玉米肽木薯面包的研制

劉建，高煜，段升霞，王姝婧，趙貴紅，張大虎*

1.菏澤學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院（菏澤 274000）；2.菏澤學(xué)院化工學(xué)院（菏澤 274000）；3.山東大樹達(dá)孚特膳食品有限公司（菏澤 274000）

玉米肽是從玉米蛋白中獲得的低分子量產(chǎn)品的總稱，是玉米蛋白經(jīng)過蛋白的水解作用，或在微生物發(fā)酵的一系列作用后所得到的小分子量產(chǎn)物。玉米肽和水不溶性的玉米蛋白在功能特性上有很大不同，在水相中，玉米肽的溶解度顯著提高，玉米肽本身也有多種多樣的生物活性，如玉米肽可促進(jìn)人體內(nèi)酒精代謝、保護(hù)肝臟、抵抗疲勞、降低血糖、抑制血管緊張素對酶活性進(jìn)行轉(zhuǎn)換、抗化學(xué)、抗炎癥、抗癌癥等，且易于消化吸收也是玉米肽的特性之一，在大范圍pH內(nèi)溶于水，沒有渾濁和沉淀產(chǎn)生，其組成不易改變，具有熱穩(wěn)定性[1]，玉米肽在食品、醫(yī)藥、保健食品等行業(yè)中有很好的發(fā)展?jié)摿?。玉米肽通過原國家食品藥品監(jiān)督管理局的認(rèn)證，入選我國第一批新資源食品清單。因此，玉米肽及其功能性產(chǎn)品的開發(fā)研制有助于增加玉米蛋白的市場價(jià)值。

木薯（Manihot esculenta Crantz）是六大糧食作物的一種，同時(shí)，木薯與番薯、馬鈴薯并稱為世界三大薯類。因?yàn)槟臼淼母挡糠趾写罅康矸?，木薯還被叫作“淀粉之王”“地下糧食”[2]，木薯在許多國家的熱帶和亞熱帶地區(qū)都得以大面積種植[3]，中國的廣西、廣東、海南、云南等省份都有大面積的種植基地。在新鮮土豆中，當(dāng)氫氰酸含量不超過50 mg/kg時(shí)，被叫作食用木薯，食物中的熱能來源于具有甜味的木薯[4-5]，其食用時(shí)味道甘甜，風(fēng)味較其他薯類特殊，木薯中含有非常高含量的淀粉和膳食纖維，同時(shí)還包含多種人體所需維生素和礦物質(zhì)，脂肪、糖和鹽的含量很少，食用后有較強(qiáng)的飽腹感，木薯對于許多疾病，如肥胖、消化系統(tǒng)及心血管系統(tǒng)等，都能起到預(yù)防和控制作用[6-8]。在一些國家，木薯被稱作第三大食物來源，第一和第二位分別是水稻和玉米[9-10]，在非洲、南美洲等地區(qū)的一些國家，木薯是當(dāng)?shù)鼐用竦幕局魇持籟11]。在制作餅干、糕點(diǎn)、嬰幼兒食品的過程中，木薯也作為其加工原料之一。在中國，木薯屬于非糧能源作物的一種，在飼料、淀粉和酒精的生產(chǎn)過程中都加入了木薯[12]。中國市場上的木薯加工食品還很少。以添加木薯作為原料的烘焙食品研究的報(bào)道極為少見。木薯粉的原料成本低，能夠長期儲存；味道與新鮮土豆的原味相似，保留了新鮮木薯中所含的所有營養(yǎng)成分。木薯粉中有大量食物纖維、維生素、礦物質(zhì)和其他營養(yǎng)素，顯著延長木薯的利用期并有效增加木薯的附加價(jià)值。生產(chǎn)食用級木薯粉替代部分高筋面粉制作優(yōu)質(zhì)面包，能夠充分發(fā)揮木薯的食用價(jià)值，并且對于更好解決糧食危機(jī)具有重大意義。

面包是以面粉為主要原料的烘焙制品，是很多人都喜愛吃的一種食物。由于其甘甜軟糯的口感，受到消費(fèi)者的喜愛。面包中含有多種營養(yǎng)物質(zhì)，口味多樣，易于消化吸收，食用方便。將玉米肽和木薯粉添加到面包中，并采用二次發(fā)酵法，通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)旨在制成一種集營養(yǎng)與保健功能于一身的新型面包。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料試劑

玉米肽（山東大樹達(dá)孚特膳食品有限公司）；木薯粉（京山杰祥食品有限公司）；白砂糖（太古糖業(yè)有限公司）；奶粉（西安銀橋乳業(yè)集團(tuán)有限公司）；酵母（安琪酵母股份有限公司）；黃油（恒天然商貿(mào)有限公司）；面包粉、雞蛋和食鹽（均購自菏澤學(xué)院三信超市）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

RP11烤箱[雅世（廣州）餐飲設(shè)備有限公司]；XLY醒發(fā)箱（佛山市樂創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)科技有限公司）；C21-SCA833多功能電磁爐（廣東太古電器科技有限公司），BDS-DJ電子天平（深圳市北斗星衡器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝步驟

原料預(yù)處理→稱取原料→面團(tuán)揉制→初發(fā)酵→排氣、切割、成型→二次發(fā)酵→裝入烤盤→烘烤→取出冷卻→成品→感官評價(jià)

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 面團(tuán)發(fā)酵

用天平分別稱取一定量的玉米肽、木薯粉、酵母、白砂糖、面包粉、奶粉、食鹽、黃油、雞蛋液和水，裝入碗中備用。在面板上均勻混合除黃油以外的所有原材料，持續(xù)對面團(tuán)向前揉搓，直到面團(tuán)變成柔軟的狀態(tài)。將預(yù)先融化成液體的黃油加入到面團(tuán)中，繼續(xù)揉搓，直到面團(tuán)能拉扯出透明且具有彈性的薄膜為止。初發(fā)酵：醒發(fā)箱的溫度調(diào)節(jié)為氣溫30 ℃，水溫70 ℃，將揉好的面團(tuán)放進(jìn)醒發(fā)箱中發(fā)酵2 h左右，面團(tuán)發(fā)生膨脹，體積較大時(shí)，初發(fā)酵過程結(jié)束。第二次發(fā)酵：從醒發(fā)箱中取出第一次發(fā)酵后的面團(tuán)，排除其內(nèi)部的空氣，將其切分成小塊，捏成一定的形狀，使各個(gè)面團(tuán)的大小和形狀一樣。將這些面團(tuán)放入和初發(fā)酵的條件相同的醒發(fā)箱內(nèi)再次發(fā)酵，約45 min后二次發(fā)酵完成。

1.3.2.2 面包烤制

烘烤面包時(shí)提前20 min將烤箱預(yù)熱，調(diào)節(jié)烤箱的溫度，面包上火170 ℃，面包下火180 ℃。將二次發(fā)酵后的面團(tuán)從醒發(fā)箱中取出，放入調(diào)節(jié)溫度后的烤箱中開始烘烤，時(shí)間控制在20 min左右，當(dāng)面包表面顏色變成金黃色時(shí)，面包烘烤結(jié)束。

1.3.2.3 放涼、進(jìn)行感官評價(jià)

拿出烤箱中的面包，在室溫下使面包自然冷卻至平均溫度30 ℃，由進(jìn)行感官評價(jià)人員從形態(tài)、口感、組織等方面對面包進(jìn)行感官評價(jià)，評價(jià)方法見1.5小節(jié)。

1.4 面包配方的試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 玉米肽木薯面包的單因素試驗(yàn)

玉米肽、木薯粉、酵母和白砂糖的添加量不同對玉米肽木薯面包質(zhì)量產(chǎn)生的差異通過單因素試驗(yàn)研究測得。根據(jù)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，每個(gè)配方中的基礎(chǔ)成分（以100 g面粉為基本質(zhì)量，雞蛋、食鹽、水、黃油、奶粉的含量分別為22%，1%，25%，14%和4%）相同，進(jìn)一步調(diào)節(jié)玉米肽添加量、木薯粉添加量、酵母添加量和白砂糖添加量4個(gè)因素在面包中的含量，并評估它們對玉米肽木薯粉面包產(chǎn)品質(zhì)量的影響，進(jìn)一步確定正交水平。

1.4.2 玉米肽木薯粉面包配方的優(yōu)化

將經(jīng)過專業(yè)人員得出的感官評分作為標(biāo)準(zhǔn)，以單因素試驗(yàn)作為正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)，使正交試驗(yàn)在四因素三水平上進(jìn)行，正交試驗(yàn)結(jié)束后就可以得到各種原料在制作玉米肽木薯粉面包的最適含量，表1所表示的為正交試驗(yàn)的各水平及因素。

表1 正交試驗(yàn)因素水平 單位：%

1.5 感官評價(jià)方法

參考GB/T 20981—2007《面包》中有關(guān)感官評價(jià)的相關(guān)要求，可以制定出玉米肽木薯面包的具體感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[13]，見表2。選擇5位了解感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)生對面包作出評價(jià)，評價(jià)過程中采用盲標(biāo)法，并探討4個(gè)因素對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響。

表2 玉米肽木薯粉面包感官評定評分標(biāo)準(zhǔn)

1.6 面包含水量的測定

測定含水量時(shí)，參考GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中相關(guān)方法，用直接干燥法測定[14]。

1.7 面包抗氧化活性的測定

參考Hua等[15]和Thaipong等[16]方法制備樣品溶液，測定面包的DPPH自由基和ABTS自由基清除率。

DPPH測定：稱取0.005 9 g DPPH于250 mL的容量瓶中，并用70%的甲醇定容至刻度，配成DPPH工作液，備用。取0.5 mL不同濃度的樣品溶液加入試管，分別加入5 mL工作液混勻（其中一只試管加0.5 mL 70%甲醇溶液作為對照，另一只加0.5 mL的蒸餾水作空白），室溫避光30 min后，測定517 nm下吸光度，重復(fù)3次。

ABTS測定：將0.192 g ABTS（純度98%）與0.033 g過硫酸鉀各自于50 mL蒸餾水中溶解，混合均勻后，室溫暗處放置12～16 h后向母液中加入定量的蒸餾水稀釋至溶液在波長734 nm處測吸光度為0.7±0.02，作為ABTS+·工作液，備用。將0.5 mL樣品溶液加入到試管，于試管加中入5 mL工作液搖勻（取一試管加0.5 mL 70%的甲醇溶液作為對照組，另一試管中加0.5 mL的蒸餾水作為空白組），室溫避光10 min后，在734 nm下測定溶液吸光度，重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

2.1.1 玉米肽添加量對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

玉米肽在100 g面包粉的添加量分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%，其中，木薯粉、酵母和白砂糖的添加量分別是15%，1.5%和15%，面包中玉米肽含量不同，使得面包的指標(biāo)也各不相同，根據(jù)這些不同指標(biāo)評價(jià)面包品質(zhì)。由圖1可知，隨著玉米肽添加量不斷增加，感官評分呈現(xiàn)先上升再下降又上升趨勢，由此可見，玉米肽添加量直接影響面包的品質(zhì)。玉米肽添加量0.5%時(shí)，外觀較完整，呈暗黃色，但表面有裂痕。玉米肽添加量1%時(shí)，外觀較均勻完整，呈金黃色，內(nèi)部氣孔均勻，口感松軟，評分最高。這可能是由于玉米肽是面包優(yōu)良酵母的營養(yǎng)物質(zhì)，可使酵母發(fā)酵旺盛，面包疏松多空，從而改善面包品質(zhì)。玉米肽添加量1.5%時(shí)，表面略粗糙，呈淡黃色，內(nèi)部氣孔不均勻。玉米肽添加量2%時(shí)，表面粗糙不光滑，有些許烤焦，內(nèi)部有明顯大空洞，評分最低。玉米肽添加量2.5%時(shí)，表面光滑，呈淡金黃色，感官評分雖略有提高，但仍低于玉米肽添加量1%的面包。此外，由圖1可以了解到，面包的比容呈先上升再下降又上升趨勢，面包的質(zhì)量和體積決定了面包的比容[17]。比容上升的原因可能與肽的分子量有關(guān)，其分子量低于蛋白質(zhì)的分子量，高于氨基酸的分子量，可極大程度被酵母使用，因此使得酵母在發(fā)酵時(shí)一直處于良好環(huán)境，酵母發(fā)酵程度好，產(chǎn)生氣體的能力大幅提升，從而使面包的比容上升[18]。面包的比容下降可能是因?yàn)檫^量的肽使面團(tuán)在發(fā)酵過程中發(fā)酵較差，進(jìn)而導(dǎo)致面包體積減小，且在面包烘烤過程中，水分難以蒸出，導(dǎo)致面包質(zhì)量變大，所以，面包的比容減小。經(jīng)過對面包的感官評分和比容2項(xiàng)指標(biāo)的具體分析，選擇0.5%～1.5%作為玉米肽添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖1 玉米肽添加量對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

2.1.2 木薯粉添加量對玉米肽木薯粉面包品質(zhì)的影響

木薯粉在100 g的面包粉中的添加量分別為5%，10%，15%，20%和25%，其中，玉米肽、酵母和白砂糖的添加量分別是1%，1.5%和15%。面包中木薯粉添加量不同，使得面包的指標(biāo)也各不相同，再根據(jù)這些不同指標(biāo)評價(jià)面包。由圖2可知，面包的感官評分呈現(xiàn)先增加再下降又上升趨勢。木薯粉添加量5%時(shí)，面包外觀完整，顏色微深，內(nèi)部組織均勻。添加量10%時(shí)，外觀均勻稍有裂痕，氣孔均勻，感官評分和比容均明顯提高。添加量15%時(shí)，外觀均勻完整，呈淡金黃色，結(jié)構(gòu)清晰，感官評分最高，但比容開始下降。添加量20%時(shí)，表面稍有裂痕，顏色較淺，組織均勻，感官評分下降，比容變化不明顯。添加量25%時(shí)，外觀均勻，氣孔稍大，顏色微深，感官評分低于木薯添加量15%時(shí)的評分。木薯粉加入到面包中后，可提高面團(tuán)膨脹力，使面包體積和含水量增加，口感柔軟，延長面包保質(zhì)期[19]。綜合感官評分和比容分析，選用10%～20%的木薯粉添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖2 木薯粉添加量對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

2.1.3 酵母添加量對玉米肽木薯粉面包品質(zhì)的影響

酵母在100 g的面包粉中的添加量分別為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%，玉米肽、木薯粉和白砂糖添加量分別是1%，15%和15%，面包中酵母添加量不同，使得面包的指標(biāo)也各不相同，根據(jù)這些不同指標(biāo)評價(jià)面包。由圖3可知，隨酵母添加量逐漸增多，面包的感官評分呈現(xiàn)先上升再下降趨勢。在酵母的影響下，面包的質(zhì)地、氣孔的數(shù)量、彈性和硬度等都會發(fā)生不同變化，面包內(nèi)部會形成蜂巢一樣的形狀，同時(shí)散發(fā)出面包特有的香氣香味[20-21]。向面包中加入的酵母越多，面包生長越快，發(fā)酵時(shí)間也相應(yīng)縮短，面團(tuán)不斷變大。伴隨著酵母不斷發(fā)酵生長，面包會變得越來越松軟，但當(dāng)酵母添加量過高時(shí)就會導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)酵過度，為面包提供一定的酸度和酵母味，酵母添加量從1%增加到2.5%時(shí)，面包表面均勻，質(zhì)地細(xì)膩，內(nèi)孔均勻，感官評分和面包比容均為最高，但繼續(xù)添加至3%時(shí)，面包內(nèi)部氣孔明顯變大，有酸味，這是由于酵母添加量過多導(dǎo)致。綜合分析，所以選用2%～3%的酵母添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖3 酵母添加量對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

2.1.4 白砂糖添加量對玉米肽木薯粉面包品質(zhì)的影響

白砂糖在100 g面包粉中的添加量分別為10%，15%，20%，25%和30%，其中，玉米肽、木薯粉和酵母的添加量分別是1%，15%和2.5%。面包中白砂糖添加量不同，使得面包的指標(biāo)也各不相同，根據(jù)這些不同指標(biāo)評價(jià)面包。由圖4可知，隨著白砂糖添加量逐漸上升，面包感官評分緩慢提高并保持平穩(wěn)。在面包烘焙過程中，白糖能大量吸收水分，因此使面包內(nèi)部含有大量水分，面包的質(zhì)地變得松軟，在一定程度上還可以延長面包的保質(zhì)期。面包中白砂糖添加量10%～20%時(shí)，面包組織均勻細(xì)膩，呈淡金黃色。添加量20%時(shí)，面包比容最高。添加量25%時(shí)，面包結(jié)構(gòu)細(xì)膩，有良好風(fēng)味，口感柔軟，感官評分最高，但面包比容降低。經(jīng)討論后綜合分析，決定選用20%～30%的白砂糖添加量進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖4 白砂糖添加量對玉米肽木薯面包品質(zhì)的影響

2.2 配方的優(yōu)化試驗(yàn)

對于不同組合的試驗(yàn)結(jié)果（表3）分析，玉米肽是影響試驗(yàn)面包的主要因素，隨后依次是木薯粉、酵母和白砂糖。正交試驗(yàn)結(jié)果由K值顯示A2B1C1D3是該面包的最優(yōu)配方組合，與正交表中感官評分最高的A2B1C2D3不統(tǒng)一。表4驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，組合A2B1C2D3感官評分高于A2B1C1D3，主要原因可歸因于酵母添加量的不同，組合A2B1C2D3相對較高的酵母添加量得到發(fā)酵充分的面包，內(nèi)部氣孔均勻，發(fā)酵后的面包香氣濃郁，因此，試驗(yàn)最佳配方為玉米肽添加量1%、木薯粉添加量10%、酵母添加量2.5%、白砂糖添加量30%。用此配方制作的面包，為玉米木薯的加工、新型產(chǎn)品的開發(fā)及發(fā)展提供思路。同時(shí)符合年輕人所崇尚的便捷、美味、健康、綠色的飲食理念，具有非常好的市場前景。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

將按照最佳配方制得的面包進(jìn)行水分、比容和抗氧化性測定，分別加入玉米肽或木薯粉，面包的比容變化不大，但同時(shí)加入時(shí)，比容顯著高于對照面包（P＜0.05）。此外，玉米肽木薯面包的DPPH·清除率和ABTS·清除率均大于對照面包（P＜0.05），由此可見，玉米肽和木薯的加入，均能提高面包的抗氧化活性。尤其是將玉米肽和木薯同時(shí)加入時(shí)，面包的抗氧化活性最高，其中，相較于對照面包，玉米肽木薯面包對DPPH·清除率提高35倍，對ABTS·清除率提高1.3倍，表明試驗(yàn)制備的玉米肽木薯面包具有較高的抗氧化活性。

表5 不同組別面包品質(zhì)對比

3 結(jié)論

試驗(yàn)開發(fā)的玉米肽木薯面包不僅具有玉米肽和木薯粉的營養(yǎng)成分，還含有較高的抗氧化活性。通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)可以確定玉米肽、木薯粉、酵母、白砂糖的添加量不同時(shí)對面包品質(zhì)產(chǎn)生的影響，并得到玉米肽木薯粉面包的最佳配方，即玉米肽1%、木薯粉10%、酵母2.5%、白砂糖30%、食鹽1%、黃油14%、奶粉4%、水25%、雞蛋22%（以100 g面粉計(jì)）。按照該配方生產(chǎn)的玉米肽木薯面包色澤、形態(tài)、氣味、組織狀態(tài)、滋味與口感均為最佳。相較于未添加玉米肽和木薯的面包，玉米肽木薯面包的抗氧化活性顯著提高，市場前景良好。