5 藜麥面包制作的單因素試驗[13]

按照藜麥面包制作工藝流程，以高筋粉和藜麥粉總質量100 g為基準，通過改變藜麥粉、酵母及黃油的添加量，采用感官評分，并確定各個因素與藜麥面包的品質關系。藜麥粉添加量為8%，10%，12%，14%和16%；酵母粉添加量為0.50%，0.75%，1.00%，1.25%和1.50%；黃油添加量為4.50%，5.00%，5.50%，6.00%和6.50%。其余輔料添加量為水42%、食鹽1.5%、雞蛋17%。

1.3.6 藜麥面包制作的響應面試驗[14-17]

在單因素試驗基礎上，選取藜麥粉添加量（%）、酵母添加量（%）及黃油添加量（%）這3個因素為自變量，以感官評分為響應值，依據Box-Behnken中心組和設計原理進行響應面分析，對藜麥面包的制作進行三因素三水平的響應面分析試驗，優化藜麥面包的最佳工藝配方，分析因素與水平見表2。

表2 響應面試驗因素水平 單位：%

2 結果與分析

2.1 藜麥粉添加量對面包品質及硬度的影響

從圖1可看出，藜麥粉添加量12%時，此時面包感官品質評分最佳。藜麥粉添加量在增大的過程中，感官評分呈現先增大后減小趨勢，這是由于藜麥粉中存在著較為豐富的微量元素，利于面包的發酵，但隨著藜麥粉添加量的增大，面包中的多酚類物質也逐漸增加，使面包的風味下降。同時，藜麥粉量添加16%時，面包硬度下降明顯，出現塌陷現象，表皮出現褶皺，使面包的整體品質下降。綜合分析，選用藜麥粉添加量12%為宜。

圖1 藜麥粉添加量對面包感官品質評價及硬度的影響

2.2 酵母粉添加量對面包品質及硬度的影響

從圖2可看出，酵母粉添加量對面包外觀品質的影響較大。添加量過少會導致面團起發不足，面包的風味不足，內部產生的氣孔較小，影響面包體積，且面包質地較硬，回彈力差；添加量過大會導致面包內部發酵過度，氣孔過大，使得面包外觀產生裂痕，硬度增加，影響面包品質。綜合分析，選擇酵母粉添加量1%為宜。

圖2 酵母粉添加量對面包感官品質及硬度的影響

2.3 黃油添加量對面包品質及硬度的影響

從圖3可看出，黃油量的不斷增加，使面包的感官品質評分先增后減。黃油添加量過少，無法完全包裹面筋蛋白質，造成發酵后的二氧化碳氣體易溢出，使面包體積縮小，硬度變大，感官評分降低。黃油添加量過大則起到反水化作用，影響面筋網絡的形成，限制發酵面團體積膨脹。綜合分析，選用黃油添加量5%為宜。

圖3 黃油添加量對面包感官品質及硬度的影響

2.4 藜麥面包響應面分析試驗

2.4.1 響應面分析試驗結果

試驗結果見表3，利用Design Expert 10.0.3對試驗結果進行二元回歸擬合，得到回歸方程：Y=95.06+ 0.34A+0.40B+0.89C-0.23AB-0.30AC-0.23BC-6.06A2-3.48B2-0.45C2。方差分析可見表4。

表3 響應面試驗結果

表4 方差分析結果

對表4數據進行分析：P＜0.000 1表面回歸模型高度顯著；失擬相P=0.687 2＞0.05，表明回歸模型可信度相對較高；決定系數R2=0.998 3，表明模型具有很好的擬合度；信噪比為58.783＞4，表明試驗精度很高。因而，該回歸模型能將藜麥粉添加量、酵母添加量和黃油添加量這3個因素對藜麥面包的感官評分的影響較為準確地進行模擬，其中的一次項A、B、C及二次項A2、B2、C2極顯著，二次項AC顯著，AB、BC不顯著，各個因素影響面包感官評分的大小依次為C（黃油添加量）＞B（酵母粉添加量）＞A（藜麥粉添加量）。

通過對回歸方程及表4、圖4～圖6的分析，得出最佳工藝條件：藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%。在最佳工藝條件下，面包感官評分預測值為95.5分。

圖4 藜麥粉添加量和酵母粉添加量交互作用的響應面

圖5 黃油添加量和藜麥粉添加量交互作用的響應面

圖6 黃油添加量和酵母粉添加量交互作用的響應面

2.4.2 響應面分析驗證試驗

根據最佳工藝條件（藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%），進行3組平行驗證試驗，得到的感官評分分別為96.1，95.7和96.0分，平均值為95.9分，與預測值相比，相對誤差僅為0.42%，說明利用響應面法優化藜麥面包的工藝條件是具有可靠性的。此條件下生產的面包硬度為532.12 g。試驗說明該數學模型可靠，可利用于藜麥面包最優工藝參數的預測，且試驗成立。

3 結論

藜麥加工成粉后添加到面包的生產過程中，利用單因素試驗和響應面試驗確定藜麥面包的最優配方：藜麥粉添加量12%、酵母粉添加量1.00%、黃油添加量5.48%，此時產品感官評分平均值為95.9分，硬度為532.12 g，且與預測值基本符合。即在該優化方案下制作出的藜麥面包表皮金黃飽滿，內部質地細膩平滑，氣孔細密均勻且有彈性，并具藜麥獨特的香味。該方法以期促進藜麥面包工業化生產，豐富面包品種，為藜麥食品的開發添加新品種。