薏米紅豆超微全粉面包工藝配方的響應(yīng)面優(yōu)化

陳雪珍　陳燕紅

摘要：以比容和感官評分為指標(biāo)，采用單因素試驗(yàn)法分析了薏米超微全粉添加量、紅豆超微全粉添加量、蔗糖添加量、酵母添加量對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響，并采用響應(yīng)面分析法對薏米紅豆超微全粉面包的工藝配方進(jìn)行了優(yōu)化.結(jié)果表明：

以混合粉為基重，

薏米紅豆超微全粉面包的最佳工藝配方為薏米超微全粉添加量15%，紅豆超微全粉添加量15%，蔗糖添加量16%，酵母添加量1.4%.根據(jù)該工藝配方，通過二次發(fā)酵法制作的薏米紅豆超微全粉面包比容為5.4mL/g，綜合評分為85.85分，面包營養(yǎng)、色澤、口感俱佳，符合現(xiàn)代人的健康需求.

Abstract：Singlefactorexperimentwasusedtoanalyzetheeffectsoftheadditionofsuperfinecoixricepowder，superfineredbeanpowder，sucroseandyeastonbreadquality.Thebreadspecificvolumeandsensoryscorewereusedasevaluationindexes，andtheprocessingformulaofsuperfinecoixriceandredbeanpowderbreadwasoptimizedbyresponsesurfaceanalysis.Theresultsshowedthattheoptimumtechnologicalformulaofsuperfinecoixriceandredbeanpowderbreadwasasfollows：theweightofmixedpowderasbase，theadditionamountofsuperfinecoixricepowderwas15%，theadditionamountofsuperfineredbeanpowderwas15%，theadditionamountofsucrosewas16%，andtheadditionamountofyeastwas1.4%.Underthiscondition，thespecificvolumeofsuperfinecoixriceandredbeanpowderbreadmadebysecondaryfermentationwas5.4mL/g，thecomprehensivescorewas85.85，thenutrition，colorandtasteofthebreadweregood，whichmetthehealthneedsofmodernpeople.

關(guān)鍵詞：薏米;紅豆;超微全粉;面包;響應(yīng)面優(yōu)化

Keywords：coixrice;redbean;superfinepowder;bread;responsesurfacemethodology

0引言

薏米又叫薏苡仁、苡仁、六谷子，為禾本科植物薏苡的種仁.薏米營養(yǎng)豐富，含碳水化合物52%～80%，蛋白質(zhì)13%～17%，脂肪4%～7%，其中，蛋白質(zhì)含量是普通大米的3倍多，亞麻油酸占總脂肪含量的34%，而薏仁酯為價值很高的保健食品[1].浦城薏米是福建省浦城縣特產(chǎn)，也是中國國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，色白，飽滿，圓，腹溝深寬，煮后糯軟、黏香、細(xì)膩，具有“糯、甘、稠”的特有品質(zhì)[2].紅豆?fàn)I養(yǎng)豐富，所含蛋白質(zhì)和膳食纖維均高于糧谷類，還富含煙酸、維生素B1，B2等成分，具有補(bǔ)血、利尿、消腫等功效.薏米、紅豆常與糧谷類搭配食用，以達(dá)到蛋白質(zhì)互補(bǔ)、健脾祛濕等功效[3].

超微粉碎技術(shù)利用外加機(jī)械力或流體動力將物料顆粒粉碎成微米甚至納米級微粉，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品生產(chǎn)的天然植物制粉或制劑過程中[4].運(yùn)用超微粉碎技術(shù)對谷物進(jìn)行處理，產(chǎn)物微粉既具有良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)反應(yīng)活性等，又可改善食品口感，最大限度地保留天然植物的屬性和功能，并可使谷物的營養(yǎng)成分被更好地消化吸收[5].例如，陳慧等[6]利用超微粉碎技術(shù)制備全麥粉，使其成為農(nóng)產(chǎn)品加工中的一種品質(zhì)良好的添加原料;韓雪等[7]系統(tǒng)研究了超微粉碎技術(shù)在谷類中的應(yīng)用，大大提高了谷類功能性成分的利用率.目前，對紅豆和薏米的開發(fā)利用主要集中在單一營養(yǎng)成分上，而且利用傳統(tǒng)粉碎技術(shù)較難細(xì)化地利用紅豆種皮[8-9].若采用超微粉碎技術(shù)，將薏米和紅豆粉碎后制成全粉谷類物料，并將其組合應(yīng)用于烘焙食品的制作，對于開發(fā)新型、健康的谷物類食品具有重要意義.基于此，本文擬采用超微粉碎技術(shù)將薏米和紅豆制成超微全粉，采用單因素試驗(yàn)法和響應(yīng)面法優(yōu)化薏米紅豆超微全粉面包的工藝配方，以提升面包的品質(zhì)和口感，促進(jìn)機(jī)體對全谷物營養(yǎng)成分的吸收，進(jìn)而為提升浦城薏米、紅豆的經(jīng)濟(jì)價值，促進(jìn)其深加工產(chǎn)品的開發(fā)提供參考.

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料

薏米，福建省浦城縣產(chǎn);紅豆，福建遠(yuǎn)山農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司產(chǎn);面包專用粉（頂級），廣東白苑糧油實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn);酵母、面包改良劑，安琪酵母股份有限公司產(chǎn);烘焙乳粉，安徽諾達(dá)乳業(yè)產(chǎn);無鹽黃油，新西蘭Anchor公司產(chǎn);蔗糖、雞蛋、食用鹽，均為市售.

1.2儀器與設(shè)備

AE224電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn);SS-0.5和面機(jī)，SPR-18S面包醒發(fā)箱，SEC-3Y烤箱，珠海三麥機(jī)械有限公司產(chǎn);L18-Y928S九陽破壁料理機(jī)，九陽股份有限公司產(chǎn);KY-9050A恒溫電熱鼓風(fēng)干燥機(jī)，上海喆圖科學(xué)儀器有限公司產(chǎn);HBM-101超微粉碎機(jī)，瑞安市瀚博機(jī)電有限公司產(chǎn).

1.3實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1超微全粉的制備

將薏米、紅豆洗凈，過濾烘干，分別利用九陽破壁料理機(jī)粗粉碎，每次粉碎15s，間隔2min，粉碎時間45s;將制得的薏米、紅豆粗粉進(jìn)行60℃熱風(fēng)干燥，至粗粉的水分含量達(dá)6%以下;用超微粉碎機(jī)對粗粉進(jìn)行粉碎處理，每次投樣量600g，溫度5℃，粉碎時間20min[8-9]，即制得超微薏米全粉和超微紅豆全粉.

1.3.2面包制作工藝流程

采用二次發(fā)酵法制作面包.

種子面團(tuán)的制作：將種子面團(tuán)配方（所有原料質(zhì)量的60%）內(nèi)的面包專用粉、烘焙乳粉、蔗糖、面包改良劑、酵母等干性材料放至攪拌缸內(nèi)，慢速攪勻后，加入雞蛋、水等濕性材料，攪勻，改中速攪拌至面團(tuán)表面光滑，加入種子面團(tuán)配方中的無鹽黃油，繼續(xù)攪拌至面筋完全擴(kuò)展;繼而發(fā)酵種子面團(tuán)，醒發(fā)箱溫度28～30℃，濕度70%～75%，時間4～6h.

主面團(tuán)的制作：將主面團(tuán)配方中的水、蔗糖、雞蛋、面包改良劑加入攪拌缸攪拌均勻;加入發(fā)酵好的種子面團(tuán)，攪拌至面筋初步形成，加入無鹽黃油混合后，再加入食鹽，攪拌至面團(tuán)細(xì)膩光滑;分割成50g/個，搓圓，整形;

主面團(tuán)發(fā)酵時的醒發(fā)箱溫度28～30℃，濕度70%～75%，時間40～60min;最后醒發(fā)溫度38℃，濕度80%～85%，時間50～65min.

烘烤：飾面刷蛋液，放進(jìn)焙烤箱，

烘烤溫度上火180～185℃，下火170～175℃，時間12min，冷卻即得面包成品[10].

1.3.3單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

配方設(shè)計(jì)以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，以薏米紅豆超微全粉替代相應(yīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的面包專用粉，總用量100%，固定面團(tuán)制作配方，保持面包改良劑1.0%和鹽1.5%的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，以面包比容和感官評分為指標(biāo)，分別考察不同添加量的薏米超微全粉（5%，10%，15%，20%，25%）、紅豆超微全粉（5%，10%，15%，20%，25%）、蔗糖（10%，12%，14%，16%，18%）、酵母（0.8%，1.0%，1.2%，1.4%，1.6%）這4個因素對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響[11].

1.3.4響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，對薏米超微全粉添加量（A）、紅豆超微全粉添加量（B）、蔗糖添加量（C）、酵母添加量（D）這4個因素進(jìn)行四因素三水平

Box＼|BenhnkenDesign（BBD）試驗(yàn)，以得到薏米紅豆超微全粉面包工藝的最優(yōu)配方[11].響應(yīng)面試驗(yàn)各因素水平如表1所示.

1.3.5面包品質(zhì)評定方法

1.3.5.1感官評定

依據(jù)國標(biāo)《糧油檢驗(yàn)小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗(yàn)中種發(fā)酵法》（GB/T14612—2008）[12]和中國農(nóng)科院《面包烘焙品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)》[13]，分別從面包體積（滿分35分）、面包外觀（滿分10分）、包芯色澤（滿分5分）、包芯質(zhì)地（滿分20分）、面包紋理結(jié)構(gòu)（滿分25分）、口感（滿分5分）6個方面進(jìn)行評分.選取10位食品專業(yè)沒有個人嗜好偏見的參評人員，對不同面包樣品進(jìn)行評分并記錄.

1.3.5.2面包比容測定

參照國標(biāo)《面包》（GB/T20981—2007）[14]比容測定方法二，采用小米置換法.面包比容的計(jì)算公式為

.

1.3.5.3綜合評分

面包品質(zhì)綜合評分以總分100分計(jì)，其中面包比容占15%（比容7.0mL/g為滿分，每減少0.1mL/g扣0.5分），感官評分占85%.

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

采用Design＼|Expert8.0.6軟件進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和分析，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以（平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差）表示，顯著性P<0.05.

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1薏米超微全粉添加量對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響

薏米超微全粉添加量對面包品質(zhì)的影響如圖1所示.由圖1可以看出，隨著薏米超微全粉添加量的增加，面粉中面筋蛋白的含量降低，面團(tuán)的混合筋力減弱.雖然比容隨之降低，但在面包改良劑的作用下，當(dāng)薏米超微全粉添加量在5%～15%之間時，面包的比容下降趨勢較小，而此時由于薏米超微全粉有較強(qiáng)的吸水性，面包柔軟性增加;當(dāng)薏米超微全粉的添加量為10%～20%時，面包的口感、滋味和氣味都得到一定程度的改善;但當(dāng)薏米超微全粉添加量超過25%時，隨著薏米超微全粉添加量的增加，面粉筋度降低、持氣性變差，使得面包內(nèi)部結(jié)構(gòu)粗糙、孔洞大小不一，面包比容和感官評價分值均明顯下降[15].因此，選擇薏米超微全粉添加量為10%～20%作為響應(yīng)面試驗(yàn)水平范圍較適宜.

2.1.2紅豆超微全粉添加量對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響

紅豆富含膳食纖維，其種皮含紅色素，增加紅豆超微全粉添加量可降低面粉面筋蛋白的含量，使得混合粉色澤加深，面團(tuán)吸水量增加，面團(tuán)黏性增強(qiáng)，軟柔性增強(qiáng)[8].紅豆超微全粉添加量對面包品質(zhì)的影響如圖2所示.由圖2可以看出，當(dāng)紅豆超微全粉添加量在5%～15%之間時，對面包比容的影響較小，對面包口感的影響也不大;而當(dāng)紅豆超微全粉添加量增加至15%時，面包的綜合感官評分最佳;但當(dāng)紅豆超微全粉添加量超過25%時，面團(tuán)發(fā)黏，面筋彈性、持氣性變差，面包表皮易坍塌、組織結(jié)構(gòu)粗糙且內(nèi)部有較大孔洞，感官評分明顯降低[11].因此，選擇紅豆超微全粉添加量為10%～20%作為響應(yīng)面試驗(yàn)水平范圍較適宜.

2.1.3蔗糖添加量對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響

蔗糖是酵母生長和繁殖產(chǎn)氣的營養(yǎng)物質(zhì)，適量的蔗糖可使面團(tuán)體積膨脹、柔軟且易于伸展，發(fā)酵產(chǎn)物也使得面包具有誘人的芳香風(fēng)味[9].蔗糖添加量對面包品質(zhì)的影響如圖3所示.由圖3可以看出，隨著蔗糖添加量的增加，面包比容和感官評分都呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢.這可能是因?yàn)椋寒?dāng)加糖過少時，酵母生長速度慢、產(chǎn)氣力小，面包質(zhì)感硬、粗糙、體積小;而當(dāng)加糖過多時，則會產(chǎn)生較大的滲透壓，酵母細(xì)胞脫水萎縮、活力降低，抑制發(fā)酵，使得面筋擴(kuò)展力不足，面包體積小、組織粗糙[8].因此，選擇蔗糖添加量為14%～18%作為響應(yīng)面試驗(yàn)水平范圍較適宜.

2.1.4酵母添加量對薏米紅豆超微全粉面包品質(zhì)的影響

酵母可使面包體積膨大，產(chǎn)生疏松、柔軟的結(jié)構(gòu)，發(fā)酵過程中產(chǎn)生的乙醇和乳酸可在高溫烘烤中生成酯類物質(zhì)，增加面包的風(fēng)味和香氣[16].酵母添加量對面包品質(zhì)的影響如圖4所示.由圖4可以看出，隨著酵母添加量的增加，薏米紅豆超微全粉面包的比容和感官評分均出現(xiàn)先上升后下降的趨勢.這可能是因?yàn)榻湍柑砑恿繉γ姘捏w積和口感影響極大.當(dāng)酵母添加量較小時，面團(tuán)發(fā)酵力不足，面包出現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊實(shí)、體積小、風(fēng)味不足等缺點(diǎn);當(dāng)酵母添加量太大時，面團(tuán)發(fā)酵速度快，產(chǎn)氣量增多，面團(tuán)內(nèi)部氣孔多且大小不均勻，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、持氣性差，面包表皮易坍塌，發(fā)酵風(fēng)味不佳，口感分降低[16].只有適量添加酵母才能使得面包的組織結(jié)構(gòu)、體積、色澤、滋味和氣味最佳.因此，選擇酵母添加量為1.2%～1.6%作為響應(yīng)面試驗(yàn)水平范圍較適宜.

2.2響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析

響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表2.

將響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果利用Design＼|Expert軟件進(jìn)行回歸擬合，得到各因素對響應(yīng)值的二次多項(xiàng)回歸模型為Y=83.23+3.37A+1.16B+0.75C-0.61D-1.32AB-1.54AC-0.13AD-0.73BC-0.69BD+1.55CD-4.33A2-0.87B2-0.87C2-0.76D2.

響應(yīng)面二次多項(xiàng)回歸方程的方差分析結(jié)果見表3.該模型的F=9.67，P<0.0001，表明該模型極顯著;回歸系數(shù)R2=0.9683，表明建立的模型可以較好地?cái)M合試驗(yàn)的真實(shí)情況，自變量與響應(yīng)值之間關(guān)系顯著，該二次方程模型可以用來分析和預(yù)測薏米紅豆超微全粉面包的最佳工藝配方[17].由A，B，C，D的P值可知，各因素添加量對薏米紅豆超微全粉面包感官綜合品質(zhì)影響的程度為：薏米超微粉添加量>紅豆超微粉添加量>蔗糖添加量>酵母添加量.A對薏米紅豆超微全粉面包的感官綜合品質(zhì)影響顯著，A2對薏米紅豆超微全粉面包的感官綜合品質(zhì)影響極顯著.AB，AC交互項(xiàng)的影響顯著（P<0.05），表明薏米超微全粉和紅豆超微全粉添加量、薏米超微全粉和蔗糖添加量對產(chǎn)品的影響存在交互作用，且有顯著影響.

以混合粉為基重，薏米紅豆超微全粉面包的最佳工藝配方為薏米超微全粉添加量15%，紅豆超微全粉添加量15%，蔗糖添加量16%，酵母添加量1.4%.依據(jù)該工藝配方，采用二次發(fā)酵制作的薏米紅豆超微全粉面包比容為5.4mL/g，綜合評分為85.85分.這與預(yù)測值情況基本一致，同時驗(yàn)證了回歸模型的可靠性.與普通面包相比，薏米紅豆超微全粉面包的品質(zhì)有了明顯的改善，增加了雜糧、雜豆膳食纖維，表皮色澤鮮亮微紅，柔軟且有薏米、紅豆淡淡的香氣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈均勻蜂窩狀，口感、營養(yǎng)等符合現(xiàn)代人的健康需求.

3結(jié)論

本文以面包比容和感官評分為評價指標(biāo)，通過單因素試驗(yàn)，分別確定了響應(yīng)面試驗(yàn)中薏米超微全粉添加量、紅豆超微全粉添加量、蔗糖添加量和酵母添加量的水平范圍;之后，通過響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)確定了薏米紅豆超微全粉面包的最佳工藝配方為：以混合粉為基重，薏米超微全粉添加量為15%，紅豆超微全粉添加量為15%，蔗糖添加量為16%，酵母添加量為1.4%.依據(jù)該工藝配方，通過二次發(fā)酵制作的薏米紅豆超微全粉面包比容為5.4mL/g，綜合評分為85.85分，同時，該面包增加了雜糧、雜豆膳食纖維，營養(yǎng)、色澤、口感俱佳，符合現(xiàn)代人的健康需求.

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