耐凍藏酵母冷凍生包子生產(chǎn)工藝

路雪純，辛嘉英, ，張根生

1. 哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程重點實驗室（哈爾濱 150076）；2. 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所，羰基合成與選擇氧化國家重點實驗室（蘭州 730000）

包子作為深受人們喜愛的傳統(tǒng)食品，既能作為主食也可作為點心，在中國人的餐飲中占有非常高的地位。速凍生包子是指包好后，將餡心溫度降到-18 ℃以下。這樣蒸制后不僅保持原有風(fēng)味，還可使餡不爛，其特點在于只需一次蒸制，與二次蒸制的速凍熟包子在口感和感官上得到很大改善[1-2]。

添加劑可改善包子品質(zhì)，提高或穩(wěn)定食品各組分性質(zhì)或組織狀態(tài)，對食品色、香、味、形起著重要作用[3-5]。面食的風(fēng)格、特點及品質(zhì)安全取決于酵母菌的菌種，一些性能優(yōu)良的菌種可使面團(tuán)膨脹、松軟、產(chǎn)生蜂窩狀的組織結(jié)構(gòu)，并且在酵母代謝過程中幫助產(chǎn)生獨特的風(fēng)味物質(zhì)[6-7]。

近年來關(guān)于包子速凍的研究較多，發(fā)現(xiàn)蒸制后的包子經(jīng)常出現(xiàn)掉底、裂口、油浸出等現(xiàn)象。而且復(fù)蒸后的包子，沒有新鮮包子應(yīng)有的口感[8]。因此，試驗以速凍生包子為研究對象，考察品質(zhì)改良劑和醒發(fā)條件對包子生產(chǎn)的感官評分、硬度、比容等品質(zhì)指標(biāo)的影響，采用單因素及響應(yīng)面法進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化，確定包子最佳生產(chǎn)工藝。從本質(zhì)上解決市面上速凍包子速凍不完全的情況，提高速凍包子抗冷凍性能，直接將生包子進(jìn)行冷凍，避免二次蒸制帶來的味道損失、風(fēng)味改變、營養(yǎng)流失，增加速凍包子的儲存期，促進(jìn)其工業(yè)化生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉、大豆油（黑龍江省建三江農(nóng)墾榮氏糧油工貿(mào)有限公司）；豬肉餡（市售新鮮豬肉制得）；老抽、十三香（鶴山市東古調(diào)味食品有限公司）；黃原膠、卡拉膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉（SSL）、丙二醇（蘇州泰安生化有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

ESJI80-4型電子天平、SCH-103電熱恒溫干燥箱、UJGT-70電熱恒溫培養(yǎng)箱（哈爾濱順城機(jī)械）；SG-400高壓滅菌鍋、TG16-WS高速離心機(jī)（上海巴玖實業(yè)有限公司）；0LHS-150SC恒溫恒濕箱（上海一恒儀器有限公司）；C21-SK805電磁爐、YC90L和面機(jī)（上海右一儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 耐凍藏酵母添加量對面團(tuán)品質(zhì)的影響

按照面粉與水的質(zhì)量比2∶1，準(zhǔn)確稱量好面粉與水，分別按0.4%，0.8%，1.2%，1.6%和2.0%比例加入制備的耐凍藏酵母菌泥[9]，用和面機(jī)進(jìn)行和面。面團(tuán)醒發(fā)后進(jìn)行蒸制，冷卻后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定，探討不同酵母添加量對面團(tuán)品質(zhì)的影響。

1.3.2 面團(tuán)質(zhì)構(gòu)的測定

試驗采用TA. XT Plus質(zhì)構(gòu)儀測定面團(tuán)內(nèi)部的質(zhì)構(gòu)，將蒸好的面團(tuán)放置1 h后，按要求切成厚度15 mm的均勻薄片[10]，取中間2片，采用P/35探頭進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試。測試參數(shù)為距離載物臺高度30 mm；測前速度1.00 mm/s；測試速度0.80 mm/s；測后速度0.80 mm/s；測試距離10.00 mm；壓縮程度50%；停留間隔3.00/s；觸發(fā)值5 g[11-12]。

1.3.3 工藝流程及基本配方

1.3.3.1 工藝流程面粉→和面→壓延→制皮→包餡→冷凍→解凍醒發(fā)→蒸制→成品

1.3.3.2 基本配方

選取1.2%酵母添加量的面團(tuán)20 g壓制成包子皮；包子餡中各物料占包子皮的質(zhì)量百分比為豬肉餡120%、老抽2%、十三香2%、鹽1.5%、味精1.5%、大豆油3%。

1.3.4 冷凍包子評價指標(biāo)

按照1.3.3的工藝流程及基本配方制成的冷凍包子經(jīng)過蒸煮后對以下指標(biāo)進(jìn)行測定。

比容：包子體積用菜籽置換法測定，測包子質(zhì)量采用電子臺稱稱量，計算包子比容，公式為λ=V/m[13]。其中，λ為包子比容，mL/g；V為包子體積，mL；m為包子質(zhì)量，g[14]。

高徑比：根據(jù)夏列等[15]的測定方法并略作修改。

質(zhì)構(gòu)：采用質(zhì)構(gòu)儀測定包子皮內(nèi)部的質(zhì)構(gòu)[16]，將蒸好的包子冷卻1 h后，在包子底面面皮中取15 mm厚不粘帶肉餡的包子皮，采用P/35探頭進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試。測試參數(shù)同1.3.2。

感官評價：根據(jù)食品感官評價的要求，從包子的色澤、風(fēng)味和口感等方面對包子的品嘗評分設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。品嘗小組由5位經(jīng)驗豐富且具有代表性的人組成。評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 包子品質(zhì)改良劑最佳工藝配方的研究

選取卡拉膠、瓜爾豆膠、SSL這3種添加劑作為品質(zhì)改良劑（以面粉質(zhì)量為基準(zhǔn)）。根據(jù)1.3.4的評價標(biāo)準(zhǔn)選擇比容、感官評價作為評價指標(biāo)，進(jìn)行單因素試驗。

1) 卡拉膠。在瓜爾豆膠添加量0.4%，SSL添加量0.16%條件下，選擇卡拉膠添加量0.3%，0.4%，0.5%，0.6%和0.7%進(jìn)行單因素試驗。

2) 瓜爾豆膠。在卡拉膠添加量0.5%，SSL添加量0.16%條件下，選擇瓜爾豆膠添加量0.2%，0.3%，0.4%，0.5%和0.6%進(jìn)行單因素試驗。

3) SSL。在卡拉膠添加量0.5%，瓜爾豆膠添加量0.4%條件下，選擇SSL添加量0.08%，0.12%，0.16%，0.20%和0.24%進(jìn)行單因素試驗。

1.3.6 包子品質(zhì)改良劑添加量最佳配方的優(yōu)化試驗

參照單因素結(jié)果，選取卡拉膠添加量、瓜爾豆膠添加量和SSL添加量作為試驗因素，并設(shè)一列空白列，以包子的比容和感官評分作為指標(biāo)，選用L9(34)正交表進(jìn)行優(yōu)化試驗（n=3），如表2所示。

表2 正交試驗因素水平表 %

1.3.7 不同醒發(fā)條件對包子品質(zhì)影響的研究

按照1.3.3工藝流程及基本配方制作包子，試驗以高徑比和感官評價為指標(biāo)，以溫度、濕度和時間的不同水平進(jìn)行單因素試驗，確定不同因素的較優(yōu)水平。

1) 醒發(fā)溫度。在濕度70%，醒發(fā)時間40 min條件下，對溫度在30，35，40，45和50 ℃進(jìn)行單因素試驗。

2) 醒發(fā)濕度。在溫度40 ℃、醒發(fā)時間40 min條件下，對濕度40%，50%，60%，65%和70%進(jìn)行單因素試驗。

3) 醒發(fā)時間。在40 ℃、濕度70%條件下，對時間在20，30，40，50和60 min進(jìn)行單因素試驗。

1.3.8 醒發(fā)條件響應(yīng)曲面試驗因素和水平設(shè)計

根據(jù)單因素結(jié)果，采用響應(yīng)曲面法設(shè)計三因素三水平試驗方案。A代表醒發(fā)溫度，B代表醒發(fā)濕度，C代表醒發(fā)時間。以包子的感官評分為響應(yīng)值。各因素取值見表3。

表3 響應(yīng)面試驗因素和水平設(shè)計

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

試驗統(tǒng)計分析采用SPSS 19.0軟件的PASW Statistics、Design-Expert 8.0軟件和Microsoft Office 2007軟件的Excel 2007進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵母添加量對面團(tuán)品質(zhì)的影響

從圖1可以看出，隨著酵母菌添加量增高彈性略微升高，但總體變化不大，表明酵母菌添加量對面團(tuán)彈性影響較小。面團(tuán)的硬度隨著酵母菌添加量升高呈先降低后增加趨勢，表明酵母對面團(tuán)硬度的影響顯著。酵母添加量1.2%時，面團(tuán)的彈性和硬度均達(dá)到最佳，面團(tuán)柔軟且富有彈性，與張思佳[17]的研究結(jié)果較為一致。

圖1 不同酵母添加量對面團(tuán)品質(zhì)的影響

從圖2可以看出，酵母添加量0.8%，1.2%和1.6%時面團(tuán)的體積較好，內(nèi)部氣孔較為均勻。二氧化碳可使面團(tuán)柔軟有彈性，但過多的酵母會使面團(tuán)過熱，增加面團(tuán)硬度。此外，過量添加酵母，面團(tuán)將具有明顯酵母味道，并且面團(tuán)品質(zhì)降低。因此，酵母添加量1.2%時，硬度、彈性、體積最佳，面團(tuán)品質(zhì)最好，選取最佳酵母添加量1.2%。

圖2 不同酵母添加量對面團(tuán)體積的影響

2.2 品質(zhì)改良劑最佳工藝配方的結(jié)果研究

2.2.1 卡拉膠添加量對包子品質(zhì)的影響

由圖3可以得出，隨著卡拉膠含量不斷升高，比容總體趨勢先上升后下降。添加量由0.3%提高到0.6%時，包子的比容逐漸增高，卡拉膠添加量0.6%時達(dá)到比容最大值，為1.41 mL/g；隨著卡拉膠添加量增加，包子的感官評分趨勢與比容相同，并且卡拉膠添加量增加0.6%時達(dá)到最大值，為95分，此時，包子光滑有彈性，口感柔軟。因此，選取卡拉膠添加量0.5%～ 0.7%。

圖3 卡拉膠添加量對包子品質(zhì)的影響

2.2.2 瓜爾豆膠添加量對包子品質(zhì)的影響

由圖4可以得出，隨著瓜爾豆膠添加量不斷增加，包子的比容先升高后降低。添加量由0.3%提高到0.5%時，包子的比容逐漸增高，瓜爾豆膠添加量0.5%時包子的比容達(dá)到最大值，為1.4 mL/g；隨著瓜爾豆膠添加量增加，包子的感官評分先升高后降低，且添加量0.5%時達(dá)到最大值，為96分。此時的包子質(zhì)地均勻，光滑有彈性，有良好的色澤。因此，選取瓜爾豆膠添加量0.4%～0.6%。與Ribotta等[18]的研究結(jié)果一致。

2.2.3 SSL添加量對包子品質(zhì)的影響

由圖5可以得知，隨著SSL添加量不斷增加，包子的比容總體上呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。添加量由0.08%提高到0.2%時，包子的比容逐漸增高，并且SSL添加量0.2%時包子的比容達(dá)到最大值，為1.68 mL/g；隨著SSL添加量增加，包子的感官評分先升高后降低，且SSL添加量0.2%時達(dá)到最大值，為98分。此時的包子表面白凈光滑有彈性，有良好色澤。因此，選取SSL添加量0.16%～0.24%。與孫婕等[19]研究結(jié)果一致。

圖4 瓜爾豆膠添加量對包子品質(zhì)的影響

圖5 SSL添加量對包子品質(zhì)的影響

2.3 品質(zhì)改良劑最佳工藝配方的優(yōu)化試驗結(jié)果

正交表中r值表示因子對試驗的影響程度。k1、k2和k3分別表示A、B、C所對應(yīng)的結(jié)果的平均值，k值較大的水平代表該因素應(yīng)選擇的最佳水平。從表4可以得知，感官評分被用作評價指標(biāo)，r值的排列順序為C＞A＞B＞D，即各因素對面團(tuán)品質(zhì)改良的影響程度為SSL添加量＞卡拉膠添加量＞瓜爾豆膠添加量，根據(jù)k值確定各因素的最佳水平為A3B3C2，即以感官評分為指標(biāo)的最優(yōu)方案是SSL添加量0.2%、A添加量0.7%和B添加量0.6%。

以比容為評價指標(biāo)，r值的大小順序為A＞B＞C＞ D，即各因素對面團(tuán)品質(zhì)改良的影響程度為硬脂酰乳酸鈉＞卡拉膠＞瓜爾豆膠，根據(jù)k值確定各因素的最佳水平為A3B3C2，即以比容為指標(biāo)的最優(yōu)方案為C添加量0.2%、卡拉膠添加量0.7%和瓜爾豆膠添加量0.6%。

因此，SSL、卡拉膠和瓜爾豆膠對感官評分和比容影響均顯著，因此選擇最優(yōu)組合A3B3C2，即SSL添加量0.2%、卡拉膠添加量0.7%、瓜爾豆膠添加量0.6%。因為試驗組在正交表中，因此采用最優(yōu)組合進(jìn)行驗證試驗，3次驗證試驗的感官評分平均值為98.7分，比容的平均值為1.69 mL/g，證明優(yōu)化試驗結(jié)果可靠。

表4 品質(zhì)改良劑最佳工藝配方的正交試驗結(jié)果

2.4 不同醒發(fā)條件對包子品質(zhì)影響的結(jié)果

2.4.1 醒發(fā)溫度對包子品質(zhì)的影響

由圖6可以得出，隨著溫度不斷上升，高徑比呈現(xiàn)先升高后降低，溫度由30 ℃提高到40 ℃時，包子的高徑比逐漸升高，并且40 ℃時包子的高徑比達(dá)到最大值，為0.63；隨著溫度逐漸上升，包子的感官評分先升高后降低，并且溫度40 ℃時達(dá)到最大值，為95分。此時包子質(zhì)地均勻，表面光滑沒有裂紋，有彈性。因此，選取醒發(fā)溫度35～45 ℃。

圖6 醒發(fā)溫度對包子品質(zhì)的影響

2.4.2 醒發(fā)濕度對包子品質(zhì)的影響

由圖7可以看出，隨著醒發(fā)濕度不斷升高，包子的高徑比呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，醒發(fā)濕度由50%提高到70%時，包子的高徑比逐漸升高，并且醒發(fā)濕度70%時包子的高徑比達(dá)到最大值，為0.71；隨著醒發(fā)濕度增加，包子的感官評分呈現(xiàn)先增加后減少趨勢，并且醒發(fā)濕度70%時達(dá)到最大值，為94分。此時的包子質(zhì)地均勻，表面光滑沒有裂紋，有彈性。過大的濕度會導(dǎo)致面團(tuán)皺縮[20]。因此，選取醒發(fā)濕度60%～ 80%。

圖7 醒發(fā)濕度對包子品質(zhì)的影響

2.4.3 醒發(fā)時間對包子品質(zhì)的影響

由圖8可以看出，醒發(fā)時間不斷增加，包子的高徑比先增加后減少，醒發(fā)時間由20 min增加到40 min時，包子的高徑比逐漸升高，并且醒發(fā)時間40 min時包子的高徑比達(dá)到最大值，為0.73；隨著醒發(fā)時間增加，包子的感官評分先增加后減少，并且醒發(fā)時間40 min時達(dá)到最大值，為96分。此時的包子質(zhì)地均勻，表面光滑沒有裂紋，有彈性。隨著醒發(fā)時間增加，面團(tuán)的持氣水平降低，面團(tuán)高度變小，直徑增大，高徑比減小[21]。因此，選取醒發(fā)時間30～50 min。

圖8 醒發(fā)時間對包子品質(zhì)的影響

2.5 最佳醒發(fā)工藝結(jié)果的確定

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，對試驗的3個因素進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計，以包子的感官評分為指標(biāo)，進(jìn)行響應(yīng)曲面試驗分析，試驗安排及結(jié)果見表5。

2.5.1 二次回歸方程及方差分析

使用Design-Expert 8.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到醒發(fā)溫度、醒發(fā)濕度和醒發(fā)時間的二元多次回歸模型。感官評分=96.7+38.7A-1.75B-8.13C+1.5AB+1.25AC-2.5BC-2.42A2-13.67B2-11.43C2。

由表6可知，試驗選用的模型對包子的影響顯著（p＜0.000 1），表明模型有意義。失擬項p=0.155 4＞ 0.05，不顯著。模型F=100.26，R2=0.992 3，因此模型可用于對包子感官評分進(jìn)行分析預(yù)測。

F值可以反映各因素對包子影響的重要程度，F(xiàn)值越大表示對感官評分的影響越大，從表6回歸模型各項的方差分析結(jié)果中看出，在選定的范圍內(nèi)，F(xiàn)A=49.61、FB=10.12、FC=218.10，F(xiàn)C＞FA＞FB，所以各因素的主效應(yīng)關(guān)系為C＞A＞B，即醒發(fā)時間＞醒發(fā)溫度＞醒發(fā)濕度；一次項、二次項對感官評分的影響都較為明顯，說明包子醒發(fā)工藝受多個因素影響。

表5 響應(yīng)曲面試驗設(shè)計及結(jié)果

表6 Box-Behnken試驗方差分析

2.5.2 響應(yīng)面結(jié)果分析

在以感官評分作為響應(yīng)值的模型中，顯示A、C、A2、B2的p值均小于0.001，表明A、C及二次項A2、B2對感官評分有極顯著影響；BC的p＜0.05，即醒發(fā)濕度與醒發(fā)時間之間存在顯著的交互作用，醒發(fā)濕度與醒發(fā)時間之間的交互作用及對感官評分的影響如圖9。

由圖9響應(yīng)曲面可知，固定醒發(fā)濕度不變時，隨著醒發(fā)時間升高，包子的感官評分呈先急劇增大后緩慢減小趨勢；固定醒發(fā)時間不變時，包子的感官評分呈現(xiàn)先增大后減小趨勢。圖9的等高線圖接近橢圓形，表明醒發(fā)濕度和醒發(fā)時間的交互影響比較顯著。

圖9 兩因素交互作用對包子感官評分影響的響應(yīng)面圖

2.5.3 工藝優(yōu)化及驗證

基于上述單因素和響應(yīng)面分析測試結(jié)果，使用Design-Expert 8.0軟件分析，優(yōu)化后的參數(shù)為：溫度42.93 ℃、濕度69.27%、時間39.41 min，感官評分的預(yù)測值為99.415 1分。從實際應(yīng)用角度考慮，將最優(yōu)工藝條件確定為：醒發(fā)溫度43 ℃、醒發(fā)濕度70%、醒發(fā)時間40 min為最佳提取工藝。為驗證Box-Behnken試驗設(shè)計所得結(jié)果的可靠性，用最優(yōu)條件進(jìn)行包子醒發(fā)工藝試驗驗證（n=3），所測實際感官評分平均值為99.6分，說明建立的回歸方程能真實地反映醒發(fā)溫度、醒發(fā)濕度、醒發(fā)時間對包子感官評分的影響，實踐證明，模型可以更好地預(yù)測包子的感官評分，優(yōu)化結(jié)果可靠。

3 結(jié)論

將耐凍藏酵母應(yīng)用于冷凍包子生產(chǎn)，通過單因素正交試驗優(yōu)化品質(zhì)改良劑的最佳配比，響應(yīng)面優(yōu)化冷凍包子的最佳生產(chǎn)工藝，具有一定現(xiàn)實研究意義。結(jié)果表明，酵母添加量1.2%時，面團(tuán)的品質(zhì)最好；硬脂酰乳酸鈉添加量0.2%、卡拉膠添加量0.7%、瓜爾豆膠添加量0.6%時品質(zhì)改良劑配比最佳；溫度43，濕度70%，時間40 min時醒發(fā)條件最優(yōu)。試驗結(jié)果為耐凍藏酵母在面制品中的應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持，為后續(xù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。