L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工藝研究

張秀鳳，劉淼淼

（河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，河南 鄭州450046）

0 引言

面包是一種以高筋小麥粉、水和酵母等為原料，經(jīng)過(guò)調(diào)制、切割、發(fā)酵、焙烤等工藝制成的食品[1]。面包含有豐富蛋白質(zhì)，口味千變?nèi)f化，種類豐富多樣且易于消化吸收，具有便于貯藏、攜帶的優(yōu)勢(shì)，因此在日常飲食中迅速融入到年輕消費(fèi)者群體中[2]。

L-阿拉伯糖屬于一種新型低熱量的功能性甜味劑，甜度約為蔗糖的一半，很難被人體利用，且熱穩(wěn)定性高，可用于烘焙食品[3]。有研究表明，L-阿拉伯糖可與一些氨基酸發(fā)生美拉德反應(yīng)而產(chǎn)生焙烤香味和可可香氣[4]，因此可改善焙烤食品的感官特性。同時(shí)，L-阿拉伯糖可以特異性地影響蔗糖酶的活性，使蔗糖無(wú)法分解為可被機(jī)體吸收的單糖，從而有效抑制蔗糖的吸收，具有降血糖的功能[5]。有研究表明，在蔗糖中添加3.5%的L-阿拉伯糖可抑制60%～70%的蔗糖在人體中的吸收[6]。螺旋藻被廣泛用作食品補(bǔ)充劑或天然添加劑，螺旋藻富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)、葉綠素、β-胡蘿卜素和多糖，是理想的食品和優(yōu)質(zhì)藥物資源[7-8]。

試驗(yàn)以高筋粉為主要原料，添加一定比例的螺旋藻粉，并用L-阿拉伯糖取代部分白砂糖作為甜味劑，既增加了面包的花色品種，又增強(qiáng)了面包的保健功效，使其能夠迎合更多人群的營(yíng)養(yǎng)保健需求。

1 試驗(yàn)方法

1.1 工藝流程

原料預(yù)處理→配料→和面→醒發(fā)→分割搓圓→發(fā)酵→裝飾→焙烤→冷卻→成品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 L-阿拉伯糖添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

L-阿拉伯糖取代白砂糖量設(shè)置5個(gè)梯度，即5%，10%，15%，20%，25%，以感官得分和比容為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定L-阿拉伯糖最佳添加量。

1.2.2螺旋藻添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

螺旋藻添加量設(shè)置5個(gè)梯度，即1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，以感官得分和比容為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定螺旋藻最佳添加量。

1.2.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包品質(zhì)的影響

發(fā)酵時(shí)間設(shè)置5個(gè)梯度，即60，70，80，90，100 min，以感官得分和比容為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳發(fā)酵時(shí)間。

1.2.4 水分添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

水分添加量設(shè)置5個(gè)梯度，即37.5%，40.0%，42.5%，45.0%，47.5%，以感官得分和比容為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳水分添加量。

1.2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)

選取L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻添加量、水添加量和發(fā)酵時(shí)間作為自變量，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，依據(jù)Box-behnken中心組合設(shè)計(jì)原理進(jìn)行四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn)，優(yōu)化L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工藝。

因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

表1 因素與水平設(shè)計(jì)

1.3 檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1 感官評(píng)價(jià)

參照文獻(xiàn)[9]方法并進(jìn)行適當(dāng)修改，從面包的形態(tài)、色澤、組織狀態(tài)、氣味和口感等5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)定。

感官評(píng)定見表2。

表2 感官評(píng)定

1.3.2 比容測(cè)定

根據(jù)GB/T 20981—2007《面包》中6.5.2方法二（小米置換法）測(cè)定面包比容。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 L-阿拉伯糖添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

L-阿拉伯糖添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響見圖1。

圖1 L-阿拉伯糖添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響

由圖1可知，在L-阿拉伯糖添加量小于10%時(shí)，L-阿拉伯糖添加量增加使得面包的感官得分和比容逐漸上升，當(dāng)L-阿拉伯糖添加量為10%時(shí)，感官得分和比容分別達(dá)到最大值，而且10%組與15%組感官得分差異顯著。當(dāng)L-阿拉伯糖添加量進(jìn)一步增加時(shí)，由于過(guò)多的L-阿拉伯糖抑制了酵母的生長(zhǎng)繁殖，阻礙了面包的醒發(fā)，面團(tuán)發(fā)酵效果差，面筋無(wú)法充分?jǐn)U展造成面包體積收縮變形，故比容下降，且焦糖化反應(yīng)過(guò)度，面包表皮顏色變深，從而導(dǎo)致感官得分降低[10]。綜合感官評(píng)分和比容2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定L-阿拉伯糖的最佳添加量為10%。

2.1.2 螺旋藻添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

螺旋藻添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響見圖2。

圖2 螺旋藻粉添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響

由圖2可知，隨著螺旋藻粉添加量逐漸增加，感官得分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。螺旋藻粉添加量小于2%時(shí)，面包內(nèi)部色澤呈淡綠色，螺旋藻味道平淡；螺旋藻粉添加量為2%時(shí)，面包感官得分達(dá)到最高（p<0.05），此時(shí)面包有淡淡的螺旋藻味，且表皮色澤均勻口感細(xì)膩舒適；隨著螺旋藻粉添加量的增加，面包內(nèi)部的綠色有所加重，而且螺旋藻的腥味也越來(lái)越明顯，成品面包表皮紋理不均勻，口感粗糙，影響了面包品質(zhì)。螺旋藻粉添加量在0～2%時(shí)比容下降但差異不顯著（p>0.05）。綜合面包感官評(píng)分和比容2個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定螺旋藻最佳添加量為2%。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包品質(zhì)的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響見圖3。

圖3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響

由圖3可知，發(fā)酵時(shí)間為60～70 min時(shí)，發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)使得感官評(píng)分和比容均有所增加，發(fā)酵時(shí)間為70 min時(shí)，面團(tuán)發(fā)酵適度，面包表皮薄有光澤，內(nèi)部氣孔呈均勻的蜂窩狀，面包色澤均勻，香味醇厚，內(nèi)部組織松緊適中柔軟有彈性，達(dá)到最大的感官得分和比容值。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過(guò)70 min時(shí)，酵母產(chǎn)氣能力下降導(dǎo)致面團(tuán)體積過(guò)小，面包內(nèi)部組織不緊密，表皮增厚無(wú)光澤，氣孔不均勻，有不正常的酸味，面團(tuán)有所塌陷，成品面包表皮粗糙有厚殼凹凸不平，從而使面包感官和比容降低。綜合面包感官評(píng)分和比容2個(gè)指標(biāo)，確定最佳發(fā)酵時(shí)間為70 min。

2.1.4 水添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

水添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響見圖4。

圖4 水添加量對(duì)面包感官評(píng)分和比容的影響

由圖4可知，感官得分和比容均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)水添加量高于42.5%時(shí)，面包比容最大（p<0.05）。其主要原因是當(dāng)水添加量低于42.5%時(shí)，由于水添加量少，面筋蛋白吸水性較差，面筋形成率低，面團(tuán)黏度小，難以伸展，不利于發(fā)酵，面包組織粗糙、表皮厚、質(zhì)地硬，口感較差；當(dāng)水添加量高于42.5%時(shí)，面團(tuán)變得過(guò)度柔軟，和面成型困難，成品易塌陷，保氣性差。綜合面包感官評(píng)分和比容2個(gè)指標(biāo)，確定最佳水添加量為42.5%。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

2.2.2 回歸模型擬合及方差分析

利用軟件Design Expert 8.0.6對(duì)表6結(jié)果進(jìn)行二次多元回歸擬合分析，得到各因素對(duì)螺旋藻面包的感官得分Y之間的回歸方程：

回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

由表7可知，回歸模型結(jié)果p<0.000 1，表明響應(yīng)面回歸模型極顯著；失擬項(xiàng)p=0.08>0.05，失擬項(xiàng)不顯著，說(shuō)明回歸方程擬合較好，可用來(lái)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。R2=0.911 1，表明擬合度較好，可以用此模型來(lái)分析和預(yù)測(cè)L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳工藝。

模型中螺旋藻粉添加量（A）、水分添加量（B）、L-阿拉伯糖添加量（C）等一次項(xiàng)對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（p<0.01）；A2，B2，C2等二次項(xiàng)對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（p<0.01），C對(duì)感官評(píng)分影響顯著（p<0.05）；交互作用中AB對(duì)感官評(píng)分影響極顯著（p<0.01）；而D、AC、AD、BC、BD、CD對(duì)感官評(píng)分影響不顯著（p>0.05）。由F值可知，4個(gè)因素對(duì)感官評(píng)分影響順序?yàn)锳>C>B>D，即螺旋藻粉添加量>L-阿拉伯糖添加量>水分添加量>發(fā)酵時(shí)間。

2.2.3 響應(yīng)面交互作用分析

響應(yīng)面模型因素兩兩交互作用對(duì)L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影響見圖5。

由圖5可知，螺旋藻粉添加量與水分添加量的交互作用對(duì)感官得分的影響顯著，而螺旋藻粉添加量與L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻粉添加量與發(fā)酵時(shí)間的交互作用、L-阿拉伯糖添加量與水添加量、水添加量與發(fā)酵時(shí)間、L-阿拉伯糖添加量與發(fā)酵時(shí)

圖5 響應(yīng)面模型因素兩兩交互作用對(duì)L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影響

間之間的交互作用對(duì)感官得分的影響不顯著，該結(jié)果與方差分析結(jié)果一致。

2.2.4 驗(yàn)證試驗(yàn)

通過(guò)Design Expert 8.0.6軟件分析優(yōu)化，得出L-阿拉伯糖螺旋藻面包的最佳配方工藝為螺旋藻粉添加量2.3%，水分添加量42.4%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，發(fā)酵時(shí)間70.8 min，此條件下面包感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為86.3分?？紤]到操作的可行性，將上述最佳條件調(diào)整為螺旋藻添加量2.3%，水添加量42.5%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，發(fā)酵時(shí)間71 min，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的感官評(píng)分為85.7分，與理論預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差為0.69%，說(shuō)明響應(yīng)面法優(yōu)化后得到的最佳工藝配方準(zhǔn)確可靠，可以作為優(yōu)化L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳配方工藝的分析預(yù)測(cè)。

3 結(jié)論

螺旋藻的添加不僅賦予了面包的天然綠色，而且增強(qiáng)了面包的營(yíng)養(yǎng)保健功效，L-阿拉伯糖作為甜味劑取代面包配方中的部分蔗糖，增添了面包色澤，有效控制了人體對(duì)蔗糖的吸收。螺旋藻與L-阿拉伯糖的復(fù)配使用使面包的硬度變小，彈性增大，提高了面包食用品質(zhì)，成品面包表皮色澤均勻呈黃褐色，內(nèi)部色澤呈淡綠色，有淡淡的藻香味，口感松軟不黏牙，為消費(fèi)者提供了一種美味又營(yíng)養(yǎng)的休閑食品。