強(qiáng)化米糠膳食纖維的米粉面包配方研究

李安平，蔣雅茜，崔富貴，王少輝

(1.中南林業(yè)科技大學(xué)，湖南長(zhǎng)沙410004;2.糧食深加工與品質(zhì)控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410004)

稻米是我國(guó)主要糧食之一。稻谷加工過程中產(chǎn)生大量的碎米和米糠，如何讓這些碎米和米糠變?yōu)楦吒郊又档漠a(chǎn)品成為一項(xiàng)亟待解決的問題［1］。碎米經(jīng)粉碎成米粉，米糠經(jīng)加工成了米糠膳食纖維。雖然米粉和面粉的基本成分均為淀粉和蛋白質(zhì)，但兩者的性質(zhì)迥異。面包是一種以面粉為主要原料，經(jīng)發(fā)酵和焙烤而成的方便食品，由于它松軟，芳香，深受消費(fèi)者喜愛。與小麥相比，稻米蛋白具有過敏性低，無(wú)色素干擾，具有柔和而不刺激的味道，富含必需氨基酸，特別是賴氨酸含量豐富，因此以米粉為主要原料制作米粉面包具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)［2］。但米粉無(wú)法像面粉一樣在發(fā)酵過程中形成具蜂窩狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。膳食纖維具有良好的硬度，能支撐所形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［3－4］。在米粉中添加米糠膳食纖維，然后將其制作成米粉面包，不僅能滿足南方人喜食大米早餐的習(xí)慣，而且能滿足人體對(duì)膳食纖維的需求。本文主要探討各種添加物對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響，構(gòu)建一個(gè)米粉面包的最佳配方，以期能為稻米加工的副產(chǎn)物提供一種新的利用途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

晚粳米碎米粉、新鮮米糠、白砂糖、安琪高活性干酵母、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、分子蒸餾單甘酯、食用酒精等 均為市售;耐高溫α－淀粉酶 活性2000U·g－1，無(wú)錫市酶制劑廠;糖化酶 活性10000U·g－1，諾維信生物技術(shù)有限公司;堿性蛋白酶 活性10000U·g－1，諾維信生物技術(shù)有限公司。

RT－25型實(shí)驗(yàn)室超細(xì)粉碎機(jī) 北京興時(shí)利和科技發(fā)展有限公司;FC－4D型二層四盤電烤爐 廣東多麗食品機(jī)械有限公司;TA.XTPlus物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro System公司。

1.2 米糠膳食纖維的制備

將新鮮米糠清洗去雜，按原料的0.4%加入混合酶(高溫α－淀粉酶與糖化酶按1∶2的比例混合)，70℃酶解處理45min，然后用清水洗滌濾渣至中性。取出濾渣，加入0.3%的蛋白酶，50℃酶解45min，并用水洗滌至中性，接著在65℃條件下將濾渣烘至含水量為11%左右后用超微細(xì)粉碎機(jī)粉碎，并過120目篩獲米糠膳食纖維樣品。

表1 米粉面包評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Grading of rice bread

1.3 米粉面包制作流程

原料混合→和面→發(fā)酵→壓片分割→成形→醒發(fā)→烘烤→成品

1.4 面包比容和硬度的檢測(cè)方法

1.4.1 面包比容［5］用物性測(cè)試儀測(cè)定面包體積和質(zhì)量。面包比容計(jì)算式:P=

式中:P－面包比容，mL/g;V－面包體積，mL;m－面包質(zhì)量，g。

1.4.2 面包硬度［5］面包硬度用物性測(cè)試儀直接測(cè)定，g。

1.5 米粉面包的感官評(píng)定方法

參考楚炎沛［6］的米粉面包的感官評(píng)定方法和小麥面包評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［7］而制定米粉面包評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。

1.6 HPMC、活性干酵母、白糖和米糠膳食纖維添加量等單因素對(duì)米粉面包比容和硬度的影響

為確定HPMC、米糠膳食纖維、活性干酵母和白砂糖等的添加量范圍，在其它條件不變的條件下，進(jìn)行了單因素添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響。其它條件不變是指HPMC、米糠膳食纖維的添加量、活性干酵母和白砂糖分別為2.0%、5%、2.1%、11%。

1.7 米粉面包配方的正交實(shí)驗(yàn)

在考察了HPMC、米糠膳食纖維添加量、活性干酵母和白砂糖等單因素對(duì)米粉面包比容和硬度的影響的基礎(chǔ)上，采用正交實(shí)驗(yàn)的方法考察各因素綜合對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響。正交實(shí)驗(yàn)因素水平表見表2，考察指標(biāo)為綜合評(píng)分。

表2 正交實(shí)驗(yàn)的因素水平表Table 2 Table of factors and levels of orthogonal test

2 結(jié)果與討論

2.1 HPMC添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響

米粉由于不含面筋蛋白，所以很難形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)［8］。食用膠能結(jié)合大量的水，改善米粉的物理特性，具有增大米粉面包的比容，抑制老化、延長(zhǎng)貨架期的作用［9］。HPMC作為一種食用膠能顯著改善面包的持氣性，使得發(fā)酵產(chǎn)生的CO2氣體留存于米粉面團(tuán)中，形成蜂窩狀組織。不同HPMC添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響見圖1。

圖1 HPMC添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響Fig.1 Effect of the amount of HPMC to add on rice bread specific volume and hardness

由圖1可以看出，米粉面包的比容隨著HPMC添加量的不斷增大而增大。HPMC添加量低時(shí)，面包體積較小、頂部較平坦易發(fā)生塌陷。隨著添加量的增加，HPMC和米團(tuán)中的直鏈淀粉相互作用，米粉面包形成較好的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當(dāng)HPMC的添加量大于2.0%時(shí)，烘焙過程中米粉面包的體積膨脹比較明顯，米粉面包的比容達(dá)到最大，但此時(shí)粘度過大，面包內(nèi)部也易形成大空洞，而且特有的米香味道也被掩蓋。此后，隨著HPMC添加量的繼續(xù)增加，米粉面包的比容反而不斷減小。米粉面包硬度隨HPMC添加量的增加而逐漸降低，但當(dāng)添加量大于2.0%以后降低幅度較小。

2.2 活性干酵母添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響

酵母是兼性厭氧型微生物，在氧氣充足的條件下進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生CO2、乙醇、乙酸等小分子的風(fēng)味物質(zhì)，它不但能影響面包的比容，而且產(chǎn)生一些獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)。在其它條件一致的情況下，比較不同酵母添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響，結(jié)果如圖2所示。

從圖2可以看出，米粉面包的比容和硬度隨著酵母添加量的變化而變化，比容與添加量成正相關(guān)關(guān)系，而硬度與添加量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。當(dāng)活性干酵母添加量低于2.1%時(shí)，得到的面包比容較小、韌性較低、氣孔小且壁稍厚、香味較淡;當(dāng)添加量大于2.1%時(shí)，所得面包比容較大、韌性較大、氣孔過大且不均勻、孔壁較厚、空洞多、味道復(fù)雜，且有輕度酸味。出現(xiàn)這種情況可能是因?yàn)榻湍冈诎l(fā)酵過程中產(chǎn)生的CO2可以增大面包體積、產(chǎn)生的小分子風(fēng)味物質(zhì)可以豐富面包的味道。若用量少則發(fā)酵不足，HPMC網(wǎng)絡(luò)不能充分展開，從而導(dǎo)致面包比容小，內(nèi)部組織粗糙，風(fēng)味香氣不足，口感不佳。相反，若用量過多，則導(dǎo)致發(fā)酵過快，體積過大，引起面包塌陷，產(chǎn)生裂紋，表面無(wú)光澤，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不均勻且產(chǎn)生酸味。

圖2 酵母菌添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響Fig.2 Effect of the amount of yeast to add onrice bread specific volume and hardness

2.3 白糖添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響

在其它條件一致的情況下，不同白糖添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響結(jié)果見圖3。由圖3可以看出，白砂糖添加量為8%～10%時(shí)，米粉面包比容和硬度都達(dá)到最佳。白糖可以通過吸水使米團(tuán)充分膨脹，保持產(chǎn)品很好的彈性，同時(shí)白糖在焙烤時(shí)會(huì)發(fā)生焦糖化反應(yīng)使米粉面包產(chǎn)生香味和著色。但白糖添加過量會(huì)影響HPMC的吸水作用，還會(huì)增加面包的熱能。米粉中雖含有大量的支鏈淀粉，但不能作為酵母菌的碳源，因此白糖還起到提供酵母發(fā)酵需要的碳源作用，其添加量也會(huì)比制作普通小麥面包時(shí)多。

圖3 白糖添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響Fig.3 Effect of the amount of sugar to add on rice bread specific volume and hardness

2.4 米糠膳食纖維添加量對(duì)大米面包比容和硬度的影響

在米粉面包中強(qiáng)化米糠膳食纖維是補(bǔ)充人體膳食纖維需求的有效手段。由于米糠膳食纖維具有很強(qiáng)的吸水性，所以在米粉面包中添加米糠膳食纖維后會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)萎縮，面包比容隨著添加量的增加而減少，而硬度隨著添加量的增加而提高［10］。

由圖4可以看出，米糠膳食纖維添加量為5%時(shí)對(duì)面包的比容和硬度的影響較小，而且可以改善面包的風(fēng)味。當(dāng)添加量大于5%后，比容迅速減小，硬度增大，面包品質(zhì)變壞。因?yàn)槊卓飞攀忱w維吸水特性強(qiáng)，阻礙了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，降低了面團(tuán)的持氣性能，使其在發(fā)酵過程中體積減小。

圖4 米糠膳食纖維添加量對(duì)米粉面包比容和硬度的影響Fig.4 Effect of the amount of rice bran dietary fiber to add on rice bread specific volume and hardness

2.5 米粉面包配方的正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化

正交實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果見表3，方差分析見表4，各因素水平的多重比較見表5。由表4和表5可以看出，HPMC添加量、米糠膳食纖維添加量、活性干酵母添加量對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有顯著性影響(p＜0.05)，而白砂糖添加量則對(duì)面包品質(zhì)影響不顯著(p＞0.05)。根據(jù)多重比較結(jié)果可選出米粉面包的最佳配方組合為:A4B4C4或C3，即HPMC添加量為2.5%、米糠膳食纖維的添加量為6%、活性干酵母添加量為2.1%或2.5%。按照最優(yōu)配方A4B4C4D1和A4B4C3D1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果顯示米粉面包綜合評(píng)分分別達(dá)到89.5分和90.1分，說明正交實(shí)驗(yàn)獲得的最優(yōu)配方是可靠的。

表3 米粉面包配方正交實(shí)驗(yàn)方案與結(jié)果Table 3 Orthogonal experimental design and results

3 結(jié)論

HPMC、米糠膳食纖維、白糖和活性干酵母菌的不同添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)有不同程度的影響。強(qiáng)化米糠膳食纖維的米粉面包基本能達(dá)到小麥面包的品質(zhì)，并能有效補(bǔ)充人體所需的膳食纖維，滿足部分南方人對(duì)米粉的喜好，具有較好的發(fā)展前景。在單因素研究的基礎(chǔ)上，通過正交實(shí)驗(yàn)獲得了米粉面包的最佳配方，即HPMC添加量為2.5%、米糠膳食纖維添加量為6%、活性干酵母添加量可選擇2.1%或2.5%。

表4 方差分析Table 4 Analysis of variance

表5 各因素水平的多重比較Table 5 Multiple comparison of various factors and levels

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