莜麥饅頭微波蒸制工藝的研究

汪 磊 云月英 王國澤 李俊芳 莎 娜 張歡子

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院1，包頭 014010)(內(nèi)蒙古科技大學(xué)生物工程與技術(shù)研究所2，包頭 014010)

莜麥又稱裸燕麥，是內(nèi)蒙古地區(qū)特產(chǎn)谷類。莜麥營養(yǎng)豐富[1-2]，且頗具保健療效[3-5]，尤其是其富含賴氨酸，與小麥粉搭配蒸制饅頭，可以有效彌補(bǔ)小麥饅頭中賴氨酸含量不足的缺陷，從而起到蛋白質(zhì)互補(bǔ)的功效[6]。

隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，人們?cè)陉P(guān)注食品營養(yǎng)的同時(shí)也注重食品的快捷方便，微波饅頭應(yīng)運(yùn)而生，微波加熱具有速度快、易于控制和干凈清潔等特點(diǎn)，在食品工業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。本試驗(yàn)采用響應(yīng)面法優(yōu)化莜麥饅頭的微波蒸制工藝，為莜麥饅頭的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 主要材料

塞川莜面：武川糧油總公司；高筋小麥粉：內(nèi)蒙古五原縣三寶面業(yè)有限公司：安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；卡拉膠：海星食品工業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)：上海申光食用化學(xué)品有限公司；黃原膠：淄博中軒生化有限公司；白砂糖：內(nèi)蒙古正北食品有限公司。

1.2 主要儀器

QTS-25型質(zhì)構(gòu)儀：美國Brookfield公司；WG700TL2011-K6型微波爐：佛山市順德區(qū)格蘭仕微波爐電器有限公司；PSX智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱：寧波萊福科技有限公司；3102型電子天平：上海躍平科學(xué)儀器有限公司；MC-SH215型美的電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；微波專用蒸鍋：美的微波爐電器制造有限公司；101型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 饅頭的制作工藝[7]

莜麥粉與小麥粉的混合比例為15/85，加水量為75%，酵母、卡拉膠、CMC-Na、黃原膠的添加量分別為0.5%、1.48%、0.08%和0.17%，其中品質(zhì)改良劑使用前用60 ℃的熱水充分溶解，添加輔料混勻后采用一次和面法和面15 min，然后將面團(tuán)在溫度34 ℃、相對(duì)濕度85%的恒溫恒濕箱中發(fā)酵90 min，發(fā)酵后的面團(tuán)分割成饅頭坯，將饅頭坯搓圓后置于蒸鍋中蒸制30 min得到蒸汽蒸制莜麥饅頭；置于微波專用蒸鍋蒸制得到微波蒸制莜麥饅頭。

1.3.2 饅頭水分含量測(cè)定

采用105 ℃干燥恒重法測(cè)定[8]。

1.3.3 饅頭比容測(cè)定

將冷卻至室溫的饅頭稱重，用小米替換法測(cè)定饅頭的體積，饅頭的比容為體積與質(zhì)量比[8]。

1.3.4 TPA測(cè)試

取室溫下冷卻1 h后的樣品饅頭切成25 mm厚度的饅頭片，平放于柱形探頭的正下方TPA(texture profile analysis)測(cè)試。測(cè)試使用的探頭為TA4/1000型，TPA測(cè)試條件為：測(cè)試速度1 mm/s，壓縮程度15%，2次壓縮間隔時(shí)間5 s，感應(yīng)力5 g，特性參數(shù)包括硬度(Hardness)、黏著性(Adhesiveness)、彈性(Springiness)、黏聚性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)和回復(fù)性(Resilience)。

1.3.5 饅頭感官評(píng)價(jià)

由6位經(jīng)過篩選和培訓(xùn)的評(píng)價(jià)員按照表1進(jìn)行評(píng)分(滿分100分)。

表1 饅頭感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

評(píng)分人員評(píng)分前，先用溫水漱口，再按評(píng)分方法和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品各個(gè)指標(biāo)評(píng)分，一次評(píng)分完后，再用溫水漱口，進(jìn)行下一次評(píng)分，評(píng)完后在備注中寫下總體意見，包括產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上列出的和未列出的[9]。

1.3.6 統(tǒng)計(jì)處理

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel軟件、SPSS軟件和Designer expert軟件進(jìn)行處理和分析。其中，顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)，P>0.05判定為變化不顯著，P<0.05判定為變化顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波功率對(duì)莜麥饅頭的影響

微波產(chǎn)生高頻電磁場(chǎng)，用于食品工業(yè)時(shí)，在高頻電磁場(chǎng)作用下，食品中極性分子(水分子)吸收微波產(chǎn)生能量，使食品迅速加熱，具有加熱快、加熱均勻、節(jié)約能源、易于控制和安全無害等優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)研究不同微波功率對(duì)莜麥饅頭品質(zhì)的影響，結(jié)果見表2。

結(jié)果表明不同微波功率對(duì)莜麥饅頭影響顯著，微波功率過小，蒸制的莜麥饅頭未熟透；而功率過大時(shí)蒸制的莜麥饅頭膨脹度不夠，表皮發(fā)硬，彈性較差，口感粗糙，這可能是由于高功率的微波加熱速度過快，使得饅頭水分汽化外逸，失水嚴(yán)重和饅頭的快速熟化成型所致[10]；560 W微波蒸制莜麥饅頭質(zhì)量最佳。

表2 微波功率對(duì)莜麥饅頭的影響

2.2 微波時(shí)間對(duì)莜麥饅頭的影響

在微波加熱過程中，控制微波加熱的時(shí)間對(duì)饅頭品質(zhì)有著重要的影響，其直接影響著饅頭良好的外觀和口感。不同微波時(shí)間對(duì)莜麥饅頭的影響如表3所示。

表3 微波時(shí)間對(duì)莜麥饅頭的影響

注：用Duncan法進(jìn)行多重比較，同列上標(biāo)不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)，下同。

結(jié)果表明微波時(shí)間在11～15 min時(shí)，莜麥饅頭感官評(píng)分無顯著性差異，當(dāng)微波時(shí)間超過15 min后，莜麥饅頭表皮發(fā)硬，回彈性差，口感粗糙，感官評(píng)分顯著下降，這是因?yàn)殡S著微波時(shí)間的延長(zhǎng)，水分吸收的微波能越多，分子動(dòng)能越來越大，溫度越來越高，水分的散失速率越來越快，促進(jìn)淀粉與蛋白質(zhì)的交聯(lián)；且饅頭因?yàn)槭湛s，饅頭的剛性增強(qiáng)，面筋網(wǎng)絡(luò)失去支撐力[11]。

2.3 裝載量對(duì)莜麥饅頭的影響

在微波加熱開始階段存在升溫滯后期，饅頭裝載量越大，升溫滯后時(shí)間越長(zhǎng)。一旦開始升溫，不同裝載量饅頭升溫速度差別不大。由于升溫滯后期存在，微波裝載量小的饅頭中心部位達(dá)到某一溫度所需時(shí)間比裝載量大的饅頭達(dá)到相應(yīng)溫度所需時(shí)間短[12]。

表4 裝載量對(duì)莜麥饅頭的影響

試驗(yàn)研究了不同微波裝載量對(duì)莜麥饅頭的影響，結(jié)果表明裝載量為60～80 g時(shí)，蒸制的莜麥饅頭感官評(píng)分最高。

2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化，具體試驗(yàn)方案見表5。

表5 Box-Behnken方案設(shè)計(jì)的因素和水平編碼值表

以莜麥饅頭感官評(píng)分為響應(yīng)值，響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 莜麥饅頭微波蒸制試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

利用Design-expert對(duì)表6的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到莜麥饅頭感官評(píng)分對(duì)微波功率(A)、微波時(shí)間(B)和裝載量(C)的回歸方程：

Y=83.29+0.11×A-0.48×B-0.92×C-0.41×A×B-0.65×A×C+1.26×B×C-3.5×A2-1.55×B2-2.31×C2

對(duì)該回歸模型方差進(jìn)行分析，具體結(jié)果見表7。

表7 回歸方程的方差分析

由表7可知，模型P=0.002 6<0.01，本試驗(yàn)所選用的模型具有高度的顯著性，失擬項(xiàng)P=0.102 7>0.05不顯著，決定系數(shù)R2=0.931 3，說明擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，本模型可以用來預(yù)測(cè)莜麥饅頭的感官評(píng)分，模型中一次項(xiàng)A和B2；二次項(xiàng)A2和C2極顯著。

根據(jù)分析結(jié)果做出響應(yīng)面曲面圖，結(jié)果如圖1～圖3所示。

由圖1～圖3可以看出，裝載量對(duì)莜麥饅頭感官評(píng)分影響最大，優(yōu)化后的莜麥饅頭微波蒸制工藝條件為：微波功率596.53 W，微波時(shí)間12.44 min，裝載量74.29 g。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，按照微波功率560 W，微波時(shí)間12.5 min，裝載量74 g制成莜麥饅頭感官評(píng)分為83.33，與理論預(yù)測(cè)值基本吻合，因此基于響應(yīng)面法所得的優(yōu)化配方參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

圖1 Y=f(A,B)的響應(yīng)面

圖2 Y=f(A,C)的響應(yīng)面

圖3 Y=f(B,C)的響應(yīng)面

表8 微波蒸制對(duì)莜麥饅頭的影響

評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸汽蒸制莜麥饅頭微波蒸制莜麥饅頭水分/%43．57±0．003a42．43±0．00b硬度/g450．7±21．50b1030±3．36a黏著性/g462．8±32．1b940．8±18．1a咀嚼性/g1．010±0．058a0．746±0．055b彈性0．967±0．023a0．885±0．053b黏聚性1．023±0．030a0．917±0．017b回復(fù)性0．572±0．013b0．646±0．026a比容/mL/g2．433±0．058a2．140±0．042a感官評(píng)分83．50±2．05a83．33±0．58a

注：用Duncan法進(jìn)行多重比較，同行上標(biāo)不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)。

饅頭品質(zhì)與硬度、黏著性和咀嚼性呈負(fù)相關(guān)，與彈性、黏聚性和回復(fù)性饅頭品質(zhì)成正相關(guān)。表8表明，按本試驗(yàn)最優(yōu)微波蒸制工藝，微波蒸制莜麥饅頭感官評(píng)分和比容與蒸汽蒸制莜麥饅頭無差異，與蒸汽蒸制莜麥饅頭相比，微波蒸制莜麥饅頭水分含量較低，硬度和黏著性較大，彈性、咀嚼性和黏聚性較小，回復(fù)性優(yōu)于蒸汽蒸制莜麥饅頭。范會(huì)平等[13]和韓文芳等[14-15]研究均發(fā)現(xiàn)微波烹調(diào)方式導(dǎo)致的饅頭水分含量降低、硬度增大、彈性減小，因此如何保持微波饅頭水分含量和改善饅頭質(zhì)構(gòu)有待進(jìn)一步的研究。

3 結(jié)論

微波蒸制莜麥饅頭的最佳工藝為：微波功率560 W，微波時(shí)間12.5 min，裝載量74 g。在此工藝條件下，微波蒸制莜麥饅頭與蒸汽蒸制饅頭的感官評(píng)分和比容沒有顯著性差異，與蒸汽蒸制饅頭相比，微波蒸制莜麥饅頭水分含量較低，硬度和黏著性大，彈性差，而回復(fù)性和咀嚼性優(yōu)于蒸汽蒸制饅頭。

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