馬鈴薯在面包加工工藝中的研究

王莉，董歡，賀曉光，馬瑩

（寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院，寧夏銀川750021）

馬鈴薯又名土豆，是僅次于小麥、稻谷和玉米的全球第四大重要的糧食作物，在世界范圍內(nèi)被廣泛種植，中國是世界馬鈴薯總產(chǎn)最多的國家。2010年，馬鈴薯的世界產(chǎn)量已達(dá)到3億2 418萬1 889噸，而中國的的馬鈴薯產(chǎn)量近8 154萬噸。

馬鈴薯富含豐富的維生素A、維生素C以及礦物質(zhì)，優(yōu)質(zhì)淀粉含量約為16.5%，還含有大量的木質(zhì)素等。并且還有三大主糧所沒有的胡蘿卜素，營養(yǎng)價(jià)值高。我國中醫(yī)認(rèn)為，馬鈴薯性平味甘無毒，能健脾和胃，益氣調(diào)中，緩解疼痛，通利大便。盡管如此，在我國大多數(shù)地區(qū)，馬鈴薯是作為蔬菜出現(xiàn)的。而數(shù)據(jù)顯示，到2020年中國糧食的需求量將達(dá)到1 000億斤以上，但受耕地資源的約束和種植效益的影響，小麥水稻等主糧品種將繼續(xù)增產(chǎn)的空間變小、難度加大。而馬鈴薯屬于“省水、省肥、省藥、省勁兒”的“四省”作物，易種植。但是馬鈴薯存在不易長期保存的問題，因此，對馬鈴薯產(chǎn)品進(jìn)行廣泛的開發(fā)，既有助于提高馬鈴薯產(chǎn)業(yè)，增加廣大農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入，又保證了我國將來的糧食供給[1-2]。

馬鈴薯全粉面包以優(yōu)質(zhì)馬鈴薯全粉和小麥粉為主要原料，采用新型降黏加工技術(shù)技術(shù)、3D環(huán)繞立體加熱焙烤、及創(chuàng)新工藝而成的新型面包[3]。馬鈴薯全粉面包風(fēng)味獨(dú)特，集馬鈴薯特有風(fēng)味與純正麥香風(fēng)味為一體，鮮美可口，軟硬適中，適合作為馬鈴薯主糧產(chǎn)品得以廣泛推廣[4]。

1 材料、儀器設(shè)備及方法

1.1 試驗(yàn)材料

馬鈴薯：寧夏當(dāng)?shù)伛R鈴薯；高筋面粉：寧夏中航鄭飛塞外香清真食品有限公司；雞蛋、白砂糖：市售；食鹽：中鹽棗陽鹽化有限公司；安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：寧夏塞上乳業(yè)有限公司；金龍魚大豆油：益海（泰州）糧油工業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

JA3102型分析天平：上海?？惦娮觾x器廠；8012 150MM游標(biāo)卡尺：上海賽拓五金工具有限公司；Hauswirt”HM750和面機(jī)、HO-405海氏電烤箱：青島漢尚電器有限公司；時尚AB醒發(fā)箱：佛山市一達(dá)電器有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀、HDP-BSW刀具：英國Stable MicroSystems有限公司。

1.3 評定方法

1.3.1 面包的感官評價(jià)

選擇6位挑選有專業(yè)基礎(chǔ)理論和對面包特性熟悉的評價(jià)員對每種面包都分別進(jìn)行品嘗。面包評分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中國農(nóng)科院《面包烘焙品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)》制定具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表1[5-7]。

表1 面包烘焙品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard for evaluation of bread baking quality

面包評價(jià)總分為100分。在基本配方中僅分別變化馬鈴薯全粉、黃油、酵母、蛋清的添加量。

1.3.2 面包質(zhì)構(gòu)的測定及原理

質(zhì)構(gòu)儀主要包括儀器主機(jī)、專用軟件、對應(yīng)的探頭和附件。主要構(gòu)成結(jié)構(gòu)為：對樣品產(chǎn)生變形作用的機(jī)械裝置，一個用于盛裝樣品的容器，一個記錄對力、時間和變形率記錄系統(tǒng)。通過對樣品進(jìn)行的壓縮、切割、擠壓和拉伸模具進(jìn)行測試，得出能夠表示一些質(zhì)構(gòu)特性及相關(guān)關(guān)系的曲線圖[8-9]。

TPA質(zhì)構(gòu)測試又被稱為兩次咀嚼（TwoBiteTest，TBT），主要是通過模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動，對固體、半固體樣品進(jìn)行兩次壓縮，測試與計(jì)算機(jī)軟件相連接，通過界面輸出質(zhì)構(gòu)測試曲線，從中可以分析質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)，可根據(jù)樣品的種類和試驗(yàn)的目的重點(diǎn)分析相關(guān)指標(biāo)[10]。

1.4 研究方法

1.4.1 基本配方

馬鈴薯全粉20%，黃油10%，酵母3.2%，蛋清3.5%，鹽1%，糖20%（各因素比例指占馬鈴薯全粉與小麥粉總質(zhì)量的比例）[11-13]。

1.4.2 馬鈴薯全粉

挑選新鮮無傷無病害的馬鈴薯進(jìn)行加工，工藝流程為：馬鈴薯→清洗→機(jī)械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度為3.0 mm）→隧道烘干機(jī)（70℃，8 h）→粉碎→成品。

1.4.3 馬鈴薯泥

挑選新鮮無傷無病害的馬鈴薯進(jìn)行加工，工藝流程為：馬鈴薯→清洗→機(jī)械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度為3.0 mm）→搗碎成泥

1.4.4 面包制作工藝

采用當(dāng)前國內(nèi)外廣泛使用的方法，其生產(chǎn)工藝流程為：原輔料→調(diào)粉揉面→靜置→切塊→整形→裝盤→醒發(fā)→烘焙→冷卻→檢驗(yàn)→成品。

1.4.5 調(diào)粉過程

1.5 操作要點(diǎn)

1）調(diào)粉：按照配方稱取原輔料，將馬鈴薯全粉和面粉均勻混合，在攪拌機(jī)攪拌的同時加入預(yù)先活化好的酵母（經(jīng)35℃的溫水活化），攪拌5 min后加入三分之一的黃油和提前攪打均勻的雞蛋清，然后依次緩慢加入食鹽水和糖水繼續(xù)攪拌（為防止加入過多的水，提前用稱量好的水融化食鹽和白砂糖）；每隔10 min加入黃油，將剩下的黃油分兩次加入直到面團(tuán)表面光滑，質(zhì)地均勻柔軟時停止攪拌；

2）整形：將攪拌好的面團(tuán)分成35 g的小面團(tuán)，并且揉成表面光滑的圓團(tuán)[5]；

3）醒發(fā)：提前將醒發(fā)箱在30℃的條件下預(yù)熱10 min，將面團(tuán)放在抹有食用油的烤盤上，注意面團(tuán)之間留有一定的距離，以防烤制時發(fā)生膨脹現(xiàn)象導(dǎo)致面包粘連；醒發(fā)時間過長會導(dǎo)致面包開裂，時間過短會導(dǎo)致面包內(nèi)部不夠膨松。本試驗(yàn)將最佳醒發(fā)時間設(shè)置為45 min。

4）焙烤：為了使面包呈現(xiàn)金黃的色澤，在醒發(fā)好的面團(tuán)表面抹上薄薄的一層蛋液（比例為兩個蛋黃一個蛋清）。烤箱的上火溫度設(shè)置為上火150℃，下火152℃，時間為15 min。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 面包體積的測量

用游標(biāo)卡尺測量面包醒發(fā)前、醒發(fā)后、烘烤后的高度和直徑長度，作為其體積評分參考。將不同因素水平的面包取5個，分別測量，取其平均值作為這種面包高度和直徑的增長值。

2.2 面包硬度（松軟度）的測定

利用TA-Xri質(zhì)構(gòu)分析儀的壓縮模式，彈性是指質(zhì)構(gòu)儀探頭突破表皮對面包進(jìn)行壓縮，所產(chǎn)生的最大壓力，直接反映了面包內(nèi)部品質(zhì)的松軟程度。硬度值越大表示面包越松軟，反之面包內(nèi)部結(jié)構(gòu)越實(shí)。測試參數(shù)：壓縮前速度為1 mm/s，測中速度為5 mm/s，測后速度為5 mm/s壓縮程度15%，觸發(fā)力為5 g[14-15]。

2.3 面包彈性

變形樣品在去除變形力后恢復(fù)到變形前的高度或體積的比率。數(shù)值越大，面包彈性越好，質(zhì)地越松軟。

2.4 黏聚性

該值可模擬表示樣品內(nèi)部黏合力，即將樣品拉在一起的內(nèi)聚力，其反義詞為可壓縮性。黏聚性越大，可壓縮性越小，反之越大[16-17]。

2.5 單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對于單因素試驗(yàn)，在面包制作的基本配方基礎(chǔ)上，分別改變馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、蛋清添加量及酵母添加量，對面包進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定及感官評定。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、蛋清添加量、酵母添加量為主要因素進(jìn)行四因素三水平正交試驗(yàn)[5-6]，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1（各因素比例指占馬鈴薯全粉與小麥粉總質(zhì)量的比例）。

表2 正交試驗(yàn)水平因素表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

3 結(jié)果與分析

3.1 馬鈴薯全粉添加量對面包品質(zhì)的影響

馬鈴薯全粉添加量對面包品質(zhì)的影響見表3。

表3 馬鈴薯全粉添加量對面包品質(zhì)的影響Table 3 The effect of potato flour addition on bread quality

由表3可以看出，馬鈴薯全粉添加量對面包的硬度、彈性、黏聚性及感官評分影響較大。隨著馬鈴薯全粉添加量的增加，面包的硬度值呈現(xiàn)不規(guī)律變化，面包彈性值相差不大，但是黏聚性先降后升。當(dāng)馬鈴薯全粉添加量為10%時，其硬度值最低，黏聚性較高，口感較差。當(dāng)馬玲薯粉添加量為30%時，面包表皮色澤發(fā)暗，面包的柔硬度增加，表皮較硬，內(nèi)部氣孔少，紋理結(jié)構(gòu)不好，并帶有焦苦味，口感較差[18-19]。這可能是因?yàn)樘砑恿艘欢康鸟R鈴薯全粉對改善面包品質(zhì)與面團(tuán)制作和面粉中面筋蛋白的添加量有很大關(guān)系。馬鈴薯的蛋白質(zhì)添加量較低，且不含面筋蛋白，添加量過大時會影響面坯的面筋蛋白添加量，降低面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，造成面包烘烤后感官評定較差[20-21]。由表3可以看出，當(dāng)馬鈴薯全粉添加量為20%時面包品質(zhì)最佳。

3.2 黃油添加量對面包品質(zhì)的影響

黃油添加量對面包品質(zhì)的影響見表4。

由表4可以看出，黃油的添加量對面包品質(zhì)有一定的影響。尤其是對硬度影響最大，黃油添加量為5%時面包硬度最大，隨著黃油添加量增加其硬度降低，但是當(dāng)黃油添加量增至15%時，品質(zhì)出現(xiàn)下降現(xiàn)象，尤其表現(xiàn)在面包色澤深重，黃有氣味濃厚。黃油添加量為10%時，面包具有最大彈性，最低黏聚性和最高感官評分。原因是黃油除了能夠賦予食物豐富的能量，還能對面包起到膨松的效果。利用黃油的乳化性質(zhì)，可以鎖住面團(tuán)中的水份，改變面團(tuán)的濕黏性，延緩淀粉老化和面包硬化的過程，使面團(tuán)的延展性有所增強(qiáng)[22]從而增強(qiáng)面包的蓬松度。過量使用也會產(chǎn)生副作用，比如影響酵母的滲透壓，使發(fā)酵進(jìn)程受阻，影響面團(tuán)的面筋形成等[23-24]。因此可以總結(jié)出，黃油添加量為10%時，面包品質(zhì)最好。

表4 黃油添加量對面包品質(zhì)的影響Table 4 The effect of butter addition on bread quality

3.3 酵母添加量對面包品質(zhì)的影響

酵母添加量對面包品質(zhì)的影響見表5。

表5 酵母添加量對面包品質(zhì)的影響Table 5 Effect of yeast addition on bread quality

由表5可以看出，酵母添加量增長其硬度值隨之下降，酵母添加量為3.2%和4.0%其硬度值接近，面包膨松程度也相近。但是酵母添加量為4.0%時對應(yīng)面包的感官評分要低于酵母添加量為3.2%的面包。主要表現(xiàn)在面包中酵母氣味濃重，口感略帶酸味。原因是，酵母在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳使面團(tuán)體積膨大、組織疏松，增強(qiáng)面筋的擴(kuò)展，提高面團(tuán)的保氣性能。當(dāng)酵母添加量少時，面包的膨脹體積小，發(fā)酵不好，內(nèi)部氣孔小[7]，面包質(zhì)地較實(shí)；當(dāng)酵母添加量過大時，容易導(dǎo)致面包變形、塌陷，且口感差，有較濃的酵母味，使感官評分降低。因此當(dāng)酵母添加量為3.2%時，面包品質(zhì)最佳。

3.4 蛋清添加量對面包品質(zhì)的影響

蛋清添加量對面包品質(zhì)的影響見表6。

表6 蛋清添加量對面包品質(zhì)的影響Table 6 Effect of egg white addition on bread quality

由表6可以看出當(dāng)?shù)扒逄砑恿繛?%時面包硬度最大，但其黏聚性也對應(yīng)最高，其感官評分值最低。隨著其蛋清添加量的增加至3.5%時，硬度值有所降低，即此時的面包較松軟，口感更好。但是當(dāng)繼續(xù)增加蛋清添加量至7%時，面包上色變淺，內(nèi)部結(jié)構(gòu)松散，感官評分降低。原因是，蛋清被攪打時，空氣進(jìn)入并被包埋在蛋白質(zhì)溶液中形成泡沫。在泡沫的形成過程中，氣泡逐漸由大變小，而數(shù)目增多，最后失去流動性，通過加熱可使之固定。剪切作用將空氣混入蛋清中，部分氣體與疏水基團(tuán)結(jié)合，留在蛋清中，使泡沫體積迅速上升；繼續(xù)攪打，由于剪切力作用，氣體可以均勻的被蛋白質(zhì)分子包圍，并形成新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，泡沫體積達(dá)到最大。氣體充進(jìn)面團(tuán)，被加熱后開始膨脹，增加了面團(tuán)的體積，也是面團(tuán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得疏松多孔[27]。但是當(dāng)?shù)扒逄砑恿窟^多反而對面團(tuán)的成型起到相反作用，甚至導(dǎo)致面團(tuán)塌陷。綜合分析認(rèn)為當(dāng)?shù)扒逄砑恿繛?.5%時，面包品質(zhì)較優(yōu)。

3.5 正交試驗(yàn)結(jié)果

以馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、酵母添加量、蛋清添加量為試驗(yàn)因素，面包成品的感官評分為考察指標(biāo)，設(shè)計(jì)成四因素三水平的正交表，按L9（34）排列進(jìn)行正交試驗(yàn)，結(jié)果見表7。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Results of orthogonal test

由正交表的極差可以看出，4個因素對馬鈴薯全粉面包品質(zhì)影響的大小依次為：C＞A＞D＞B，即酵母添加量＞馬鈴薯全粉添加量＞蛋清添加量＞黃油添加量，其中最優(yōu)配比為A2B2C3B2，馬鈴薯全粉添加量20%。黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%。采取最優(yōu)組合通過驗(yàn)證，制作成的馬鈴薯全粉面包感官評分為92分，與正交試驗(yàn)結(jié)果中各因素最佳水平的組合得分接近[27]。故可確定A2B2C3B2為馬鈴薯全粉面包最優(yōu)配方。

3.6 馬鈴薯泥對面包品質(zhì)的影響

馬鈴薯泥對面包品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 馬玲薯泥對面包品質(zhì)的影響Fig.1 The influence of mashed potato on the quality of bread

試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)馬鈴薯全粉添加量20%，黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%時面包具有最佳口感。但是當(dāng)把馬鈴薯全粉換成馬鈴薯泥，用同樣的比例制作出的面包，其質(zhì)地較軟，但是口感與馬鈴薯全粉面包相比相差較大，面包表面粗糙，內(nèi)部氣孔較少且較黏，酵母味濃厚，不易上色。感官評分也較馬鈴薯全粉面包低很多。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)馬鈴薯全粉、黃油、酵母、蛋清添加量的多少會在一定程度上影響面包的質(zhì)構(gòu)和感官。當(dāng)馬鈴薯全粉添加量20%，黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%時，面包品質(zhì)最佳，風(fēng)味獨(dú)特，口感較好，松軟有彈性，且口感優(yōu)于同樣配方制作下的馬鈴薯泥面包。因此馬鈴薯全粉面包應(yīng)被廣泛推廣制作和食用。

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