一種無麩質面包的工藝研究

顧滎熒，屠文超，邱鶴翔，孫漢巨，張 濤，劉淑蕓，何辛洲，何述棟，步顯勇，謝 艷

（1.合肥工業大學食品與生物工程學院，安徽合肥 230009；2.安徽盼盼食品有限公司，安徽滁州 239000）

0 引言

“麩質”即面筋蛋白或麥膠，主要存在于小麥、黑麥及大麥等谷物中，是多種蛋白質的混合物，主要由麥醇溶蛋白和麥谷蛋白組成[1]。麩質過敏人群對小麥、黑麥及大麥等谷物中某些蛋白質不耐受，容易出現胃腸道癥狀，如腹痛、腹瀉及乳糜瀉，甚至導致便秘及大便帶血等癥狀。乳糜瀉是一種免疫介導的胃腸疾病，由對麥膠產生的固有免疫及適應性免疫反應所致[2]。常見的麩質食材有小麥、大麥、黑麥、苞米、烏冬、薏仁米、高梁、黑豆及燕麥等，常見的無麩質食材有藜麥、糙米、蕎麥、高粱、木薯、大米、小米、玉米、大豆、葛根、乳制品、水果及蔬菜等。無麩質食品主要選用一些天然且不含麩質的原料，依照標準化操作和生產規定生產出的食品，該食品是麩質不耐受人群的最佳飲食方式[3]。據不完全統計，全球大約有1%的人群對麩質過敏。因此，為麩質過敏患者開發出無麩質面包等食品，是食品研究人員及食品生產企業義不容辭的責任。

水稻在我國被廣泛種植，產量較高。水稻脫殼后，加工成的大米中不含面筋蛋白，具有營養豐富及易消化等特點。大米蛋白的生物價、氨基酸構成比例、蛋白質消化率及蛋白質凈利用率，比小麥、大麥及玉米等禾谷類作物都高，具有較高的營養價值。因此，大米可作為無麩質面包原料之一[4]。土豆中含有蛋白質、淀粉、脂肪、粗纖維、維生素、鈣、磷、鎂及鉀等營養元素。其蛋白質的營養價值能與雞蛋蛋白相媲美，具有安全性和非過敏性[5]。鷹嘴豆中含有豐富的碳水化合物、脂肪、蛋白質、維生素和微量元素。其中，含有蛋白質15～30%，與雞蛋、魚等優質蛋白質相接近[6]。其消化率高達93%，這在植物蛋白領域處于高水平。值得一提的是，鷹嘴豆中含有磷脂、多糖、酚類及異黃酮等多種活性成分，具有補肺、壯腰、生血、開胃、固發、祛斑等作用。銀杏含有豐富的蛋白質、脂肪、淀粉及維生素等營養成分。另外，還含有銀杏黃酮、銀杏內酯、白果酸及白果酚等功能性成分，具有改善大腦功能、延緩老年癡呆、消炎及抑菌等功效。

由于無麩質面包中面筋蛋白的缺失，產品易出現塌陷及不成型的現象。添加乳清蛋白等外源蛋白質，可有效改善無麩質面包的質構特性。乳清蛋白是從牛奶中提取出來的蛋白質，易被人體消化吸收，應用于面包中能增大面包體積，提高面包水分含量，從而使面包變得柔軟。黃原膠的添加可以有效改善發酵過程中面團的持氣性，改善面團的質構特性[7]。

以米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、銀杏粉為主要原料，研究土豆粉、鷹嘴豆粉、改良劑添加量，外源蛋白的種類及添加量對面包比容及感官的影響，優化確定原料配方和改良劑的添加量，以及最佳外源蛋白的種類和最優值，提高無麩質面包的品質。

1 材料與方法

1.1 原材料與試劑

大米，安徽過灣農業科技有限公司提供；土豆粉（食品級），雪川農業集團股份有限公司提供；鷹嘴豆粉（食品級），烏魯木齊達坂城尚峰誠信農業科技有限公司提供；銀杏粉（食品級），徐州大自然食品有限公司提供；黃油，安佳公司提供；干酵母（高活性干酵母），安琪酵母有限公司提供；黃原膠（食品級），新疆梅花氨基酸有限公司提供；乳清蛋白（WPC80），新西蘭濃縮乳清蛋白；大豆分離蛋白（食品級），臨沂山松生物制品有限公司提供；分子蒸餾單甘酯（食品級），廣州美展科技事業有限公司。白砂糖、食鹽、雞蛋，購自合肥大潤發超市。

1.2 儀器與設備

PE4500 型和面機，廣東力然電器實業有限公司產品；SAM-501 型電熱烤箱，無錫市雙麥機械有限公司產品；800Y 型粉碎機，永康市鉑歐五金制品有限公司產品；YP3002B 型分析天平，寧波金諾天平儀器有限公司產品；HH-2 型數顯恒溫水浴鍋，江蘇金壇市榮華儀器制造有限公司產品；TA-XTplus 型質構儀，英國Stable Micro System 有限公司產品。

1.3 無麩質面包的制備

1.3.1 工藝流程

①2%干酵母、35 ℃蒸餾水；

②原料（大米、土豆粉、鷹嘴豆粉、雞蛋、黃油等） →預處理；

①+②→調粉→和面→一次醒發→分塊搓圓→二次醒發→裝盤→烘烤→冷卻→包裝→成品。

1.3.2 操作要點

（1） 原料預處理。大米預處理后，經過粉碎機粉碎，過80 目篩，備用。稱量好米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、白砂糖等原料，將雞蛋打散并稱量，黃油稱量后并融化。

（2） 調粉。將稱量好的粉狀原料混合均勻。

（3） 發酵液制備。稱取原料質量2%干酵母，并取少量原料中的白砂糖，溶于35 ℃蒸餾水中，活化2～3 min。

（4） 和面。將混合均勻后的原料，用和面機進行混合。同時，將發酵菌液當中的水分計算在原料所需的水分當中，以減小誤差。

（5） 一次醒發。將揉好的面團放入烤箱中，進行低溫醒發，于45 ℃條件下醒發1.5 h。

（6） 分塊、搓圓。醒發后，將面團進行分塊及搓圓，每個面團質量為50～60 g。

（7） 二次醒發。將揉搓好的面團放入烤箱中，進行二次醒發，于45 ℃條件下醒發0.5 h。

（8） 裝盤、烘烤。醒發完成后，將面團放入烤箱。烤箱的上層調至175 ℃，下層180 ℃，烘烤20 min[8]。

（9） 冷卻。烘烤結束后，將面包冷卻至室溫。

（10） 包裝、成品。將冷卻后的面包進行包裝，得到成品。

1.4 試驗方法

1.4.1 原輔料添加量的單因素試驗

（1） 土豆粉添加量對面包比容的影響。控制面團原料中米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉及銀杏粉總質量為100 g。其中，土豆粉添加量分別為20%，25%，30%，35%，40%。其他原料中，鷹嘴豆9%，銀杏粉2%，其余用米粉填充。添加劑的添加量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，乳清蛋白5%，黃原膠4%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%，進行土豆粉的單因素試驗。面團醒發后，依次進行分塊、搓圓、烘烤及冷卻，制作出面包。測定面包的比容，確定最優的土豆粉添加量。

（2） 鷹嘴豆添加量對面包比容的影響。控制面團原料中米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、銀杏粉總質量為100 g。其中，鷹嘴豆粉添加量分別為8%，9%，10%，11%，12%，其他原料中，土豆粉25%，銀杏粉2%，其余用米粉填充。添加劑的添加量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，乳清蛋白5%，黃原膠4%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%，然后進行鷹嘴豆的單因素試驗。面團醒發后，依次進行分塊、搓圓、烘烤及冷卻，制作出面包。測定面包的比容，確定鷹嘴豆添加量。

（3） 黃原膠添加量對面包比容的影響。控制面團原料中米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、銀杏粉總質量為100 g。其中，鷹嘴豆粉添加量為9%，土豆粉為25%，銀杏粉為2%，其余用米粉填充。添加劑的含量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，乳清蛋白5%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%。然后，黃原膠添加量分別為2%，3%，4%，5%，6%。對黃原膠進行單因素試驗。面團醒發后，依次進行分塊、搓圓、烘烤及冷卻，制作出面包。測定面包的比容，確定黃原膠添加量。

（4） 外源蛋白的種類和添加量對面包比容的影響。試驗選擇的外源蛋白為乳清蛋白和大豆分離蛋白。控制面團原料中米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、銀杏粉總質量為100 g。其中鷹嘴豆粉添加量9%，土豆粉25%，銀杏粉2%，米粉64%，添加劑的含量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，黃原膠4%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%。再添加5%，6%，7%，8%，9%乳清蛋白，對乳清蛋白進行單因素試驗。面團醒發后，依次進行分塊、搓圓、烘烤及冷卻，制作出面包。測定面包的比容，確定乳清蛋白添加量。

控制面團原料中米粉、土豆粉、鷹嘴豆粉、銀杏粉總質量為100 g。其中，鷹嘴豆粉添加量9%，土豆粉25%，銀杏粉2%，米粉64%。添加劑的含量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，黃原膠4%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%，將之前試驗延伸，將其中使用的乳清蛋白用大豆分離蛋白替換與其對照試驗。面團醒發后，依次進行分塊、搓圓、烘烤及冷卻，制作出面包。測定面包的比容，確定大豆分離蛋白添加量。得出的結果與對應百分比的乳清蛋白的結果進行比較，選出最優的外源蛋白質種類及添加量。

1.4.2 配方的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，選取對面包比容影響較大的3 個因素，并且減小各個因素的范圍，乳清蛋白添加量分別為6%，7%，8%；土豆粉添加量分別為20%，25%，30%；黃原膠添加量分別為3%，4%，5%。

無麩質面包配方的正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 無麩質面包配方的正交試驗因素與水平設計 / %

由表1 可知，根據因素及水平的設計，進行三因素三水平的L（934）正交試驗。其余原料及添加量分別為鷹嘴豆9%，銀杏粉2%，其余用米粉填充至100 g，添加劑的含量以這4 種原料粉末為基準進行計算，添加水80%，白砂糖16%，雞蛋液14%，黃油6%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%。面團醒發后，烤箱上層175 ℃，下層180 ℃，烘烤20 min。以硬度、感官品質和比容為綜合指標，優化影響面包質量的主要原輔料添加量。

1.4.3 檢測方法

（1） 感官評價。評分小組由10 人組成，采用100 分制評分法，分別從色澤、香味、外觀、組織狀態和口感5 個方面，對無麩質面包感官品質進行評價，得分分別為X1、X2、X3、X4和X5，X=X1+X2+X3+X4+X5，取平均值。

無麩質面包感官評分見表2。

表2 無麩質面包感官評分

（2） 質構（硬度） 特性的檢測。面包在室溫下放置24 h 后，取同一位置的面包切成厚度為3 cm 的方塊（一個面團可切成2 個方塊），置于質構分析儀上，采用TPA 模式及P/36 R 圓柱形探頭，進行面包質構（硬度） 特性測定。測試速度1 mm/s，目標距離10 mm，觸發點負載5.0 g。調整探頭的高度，采用中上探頭測定位置進行面包質構（硬度） 測定。

（3） 比容測定。無麩質面包體積測量通過油菜籽置換法。樣品室放置面包時，樣品所占體積將油菜籽排擠到玻璃刻度管中，該體積減去樣品室不放樣品時測得體積即為面包體積V。比容的計算如公式（1） 所示。

式中：C——面包的比容，cm3/g；

V——面包的體積，cm3；

m——面包的質量，g。

1.5 數據處理與分析

采用Microsoft Excel 處理數據；使用Origin 2021作圖。試驗數據平行3 次，取平均值。所有試驗至少重復3 次，結果表示為平均值±標準偏差。

2 結果與分析

2.1 土豆粉添加量對面包比容的影響

土豆粉添加量對面包比容的影響見圖1。

圖1 土豆粉添加量對面包比容的影響

由圖1 可知，隨著土豆粉添加量不斷上升，面包的比容快速上升。當土豆粉添加量達到25%，比容達到最大值1.42 cm3/g。隨著土豆粉添加量進一步提高，比容逐漸降低。土豆粉添加量對面包比容的影響分析如下：當添加少量土豆粉時，土豆粉中蛋白質與米粉中的蛋白質或外源蛋白產生交聯，從而增大了面包的持氣能力，進而增大比容；土豆粉中含有豐富的鉀、鎂及氮等元素，在面包醒發過程中促進酵母生長，加速其發酵產氣[9]。同時，土豆粉中的蛋白微凝膠具有較好的乳化性，可與面團里的脂質結合，增強面團的韌性和持氣性，使面包的比容增加。當土豆粉添加過量，因其中含有豐富的碳水化合物，造成面包內部結構變差，減弱持氣能力而降低比容。因此，選擇土豆粉添加量為25%。

2.2 鷹嘴豆粉添加量對面包比容的影響

鷹嘴豆粉添加量對面包比容的影響見圖2。

圖2 鷹嘴豆粉添加量對面包比容的影響

由圖2 可知，隨著鷹嘴豆粉添加量的增加，面包比容不斷上升。當鷹嘴豆粉添加量達到9%，比容達到最大值1.82 cm3/g。之后，鷹嘴豆粉添加量進一步提高，比容快速降低。當添加量達到11%～12%，比容雖然有所上升，但是趨向于平緩。可能的原因分析如下：鷹嘴豆當中富含蛋白質和粗纖維。添加少量鷹嘴豆粉時，鷹嘴豆蛋白質可以和米粉蛋白質或外源蛋白產生交聯，從而增大了面包的持氣能力，進而增大比容。另外，一定量粗纖維的存在也能提高面包整體的品質。鷹嘴豆粉比米粉、淀粉有更高的水合水平，導致面包體積增加，提高了面包屑柔軟度和孔隙度[10]。當鷹嘴豆粉添加過量，粗纖維過多，碳水化合物量增多，造成面包內部結構變得松散，從而使其比容降低。雖然后續隨著鷹嘴豆粉的繼續添加，比容有所上升，但是比容大小已趨于平穩。可能是鷹嘴豆粉中的微量元素促進了酵母發酵產氣，而這種作用無法與過多的碳水化合物對比容的影響抗衡，比容無法繼續增大。因此，選擇鷹嘴豆粉添加量為9%。

2.3 黃原膠添加量對面包比容的影響

黃原膠添加量對面包比容的影響見圖3。

圖3 黃原膠添加量對面包比容的影響

黃原膠是一種由假黃單胞菌屬發酵產生的單孢多糖，由于其大分子特殊結構和膠體特性，具有乳化及增稠作用。水合作用是影響無麩質面包最終特性的關鍵因素。黃原膠的保水能力使面團的黏度增大，改善面包內部質地松散及掉渣的質量問題[11]。由圖3 可知，隨著面包中黃原膠添加量不斷增大，面包的比容緩慢增大。當黃原膠添加量達到4%時，比容達到最大值1.66 cm3/g。盡管其不斷增大，比容快速降低。黃原膠對面包品質的影響可分析如下：當黃原膠添加量小于4%時，添加量對面包的比容起到微弱的提升作用。此時面包內部結構較未添加黃原膠的面包變得質地好得多，不再松散掉渣；黃原膠在形成面團時能形成強凝膠，能夠在發酵過程中保持氣體。面包體積增加，導致其質地更加柔軟[12]。黃原膠添加量超過4%，由于黃原膠使面包的內聚力不斷增大，內部結構變得過于緊密，從而降低了內部的氣體含量進而降低了比容。因此，選擇黃原膠添加量為4%。

2.4 外源蛋白的種類和添加量對面包比容的影響

乳清蛋白添加量對面包比容的影響見圖4。

圖4 乳清蛋白添加量對面包比容的影響

乳清蛋白具有良好的乳化、發泡、凝膠和熱穩定性。在烘烤時，乳清蛋白在面包表面發生美拉德反應使面包具有金黃色的外殼，改善面包的質地和風味[13]。隨著乳清蛋白添加量不斷上升，面包比容不斷增大。當乳清蛋白的添加量達到7%，面包的比容達到最大值1.86 cm3/g。之后，隨著乳清蛋白添加量繼續增加，比容快速降低。乳清蛋白對面包比容的影響分析如下。添加一定的乳清蛋白（5%～7%），可使面包比容明顯增大，是因為在無麩質面團形成過程中，乳清蛋白中球蛋白三級結構價鍵遭到一定破壞。蛋白質結構展開，乳清蛋白質分子和無麩質面團中其他大分子成分（如水溶性膠體、乳化劑和蛋白質） 相互作用，形成了類似面筋的網絡結構，提高了面團的持氣性，使面包比容增大。當乳清蛋白添加量超過7%，比容不再增大。這是因為乳清蛋白顆粒能在面團的介觀層面產生類似小麥面團的應變強度和回復結果。其延伸性會變小，是內部過度交聯所致[14]。

大豆分離蛋白添加量對面包比容的影響見圖5。

圖5 大豆分離蛋白添加量對面包比容的影響

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[15]。由圖5 可知，隨著大豆分離蛋白添加量不斷上升，面包的比容也逐漸增大。當大豆分離蛋白添加量達到6%，比容達到最大值1.45 cm3/g。盡管添加量逐漸增加，比容反而不斷下降。可能的原因分析如下：大豆分離蛋白的加入，使大米淀粉結晶型由A 型轉變為V 型，從而抑制了大米淀粉結晶的溶解，改善了大米淀粉的物理性質，提高了無麩質面包的品質[16]。當大豆分離蛋白添加量超過6%，面包的比容不再增大。這是因為米粉缺乏面筋蛋白，無法形成面筋網絡，導致制作出的米粉面包變硬變小，面包內部持氣能力下降，降低比容。

由圖4、圖5 可知，當乳清蛋白在面包中添加量為6%時，面包比容已經超過1.45 cm3/g；當添加量為7%時，面包的比容達到最大值1.86 cm3/g；當大豆分離蛋白在面包中的添加量到達6%時，面包的比容達到最大值1.45 cm3/g。此時面包的比容小于相同添加量下乳清蛋白組的面包比容。后續再添加大豆分離蛋白，面包比容不斷減小。因此，選擇乳清蛋白作為最佳的外源蛋白，在面包中的添加量為7%。

2.5 無麩質面包配方的正交試驗

根據單因素試驗結果，土豆粉、乳清蛋白及黃原膠對面包的比容影響較為顯著，且多呈優化趨勢，故選擇這3 個因素，進行三因素三水平L9（34）正交試驗，以硬度、比容及感官質量為綜合指標，確定面包原輔料的最佳添加量。

無麩質面包配方的正交試驗結果見表3。

表3 無麩質面包配方的正交試驗結果

綜合考查面包的硬度、比容及感官品質，最優方案確定為A3B2C3，即乳清蛋白、土豆粉及黃原膠的最佳添加量分別為8%，25%，5%。因此，該無麩質面包的配方中各組分添加量分別為水80%，土豆粉25%，白砂糖16%，雞蛋液14%，乳清蛋白8%，黃油6%，黃原膠5%，乳清蛋白5%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%。

2.6 無麩質面包的質構特性分析

無麩質面包質構特性見表4。

表4 無麩質面包質構特性

由表4 可知，無麩質面包的硬度、黏性、咀嚼性都比普通小麥面包大，相應的其彈性、回彈性都小于小麥面包，麩質在面包的發酵中起著主要作用，因為其具有凝聚力并促進CO2的保留發酵過程中產生。氣體膨脹導致小麥面包增加體積并達到可接受的面包屑質地[17]。因此，在制作無麩質面包時要進一步利用其原材料的特性，改善其質構特性，進而進一步改善面包食用品質。已有研究發現，超聲波處理后外源蛋白強化米粉可有效改善面團的糊化特性和微觀結構[18]。磷酸化的米粉及發芽糙米也運用于無麩質面包質構特性的改善[19]。

3 結論

以米粉、土豆粉、乳清蛋白、黃原膠、鷹嘴豆粉及銀杏粉為主要原輔料，開發一種適合麩質過敏人群食用的無麩質面包。以面包的比容為指標，開展了土豆粉、鷹嘴豆粉、黃原膠、乳清蛋白、大豆分離蛋白的單因素試驗。在此基礎上，以硬度、比容及感官品質作為綜合指標，進行了L9（34）正交試驗，優化了影響面包質量的主要因素，即乳清蛋白、土豆粉及黃原膠分別為8%，25%，5%。該面包的配方中各組分的添加量分別為水80%，土豆粉25%，白砂糖16%，雞蛋液14%，乳清蛋白8%，黃油6%，黃原膠5%，干酵母2%，分子蒸餾單甘酯0.5%，食鹽0.5%。同時，分析了面包的質構特性（硬度、黏性、彈性、咀嚼性及回彈性，可為麩質過敏人群提供了一種可食用的面包產品，能有效避免麩質過敏問題。