黃精薏仁饅頭加工工藝研究

張松，張睿，張瑛，陳泗林，周航

（四川旅游學(xué)院烹飪學(xué)院，四川成都610100）

黃精是藥食兩用類藥材，始載于《名醫(yī)別錄》。黃精味甘性平，具有補氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎的功效，用于陰虛肺燥，陰血不足和脾胃虛弱之癥[1]?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究結(jié)果表明，黃精多糖是黃精的最重要的活性物質(zhì)[2]。黃精多糖可以清除體內(nèi)過多的氧自由基，保護(hù)機體免受氧化損傷，調(diào)節(jié)機體血糖、血脂，具有保護(hù)心血管，提高免疫系統(tǒng)活性，抗腫瘤等作用。薏仁也是藥食兼用的食材。薏仁營養(yǎng)豐富，常食可以保持人體皮膚光澤細(xì)膩，消除粉刺、雀斑、老年斑，對皸裂、皮膚粗糙等都有良好療效?，F(xiàn)已證實，薏仁中的薏仁油、薏仁酯（coixenolide，CXL）等成分有抗腫瘤作用，如抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移和增生、誘導(dǎo)癌細(xì)胞凋亡、抑制腫瘤血管形成且能提高放射時的敏感性等[3]。除此之外，還有利水消腫、健脾去濕、舒筋除痹、清熱排膿等[4]功效。

近年來，功能性食品的開發(fā)是市場熱點。饅頭是中國傳統(tǒng)發(fā)酵面食，是北方大部分地區(qū)的主食，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與人民生活水平的提高，市場需要更多功能性的饅頭產(chǎn)品來滿足不同消費人群的需要[5]。研究發(fā)現(xiàn)，在饅頭制作工藝中添加具有保健效果的原料，可以改善饅頭的感官及質(zhì)構(gòu)，并且豐富其營養(yǎng)價值。段曉霞等[6]研究了采用具有藥用保健價值的桑葉粉及桑葉汁作為配料，以小麥粉為主要原料制作的保健饅頭，在豐富糖尿病患者的主食品種方面提供了新思路。趙玲玲等[7]研究杏鮑菇粉對小麥面團(tuán)、饅頭質(zhì)構(gòu)及品質(zhì)的影響，得出了杏鮑菇粉可以豐富饅頭品種，增加產(chǎn)品營養(yǎng)價值。本研究將黃精、薏仁兩種藥食同源的原料添加到饅頭中，并對其工藝進(jìn)行優(yōu)化，為黃精薏仁饅頭的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)及基礎(chǔ)，有利于提高兩種藥食兼用食材的利用率，豐富饅頭品種，向市場推廣更具營養(yǎng)價值、方便食用的面點產(chǎn)品。

1 材料和方法

1.1 原料

黃精：青陽縣禪悅食品工貿(mào)有限公司；薏仁：九陽五谷磨房薏仁粉；中筋小麥粉：開封市六福面粉有限公司；安琪牌活性干酵母：安琪酵母有限公司；幼滑白砂糖：太古（廣州）糖業(yè)有限公司；化豬油：廣州金益食品有限公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

YP10002電子天平：常州宏衡電子儀器廠；NFQ-520壓面機：廣州賽思達(dá)機械設(shè)備有限公司；XFA-30發(fā)酵箱：上海紅聯(lián)機械電器制造有限公司；美國廚寶5K5SSWH攪拌機：歐美電器（廣州）有限公司；TMSPRO食品物性分析儀：美國FTC公司。

1.3 工藝流程

1.4 基礎(chǔ)配方

根據(jù)前期預(yù)試驗，確定饅頭的基礎(chǔ)配方。饅頭配方采用烘焙百分比來表示，以配方中面粉的重量為100%，其他各原料的百分比是相對等于面粉的多少而定，總百分比超過100%。其基礎(chǔ)配方為：面粉100%，酵母1%，泡打粉0.5%，豬油2%，黃精粉、薏仁粉、水和白砂糖的重量待確定。

1.5 操作要點

1.5.1 黃精和薏仁粉的制備[8-9]

薏仁篩選、清洗后用常溫浸泡10 h以上瀝干，用80℃干燥 5 h，微波烘焙（中火2 min～3 min）后粉碎，過100目篩備用。黃精篩選后清洗消毒，用恒溫高濕悶潤，切片于40℃～50℃干燥后粉碎，過篩備用。

1.5.2 和面與第一次醒發(fā)

將活性干酵母溶解于30℃～40℃的適量溫水中，將溶解液倒入中筋面粉、黃精粉、薏仁粉的混合物中，充分?jǐn)嚢杈鶆虿⒑统擅鎴F(tuán)，成團(tuán)時反復(fù)揉搓至表面光滑。將揉好的面團(tuán)置于醒發(fā)箱（溫度35℃、相對濕度35%）內(nèi)醒發(fā)40 min，當(dāng)面團(tuán)表面有均勻小孔，內(nèi)部組織蜂窩狀均勻，即發(fā)酵完成。將剛發(fā)酵好的面團(tuán)取出，用壓面機將面團(tuán)中的空氣排空，重復(fù)操作兩三遍即可。

1.5.3 成型

將面團(tuán)卷成團(tuán)狀后，切成重量為25 g一個的饅頭生坯。

1.5.4 二次醒發(fā)

將生坯放在已刷好油的籠屜上，繼續(xù)醒發(fā)15 min。

1.5.5 蒸制

將醒發(fā)好的饅頭放入蒸鍋中，蒸制25 min即可。

1.5.6 冷卻

將蒸制好后的饅頭不揭蓋放置1 min后取出冷卻至室溫備用。

1.6 試驗設(shè)計

1.6.1 單因素試驗設(shè)計

參照基礎(chǔ)配方，根據(jù)前期的預(yù)試驗，選取對品質(zhì)產(chǎn)生較大影響的4項，分別設(shè)置黃精粉添加量為1%、2%、3%、4%、5%；薏仁粉添加量為3%、6%、9%、12%、15%；水添加量為45%、50%、55%、60%、65%；白砂糖添加量為1%、2%、3%、4%、5%來進(jìn)行單因素試驗，通過對饅頭比容的測定和感官評分探討其對饅頭品質(zhì)和感官效果的影響，篩選出最佳參數(shù)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計響應(yīng)面試驗[10]。

1.6.2 響應(yīng)曲面試驗設(shè)計

根據(jù)相關(guān)性以及顯著性分析結(jié)果，篩選出顯著影響綜合品質(zhì)評分的原料，選取感官評分（模糊綜合評價法）作為最終的綜合評分標(biāo)準(zhǔn)。在單因素的試驗基礎(chǔ)上，選擇黃精添加量，薏仁添加量，白砂糖添加量為自變量，設(shè)定上下限。響應(yīng)面法試驗因素與水平見表1，利用響應(yīng)面法設(shè)計出三因素三水平的響應(yīng)面試驗，確定黃精薏仁饅頭的最佳工藝參數(shù)。

表1 響應(yīng)面試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of response surface experiment

1.7 指標(biāo)與檢測方法

1.7.1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21118-2007《小麥粉饅頭》的相關(guān)要求，合格饅頭應(yīng)該在外形，口感，風(fēng)味等方面有達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)。參照溫紀(jì)平等[11]設(shè)計的饅頭評分標(biāo)準(zhǔn)，對制作完成的黃精薏仁饅頭以色澤、外觀、口感、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、風(fēng)味5項作為感官指標(biāo)，選取10名學(xué)習(xí)食品專業(yè)有經(jīng)驗的感官評價人員組成品評小組，對黃精薏仁饅頭進(jìn)行感官評價，結(jié)果取平均值，評定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.7.2 饅頭比容的測定

參考菜籽置換法方法，測定饅頭的體積（mL）。

計算公式：饅頭比容（mL/g）=饅頭體積（mL）/饅頭質(zhì)量（g）

1.7.3 饅頭質(zhì)構(gòu)測定

參考BOURNE M.的測試方法[12]，采用TMS-PRO型高精度專業(yè)食品物性分析儀對樣品進(jìn)行測試，選用燕尾剪切刀探頭，選擇TPA測試程序，測定饅頭芯的硬度、黏聚性、彈性、咀嚼性等指標(biāo)。將饅頭在室溫下冷卻1 h，取個樣品進(jìn)行參數(shù)設(shè)置：使用平口剪切刀；回升高度40 mm；停頓時間2 s；形變量60。

新曹農(nóng)場位于黃海之濱的東臺市境內(nèi)，全場總面積110.5平方公里，其中地9.3萬畝，林地1.5萬畝；總?cè)丝?.8萬人，其中退休人員7000人、在冊職工4200人。

1.8 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為3次平行測量的平均值，最優(yōu)配方響應(yīng)面試驗設(shè)計與回歸方程分析采用Design-expert8.0.6軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 黃精粉添加量對饅頭品質(zhì)的影響

現(xiàn)代醫(yī)學(xué)證明黃精具有抗菌、抗病毒、延長壽命、增強免疫功能、抗脂質(zhì)氧化、降血糖等作用。黃精也被應(yīng)用于黃酒[13]，復(fù)方茶[14]等食品中。黃精粉添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 黃精粉添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of the amount of polygonatum powder on the quality of steamed bread made from polygonatum and adlay powder

由圖1可知：隨著黃精粉添加量的增加，質(zhì)構(gòu)指標(biāo)變化不明顯。分析原因，由于黃精添加量較少，影響因素不夠，饅頭組織結(jié)構(gòu)變化不明顯。但隨著黃精粉添加量的增加，黃精薏仁饅頭的顏色逐漸變深，感官評分則呈先逐步上升后下降的趨勢，當(dāng)黃精粉的添加量達(dá)到添加量達(dá)到4%時感官評分達(dá)到最大值，黃精粉添加量過低時饅頭黃精味不突出，對比不明顯；當(dāng)黃精粉添加量超過4%以后，饅頭顏色明顯加深，黃精藥味突出，饅頭略帶苦味口感不佳。綜合以上因素，選擇黃精粉添加量為2%、3%、4%3個水平做響應(yīng)面試驗進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.2 薏仁粉添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響

有研究表明，薏仁中所含有的多種有效成分具有一定的抗癌、抗腫瘤作用。我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)認(rèn)為將薏仁作為滋補身體的優(yōu)良食材，其具有消炎陣痛、補脾祛濕、利水消腫等功效[15]。薏仁粉添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 薏仁粉添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of the amount of adlay powder on the quality of steamed bread made from polygonatum and adlay powder

由圖2可知：隨著薏仁粉添加量的增加，饅頭的質(zhì)構(gòu)發(fā)生明顯變化，硬度和咀嚼性逐漸增加，彈性降低，分析原因薏仁比例添加過高，影響?zhàn)z頭面團(tuán)筋力和酵母發(fā)酵速度，使得饅頭品質(zhì)變化很大。同時隨著薏仁粉添加量的增加，黃精薏仁饅頭感官評定得分呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。當(dāng)薏仁粉的添加量達(dá)到3%感官評分達(dá)到最大值，薏仁粉添加量過低，饅頭中薏仁含量過低，香味口感較差，不符合試驗要求；薏仁粉添加量過高，饅頭硬度和咀嚼性過高，饅頭品質(zhì)較差。當(dāng)薏仁粉添加量為6%時，黃精薏仁饅頭的整體品質(zhì)最佳，宜于開發(fā)食用。綜合以上因素，選擇薏仁粉添加量為3%、6%、9%3個水平做響應(yīng)面試驗進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.3 白砂糖的添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響

添加適量的糖，有利于酵母的生長以及風(fēng)味物質(zhì)的形成。若添加量過多，不利于酵母的生長，導(dǎo)致發(fā)酵時間延長，面筋強度降低，影響其持氣作用，從而降低饅頭的品質(zhì)[17]。白砂糖添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 白砂糖添加量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the amount of white sugar content on the quality of steamed bread made from polygonatum and adlay powder

由圖3可知：隨著白砂糖添加量的增加，饅頭質(zhì)構(gòu)特性變化不明顯，黃精薏仁饅頭的感官評分呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)白砂糖的添加量達(dá)到4%時，饅頭的口感與品質(zhì)較好，感官評分和彈性達(dá)到最大值，宜于開發(fā)食用。白砂糖添加量過低時饅頭無甜味，口感較差，不符合試驗要求。綜合以上因素，選擇白砂糖添加量為3%、4%、5%3個水平做響應(yīng)面試驗進(jìn)行工藝優(yōu)化。

2.1.4 加水量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響

加水量是影響面團(tuán)中面筋形成的直接因素，同時影響面制品的品質(zhì)。適宜的添加量能夠使饅頭具有較大的體積、均勻細(xì)膩的組織結(jié)構(gòu)和柔軟的質(zhì)地[16]。加水量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 加水量對黃精薏仁饅頭品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of the amount of water on the quality of steamed bread made from polygonatum and adlay powder

由圖4可知：加水量為45%時饅頭硬度為最大值，加水量為50%時饅頭咀嚼性和彈性為最大值。隨著加水量的進(jìn)一步增大，饅頭咀嚼性和彈性逐漸降低，同時感官評分呈先逐步上升后下降的趨勢。當(dāng)加水量達(dá)到60%時，饅頭形態(tài)優(yōu)良，口感較好，感官評分達(dá)到最大值。綜合以上因素，選取加水量為60%進(jìn)行試驗。

2.2 響應(yīng)面法優(yōu)化模型的建立及其方差分析

2.2.1 回歸模型的建立與分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，根據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計原理，采用響應(yīng)面法設(shè)計三因素三水平試驗方案。響應(yīng)變量Y為綜合評分，響應(yīng)因素A為黃精粉添加量，B為薏仁粉添加量，C為白砂糖添加量。

根據(jù)設(shè)計的試驗方案進(jìn)行17次試驗。其中12個試驗點為析因點，自變量取值由A、B、C構(gòu)成；余下為區(qū)域中心點，中心點試驗重復(fù)5次用于估計試驗誤差。試驗方案采用以感官評分為響應(yīng)值的單一試驗結(jié)果，利用Box-Behnken設(shè)計矩陣回歸擬合綜合感官評分與各個響應(yīng)因素之間的回歸方程。

用軟件對表3中數(shù)據(jù)利進(jìn)行二次多元回歸擬合分析，得到感官綜合評分對響應(yīng)面因素的二次多項回歸方程如下：Y=87.60-1.85A-1.78B+0.37C-0.30AB+0.69AC+1.10BC-1.12A2-1.34B2-2.08C2。方程回歸分析結(jié)果及方差分析見表3～表4。

在所選取的三因素水平范圍內(nèi)，F(xiàn)值的大小代表各因素對黃精薏仁饅頭感官評分影響的強弱，F(xiàn)值越大，說明影響作用越強。由表3可知對感官綜合評分所建立的回歸模型中P＜0.01，表明回歸模型達(dá)到了極顯著的水平，而失擬項中的P值為0.105 5，大于0.05，表明失擬項不顯著，表明該模型方程極顯著，使用該方程模擬三因素三水平的試驗分析是切實可行的。該表中一次項A、B的P值小于0.05，達(dá)到顯著的影響水平，說明黃精粉添加量A和薏仁粉添加量B對感官綜合評分有顯著的影響。交互項AB、AC、BC的P值都小于1；二次項A2、B2、C2的P值小于0.5，對響應(yīng)值影響顯著。在所取的水平范圍內(nèi)，按照對結(jié)果影響排序為：A>B>C。

表3 響應(yīng)面試驗設(shè)計結(jié)果Table 3 Experimental results of response surface analysis

表4 二次響應(yīng)面回歸模型方差分析表Table 4 The analysis of variance for the experimental results

表5 回歸模型方差分析表Table 5 Estimated regression coefficients for the quadratic polynomial model

由表 3 可知：R2=0.988 5，R2adj=0.973 7，說明此模實際試驗擬合較好，自變量與響應(yīng)值之間線性關(guān)系顯著；R2Pred=0.857 2，說明該模型預(yù)測性良好。變異系數(shù)CV=0.47%＜5%，表明方程有良好的重現(xiàn)性。信噪比為24.735，遠(yuǎn)大于4，說明模型可信度較高，因此，可以用此模型來分析預(yù)測響應(yīng)值隨自變量的變化規(guī)律。

2.2.2 響應(yīng)面圖形分析

根據(jù)所得回歸方程做出響應(yīng)面圖，預(yù)測黃精添加量、薏仁添加量、白砂糖添加量3個因素對感官評分的影響。結(jié)果見圖5～圖7，響應(yīng)面圖能直接反應(yīng)各因素與響應(yīng)值的關(guān)系及各個因素間的相互作用，響應(yīng)面坡度越陡、等高線密集成橢圓形表明兩個因素交互作用的影響越大。

圖5 黃精粉添加量與薏仁粉添加量的交互作用對感官評分的影響Fig.5 Effect on sensory score of the interaction of polygonatum powder amount and adlay powder amount

圖6 黃精粉添加量與白砂糖添加量的交互作用對感官評分的影響Fig.6 Effect on sensory score of the interaction of polygonatum powder amount and white sugar amount

圖7 薏仁粉添加量與白砂糖添加量的交互作用對感官評分的影響Fig.7 Effect on sensory score of the interaction of adlay powder amount and white sugar amount

圖5 ～圖7可以看出，3個響應(yīng)面均為開口向下的凸行曲線，說明響應(yīng)值存在極大值，說明配方的最優(yōu)條件存在于所設(shè)計的因素水平范圍內(nèi)。隨著黃精粉添加量、薏仁粉添加量、白砂糖添加量的增加，感官評分表現(xiàn)出先增加后下降的趨勢，均能找到其最佳值。

2.2.3 黃精薏仁饅頭最佳配方參數(shù)的確定

通過軟件在選出的試驗范圍內(nèi)得出的黃精薏仁饅頭最佳配方參數(shù)：黃精粉添加量2.19%、薏仁粉添加量4.01%、白砂糖添加量3.56%。在此條件下，感官評分的預(yù)測值為88.89。根據(jù)實際操作的可行性，將配方參數(shù)調(diào)整為黃精粉添加量2.2%、薏仁粉添加量4%、白砂糖添加量3.6%。對此結(jié)果進(jìn)行3次平行試驗驗證，此工藝參數(shù)所制得的黃精薏仁饅頭感官評分平均為89.01，接近預(yù)測值88.89。

2.2.4 最佳配方的相關(guān)工藝參數(shù)分析

由于感官評定人員自身的主觀原因，可能會導(dǎo)致感官評定發(fā)生偏差。使用質(zhì)構(gòu)儀測定黃精薏仁饅頭和空白對照組饅頭的彈性、硬度、咀嚼性、黏聚性進(jìn)行比較，客觀地分析黃精薏仁饅頭的各項指標(biāo)。樣品在室溫下測定，每個樣品進(jìn)行4次平行試驗。

表6 相關(guān)工藝參數(shù)比較Table 6 Determination of the quality of different steamed bun

饅頭品質(zhì)和硬度、咀嚼性呈負(fù)相關(guān)，與彈性、黏聚性成正相關(guān)[7]。由表6可以看出，與空白對照組饅頭相比，最優(yōu)配方的黃精薏仁饅頭彈性、硬度、咀嚼性并無明顯差距，說明黃精薏仁饅頭適口性良好，食用品質(zhì)較理想；黏聚性偏低說明黃精薏仁饅頭較爽口不黏牙。綜上所述，經(jīng)過黃精薏仁饅頭質(zhì)構(gòu)特性與未添加白面饅頭差距很小，證明本試驗方案可行，添加黃精和薏仁后食用性能夠達(dá)到最優(yōu)化。

3 結(jié)論

黃精和薏仁中分別含有對人體有益的成分，具有很好的開發(fā)利用前景。本試驗經(jīng)過試驗分析，最終確定黃精薏仁饅頭（250 g面粉）最佳工藝條件為：面粉100%，安琪活性干酵母1%，泡打粉0.5%，豬油2%，黃精粉添加量2.2%，薏仁粉添加量4%，加水量60%，白砂糖3.6%，加糖量4%，并對最優(yōu)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)工藝參數(shù)值可靠，有實用價值。