于輝，趙敏，楊鑫，陳家盛，姜魯鑫，邢琳琳，畢延祥，王香媛，韓雨晴，岳鳳麗

（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東濟(jì)南250100）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)城鄉(xiāng)居民生活水平已達(dá)到小康水平，富裕生活帶來(lái)了膳食結(jié)構(gòu)的改變。為了追求口感，食品制作越來(lái)越精細(xì)化，而精細(xì)化谷物食品中大多缺乏膳食纖維、維生素B1、谷維素等營(yíng)養(yǎng)元素。根據(jù)《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告（2015年）》，我國(guó)居民脂肪攝入量過(guò)多，平均膳食脂肪供能比超過(guò)30%，果蔬攝入量下降，膳食纖維、鈣、鐵、維生素等部分營(yíng)養(yǎng)素缺乏仍然存在，而糖尿病和高血壓等慢性病也因不合理的膳食結(jié)構(gòu)趨于普遍化、低齡化，呈現(xiàn)高發(fā)態(tài)勢(shì)。因此，在慢性病患者極速增多的情況下，當(dāng)前飲食的主要需求是改變膳食結(jié)構(gòu)，使?fàn)I養(yǎng)全面化，同時(shí)又要求工藝簡(jiǎn)單、制作方便以適應(yīng)當(dāng)今快節(jié)奏的生活需要[1]?！盎焓承?yīng)”是指將許多不同的食物原料進(jìn)行復(fù)合、復(fù)配，使?fàn)I養(yǎng)加成化，利用其協(xié)同作用增強(qiáng)其利用率，達(dá)到多種性能提升的作用，增強(qiáng)原料的綜合利用。例如在谷物粉料中加入蔬菜粉，可以保證營(yíng)養(yǎng)均衡，降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)素的疊合作用，降低現(xiàn)代慢性病的發(fā)生率，增強(qiáng)人民體質(zhì)[2]。胡蘿卜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是自20世紀(jì)人們認(rèn)識(shí)維生素A后才被廣泛重視和利用的，胡蘿卜中含有豐富的維生素A，長(zhǎng)期食用，可以使血液中膽固醇含量降低10%～20%，對(duì)預(yù)防心臟疾病和腫瘤有較好的作用，同時(shí)胡蘿卜在一定程度上能刺激皮膚的代謝及內(nèi)部血液的循環(huán)，起到美容養(yǎng)顏、預(yù)防上皮細(xì)胞癌變的作用[3]。但在實(shí)際的利用過(guò)程中，以胡蘿卜為原料的加工品主要分為原味品、風(fēng)味品和精提品，在當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，除了要有高新產(chǎn)品的出現(xiàn)外，更要有可以適合大眾的產(chǎn)品，進(jìn)行大眾化、機(jī)械化生產(chǎn)。

饅頭是北方的主要面食，已經(jīng)有1700多年的歷史，將小麥粉與水混揉、發(fā)酵、整形、蒸制等工藝操作簡(jiǎn)單，口味有麥芽甜香，而且咀嚼感和飽腹感較強(qiáng)[4]。但是隨著社會(huì)的進(jìn)步，機(jī)械化的大力發(fā)展，饅頭也被逐漸商業(yè)化，同時(shí)，人們對(duì)于饅頭的要求不僅僅局限在滿足咀嚼感和飽腹感兩個(gè)方面了，追求更多的是色澤、外觀及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，于是復(fù)配粉饅頭受到了人們的青睞，目前已有百余種復(fù)配粉饅頭出現(xiàn)在人們餐桌中，主要是以雜糧復(fù)配粉、果蔬復(fù)配粉、藥膳復(fù)配粉等為主，玉米粉饅頭、枸杞菜饅頭、苦蕎饅頭、海帶饅頭等各種類(lèi)的饅頭均得到了消費(fèi)者的一致好評(píng)[2]。

本研究將胡蘿卜粉和小麥粉進(jìn)行復(fù)配，然后優(yōu)化制作工藝及條件，制作出口味優(yōu)良、品質(zhì)較優(yōu)的胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭。對(duì)饅頭的感官進(jìn)行優(yōu)化，選擇被大多數(shù)人喜歡和認(rèn)可的口味及外觀，同時(shí)一改以往通過(guò)胡蘿卜打漿然后混合制作面制品的方式，通過(guò)粉的復(fù)配，更加快捷方便，減少了設(shè)備的利用及工藝中復(fù)雜的操作，而且胡蘿卜粉可儲(chǔ)存、量化。在成品方面，提升了饅頭的品質(zhì)，改善了口感，充分利用了胡蘿卜的優(yōu)勢(shì)，將其營(yíng)養(yǎng)保健作用主食化，也為胡蘿卜的深加工和綜合利用提供了思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉（香滿園優(yōu)質(zhì)特一粉），益海嘉里（兗州）糧油工業(yè)有限公司；

胡蘿卜粉（克拉農(nóng)場(chǎng)），食品級(jí)，蘇州悠時(shí)食品有限公司；

酵母，食品級(jí)，安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

攪拌機(jī)，BKB-40 L，廣州焙可達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司；粉質(zhì)儀，BLH-1500，浙江伯利恒儀器有限公司；

紅外線快速水分測(cè)定儀，H11261，北京恒奧德儀器儀表有限公司；

質(zhì)構(gòu)儀，SMS TA.XT Plus，北京微訊超技儀器技術(shù)有限公司；

電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司；

恒溫發(fā)酵箱，F(xiàn)-15HCA，博蘭登Brondon；

游標(biāo)卡尺、電子天平等。

1.3 方法

1.3.1 胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的制作工藝

圖1 胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的制作工藝Fig.1 Production technology of nutritional steamed bread with carrot powder

1.3.2 工藝要點(diǎn)

（1）原料預(yù)處理

將小麥粉、胡蘿卜粉過(guò)篩、準(zhǔn)確稱(chēng)量，復(fù)配均勻；將酵母粉用36℃的溫水充分活化。將胡蘿卜粉與小麥粉過(guò)篩混合均勻。

（2）和面

將復(fù)配粉倒入和面機(jī)中，緩慢加入活化好的酵母，攪拌均勻后，加入溫水和面。和面時(shí)間為15 min左右，面團(tuán)終溫為28℃。以面團(tuán)表面光滑、不粘手，且具有一定的彈性為宜。

（3）發(fā)酵

將面團(tuán)放在發(fā)酵箱中進(jìn)行發(fā)酵。發(fā)酵溫度30℃，相對(duì)濕度80%，發(fā)酵時(shí)間視發(fā)酵程度而定[5]。

（4）成型、醒發(fā)

取出發(fā)酵完成的面團(tuán)，再次揉搓，約5 min左右，然后分割成100 g左右的小面團(tuán)，揉捏至表面光滑無(wú)裂紋，半球狀的饅頭坯。將成型后的饅頭坯放于35℃左右、相對(duì)濕度85%的發(fā)酵室中醒發(fā)40 min左右，有酒香氣、色澤白凈、發(fā)亮為止。

（5）蒸制、冷卻

蒸汽加熱，汽蒸約30 min。在室溫中冷卻后進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量及感官評(píng)定。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 單因素試驗(yàn)

（1）胡蘿卜粉添加量對(duì)營(yíng)養(yǎng)饅頭品質(zhì)的影響

首先按照GB/T14614-2006方法進(jìn)行粉質(zhì)曲線的測(cè)定，對(duì)胡蘿卜粉添加比例為0.0%、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%的復(fù)配粉進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)曲線所顯示數(shù)據(jù)分析出適宜制作的比例區(qū)間。然后通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)制作工藝進(jìn)行成品制作，以胡蘿卜粉添加比例為變量，變量比例區(qū)間差額設(shè)為1.5%，設(shè)定酵母1.0%，發(fā)酵時(shí)間2.0 h，發(fā)酵溫度35.0℃為定量，得到胡蘿卜粉的適宜添加量。

（2）酵母添加量對(duì)營(yíng)養(yǎng)饅頭品質(zhì)的影響

以酵母添加比例（0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%）為變量，設(shè)定胡蘿卜粉添加比例6.0%，發(fā)酵時(shí)間2.0 h，發(fā)酵溫度35.0℃為定量，得到合適的酵母添加比例。

（3）發(fā)酵時(shí)間對(duì)營(yíng)養(yǎng)饅頭品質(zhì)的影響

以發(fā)酵時(shí)間（1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h）為變量，設(shè)定酵母1.0%，胡蘿卜粉添加比例6.0%，發(fā)酵溫度35.0℃為定量，得到合適的發(fā)酵時(shí)間。

1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)確定的因素及水平，應(yīng)用Design-Expert 8.0.6 Trial軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立3因素3水平共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，利用軟件得到響應(yīng)面的相關(guān)數(shù)據(jù)及圖表，并進(jìn)行方差分析，得出最佳的配方及工藝條件。

1.5 測(cè)定方法

1.5.1 面團(tuán)特性的測(cè)定

面團(tuán)的標(biāo)準(zhǔn)吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間等粉質(zhì)特性用BLH-1500電子粉質(zhì)儀，方法依據(jù)GB/T14614-2006《小麥粉面團(tuán)的物理特性吸水性和流變性的測(cè)定粉質(zhì)儀法》中的方法。

1.5.2 饅頭的高度、直徑、比容的測(cè)定

使用游標(biāo)卡尺，對(duì)成品饅頭的高度和直徑進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，計(jì)算出各個(gè)饅頭的高徑比。

質(zhì)量：利用電子天平精準(zhǔn)稱(chēng)量，單位：g。

體積：菜籽置換法，單位：mL。

比容：體積/質(zhì)量，單位：mL/g。

1.5.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

通過(guò)SMS TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀分析質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)[6-9]。

1.5.4 饅頭的感官評(píng)價(jià)方法

組建感官評(píng)定小組，挑選16名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的人員進(jìn)行感官評(píng)定，依據(jù)感官評(píng)定表要求進(jìn)行打分，取平均值作為結(jié)果，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[10-12]。

表1 饅頭感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Steamed bread sensory evaluation criteria

2 結(jié)果與分析

2.1 胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的單因素試驗(yàn)

2.1.1 胡蘿卜粉添加量對(duì)饅頭品質(zhì)的影響

（1）對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

按照GB/T14614-2006方法對(duì)添加 0.0%、3.0%、6.0%、9.0%、12.0%、15.0%的胡蘿卜粉的復(fù)配粉用粉質(zhì)儀分別進(jìn)行測(cè)定。不同胡蘿卜粉添加比例的復(fù)配面團(tuán)粉質(zhì)特征見(jiàn)表2。

表2 胡蘿卜、小麥復(fù)配面團(tuán)的粉質(zhì)特征Table 2 The silty character of the mixed dough of carrot and wheat

優(yōu)質(zhì)小麥粉的吸水率大約在60%～70%，因此在制作成品的過(guò)程中，要控制復(fù)配粉的吸水率在這個(gè)區(qū)間內(nèi)。由表2可知，隨著胡蘿卜粉添加量的增加，面團(tuán)的吸水率呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)楹}卜粉纖維素的含量較高，纖維素存在著極高的吸水率與持水率，可以增強(qiáng)面團(tuán)的吸水功能[13，14]。形成時(shí)間反映了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成速度，對(duì)于饅頭面團(tuán)的形成時(shí)間，控制在2.0～4.0 min較為合適。由表可知，面團(tuán)的形成時(shí)間隨著胡蘿卜粉添加比例的增加先增加后下降，添加比例為6.0%時(shí)，形成時(shí)間最長(zhǎng)。穩(wěn)定時(shí)間是衡量面團(tuán)耐揉程度和穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，根據(jù)SB/T 10139-1993可知，饅頭用粉的粉質(zhì)曲線穩(wěn)定時(shí)間的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)≥3.0 min，一般控制在3～4.5 min效果較為理想。隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，穩(wěn)定時(shí)間呈現(xiàn)先增加后降低趨勢(shì)，胡蘿卜粉添加比例為6.0%時(shí)，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)。弱化度可以反映面團(tuán)對(duì)機(jī)械剪切力的耐磨系數(shù)，弱化度數(shù)值越大，面筋力越小，越不容易成型。隨著胡蘿卜粉增大，弱化度增加，面團(tuán)成型性變差。質(zhì)量指數(shù)也是分析面粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，添加比例為15%時(shí)，質(zhì)量指數(shù)降低到接近50，面團(tuán)加工性能差。綜上所述，當(dāng)胡蘿卜粉添加比例為6.0%時(shí)，更加適宜進(jìn)行饅頭的制作。

（2）對(duì)饅頭感官品質(zhì)的影響

總粉料300.0 g，酵母添加量1.0%，發(fā)酵時(shí)間2.0 h，發(fā)酵溫度35.0℃，使用3.0%、4.5%、6%、7.5%、9%的胡蘿卜粉與小麥粉復(fù)配，制作饅頭。饅頭的感官品質(zhì)數(shù)據(jù)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 胡蘿卜粉添加量對(duì)饅頭感官品質(zhì)的影響Table 3 Effects of carrot powder on sensory quality of steamed bread

由表3可知，隨著胡蘿卜粉添加比例的增加，胡蘿卜粉饅頭感官評(píng)分先增后減，當(dāng)添加比例為6.0%時(shí)評(píng)分最高，為81.5分，此時(shí)產(chǎn)品外觀飽滿，有淡淡的胡蘿卜色，內(nèi)部氣孔分布均勻，口感香軟可口。添加比例為9.0%時(shí)，產(chǎn)品色澤不好，雖然胡蘿卜香味更加濃郁，但質(zhì)地變硬，感官評(píng)分較低。因此，選擇6.0%的胡蘿卜粉添加比例來(lái)進(jìn)行下一步的響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 酵母添加量對(duì)饅頭品質(zhì)的影響

按復(fù)配粉300 g，其中胡蘿卜粉添加量為6.0%，發(fā)酵時(shí)間為2.0 h，發(fā)酵溫度為35.0℃，使用0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%五個(gè)水平的酵母粉添加量進(jìn)行饅頭的制作，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 酵母添加比例對(duì)饅頭品質(zhì)的影響Table 4 The influence of adding yeast ratio on steamed bread quality

由表4可知，隨著酵母添加量的增加，評(píng)分先增后減，在添加比例為0.9%時(shí)產(chǎn)品綜合評(píng)分最高，為83.4分，此時(shí)產(chǎn)品外觀光滑，剖面氣孔均勻致密，復(fù)原性好，咀嚼性好。添加比例為1.2%及以上時(shí)，面團(tuán)發(fā)酵時(shí)間減少，發(fā)酵明顯且過(guò)度，面筋網(wǎng)絡(luò)持氣性變差，內(nèi)部氣泡分布不均勻。因此，酵母添加量選擇0.9%來(lái)進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間對(duì)饅頭品質(zhì)的影響

按復(fù)配粉300 g，其中胡蘿卜粉添加量為6.0%，酵母添加量為1.0%，發(fā)酵溫度為35.0℃，發(fā)酵時(shí)間選用1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h這五個(gè)水平進(jìn)行饅頭的制作，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)饅頭品質(zhì)的影響Table 5 The influence of fermentation time on steamed bread quality

由表5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，制品各項(xiàng)感官指標(biāo)得分呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。當(dāng)酵母發(fā)酵時(shí)間為2.0 h時(shí)，分?jǐn)?shù)最高，產(chǎn)品外觀形狀良好，氣孔分布均勻且致密，咀嚼性好。發(fā)酵時(shí)間為3.0 h時(shí)，發(fā)酵過(guò)度，氣孔大而不均勻，咀嚼性變差，酸味明顯。因此，發(fā)酵時(shí)間選擇2.0 h來(lái)進(jìn)行后續(xù)的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)。

2.2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

結(jié)合單因素確定試驗(yàn)所得的結(jié)果進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)的設(shè)計(jì)，采用3因素3水平共17個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面分析試驗(yàn)。響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平及編碼見(jiàn)表6，響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平及編碼Table 6 Response surface design factor level and coding

表7 響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 7 Experimental design and response surface analysis results

將試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)匯總，通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和方差分析。響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表7。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸模型優(yōu)化，得到的感官評(píng)分R1與3因素間的二次多元回歸方程為：R1=88.79-0.81A-4.33B+2.31C+0.47AB-0.33AC+0.55BC-7.64A2-3.46B2-5.25C2。

方差分析結(jié)果見(jiàn)表8。由表8可知，分析結(jié)果的模型P值為0.0004，顯著性為顯著。失擬項(xiàng)的P值為0.2513，顯著性為不顯著，說(shuō)明模型擬合程度好。離散系數(shù)CV=2.40%，校正系數(shù)R2=0.9611，表明實(shí)際試驗(yàn)值和模型預(yù)測(cè)值的擬合相關(guān)性較好，可以用此模型來(lái)預(yù)測(cè)和分析胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的最佳配方及制作工藝。B、C、B2、C2對(duì)感官評(píng)分的影響顯著，A2對(duì)感官評(píng)分的影響極顯著，A、AB、AC、BC對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著。

表8 感官評(píng)定響應(yīng)面方差分析結(jié)果Table 8 Sensory evaluation of the response surface analysis of variance results

圖2 胡蘿卜粉添加比例與酵母粉添加比例交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.2 Response surface plot and contour plot of the interaction between carrot powder content and yeast powder content

圖3 胡蘿卜粉添加比例與發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.3 Response surface plot and contour plot of the interaction between carrot powder content and fermentation time

圖4 酵母粉添加量與發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)交互作用的響應(yīng)面圖和等高線圖Fig.4 Response surface plot and contour plot of the interaction between yeast content and fermentation time

2.2.2 響應(yīng)面各因素間交互影響分析

根據(jù)回歸模型，確定胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的最佳配方及制作工藝，各因素間交互影響的響應(yīng)面圖及等高線圖見(jiàn)圖 2～4。

由圖2～4及表8（見(jiàn)上頁(yè)）可知，響應(yīng)面圖形為曲面，且有明顯的凹凸，感官評(píng)分存在極值，該極值是響應(yīng)面的最高點(diǎn)。模型中的胡蘿卜粉添加量沒(méi)有顯著影響，但是胡蘿卜粉添加量的二次項(xiàng)具有極顯著影響，酵母粉添加量和酵母粉添加量的二次項(xiàng)對(duì)感官評(píng)分都有顯著影響，發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)和發(fā)酵時(shí)長(zhǎng)的二次項(xiàng)對(duì)感官評(píng)分都有顯著影響。

3 結(jié)論

本研究通過(guò)對(duì)多個(gè)因素進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)篩選，選出影響較大的三個(gè)因素，然后運(yùn)用響應(yīng)面理論設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究出胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的最佳工藝。最終研究得出，在胡蘿卜粉添加量6.0%，酵母粉添加量0.9%，發(fā)酵時(shí)間2.0 h的水平下，饅頭的感官評(píng)分的預(yù)測(cè)值為88.79分，制作出的饅頭評(píng)分較高，有較好的品質(zhì)及風(fēng)味。

隨著慢性病患者的增多，人們對(duì)健康營(yíng)養(yǎng)愈加重視，具有營(yíng)養(yǎng)附加值的主食逐漸被人們所認(rèn)可，因此胡蘿卜粉營(yíng)養(yǎng)饅頭的工藝探究，在原料方面將胡蘿卜的營(yíng)養(yǎng)主食化，工藝簡(jiǎn)單化，為胡蘿卜的綜合利用提供了有效途徑。而且通過(guò)研究，此工藝制作的饅頭符合大多數(shù)人的口味喜好，應(yīng)用前景廣闊。