紫薯面包的研制及其品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性分析

賈彥杰，申飛，魏楠，錢志偉*，李東

河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院食品工程學(xué)院（鄭州 451450）

紫薯為旋花科番薯屬一年生作物，素有“長(zhǎng)壽食品”的美譽(yù)[7]。紫薯除含有普通甘薯一般的營(yíng)養(yǎng)成分外，還富含花青素、硒、多糖、植物蛋白、維生素、活性微量元素硒等功能性成分[1-2]，具有抗氧化[3]、抑菌[4]、抗腫瘤[5]和護(hù)肝[6]等功能作用。

面包自開發(fā)以來(lái)，因其獨(dú)特的風(fēng)味和細(xì)膩的口感，一直備受廣大消費(fèi)者的喜愛。將紫薯加入到面包中，不但保留了面包的風(fēng)味，還增加了紫薯的口感和營(yíng)養(yǎng)[8]。在面包中選用紫薯泥還是紫薯粉這個(gè)問(wèn)題上，有學(xué)者表明，添加紫薯粉的面團(tuán)其顏色、分布比添加紫薯泥更均勻[9]。在紫薯制品尤其在面包產(chǎn)品開發(fā)中，大部分研究者更偏向?qū)ε浞胶凸に嚨年P(guān)注，而忽視了大眾更關(guān)心的口感問(wèn)題，因此紫薯面包的研究應(yīng)多向質(zhì)地方向傾斜。

此次試驗(yàn)選用紫薯粉和高筋粉進(jìn)行混配，以面包品質(zhì)（感官和比容）和質(zhì)構(gòu)特性為指標(biāo)，旨在研制出營(yíng)養(yǎng)豐富、外觀良好、口感獨(dú)特的紫薯面包，不僅能夠增加紫薯產(chǎn)品的種類，還可以對(duì)紫薯的外部市場(chǎng)環(huán)境產(chǎn)生一定的連鎖效應(yīng)，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紫薯粉，江蘇萃谷食品有限公司；高筋粉，江蘇南順食品有限公司；酵母，安徽中弘生物工程有限公司；黃油，安佳，新西蘭恒天然集團(tuán)。

SM705EE電熱風(fēng)爐、DC-36S凍藏醒發(fā)箱、SM-25面團(tuán)攪拌機(jī)，新麥機(jī)械（無(wú)錫）有限公司；TMSPRO型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC公司；YP502電子天平，上海菁海儀器有限公司。

1.2 紫薯面包制作流程和配方

第一次調(diào)粉→和面→第一次發(fā)酵→第二次調(diào)粉→第二次發(fā)酵→切塊→整形→裝盤→醒發(fā)→裝飾烘烤→冷卻→成品

1.3 操作要點(diǎn)

將紫薯粉、高筋粉、蔗糖等混勻后打面；第一次發(fā)酵溫度為26~28 ℃，相對(duì)濕度為70%~75%，時(shí)間為2.5 h；然后將剩余的原輔料加入面團(tuán)中，混勻后打面；第二次發(fā)酵溫度、濕度同第一次，時(shí)間為15 min；醒發(fā)溫度為36~38 ℃，相對(duì)濕度為75%~80%，時(shí)間為55 min；風(fēng)爐烘烤溫度為190 ℃，時(shí)間為30 min，蒸汽6 s；待冷卻至30 ℃后取出，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)。

1.4 紫薯面包單因素試驗(yàn)

1.4.1 紫薯粉添加量的確定

按照紫薯面包制作的工藝流程和操作要點(diǎn)，以紫薯粉和高筋粉總質(zhì)量為基重，固定酵母添加量2.0%、黃油添加量10%、蔗糖添加量10%，設(shè)置紫薯粉添加量0，4%，8%，12%，16%和20%，考察紫薯粉添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.4.2 酵母添加量的確定

以紫薯粉和高筋粉總質(zhì)量為基重，固定紫薯粉添加量8%、黃油添加量10%、蔗糖添加量10%，設(shè)置酵母添加量0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%，考察酵母添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.4.3 黃油添加量的確定

以紫薯粉和高筋粉總質(zhì)量為基重，固定紫薯粉添加量8%、酵母添加量2%、蔗糖添加量10%，設(shè)置黃油添加量4%，6%，8%，10%，12%和14%，考察黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.4.4 蔗糖添加量的確定

以紫薯粉和高筋粉總質(zhì)量為基重，固定紫薯粉添加量8%、酵母添加量2%、黃油添加量10%，設(shè)置蔗糖添加量6%，8%，10%，12%，14%和16%，考察蔗糖添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響。

1.5 紫薯面包配方優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取較優(yōu)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性為指標(biāo)，確定紫薯面包的最佳配方。試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表1。

表1 紫薯面包配方的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 單位：%

1.6 紫薯面包的品質(zhì)評(píng)價(jià)

比容的測(cè)定[10]，按照比容（mL/g）=面包體積（mL）/面包種類（g）進(jìn)行計(jì)算。感官評(píng)價(jià)人員為15名經(jīng)培訓(xùn)后的烘焙專業(yè)學(xué)生，采用百分制的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，取平均值作為感官評(píng)價(jià)結(jié)果。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 紫薯面包感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.7 紫薯面包質(zhì)構(gòu)特性評(píng)價(jià)

選用質(zhì)構(gòu)儀的壓力測(cè)試模式進(jìn)行測(cè)定，在面包的中心和兩側(cè)分別切取厚度15 mm的面包片，利用直徑36 mm的圓柱形探頭進(jìn)行紫薯面包的質(zhì)構(gòu)測(cè)定。操作類型：TPA模式。測(cè)定參數(shù)：測(cè)試距離20.0 mm，觸發(fā)類型Auto 5.0 g，壓縮率50.0%，測(cè)試速率1.0 mm/s。記錄3次平行測(cè)定結(jié)果，取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫薯粉添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.1 紫薯粉添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著紫薯粉添加量的增加，感官評(píng)分呈先低后高的趨勢(shì)，當(dāng)紫薯粉添加量為8%時(shí)，感官評(píng)分達(dá)到最高。因?yàn)樽鲜矸鄞掷w維含量較多，之后隨著紫薯粉添加量的增加，口感變得粗糙，內(nèi)部組織發(fā)生變化，大孔洞較多。比容隨著紫薯粉添加量的增加，呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，主要是因?yàn)樽鲜碇忻娼畹鞍缀坎桓遊11]，導(dǎo)致面包比容降低[12]。

圖1 紫薯粉添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.1.2 紫薯粉添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

由表3可知，隨著紫薯粉添加量的增大，面包的硬度和咀嚼性顯著升高，而黏聚性則呈降低趨勢(shì)。當(dāng)紫薯粉添加量為16%和20%時(shí)，紫薯粉添加量對(duì)硬度和咀嚼性無(wú)顯著影響。面包的彈性隨著紫薯粉添加量的增大呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)添加量大于12%后，彈性無(wú)顯著影響。質(zhì)構(gòu)特性中的硬度和咀嚼性與面包口感呈負(fù)相關(guān)，彈性和黏聚性呈正相關(guān)[13]。因此，綜合紫薯面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，選用紫薯粉添加量4%，8%和12%進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

表3 紫薯粉添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

2.2 酵母添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.1 酵母添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著酵母添加量的增加，面包的感官評(píng)價(jià)和比容呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為2%時(shí)，感官評(píng)分和比容達(dá)到最大值。由于酵母可以使面團(tuán)中的糖類發(fā)酵，產(chǎn)生大量的二氧化碳，而面團(tuán)中形成的面筋網(wǎng)絡(luò)可以保留二氧化碳，故使面包蓬松、多孔[14]。酵母添加量達(dá)到2.5%時(shí)，會(huì)使面團(tuán)氣孔快速增大[15]，導(dǎo)致塌陷現(xiàn)象的發(fā)生，影響面包的感官和比容[16]。

圖2 酵母添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.2.2 酵母添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

由表4可知，隨著酵母添加量的增大，面包的硬度和咀嚼性呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，當(dāng)酵母添加量達(dá)2.0%及以上時(shí)，硬度和咀嚼性影響不明顯。彈性和黏聚性隨酵母添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，酵母添加量在1.5%~2.5%范圍內(nèi)，彈性和黏聚性達(dá)到最大。綜合面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)兩個(gè)指標(biāo)的結(jié)果，選用酵母添加量1.5%，2.0%和2.5%進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

表4 酵母添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

2.3 黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響

2.3.1 黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

由圖3可知，紫薯面包的感官評(píng)分和比容隨黃油添加量的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)黃油添加量為10%時(shí)，兩者均達(dá)到最大值。主要是因?yàn)辄S油可以使面團(tuán)的韌性降低、柔軟性增大，食用起來(lái)柔軟可口。黃油與糖分發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，可以形成特殊的香味物質(zhì)。但黃油添加量達(dá)到12%及以上時(shí)，會(huì)使面團(tuán)的黏性增大而彈性降低，出現(xiàn)粘牙現(xiàn)象[17]。

圖3 黃油添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.3.2 黃油添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

由表5可知，隨著黃油添加量的增加，面包的硬度和彈性呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在8%~12%范圍內(nèi)，黃油添加量對(duì)硬度和彈性影響不明顯。咀嚼性隨著添加量的增加而減小，而黏聚性則呈相反趨勢(shì)，主要是油脂阻止了面筋結(jié)構(gòu)形成，導(dǎo)致水分和氣體不易逸出[18]。綜合考慮，選用黃油添加量8%，10%和12%進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

表5 黃油添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

2.4 蔗糖添加量對(duì)面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)的影響

2.4.1 蔗糖添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著蔗糖添加量的增加，面包的感官評(píng)分和比容先增大后減小，添加量為10%時(shí)達(dá)到最高。蔗糖添加量較少，酵母沒有充分利用糖分，導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)酵延遲，產(chǎn)生的二氧化碳較少，不能形成良好的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且甜味較淡[19]。蔗糖含量較高，會(huì)抑制酵母的發(fā)酵，最終面包內(nèi)部結(jié)構(gòu)粗糙，顏色發(fā)暗，口感較膩[20]。

圖4 蔗糖添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.4.2 蔗糖添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

由表6可知，隨著蔗糖添加量的增加，硬度、咀嚼性和黏聚性呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)，當(dāng)添加量為10%時(shí)，三者均為最小值，在8%~12%范圍內(nèi)，受添加量的影響不顯著。彈性則先增大后減小，當(dāng)添加量為10%時(shí)，其達(dá)到最大值，主要是糖分影響酵母發(fā)酵，結(jié)果對(duì)彈性影響較明顯[21]。綜合考慮，選用蔗糖添加量8%，10%和12%進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)。

表6 蔗糖添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

2.5 正交優(yōu)化結(jié)果

由表7可知，以感官評(píng)價(jià)為考察指標(biāo)，影響結(jié)果為紫薯粉添加量（A）＞黃油添加量（C）＞酵母添加量（B）＞蔗糖添加量（D）。以比容為考察指標(biāo)，影響結(jié)果為紫薯粉添加量（A）＞酵母添加量（B）＞黃油添加量（C）＞蔗糖添加量（D）。由于紫薯粉代替部分高筋粉不利于面包發(fā)酵，最終會(huì)影響面包的感官和質(zhì)地，故酵母添加量選擇2.5%對(duì)面包發(fā)酵結(jié)果會(huì)更加有益。因此，綜合考慮，選擇紫薯面包的優(yōu)化結(jié)果為A2B3C2D2，即紫薯粉添加量8%，酵母添加量2.5%，黃油添加量10%，蔗糖添加量10%。

表7 紫薯面包正交試驗(yàn)結(jié)果

2.6 紫薯面包驗(yàn)證試驗(yàn)

2.6.1 面包品質(zhì)驗(yàn)證結(jié)果

按照正交試驗(yàn)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，結(jié)果如圖5所示。按照優(yōu)化后的配方制作出的紫薯面包，其外觀、色澤、氣味、滋味、內(nèi)部組織和包心各個(gè)感官指標(biāo)較佳，感官評(píng)分為89.75分，比容為3.39（mL/g）。

圖5 紫薯面包感官測(cè)定雷達(dá)圖

2.6.2 面包質(zhì)構(gòu)特性驗(yàn)證結(jié)果

按照正交優(yōu)化后的紫薯面包配方，制成產(chǎn)品后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，結(jié)果如表8所示。硬度、彈性、咀嚼性和黏聚性4個(gè)指標(biāo)相對(duì)于優(yōu)化前有一定變化，結(jié)果良好，可用于紫薯面包的制作。

表8 最佳配方紫薯面包的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

3 結(jié)論

1) 紫薯面包的最佳配方：以紫薯粉和高筋粉總質(zhì)量為基重，紫薯粉添加量8%，酵母添加量2.5%，黃油添加量10%，蔗糖添加量10%。

2) 經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的紫薯面包配方所制成的面包外觀狀態(tài)飽滿，無(wú)變形現(xiàn)象，紋路較清晰；其色澤帶有淡淡的紫色，無(wú)焦糊現(xiàn)象；有紫薯和面包烘烤的風(fēng)味，無(wú)異味；組織狀態(tài)較細(xì)膩，空洞較?。话牡S帶有淡紫色，有絲樣光澤。

3) 對(duì)優(yōu)化后的配方制成的產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，其感官評(píng)價(jià)較高，比容測(cè)試結(jié)果正常，質(zhì)構(gòu)中的4個(gè)指標(biāo)值較佳。

按照二次發(fā)酵法制成的紫薯面包，其感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)特性良好，可按照此配方進(jìn)行紫薯面包的研制。面包中添加紫薯粉不僅可以提高面包的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，還為紫薯的深加工和進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論支撐。