米粉面包工藝優(yōu)化及其品質(zhì)

柳富杰 ，周永升，韋巧艷，蒙云慧，吳國(guó)勇 *

1. 廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院（來(lái)賓 546199）；2. 廣西科技師范學(xué)院功能性食品配料工程技術(shù)研究中心（來(lái)賓 546199）

中國(guó)是世界上水稻的主要種植國(guó)家之一，大米產(chǎn)量位居世界前列。大米是我國(guó)的傳統(tǒng)主食之一，具有獨(dú)特風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，很多以大米為原材料衍生出的米制品也廣受歡迎[1]。為保證大米口感，在稻谷加工的過(guò)程中，往往會(huì)把碎米篩分出來(lái)，只留下顆粒完整飽滿的米粒。以目前的碾米技術(shù)，碾米過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生10%～15%的碎米，我國(guó)在稻谷加工中每年都會(huì)產(chǎn)生大量碎米，如果不加以利用，會(huì)造成很大浪費(fèi)[2]。因此，碎米的合理利用在大米生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能環(huán)保方面顯的十分重要。

目前制作面包的常用的主要原料是小麥粉，小麥粉中的麥膠蛋白和谷蛋白在面團(tuán)中水化后形成面筋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有持氣性，影響著面包的結(jié)構(gòu)[3]。近年來(lái)國(guó)外有研究者利用米粉替代面粉制作面包并對(duì)工藝和面包品質(zhì)展開(kāi)了研究[4]。大米中富含氨基酸和優(yōu)質(zhì)谷物蛋白，并具有低敏性、易消化、米香味獨(dú)特等特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)米粉面包不僅能滿足人們對(duì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和新產(chǎn)品的要求，還能有效利用碎米資源，有著十分重要的意義[5]。面筋的缺乏影響著米粉面包的結(jié)構(gòu)，使得普通的米粉面包的膨脹程度及內(nèi)部組織等品質(zhì)較差[6]，所以為了提升米粉面包的品質(zhì)必須采用特殊方法調(diào)制面團(tuán)，如添加面包改良劑。

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過(guò)對(duì)比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對(duì)米粉面包比容和感官評(píng)分的影響，優(yōu)化確定米粉面包的最佳配方，以期提高普通米粉面包的品質(zhì)，為產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的米粉面包提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

碎米粉、高筋面粉（肇慶市福加德面粉有限公司）、水、白砂糖（廣西東亞扶南精糖有限公司）、食鹽、黃油（浙江金奧藝發(fā)食品科技有限公司）、酵母（安琪酵母股份有限公司）、羥丙基甲基纖維素（廣東味多美食品配料有限公司）、谷朊粉（封丘縣華豐粉業(yè)有限公司）、大豆分離蛋白（臨沂山松生物制品有限公司）

1.2 設(shè)備與儀器

JA12002型精密電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；DHP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科技有限公司）；HTD-60電熱烘爐（廣州市白云區(qū)宏泰烘焙設(shè)備廠）；TS-100B臺(tái)式恒溫震蕩器（廣州市白云區(qū)宏泰烘焙設(shè)備廠）。

1.3 米粉面包的制備

1.3.1 基礎(chǔ)配方

碎米粉（50%）、高筋面粉（50%）、純凈水（65%）、白砂糖（15%）、食鹽（1%）、酵母粉（1%）、黃油（8%），其中添加輔料量的比例按大米粉與高筋面粉的總質(zhì)量來(lái)計(jì)算。

1.3.2 工藝流程

原料混勻→和面→發(fā)酵（溫度30 ℃，相對(duì)濕度85%，時(shí)間60 min）→排氣→切分成型→醒發(fā)（溫度30 ℃，相對(duì)濕度85%～90%，時(shí)間45 min）→烘烤（烘烤溫度210 ℃，烘烤時(shí)間15～25 min）→冷卻→成品

1.4 試驗(yàn)內(nèi)容

1.4.1 HPMC添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，HPMC按照混合面包粉質(zhì)量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對(duì)制備完成的面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)、和比容的測(cè)定。

1.4.2 谷朊粉添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉按照混合面包粉質(zhì)量的3%，5%，7%，9%和11%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對(duì)制備完成的面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和比容的測(cè)定。

1.4.3 大豆分離蛋白添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，大豆分離蛋白按照混合面包粉質(zhì)量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對(duì)制備完成的面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和比容的測(cè)定。

1.4.4 谷朊粉添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，選擇谷朊粉作為面粉改良劑，添加量為混合面包粉質(zhì)量的5%，黃油添加量按照混合面包粉質(zhì)量的6%，7%，8%，9%和10%的比例添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對(duì)制備完成的面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和比容的測(cè)定。

1.4.5 黃油添加量對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉添加量固定為混合面包粉質(zhì)量的5%，黃油添加量為9%，白砂糖添加量按照混合面包粉質(zhì)量的13%，15%，17%，19%和21%的比例添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對(duì)制備完成的面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和比容的測(cè)定。

1.4.6 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選定3個(gè)對(duì)面包品質(zhì)影響較大的因素：谷朊粉、黃油和白砂糖三者的添加量，制作成的面包的感官評(píng)價(jià)作為響應(yīng)值，設(shè)定響應(yīng)面試驗(yàn)，因素水平見(jiàn)表1。

表1 響應(yīng)面因素水平表 單位：%

1.5 米粉面包品質(zhì)的測(cè)定

1.5.1 面包感官品質(zhì)的測(cè)定

采用填寫(xiě)感官評(píng)價(jià)表的方式來(lái)對(duì)米粉面包進(jìn)行鑒評(píng)。由10位品鑒人員按照表2的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)面包品質(zhì)進(jìn)行評(píng)分，每組面包的評(píng)分取平均值為該組面包的最終測(cè)評(píng)成績(jī)。

表2 面包感官評(píng)價(jià)表

1.5.2 面包比容的測(cè)定

式中：P為面包比容，mL/g；V為面包體積，mL；M為面包質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 面粉改良劑的選擇

由前期試驗(yàn)知道由隨著米粉添加量的提高，米粉面包的感官評(píng)分和比容均呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這可能是由于隨著米粉含量的提高，面筋含量下降，面筋網(wǎng)絡(luò)形成不完全[7]使得米粉面包持氣能力下降，面包變硬，彈性變小，比容降低和感官評(píng)分[8]。為了提高米粉面包品質(zhì)，需要在制作過(guò)程中添加面粉改良劑，后續(xù)試驗(yàn)選擇50%的米粉添加量來(lái)代替小麥面粉制作米粉面包，并試驗(yàn)不同面粉改良劑對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響。

2.1.1 HPMC對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

米粉面包中由于缺乏面筋蛋白，制作出來(lái)的面包中蛋白質(zhì)不能形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，持氣性差，可通過(guò)添加能模擬面筋黏彈性的水膠體得到部分補(bǔ)償[9]。HPMC是無(wú)麩質(zhì)面包制作中最常用的水膠體。這種具有高表面活性的水溶性聚合物能夠穩(wěn)定發(fā)酵過(guò)程中形成的氣泡，從而使無(wú)麩質(zhì)面包具有高比體積和低硬度[9]。HPMC可與面筋蛋白形成復(fù)合物，主要通過(guò)物理相互作用加強(qiáng)面筋結(jié)構(gòu)[10]。

由圖1可知，添加適量HPMC可提高米粉面包的品質(zhì)，隨HPMC添加量增加，感官評(píng)價(jià)和比容逐漸增大，失重率和老化度逐漸降低，面包的比容越大說(shuō)明面包的組織結(jié)構(gòu)越均勻，彈性越好[11]，當(dāng)添加量到達(dá)5%時(shí)比容和感官均為最優(yōu)，此時(shí)面包的失重率最低，老化程度也最低，當(dāng)添加量超過(guò)5時(shí)各指標(biāo)由優(yōu)變劣；試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)感官評(píng)價(jià)可知添加HPMC后米粉面包組織、口感等評(píng)分升高，制作出的米粉面包網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)細(xì)膩，口感較好，但香味項(xiàng)的評(píng)分降低，說(shuō)明添加HPMC會(huì)影響某些香氣的釋放。綜合以上幾點(diǎn)，認(rèn)為添加HPMC有利于提高米粉面包品質(zhì)，5% HPMC為其在米粉面包的最適添加量。

圖1 HPMC添加量對(duì)米粉感官得分和比容的影響

2.1.2 谷朊粉對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

谷朊粉是由小麥、玉米等谷物加工得到的一種天然植物蛋白，富含70%左右的蛋白質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的改良劑[12]。

ORNL的卷對(duì)卷技術(shù)證明，該方法可用于大規(guī)模生產(chǎn)下一代復(fù)合材料的涂層纖維。此自我感知復(fù)合材料可由可再生聚合物基質(zhì)和低成本的碳纖維材料制成。

由圖2可知，比容和感官評(píng)價(jià)隨著谷朊粉添加量的提高呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢(shì)。添加谷朊粉的米粉面包的比容和感官評(píng)價(jià)均比未添加組好，這是由于米粉面包中加入了一定量的米粉，使得米粉面包中面筋蛋白含量相對(duì)減少，導(dǎo)致米粉面包面筋網(wǎng)絡(luò)形成不完全[7]。當(dāng)谷朊粉添加量為0～5%時(shí)，米粉面包的各項(xiàng)指標(biāo)隨著谷朊粉添加量的提高而提高，這是因?yàn)榧尤脒m量谷朊粉后，米粉面包中面筋蛋白含量提高，在面團(tuán)中形成三維面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效的改善了面包的品質(zhì)[13]。谷朊粉添加量大于5%后繼續(xù)增加谷朊粉添加量米粉面包的各項(xiàng)指標(biāo)開(kāi)始下降，這是因?yàn)楫?dāng)谷朊粉添加量過(guò)高時(shí)，由于形成的三位面筋網(wǎng)絡(luò)過(guò)密，使得面包變硬，面包可發(fā)酵性變差，導(dǎo)致面包的品質(zhì)變差。

圖2 谷朊粉添加量對(duì)米粉面包感官得分和比容的影響

添加5%的谷朊粉的米粉面包的品質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于其他幾個(gè)添加量。因此，認(rèn)為谷朊粉的添加有利于提高米粉面包的品質(zhì)，且5%為谷朊粉其在米粉面包的最適添加量。

2.1.3 大豆分離蛋白對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

大豆分離蛋白是一種全價(jià)蛋白類(lèi)的食品添加劑，由低溫脫溶大豆粕為原料生產(chǎn)而成，富含90%以上的蛋白質(zhì)。大豆分離蛋白含有豐富的氨基酸，添加到面包中可以提高面包營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，改善面包口感[11]。

由圖3可知，隨著米粉面包中大豆分離蛋白添加量的提高，米粉面包比容降低，口感、形態(tài)和組織等感官評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)分下降，導(dǎo)致感官評(píng)分下降。指標(biāo)變化說(shuō)明大豆分離蛋白的添加在米粉面包中沒(méi)有起到改良作用，有可能時(shí)因?yàn)槊追廴狈γ娼畹鞍?，且大豆蛋白易與小麥粉中的麥谷蛋白發(fā)生疏水結(jié)合，形成麥膠蛋白-大豆蛋白-麥谷蛋白復(fù)合體，破壞面筋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致制作出的米粉面包變硬變小[14]，面包內(nèi)部持氣能力下降，感官評(píng)分下降。

圖3 大豆分離蛋白添加量對(duì)米粉面包感官得分和比容的影響

2.1.4 面包改良劑試驗(yàn)結(jié)果

由以上試驗(yàn)結(jié)果可知：HPMC和谷朊粉的加入均可以使米粉面包的品質(zhì)在一定程度上得到改善，且其最佳添加量均為5%；添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質(zhì)，反而會(huì)使得米粉面包品質(zhì)下降；通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)加入5%的谷朊粉所制出的面包組織最為松軟，口感最佳，后續(xù)試驗(yàn)選用谷朊粉作為面包改良劑制作米粉面包。

2.2 單因素試驗(yàn)

2.2.1 黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

由圖4可知，黃油添加量在6%～9%時(shí)，黃油添加量與面包比容呈正相關(guān)，原因是黃油可為面包提供大量能量，可使面包的膨松度增加[9]。試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)米粉面包中黃油添加量低于9%時(shí)，面包表面色澤過(guò)淺，香味較淡，影響感官；當(dāng)米粉面包中黃油添加量超過(guò)9%時(shí)，面團(tuán)黏性過(guò)大，感官評(píng)價(jià)時(shí)發(fā)現(xiàn)面包硬度太小，彈性較差，導(dǎo)致面包粘牙，感官評(píng)價(jià)明顯降低；當(dāng)黃油添加量為9%時(shí)，硬度、彈性適中，面包表皮色澤金黃，有香濃的黃油味，感官評(píng)分最高，因此9%的黃油為制作米粉面包最適黃油添加量。

圖4 黃油添加量對(duì)米粉面包感官得分和比容的影響

2.2.2 白砂糖對(duì)米粉面包品質(zhì)的影響

由圖5可看出白砂糖添加量在13%～21%時(shí)，制作的米粉面包硬度、彈性適中，但面包的甜度低，口感相對(duì)較差，面包表面顏色較淺沒(méi)有呈現(xiàn)金黃的色澤，缺乏香味；當(dāng)白砂糖添加量超過(guò)19%后，隨著添加量提高，面包越來(lái)越硬，彈性變小，面包比容變小，口感太甜，面包顏色太深，影響面包品質(zhì)[15]，這是因?yàn)榘咨疤翘砑恿窟^(guò)多使得酵母細(xì)胞內(nèi)滲透壓增加，酵母細(xì)胞平衡失調(diào)，發(fā)酵產(chǎn)氣速度變慢；當(dāng)白砂糖添加量為19%時(shí)，制作出的米粉面包硬度、彈性適中，色澤金黃，散發(fā)誘人香氣，故此為最適添加量。

圖5 白砂糖添加量對(duì)米粉面包感官得分和比容的影響

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇初始谷朊粉、黃油、白砂糖為自變量，分別記為X1、X2和X3，以感官評(píng)分為響應(yīng)值Y，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)方案及結(jié)果如表3所示。試驗(yàn)方案經(jīng)過(guò)Design Expert 8.06軟件處理，得到響應(yīng)面二次回歸方程：Y=-382.325+12.475X1+49.3X2+22.675X3+0.4X1X2-0.4X1X3+0.05X2X3-0.812 5X12-2.85X22-0.562 5X32。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)中，谷朊粉、黃油、白砂糖對(duì)米粉面包感官評(píng)分的影響方差分析，見(jiàn)表4所示。表中直觀看出該模型p＜0.000 1，極顯著，失擬項(xiàng)不顯著，方程有效。該模型相關(guān)系數(shù)R2=99.52%，經(jīng)過(guò)調(diào)整后為98.91%，說(shuō)明該模型能解釋98.91%的響應(yīng)值變化，證明該模型與實(shí)際的擬合性較好。

各因素的F值表示各因素對(duì)響應(yīng)值的影響程度，F(xiàn)值越大表示該因素對(duì)響應(yīng)值的結(jié)果影響越大。由表4可知，這三個(gè)因素對(duì)米粉面包感官評(píng)分影響顯著性大小依次為谷朊粉＞白砂糖＞黃油。谷朊粉和白砂糖對(duì)影響感官評(píng)分的影響顯著，黃油對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著。

表4 回歸模型方差分析表

經(jīng)過(guò)Design Expert 8.06對(duì)數(shù)據(jù)處理的出最優(yōu)條件是谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，響應(yīng)面模型預(yù)測(cè)的感官評(píng)分為90.42分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況及實(shí)施方案的可操作性將最優(yōu)方案工藝參數(shù)更正為添加5.43%谷朊粉、8.92%黃油、19.34%白砂糖，根據(jù)該參數(shù)進(jìn)行三次平行試驗(yàn)，測(cè)得米粉面包感官評(píng)分為91.3分，相比響面模型預(yù)測(cè)值誤差為0.96%。因此，說(shuō)明通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)后得到的工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，且具有實(shí)用價(jià)值。

3 結(jié)論

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過(guò)對(duì)比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對(duì)米粉面包比容和感官評(píng)分的影響，通過(guò)試驗(yàn)可知：

1) 在米粉面包中添加HPMC和谷朊粉均可以使米粉面包的比容、感官等特性在一定程度上得到改善，但是單獨(dú)添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質(zhì)，反而會(huì)使得米粉面包品質(zhì)下降，其中添加5%谷朊粉的米粉面包品質(zhì)最高。

2) 由單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)中得到米粉面包的最佳配方為谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，其他基礎(chǔ)配料為鹽1%、酵母粉1%、水65%，按此配方制作出的米粉面包的體積、組織結(jié)構(gòu)、口感與普通面包較為相似，并具有獨(dú)特的大米香氣，感官評(píng)分達(dá)到91.3分。

研究在一定程度上改善了米粉面包在組織結(jié)構(gòu)、體積、口感上的不足，在提高碎米的利用率、有效降低普通面包的生產(chǎn)成本、豐富面包的品種提供新思路等方面上有著重要意義。