高粱饅頭生產(chǎn)工藝的研究

朱俊玲，楊婉琳，柳青山

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西功能食品研究院，山西 太谷 030801；2.山西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 高粱研究所，山西 晉中 030600)

我國是傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國，饅頭是人們?nèi)粘ｏ嬍持凶顬槌Ｒ姷闹魇持?，隨著科學(xué)工業(yè)的發(fā)展，饅頭種類也日趨增加，其中以高粱饅頭作為代表的雜糧饅頭受到了廣大人民群眾的喜愛，“百谷之長”說的就是高粱[1,2]。傳統(tǒng)的高粱食品有米飯、米粥、發(fā)糕、年糕、面條等，近年來有學(xué)者研究高粱混粉、高粱山藥、氣爆高粱粉等雜糧饅頭的工藝[1～4]，針對普通高粱饅頭的研究鮮見。目前市場上的高粱饅頭標(biāo)準(zhǔn)不一，甚至存在摻假摻雜等現(xiàn)象，只用簡單的老抽、豆沙等原料即可以假亂真混淆視聽[5]。本文針對高粱饅頭的工藝進(jìn)行研制，有利于人們膳食結(jié)構(gòu)的改善，增加膳食結(jié)構(gòu)中粗糧的攝取量從而達(dá)到增強人體免疫力的目的[4,6,7]，同時可為規(guī)范高粱饅頭的生產(chǎn)提供依據(jù)，讓大眾可以吃到安全的、健康的、放心的高粱饅頭。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料

市售高筋小麥面粉，市售高粱粉，安琪酵母。

1.1.2 儀器

VF-12C醒發(fā)箱：廣東穗華機械設(shè)備有限公司；BSA224S-CW電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；V-1200可見分光光度計：上海美譜達(dá)公司；HHS電熱恒溫水浴鍋：上海博訊實業(yè)公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀：美國BROOKFIELD公司等。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

將安琪酵母用30 ℃溫水活化→將一定量的小麥面粉、高粱粉和活化的安琪酵母混合→加水和面→第一次醒發(fā)→揉制成半圓形→第二次醒發(fā)→上鍋蒸熟→冷卻

1.2.2 工藝操作要點

①酵母的活化：用30 ℃的溫水活化。

②和面：將小麥面粉和高粱粉混勻后加入活化后的安琪酵母，和面過程中水要少量多次地加入，以面團(tuán)軟硬適中、表面光滑不粘手為宜，大約揉制8 min即可[3]。

③第一次發(fā)酵：將和好的面團(tuán)置于室內(nèi)自然發(fā)酵3 h，在發(fā)酵過程中要用浸濕的紗布覆蓋[8]。

④第二次發(fā)酵：在第一次發(fā)酵完成后將面團(tuán)進(jìn)行揉制，時間8 min為宜，將面塊切分成等量的小面團(tuán)，揉制成型，在第二次發(fā)酵過程中也要用浸濕的紗布覆蓋，第二次發(fā)酵30 min[9,10]。

⑤蒸制：在蒸鍋中加入涼水，在蒸屜上覆蓋一層浸濕的紗布，將發(fā)酵后的面坯置于紗布上，從水沸后開始計算時間，25 min蒸制完成。

1.3 產(chǎn)品的感官評價

1.3.1 高粱饅頭感官評價標(biāo)準(zhǔn)

挑選隨機10位食品專業(yè)的師生為感官評價小組成員，對所制高粱饅頭從氣味、色澤、饅頭彈韌性、口感與黏性、結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行感官評價[1,11]，見表1。

表1 高粱饅頭感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of the steamed bread of sorghum

1.4 指標(biāo)的測定

1.4.1 總黃酮含量的測定

制備工作曲線的方法參見GB/T 19777—2013。

2 試驗結(jié)果及分析

2.1 高粱饅頭制作的單因素試驗

2.1.1 高粱粉對饅頭品質(zhì)的影響

將每份混合面粉總量定為100 g，經(jīng)過預(yù)試驗，高粱粉的最佳添加量在10%～30%之間，將饅頭中高粱粉占混合面粉的比例進(jìn)一步細(xì)化，結(jié)果如圖1。

圖1 高粱粉添加量對成品品質(zhì)的影響Fig.1 The influence of the proportion of sorghum flour in mixed flour on steamed bread quality

由圖1可見，在加入25%的高粱粉時,蒸制的饅頭感官評價得分較高，得到的成品無論從氣味、色澤、彈韌性、口感與黏性以及結(jié)構(gòu)等方面都優(yōu)于其他組別；當(dāng)加入的高粱粉在20%以下時，產(chǎn)品的各項指標(biāo)與普通饅頭較為相似，缺少了高粱本身帶有的香氣同時色澤也偏淡；當(dāng)添加的高粱粉超過30%以上時，產(chǎn)品的各項感官評價指標(biāo)開始出現(xiàn)劣化，色澤也由自然的淺紅棕色變成棕色，饅頭彈韌性降低，口感變得粗糙，黏性也越來越大，蓬松度變差。由此可見，產(chǎn)品中高粱粉占混合面粉的比例為25%時最適宜。

2.1.2 酵母添加量對成品品質(zhì)的影響

向高粱粉比例為25%的100 g混合面粉中分別加入0.5%、0.75%、1%及1.25%安琪酵母，按照工藝進(jìn)行操作，產(chǎn)品感官評價結(jié)果如圖2。

圖2 酵母添加量對成品品質(zhì)的影響Fig.2 The influence of the quantity of yeast powder on steamed bread quality

由圖2可知，高粱饅頭中加酵母量為0.75%以上時，第一次發(fā)酵后的面團(tuán)發(fā)酵后氣孔較大，所產(chǎn)生的酸味也較重，蒸制出的成品也有較明顯的酸味；當(dāng)高粱饅頭中酵母量為0.75%，面團(tuán)大小適中，氣孔均勻；當(dāng)酵母量在0.75%以下時，面團(tuán)發(fā)酵情況較差，制作出的高粱饅頭較實，氣孔較大，比較黏牙，由此得出高粱饅頭中最適酵母量是0.75%。

2.1.3 水的添加量對成品品質(zhì)的影響

向高粱粉比例為25%的100 g混合面粉分別加入40%、41%、42%、43%水[12]，再添加0.75 g安琪酵母,按照工藝進(jìn)行操作，產(chǎn)品感官評價結(jié)果如圖3。

圖3 水的添加量對饅頭品質(zhì)的影響Fig.3 The influence of the amount of added water on steamed bread quality

由試驗可知，當(dāng)加水量為41%時，和出的面團(tuán)軟硬適中，發(fā)酵后可以保持較好的形狀且氣孔均勻；加水量過多時面團(tuán)明顯較軟，發(fā)酵面團(tuán)形狀略有塌陷，發(fā)酵的氣孔也偏大不均勻；加水量過少時，面團(tuán)略偏硬，發(fā)酵面團(tuán)能保持挺立的形態(tài)，但發(fā)酵的氣孔不夠細(xì)膩均勻，因此水的添加量最適宜的是混合面粉總量的41%。

2.1.4 第二次發(fā)酵時間對成品品質(zhì)的影響

向高粱粉比例為25%的100 g混合面粉中加入0.75 g安琪酵母,再添加41 mL水，揉制8 min后在常溫進(jìn)行第一次發(fā)酵，發(fā)酵3 h后，再次揉制8 min，揉制成型后進(jìn)行第二次發(fā)酵，時間從20 min開始遞增5 min，共做4組，發(fā)酵好后蒸制[8～10,13]，自然冷卻15 min后，產(chǎn)品感官評價結(jié)果如圖4。

圖4 第二次發(fā)酵時間對成品品質(zhì)的影響Fig.4 The influence of the second fermentation time on steamed bread quality

由試驗可知，第二發(fā)酵時間為30 min時，和出的面團(tuán)軟硬適中，發(fā)酵后可以保持較好的形狀且氣孔均勻。

2.2 產(chǎn)品響應(yīng)面試驗

2.2.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果

使用Design Expert 8.0進(jìn)行試驗，將響應(yīng)面值設(shè)定為感官評價得分，以單因素試驗為基礎(chǔ)，選擇高粱粉添加量、酵母添加量、水的使用量和第二次發(fā)酵時間為因素設(shè)計響應(yīng)面試驗，試驗結(jié)果見表3。

表2 因素和水平Table 2 The factors and levels

表3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗Table 3 Dimension optimization experiment

排序NumberA:高粱粉添加量/%Sorghum flour amountB:酵母添加量/%Yeast amountC:水的使用量/%Water amountD:第二次發(fā)酵時間/minSecond fermentation time得分Score得分(預(yù)測值)Score(predicted value)2030141304339.542125140305661.1722250.541255850.7923250.540305663.52420141305960.0425200.7540306156.9626250.7541308565.4627200.7542306782.628250.541356562.9629250.7541307382.6

得到的回歸方程為：

感官評價得分=82.60-7.50 A+1.58B-2.25C+3.83D-2.75AB-6.50AC+1.25AD+2.75BC

-2.25BD+9.00CD-20.38A2-14.01B2-8.51C2-10.13D2

由方程得出高粱饅頭最佳工藝參數(shù)為：高粱粉的比例為24.04%，酵母的添加量為0.77%，水的添加量為41.05%，第二次發(fā)酵時間為30.97 min。為方便生產(chǎn)進(jìn)一步調(diào)整為：高粱粉的比例為24%，酵母的添加量為0.77%，水的添加量為41%，第二次發(fā)酵時間為31 min。

2.2.2 方差分析

根據(jù)一次項的回歸系數(shù)的絕對值的大小順序來判斷四個因素對高粱饅頭制作工藝的影響次序，排序為A、D、C、B,說明對高粱饅頭的影響順序是高粱粉的添加量、發(fā)酵時間、水的使用量、酵母添加量。

通過方差分析得出其中模型的P值是小于0.000 1，因此模型是極顯著的，見表4。然而P失擬項為0.419 4>0.05即差異不顯著，因此該實驗可行，然后進(jìn)行顯著性分析，一次項A的P值為0.000 7<0.01，因此在1%的水平內(nèi)極顯著，說明因素A(高粱粉添加量)對成品品質(zhì)的影響極其顯著，而其他三個因素不顯著。

表4 回歸方程方差分析Table 4 The regression equation of variance analysis

變異來源Source of variation平方和Sum of squares自由度Free degree均方VarianceF值F valueP值P valueA22 695.0112 695.0175.52<0.000 1B21 272.8711 272.8735.67<0.000 1C2469.571469.5713.160.002 7D2666.061666.0618.660.000 7殘差499.621435.69失擬項384.421038.441.330.419 4純誤差115.2428.8總和5 600.5528

2.3 總黃酮含量的測定結(jié)果

2.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程

制備工作曲線的方法參見GB/T 19777—2013，工作曲線如圖5。

圖5 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)工作曲線Fig.5 Rutin standard working curve

以蘆丁的質(zhì)量y對吸光值A(chǔ)建立的回歸方程：y=4.044 5 A+0.002 6。

2.3.2 總黃酮含量

試驗通過水浴醇提的方法測量高粱饅頭的總黃酮含量。高粱面中的總黃酮含量約為1.1×10-2mg·g-1，白面饅頭中約為9.2×10-4mg·g-1，高粱面饅頭中的總黃酮含量約為2.4×10-3mg·g-1，高粱饅頭總黃酮含量是白面饅頭的26.64倍，食用高粱饅頭可以有效地提高人體對總黃酮的攝入量。

2.4 質(zhì)構(gòu)測定

在得出最優(yōu)條件后將饅頭進(jìn)行TPA測試[14]，在壓縮程度為50%、壓縮速度為60 mm·min-1、放置的時間為30 min、高粱饅頭的制作和測試溫度20 ℃條件下測得成品高粱饅頭的質(zhì)構(gòu)特性[15]，結(jié)果如表5。

表5 成品高粱饅頭的質(zhì)構(gòu)特性Table 5 Textural properties of sorghum steamed bread

測定后得出高粱饅頭與普通饅頭的粘附性、彈性、內(nèi)聚性相差不大，而高粱饅頭硬度稍大，咀嚼性和粘性也有所增加。

3 討論與結(jié)論

試驗采用了二次發(fā)酵工藝，這是由于產(chǎn)品品質(zhì)由醒發(fā)過程中面團(tuán)流變特性的變化來決定。面團(tuán)面筋蛋白的數(shù)量和質(zhì)量是影響?zhàn)z頭坯的加工特性與微生物發(fā)酵法制作饅頭的品質(zhì)的主要因素。在饅頭坯形成期間，蛋白質(zhì)會形成一個具有粘彈性的面筋網(wǎng)絡(luò)。由于面筋網(wǎng)絡(luò)具有一定的強度和延展性，醒發(fā)產(chǎn)生的氣體滯留在面團(tuán)中。饅頭的質(zhì)構(gòu)主要取決于饅頭坯的醒發(fā)程度和發(fā)酵劑類型。較長時間醒發(fā)和較大的酵母用量可以降低饅頭的硬度。

此外，二次發(fā)酵法還有一個特點：會產(chǎn)生令人愉快的香味和獨特味道。饅頭坯在醒發(fā)過程會產(chǎn)生更多的風(fēng)味物質(zhì)。醇、酸、醛、芳族和雜環(huán)化合物是最主要的風(fēng)味物質(zhì)，一次發(fā)酵饅頭和二次發(fā)酵饅頭的揮發(fā)性物質(zhì)中烷烴類、烯烴類、醇類、醛類、酯類、苯環(huán)類、雜環(huán)類的數(shù)量和含量存在差異[10]。

根據(jù)試驗可以得出高粱饅頭的最佳工藝條件為：高粱粉的比例為24%，酵母的添加量為0.77%，水的添加量為41%，第二次發(fā)酵時間為31 min，此時高粱饅頭的品質(zhì)最佳。制成的成品高粱饅頭表面光滑，呈現(xiàn)自然的紅棕色且有均勻分布的紅棕色小點，饅頭切開后具有均勻且細(xì)膩的氣孔，并散發(fā)著高粱的香氣與風(fēng)味，入口咬勁適中且無顆粒感，爽口且不粘牙。