低糖茶樹菇粉面包的研制及品質分析

唐 睿，朱夢夢，布海麗且姆·阿卜杜熱合曼,，徐永平，李淑英，李 倩

（1.新疆理工學院，新疆 阿克蘇 843000；2.大連賽姆生物工程技術有限公司博士后工作站，遼寧 大連 116620）

茶樹菇又稱楊樹菇，長于油茶樹的枯干上，廣泛分布于溫帶地區，是一種藥食同源的具有較高營養價值的野生蕈菌。它不僅蛋白高、脂肪低、維生素多、熱量少、味道鮮美，還具有抗癌、防癌的功效，被譽為“菇中之王”[1-3]。茶樹菇因風味獨特、營養價值豐富而廣受消費者青睞，被開發成多種保健品[4]。

面包是用五谷（一般是含面筋較多的麥類）經磨粉、制作、發酵、焙烤而制成，屬于糧油方便食品。它具有生產簡單、方便攜帶、貯存時間長等優點[5]。研究將茶樹菇粉加入高筋面粉中制作成面包，并將面包中的一部分白砂糖用代糖替代，在保留面包口感優點的基礎上，使其味道更加鮮美，含糖量也更低，各種營養素含量都有所提高。研究以高筋面粉、茶樹菇粉等為材料，通過單因素試驗和響應面法優化茶樹菇粉面包的制作工藝參數，并比較了普通面包與茶樹菇粉面包的質構指標和抗氧化能力，以期為茶樹菇資源的開發利用開辟新思路。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料有高筋面粉（上海勁柏國際貿易有限公司）、茶樹菇（萬源生物科技有限公司）、赤蘚糖醇（淄博中舜生物科技有限公司）、酵母（安琪酵母股份有限公司）以及黃油、植物油、白砂糖、鹽（購于市場）等。

主要儀器設備有MG38CB-AA 型MiDea 電烤箱（廣東美的廚房電器制造有限公司）、TA.Touch型質構儀（上海保圣實業發展有限公司）、YP10002型電子天平（上海析牛萊伯儀器有限公司）、GZX-9030MBE 型電熱鼓風干燥箱（上海博訊醫療生物儀器股份有限公司）、DNM-9602G 型酶標分析儀（北京普朗新技術有限公司）、TG16-WS 型高速離心機（常州市金壇友聯儀器研究所）、HWS-24 型恒溫水浴鍋（上海恒一科學儀器有限公司）、UV759 型紫外分光光度計（上海精密儀器儀表有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程 參照趙文亞[6]的方法并進行了改進，制定方法和工藝流程為：面團調制 發酵 整形 醒發 烘烤 冷卻 成品面包。

1.2.2 操作要點 （1）面團調制。準確稱取高筋面粉、茶樹菇粉、酵母[7]、赤蘚糖醇攪拌均勻（若混合不均勻產生顆粒感會對面包的品質產生影響），再依次加入水、黃油進行揉搓，等到面團將要揉搓成型時，再加入適量的食鹽，揉至面團表面光滑、具有良好的延展性，取少量面團，用手揉搓拉至光滑的薄膜狀時即可。面團揉搓后用食品級保鮮膜包裹放置在24～28℃、濕度適宜的環境中松弛10 min。（2）發酵。將面團移至電熱鼓風干燥箱內醒發，醒發溫度為38℃左右，相對濕度控制在75%左右。注意電熱鼓風干燥箱的濕度不能太大，以免產生水珠滴在面團上，導致面包表皮變薄，烘焙時也不容易上色，還會影響面包的感官品質[8]。（3）整形。將面團分成相等大小的小團，分別揉搓成手套膜的狀態后進行整形。揉面時不能再撒干面粉，否則烤出來的面包里面或者外面都會有硬塊[9]。（4）醒發。面團充分整形后有序擺放，面團與面團之間要留有醒發的足夠空間，以保證面團不會粘連在一起。醒發溫度為32～38℃、濕度為75%～85%，醒發時間1 h，或是當面團醒發到原來體積的兩倍時即可進行烘烤[10]。（5）烘烤和冷卻。烤箱溫度設置為上火180℃、下火180℃，烘烤約30 min，取出后冷卻至室溫。

1.2.3 單因素試驗設計 根據周建軍[11]的方法，以300 g 高筋面粉為基重，加鹽1.5 g、酵母3 g、水150 g，醒發1 h，對茶樹菇粉添加量（3、6、9、12 和15 g）、白砂糖添加量（18、24、30、36 和42 g）、赤蘚糖醇添加量（18、24、30、36 和42 g）、黃油添加量（15、18、21、24 和27 g）、發酵時間（1、2、3、4 和5 h）進行單因素試驗。單因素試驗指定變量后，固定茶樹菇粉、白砂糖、赤蘚糖醇、黃油的添加量分別為9、30、30 和21 g，發酵時間為3 h。以感官評分和面包質構為評價指標，考察各因素的最佳參數。

1.2.4 響應面試驗設計 以單因素試驗結果為基礎，以茶樹菇粉面包的感官評分為響應值，開展4 因素3 水平的優化設計。

1.2.5 最佳工藝參數的驗證試驗 以硬度和咀嚼性為考察指標比較最佳工藝參數條件下的茶樹菇粉面包和普通面包（300 g 高筋面粉、鹽1.5 g、酵母3 g、水150 g、醒發時間1 h、白砂糖30 g、赤蘚糖醇30 g、黃油21 g、發酵時間3 h）的品質；以DPPH 自由基、ABTS＋自由基、羥基自由基清除能力比較二者的抗氧化活性；同時對以最佳工藝參數條件制作的茶樹菇粉面包進行感官評分。

1.2.6 測定指標及方法 將烘烤好的面包于室溫放置1 h 后，由新疆理工學院食品科學與工程學院學生組成10 人評分小組，對面包顏色、面包外觀、表皮質地、組織結構、蓬松度、氣味和口感指標進行評分[12]，面包的感官評分總分為每個評定項目的分值總和，評分標準如表1 所示。面包的硬度和咀嚼性測定參考前人的方法[13-14]并稍作修改。DPPH自由基清除率測定參考前人方法[15-16]并稍作修改，ABTS＋自由基清除能力測定參照Cheng 等[17]的方法，羥基自由基清除能力測定參考馬榮琨等[18]的方法稍作修改。

表1 茶樹菇粉面包感官評分標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果及分析

2.1.1 茶樹菇粉添加量 如圖1 所示，從面包的感官評分來看，隨茶樹菇粉用量的增加感官評分呈現先升后降的趨勢，其中以添加9 g 茶樹菇粉時感官評分最高，為84.53 分。茶樹菇粉獨特的蘑菇風味使面包呈現出獨特的顏色和味道，讓人產生食欲。此外，面包制作過程中加入的糖分有一定的持水性，可以讓面包變得更軟。當茶樹菇粉添加量＞9 g 時，過多的茶樹菇粉會使混合粉的筋性和保氣性變差，烘焙時不能得到充分膨化，最終導致面包不松軟。從面包的質構指標來看，添加3 和6 g 茶樹菇粉的面包硬度和咀嚼性較高，其余處理的面包硬度和咀嚼性差別并不大。茶樹菇粉添加量為9 g 時，面包的硬度和咀嚼性較為適中，分別為649.1、508.0 gf。綜合感官評分和質構指標考慮，確定茶樹菇粉添加量為9 g 作為響應面試驗設計的中心點。

圖1 300 g 面粉中不同添加量的茶樹菇粉對面包感官品質的影響

2.1.2 白砂糖添加量 由圖2 可知，加入24 g 白砂糖后，面包的感官評分最高，為87.03 分，繼續加大白砂糖的用量，面包的感官評分卻逐漸下降。這是由于白砂糖在一定的濃度范圍內對酵母菌的增殖有促進作用，同時還可以改善面包顏色，增加面包的風味。但含糖量太高會影響面團的吸水力，阻礙面筋的形成，影響面包的感官品質[19]。從面包的質構指標來看，添加18 g 白砂糖的面包硬度和咀嚼性較高，分別為973.903 和682.247 gf，其余處理的面包硬度差異不大；當白砂糖添加量為24 g 時，面包的咀嚼性略低，為386.507 gf，但結合感官評分考慮，最終選擇白砂糖添加量為24 g 作為響應面的中心點。與普通面包白砂糖添加量為30 g 相比，茶樹菇粉的添加可減少白砂糖的添加量。

圖2 300 g 面粉中不同添加量的白砂糖對面包感官品質的影響

2.1.3 赤蘚糖醇添加量 由圖3 可知，隨著赤蘚糖醇添加量的增加，面包的感官評分呈現先升后降的趨勢，當赤蘚糖醇添加量為30 g 時，面包的感官評分最高，為85.99 分。赤蘚糖醇添加過多會延緩酵母發酵，從而延長面團的發酵時間，同時過多的赤蘚糖醇也會影響面包的口感。從面包的質構指標來看，添加18 和42 g 的赤蘚糖醇，面包的硬度和咀嚼性較高，其余處理的面包硬度差別不大。綜合來看，赤蘚糖醇添加量為30 g 時，面包的硬度和咀嚼性適中，分別為651.08 和591.31 gf，感官評分也最高，因此選擇赤蘚糖醇添加量為30 g 作為響應面的中心點。

圖3 300 g 面粉中不同添加量的赤蘚糖醇對面包感官品質的影響

2.1.4 黃油添加量 由圖4 可知，隨著黃油添加量的增加，面包的感官評分呈現先上升后下降的趨勢，當添加量為21 g 時，面包的感官評分最高，達86.92 分。黃油有很好的乳化性，因此可以鎖住面團中的水分，從而增強面團的延展性；黃油還具有提味、增色等作用，黃油中的蛋白質、氨基酸和少量的糖，在加熱時可以產生美拉德反應，使面包著色的同時，還會釋放出面包的香甜味。加入黃油的面包，在某種程度上可以防止水分蒸發，同時還可以乳化存在于面包中的自由水，以達到鎖住水分、延緩淀粉老化和面包硬化的作用。從面包的質構指標來看，添加15 和27 g 黃油的面包，其硬度和咀嚼性偏高，而添加18 和24 g 黃油的面包咀嚼性較低。綜合來看，當黃油添加量為21 g 時，面包的硬度和咀嚼性較為適中，分別為587.617 和579.767 gf，且感官評分最高，因此選擇黃油添加量21 g 作為響應面的中心點。

圖4 300 g 面粉中不同添加量的黃油對面包感官品質的影響

2.1.5 發酵時間 由圖5 可知，發酵時間對面包感官品質的影響較大，隨著發酵時間的延長，面包的感官評分先升后降，起伏較大，當發酵時間為3 h 時，感官評分最高，為85.64 分。發酵過程中，酵母菌會產生大量的CO2，從而使面包更加蓬松、有彈性。但若發酵時間過長，就會使面包組織帶有較多的顆粒狀物質，從而影響口感，同時酵母菌也會產生較多的乳酸和酒精，使面包帶有酸味。從面包的質構指標來看，發酵時間為1 和2 h 時，面包的硬度和咀嚼性較高，此時面包發酵并未完全，酵母菌沒有得到充分的活化，其余處理的面包硬度和咀嚼性差別并不大；但發酵4 和5 h 的面包感官品質不佳，可能是過度發酵使面包口感發生變化，產生不良氣味；發酵時間為3 h 時，面包的硬度和咀嚼性適中，分別為615.31 和521.24 gf，且感官評分最高。因此，后續將發酵時間定為3 h。

圖5 300 g 面粉中不同發酵時間對面包感官品質的影響

2.2 響應面試驗設計及結果

根據單因素試驗結果，確定發酵時間為3 h，響應面試驗以茶樹菇粉面包的配方為主，因此以茶樹菇粉（A）、白砂糖（B）、赤蘚糖醇（C）、黃油（D）4 個因素為自變量，以茶樹菇粉面包的感官評分為響應值，開展4 因素3 水平的優化設計，各因素及水平見表2。采用Design-expert 13.0 軟件中心組合設計原理[20-23]，共設計29 組試驗，如表3 所示。

表2 響應面試驗設計的因素及水平

表3 響應面試驗設計結果

使用響應面分析法對表3 的數據進行分析，建立感官評分回歸方程：R=94.80-0.33A＋0.74B-0.30C- 1.53D＋0.908AB- 0.28AC＋4.20AD＋1.60BC- 1.68BD- 5.73CD- 4.93A2- 6.11B2-7.02C2-5.60D2，所得回歸方程的方差分析如表4所示，該模型的P值小于0.000 1，達極顯著水平；其決定系數R2＝0.994 2，校正決定系數Adj.R＝0.988 5，表明該模型與實際情況擬合程度良好，預測值與實測值之間具有很大的相關性。失擬項值為0.247 7（P＞0.05），說明其他不能忽略的因素對該試驗結果的影響很小。離散系數（CV）表示試驗的精確度，離散系數的值越小，表明試驗結果的可靠性較大。該試驗的CV 值為0.702 6%，在可接受范圍內，說明試驗操作準確并且有可信度，也可以用回歸方程對茶樹菇粉面包的感官評定進行預測與分析。同時，B、D、AB、AC、AD、BC、BD 以及二次項中A2、B2、C2、D2對模型的影響都為極顯著，而A、C 對模型的影響不顯著。這表明試驗所建模型具有一定的實用價值。

表4 回歸方程各項的方差分析

通過Design-Expert 13.0 軟件，得到各因素對面包感官評分的響應面圖（圖6）。響應面梯度可以較好地反映各因素之間的相互作用；等高線響應面越陡，表明因素對響應面值影響程度越大，反之就越小；而等高線圖為橢圓形，則表明交互作用顯著[24]。從圖6 可以看出，在因素所選范圍內面包的感官評分均存在極值，這個極值不僅是響應面的最高點，同時也是等值線最小橢圓的中心點，由此表明各因素的交互作用顯著。依據方程系數可以得出茶樹菇粉、白砂糖、赤蘚糖醇和黃油的最佳添加量分別為8.58、24.30、33.30 和20.25 g。

圖6 各因素交互作用對感官評分影響的等高線及應面圖

2.3 最佳工藝參數的驗證結果

以優化后的最佳工藝參數制作茶樹菇粉面包，感官評分平均值為95.46 分，略高于回歸方程計算的茶樹菇粉面包感官評分最高理論值（95.36 分），表明試驗優化結果準確可信。

如表5 所示，茶樹菇粉面包與普通面包在硬度上相差不大，咀嚼性有一定的差異，茶樹菇粉面包的咀嚼性略低于普通面包。比較2 種面包的抗氧化指標，發現茶樹菇粉面包的DPPH、ABTS+、羥基自由基清除率分別為64.45%、63.72%、63.59%，均極顯著高于市面上售賣的普通面包[25]的抗氧化能力。

表5 茶樹菇粉面包和普通面包的質構指標和抗氧化指標分析

3 結 論

研究以高筋面粉、茶樹菇粉等為材料，通過單因素試驗和響應面法優化茶樹菇粉面包的制作工藝參數，并比較了普通面包與茶樹菇粉面包的質構指標和抗氧化能力。結果表明，茶樹菇粉面包的最佳制作工藝參數為300 g 高筋面粉中添加茶樹菇粉8.58 g、白砂糖24.30 g、赤蘚糖醇33.30 g、黃油20.25 g，發酵時間3 h，以此條件制備的茶樹菇粉面包感官評分平均值為95.46 分，略高于回歸方程計算的茶樹菇粉面包感官評分最高理論值（95.36 分）；同時，茶樹菇粉面包與普通面包在硬度上相差不大，咀嚼性有一定的差異，茶樹菇粉面包的咀嚼性略低于普通面包；而茶樹菇粉面包的DPPH、ABTS+、羥基自由基清除率分別為64.45%、63.72%、63.59%，具有較好的抗氧化活性。

總的來看，茶樹菇粉面包色澤金黃誘人，松軟有彈性，具有較好的咀嚼性，低糖且有較強的抗氧化能力，帶有特殊的菇類風味，口感豐富。該研究的這款茶樹菇粉面包顯著提高了茶樹菇類產品的附加值，延長了茶樹菇產業鏈條，市場前景廣闊。