張秀鳳，陳文靜，馬麗卿

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

1 前言

面包由于食用方便、制作簡單，受到人們的青睞。隨著飲食觀念的轉(zhuǎn)變，人們更加注重食品安全[1-2]。吳素萍等添加不同量的南瓜粉，通過二次發(fā)酵研制出一種新型南瓜營養(yǎng)保健食品[3]。劉穎等研究了降血糖面包的最佳配方以及工藝優(yōu)化[4]。潘艷等將含有多種營養(yǎng)成分且具有多種功效的黑豆加入面包中，通過響應(yīng)面分析得到黑豆面包的最佳配方[5]。程麗麗等將螺旋藻加入面包中，發(fā)現(xiàn)螺旋藻能使面包的硬度和咀嚼性變小，彈性變大，面包持水性增強(qiáng)，延緩面包老化[6]。

膳食纖維的生理功能起初并未得到重視，直到20世紀(jì)60年代，膳食纖維才被列為 “第七大營養(yǎng)素”[7]。膳食纖維具有調(diào)節(jié)血糖水平、腸胃功能、螯合膽固醇的作用。我國大豆加工業(yè)每年消耗大豆7000萬噸以上，有500萬噸以上的大豆種皮(含有70%的膳食纖維)殘留在豆渣中用于飼料，大豆膳食纖維的功能性及高附加值得不到充分發(fā)揮，造成資源浪費(fèi)。隨著人們保健意識(shí)的增強(qiáng)，大豆膳食纖維食品層出不窮[8]。帕拉金糖又稱為異麥芽酮糖，其甜味純正起到遮蔽大豆腥味的作用,又不會(huì)產(chǎn)生齲齒，加工性能優(yōu)良。因此，其在食品加工中是理想的蔗糖替代品[[9]。

2 材料和試劑

2.1 試驗(yàn)材料

大豆膳食纖維(鄭州指南針生物科技有限公司)，帕拉金糖(鄭州市食代添驕化工產(chǎn)品有限公司)，金象牌面包粉(江蘇南順食品有限公司)，白砂糖(桂林永福順興制糖有限公司)，彩虹牌酵母粉(樂斯福有限公司)，烘焙專用奶粉(佳木斯巨淇食品工業(yè)有限責(zé)任公司)，黃油(南僑·維佳有限公司)，面包改良劑(上海昕宜食品輔料有限公司)。

2.2 主要儀器及設(shè)備

和面機(jī)(LM-SSD-20，上海衡麥機(jī)械制造有限公司)，發(fā)酵箱(新麥SM32S，江蘇無錫新麥機(jī)械有限公司)，烤箱(YXD系列，江蘇無錫新麥機(jī)械有限公司)，電子秤(YX-801電子秤，太陽衡器有限公司)。

2.3 試驗(yàn)方法

2.3.1 基本配方

以高筋面包粉為基準(zhǔn)，面包基本配方見表1。

表1 面包基本配方

2.3.2 基本工藝流程

粉料攪拌→加雞蛋攪拌→加水?dāng)嚢琛狱S油攪拌→靜置→搓圓→發(fā)酵→焙烤→冷卻→制品。

2.3.3 操作要點(diǎn)

(1)加黃油攪拌：待面團(tuán)能拉出粗糙且均勻的膜，和面程度為五至六成時(shí)，加入黃油。

(2)靜置：剛打好的面需要靜置3-5 min，使面團(tuán)的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)恢復(fù)彈性，面包結(jié)構(gòu)松軟。

(3)搓圓、發(fā)酵：將面團(tuán)分切成100 g/塊的面團(tuán)，搓圓至表面光滑無氣泡，將搓好的面團(tuán)放入不沾油烤盤中，放在相對濕度80%，38 ℃發(fā)酵箱中醒發(fā)。

(4)焙烤：放入烤爐烘烤前，在面團(tuán)表面噴點(diǎn)水。

(5)冷卻、制品：自然冷卻至室溫，包裝成品。

2.3.4 單因素試驗(yàn)

(1)發(fā)酵時(shí)間對面包質(zhì)量的影響

面團(tuán)發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，淀粉在酶的作用下水解成糖，糖通過酵母中的酒精酶分解成酒精和二氧化碳，二氧化碳的產(chǎn)生使面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的細(xì)小氣孔膨大，面團(tuán)膨脹。發(fā)酵使面團(tuán)產(chǎn)生良好延伸性，便于機(jī)械切割和整型，面包最后醒發(fā)和焙烤時(shí)獲得最大體積。本試驗(yàn)采用一次性發(fā)酵法又稱直接發(fā)酵法，操作簡便，發(fā)酵時(shí)間短，口感和風(fēng)味較好。

采用基本配方，設(shè)置不同發(fā)酵時(shí)間：50 min、60 min、70 min、80 min、90 min，以感官評(píng)價(jià)和面包比容作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳發(fā)酵時(shí)間。

(2)大豆膳食纖維的添加量對面包質(zhì)量的影響

采用基本配方，設(shè)置不同的大豆膳食纖維添加量：1%、3%、5%、7%、9%，以感官評(píng)價(jià)和面包比容作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳大豆膳食纖維添加量。

(3)帕拉金糖添加量對面包質(zhì)量的影響

采用基本配方，設(shè)置不同的帕拉金糖對白砂糖的取代量：30%、40%、50%、60%、70%，以感官評(píng)價(jià)和面包比容作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最佳帕拉金糖添加量。

2.3.5 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)處理選取3組進(jìn)行感官評(píng)分，采用SPSS Statistics 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對感官評(píng)分進(jìn)行顯著性分析，結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2.3.6 低糖大豆膳食纖維面包的Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素的基礎(chǔ)上，利用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行響應(yīng)面分析。因素水平見表2，Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表3。

表2 低糖大豆膳食纖維面包響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素和水平表

2.4 評(píng)價(jià)方法

2.4.1 感官評(píng)價(jià)

采用評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)制，由10位有經(jīng)驗(yàn)的感官評(píng)價(jià)人員組成感官評(píng)價(jià)小組，對每組面包進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，滿分為100分。面包品質(zhì)評(píng)分細(xì)則見表4。

2.4.2 面包比容的測定

根據(jù)GB/T20891-2007，對烘烤后的面包進(jìn)行質(zhì)量和體積測定，用小米作填充物。面包的比容P按照下式計(jì)算：

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

表4 面包品質(zhì)評(píng)分細(xì)則

P=V/M

式(1)

式中：

P—面包比容/(mL/g)；

V—面包體積/mL；

m—面包質(zhì)量/g。

根據(jù)GB/T20891-2007，面包的比容應(yīng)在7.0 mL/g以下。

3 試驗(yàn)方法

3.1 發(fā)酵時(shí)間對面包質(zhì)量的影響

發(fā)酵時(shí)間對面包比容的影響(表5)。

表5 不同發(fā)酵時(shí)間的面包比容

由表8可知，發(fā)酵時(shí)間為50-90 min時(shí)，面包比容隨發(fā)酵時(shí)間的延長而增大。發(fā)酵時(shí)間越長，面包比容越大。

發(fā)酵時(shí)間對面包質(zhì)量的影響(圖1)。

圖1 發(fā)酵時(shí)間對面包感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間在50-70 min時(shí)，感官評(píng)分不斷升高；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間大于70 min時(shí)，感官評(píng)分呈緩慢降低趨勢。當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為70 min時(shí)，面包綜合品質(zhì)評(píng)分最高；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間低于60 min時(shí)，發(fā)酵不足，面包體積小，風(fēng)味較淡，口感欠佳，面包表皮顏色深，內(nèi)瓤較濕；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間超過70 min時(shí)，面團(tuán)膨脹體積過大，有輕微的酒精味，當(dāng)焙烤完冷卻后，面易塌陷收縮變形。面包表皮顏色較淺，有皺紋，內(nèi)部氣孔較大，不均勻，有酸味。發(fā)酵70 min的感官評(píng)分與發(fā)酵80 min的感官評(píng)分差異不顯著(P>0.05)，與發(fā)酵60 min的感官評(píng)分差異顯著(P<0.05)。綜合面包比容及感官評(píng)價(jià)，確定最佳發(fā)酵時(shí)間為70 min。

3.2 大豆膳食纖維添加量對面包質(zhì)量的影響

大豆膳食纖維添加量對面包比容的影響(表6)。

表6 大豆膳食纖維不同添加量的面包比容

由表9可知，當(dāng)大豆膳食纖維添加量為1%-3%時(shí)，面包比容隨大豆膳食纖維添加量的升高而增大；當(dāng)大豆膳食纖維添加量為3%-9%時(shí)，面包比容隨大豆膳食纖維添加量的升高而降低。大豆膳食纖維添加量在一定范圍內(nèi)可增加面包比容，超出一定范圍后，過量的大豆膳食纖維會(huì)破壞面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得面包體積縮小，面包比容降低。

大豆膳食纖維添加量對面包質(zhì)量的影響(圖2)。

圖2 大豆膳食纖維添加量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，大豆膳食纖維添加量為1%-3%時(shí)，感官評(píng)分緩慢升高；大豆膳食纖維添加量為3%-9%時(shí)，感官評(píng)分逐漸降低。大豆膳食纖維添加量超過5%時(shí)，面包外部較硬形成外殼，顏色較暗，內(nèi)部氣孔粗糙，口感粗糙，顏色稍黃，內(nèi)瓤較濕，有大豆膳食纖維的異味，彈性較差，面包體積偏小，這是大豆膳食纖維吸水率較大，且吸水過程緩慢造成的。當(dāng)增加大豆膳食纖維用量時(shí)，相應(yīng)水用量也增大。因此，大豆膳食纖維添加量越大，面包綜合品質(zhì)越差。為了維持一定的大豆膳食纖維添加量，在不影響面包品質(zhì)的情況下，大豆膳食纖維最佳添加量為3%。大豆膳食纖維添加量為3%的感官評(píng)分與大豆膳食纖維添加量為1%的感官評(píng)分差異不顯著(P<0.05)，與大豆膳食纖維添加量為5%的感官評(píng)分差異顯著(P<0.05)。綜合面包比容及感官評(píng)價(jià)，大豆膳食纖維最佳添加量為3%。

3.3 帕拉金糖添加量對面包質(zhì)量的影響

帕拉金糖添加量對面包比容的影響(表7)。

表7 帕拉金糖不同添加量的面包比容

由表7可知，帕拉金糖添加量對白砂糖取代量為30%-70%時(shí)，面包比容差異不顯著。因此，帕拉金糖添加量對面包比容影響不大。帕拉金糖添加量，即帕拉金糖對白砂糖的取代量，對面包質(zhì)量的影響見圖3。

圖3 帕拉金糖對白砂糖的取代量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，隨著帕拉金糖添加量逐漸增多，感官評(píng)分降低。當(dāng)取代量超過40%時(shí)，帕拉金糖不影響面團(tuán)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，面包都很松軟，面包品質(zhì)較好，只是甜度上有差別，取代30%的白砂糖，甜度最為適宜，超過40%，甜味較淡。因此，當(dāng)帕拉金糖對白砂糖的取代量為30%時(shí)，面包綜合品質(zhì)評(píng)分最佳。帕拉金糖對白砂糖取代量為30%的感官評(píng)分與帕拉金糖對白砂糖取代量為40%的感官評(píng)分相比，差異顯著(P<0.05)。綜合面包比容及感官評(píng)價(jià)，帕拉金糖取代白砂糖的最佳取代量為30%。

3.4 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果及分析

將表3中的三因素三水平進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出低糖大豆膳食纖維面包配方的Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果，見表8。

表8 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)Design Expert.V8.0.6 數(shù)據(jù)處理軟件對設(shè)計(jì)的17組實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得出二次多項(xiàng)式模型的顯著性和回歸擬合程度結(jié)論。

感官評(píng)分(Y)、帕拉金糖對白砂糖的取代量(A)、大豆膳食纖維添加量(B)、發(fā)酵時(shí)間(C)的三元二次的回歸方程如下所示：

Y=96.00-2.25A-2.75B+0.25C-2.75AB-1.25AC+0.25BC-11.63A2-16.63B2-14.62C2

感官評(píng)分的回歸模型方差分析結(jié)果見表9。

由回歸模型方差分析可知，大豆膳食纖維添加量對低糖大豆膳食纖維面包感官品質(zhì)有顯著影響，帕拉金糖對白砂糖的取代量對低糖大豆膳食纖維面包感官品質(zhì)的影響較大，對豆膳食纖維添加量的影響較小。發(fā)酵時(shí)間對低糖大豆膳食纖維面包感官品質(zhì)影響不顯著。從三個(gè)因素單獨(dú)比較，三個(gè)因素對低糖大豆膳食纖維面包感官品質(zhì)影響大小為:大豆膳食纖維添加量>帕拉金糖對白砂糖的取代量>發(fā)酵時(shí)間，即B>A>C。

采用Design Expert.V8.0.6數(shù)據(jù)處理軟件得到了回歸方程的響應(yīng)面圖與等高線圖，見圖4-圖6。

表9 低糖大豆膳食纖維面包感官評(píng)分的回歸模型方差分析

注：當(dāng)P<0.05時(shí)，“*”表示顯著；當(dāng)P<0.01時(shí)，“**”表示極顯著；當(dāng)P>0.05時(shí)，表示不顯著

圖4 帕拉金糖對白砂糖的取代量和大豆膳食纖維添加量對面包影響的響應(yīng)面與等高線

圖5 帕拉金糖對白砂糖的取代量和發(fā)酵時(shí)間對面包影響的響應(yīng)面與等高線

圖6 大豆膳食纖維添加量和發(fā)酵時(shí)間對面包影響的響應(yīng)面與等高線

在其他因素不變的情況下，發(fā)現(xiàn)帕拉金糖對白砂糖的取代量(A)和大豆膳食纖維添加量(B)交互作用顯著，帕拉金糖對白砂糖取代量(A)和發(fā)酵時(shí)間(C)交互作用顯著，大豆膳食纖維添加量(B)和發(fā)酵時(shí)間(C)交互作用不顯著。

通過對響應(yīng)面曲線和等高線圖的分析,得出低糖大豆膳食纖維面包的最優(yōu)配方及工藝為：帕拉金糖對白砂糖的取代量為29.18%，大豆膳食纖維添加量為2.94%，發(fā)酵時(shí)間為69.83min。

4 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)及響應(yīng)面分析確定，低糖大豆膳食纖維面包的最佳配方和最佳工藝條件：帕拉金糖對白砂糖的取代量為29.18%，大豆膳食纖維添加量為2.94%，發(fā)酵時(shí)間為69.83min。本試驗(yàn)將大豆膳食纖維加入面包中并用一定量的帕拉金糖取代部分蔗糖，開發(fā)面包新品種，符合當(dāng)今人們對營養(yǎng)的需求，具有廣泛的發(fā)展前景。