超細(xì)化脫脂米糠面包的研制

鄭 志，孟玲玲，羅水忠，王 彬，潘麗軍，姜紹通*

(合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

超細(xì)化脫脂米糠面包的研制

鄭 志，孟玲玲，羅水忠，王 彬，潘麗軍，姜紹通*

(合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，安徽 合肥 230009)

將米糠脫脂及超細(xì)化處理后制做面包，以面包的硬度和比容為指標(biāo)，考察脫脂超細(xì)化米糠、奶油、酵母、碳酸氫鈉的不同添加量與面包品質(zhì)的關(guān)系，并對超細(xì)化米糠面包的配方進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明：脫脂處理顯著降低米糠脂肪含量，提高米糠穩(wěn)定性；超細(xì)化處理減少了粗纖維含量，提高了VB1和VB2的含量；采用單因素試驗和正交試驗，得出在100g面粉中添加8%的超細(xì)化脫脂米糠、1.5g的酵母、0.4g的碳酸氫鈉、6g的奶油為制做面包的最佳配方。此時面包的硬度為374.9g，比容為3.91mL/g。面包產(chǎn)品質(zhì)地柔軟，帶有淡淡的米糠香味，色澤金黃，口感佳。

超細(xì)化脫脂米糠；面包研制；硬度；比容

米糠是禾本科植物稻谷的種皮，是碾米過程中被碾下的皮層及米胚和少量碎米的混合物，約占稻谷質(zhì)量的5%～6%。目前我國每年加工1.8億噸稻谷，產(chǎn)生的米糠100萬噸，資源極其豐富[1-2]。米糠含有大量的纖維素、B族維生素、粗蛋白、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，還富含不飽和脂肪酸、生育酚、生育三烯酚、脂多糖、角鯊烯、γ-谷維醇等生理活性物質(zhì)[3-4]。目前我國稻米加工企業(yè)產(chǎn)生的米糠，只有10%被用來榨油，或進(jìn)一步提取植酸鈣、肌醇、谷維素等價值較高的產(chǎn)品；90%的米糠都提供給飼料廠生產(chǎn)配合飼料，利用價值低，造成資源的浪費(fèi)[5]。美國和日本是目前世界上研究開發(fā)米糠資源最發(fā)達(dá)的國家。美國利普曼公司和美國稻谷創(chuàng)新公司在米糠穩(wěn)定化技術(shù)、米糠營養(yǎng)纖維、米糠蛋白、米糠多糖等方面取得很好的研究成果，已開發(fā)出多種米糠保健食品和休閑食品[6-8]。因此，加大米糠的綜合利用，開發(fā)米糠營養(yǎng)功能食品，是我國食品工作者的重要任務(wù)之一。然而，米糠在儲存過程中由于解脂酶導(dǎo)致脂肪的水解，以及游離脂肪酸的氧化酸敗作用，使其營養(yǎng)價值大大降低，還會進(jìn)一步產(chǎn)生多種異味物質(zhì)及一些有毒物質(zhì)[9-11]。另外，米糠膳食纖維含量較高，但是纖維較粗，如果不加處理直接加入食品中，顏色加深、口感較差，且不利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收。因此不論米糠如何利用，首先要解決品質(zhì)的穩(wěn)定性和口感問題[12-14]。本實驗在研究脫脂和超細(xì)化處理對米糠營養(yǎng)成分影響的基礎(chǔ)上，對超細(xì)化米糠添加制做面包的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以制造營養(yǎng)強(qiáng)化型面包，可為米糠食品的深度開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

米糠 合肥金潤米業(yè)有限公司；面包粉、膨化劑(碳酸氫鈉)、酵母(安琪牌)、奶油、白糖、鹽均為市售產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

氣流粉碎機(jī) Jet Pulverizer公司；TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司；微波爐 Galanz公司；激光粒度分析儀 英國馬爾文公司； EF-22二次發(fā)酵箱 廣州白云德威熱力設(shè)備廠；YFXD輻射感溫分層食品烤箱 江蘇飛月廚具股份公司；FA-N/JA-N電子分析天平 奧豪斯國際貿(mào)易上海有限公司；DHG-9240A恒溫干燥箱 上海林頻儀器設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 超細(xì)化脫脂米糠的制備

1.3.1.1 米糠預(yù)處理[15]

米糠原料過60目篩，取40g加入直徑9cm耐熱玻璃容器內(nèi)，容器置于750W微波爐中央，加熱2min使之穩(wěn)定化，然后自然冷卻至室溫。

1.3.1.2 米糠脫脂[16]

米糠經(jīng)上述穩(wěn)定化處理后，加入6倍量無水乙醇，室溫振蕩1.5h以提取油脂。抽濾，濾渣加入蒸餾水淋洗。再抽濾，攤開濾渣，105℃恒溫烘箱內(nèi)放置，待烘干為止。

1.3.1.3 超微粉碎

用氣流粉碎機(jī)對上述米糠進(jìn)行粉碎，壓力為120PSI (0.82MPa)，物料的處理速度為0.7kg/h，粉碎后經(jīng)激光粒度檢測儀檢測得超細(xì)粉碎的米糠平均粒徑D50為7.80μm。

1.3.2 面包的制作方法

取一定量的面包粉與適量的脫脂超細(xì)米糠粉混勻后，加水揉成面團(tuán)，放入發(fā)酵箱發(fā)酵60min，發(fā)酵溫度25～28℃。搓揉面團(tuán)至均勻光潔，再放入醒發(fā)40min、醒發(fā)溫度30～35℃。烘烤溫度：上火180℃、下火190℃。烘烤15min。

1.4 面包配方的試驗設(shè)計

1.4.1 單因素試驗

單因素試驗主要研究脫脂超細(xì)化米糠、奶油、酵母、碳酸氫鈉的添加量與面包品質(zhì)的關(guān)系。預(yù)實驗利用質(zhì)構(gòu)儀檢測出面包的硬度與其彈性呈負(fù)相關(guān)，所以質(zhì)構(gòu)分析中選擇其中的硬度可作為主要考察指標(biāo)。面包的比容是評價面包品質(zhì)的一個重要指標(biāo)，比容越大，面包越柔軟；比容越小，面包內(nèi)部結(jié)構(gòu)越致密，導(dǎo)致面包口感較硬。因此，比容在本研究中作為評判面包品質(zhì)的另一個指標(biāo)。

1.4.2 面包配方的正交試驗優(yōu)化

在上述單因素試驗基礎(chǔ)上，按L9(34)正交表進(jìn)行試驗，以面包硬度，比容作為面包配方優(yōu)化試驗評價指標(biāo)。各因素及水平見表1。

表1 超細(xì)化脫脂米糠面包配方的正交試驗因素水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiments for the optimization of bran bread

1.5 分析方法

水分測定：GB/T 5009.3—2003《食品中水分的測定》中的105℃恒重法；粗蛋白測定：GB/T 5009.5—2003《食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法；灰分測定：GB/T 5009.4—2003《食品中灰分的測定》中的550℃灼燒法；粗脂肪測定：GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的測定》；粗纖維測定：GB/T 5515—2008《糧食、油料檢驗：粗纖維素測定法》；VB1測定：GB/T 14700—2002《飼料中維生素B1的測定》；VB2測定：GB/T 14701—2002《飼料種維生素B2的測定》；米糠面包比容的測定：先用菜籽取代法對面包體積進(jìn)行測定，再用分析天平稱量，根據(jù)比容=體積/質(zhì)量，算得面包的比容；米糠面包硬度的測定[17]：取面包芯，切成1cm×1cm×3cm的小方塊，用質(zhì)構(gòu)儀測定米糠面包的硬度。試驗參數(shù)為：P36探頭；操作模式：壓力測定；操作類型：TPA；測試前速度：2.0mm/s；測試速度：1.0mm/s；測試后速度：1.0mm/s；測試距離：60%(樣品厚度的百分?jǐn)?shù))，硬度的測試結(jié)果以感應(yīng)力(g)來表示。實驗重復(fù)5次，選取3個數(shù)值取其平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 米糠脫脂及超細(xì)化處理對主要營養(yǎng)成分的影響

原料米糠經(jīng)乙醇脫脂處理后，再用氣流粉碎機(jī)粉碎，粒徑達(dá)到7.80μm。檢測米糠處理前后主要成分的變化，結(jié)果見表2。

表2 處理前后米糠的主要成分比較Table 2 Major components of rice bran with and without treatments of defat processing and ultrafine ground

從表2可以看出，原料米糠，脫脂米糠和超細(xì)化脫脂米糠的成分含量都有所不同。原料米糠含13.80%的粗蛋白，超細(xì)化脫脂米糠的粗蛋白含量達(dá)到17.09%。這可能是在粉碎過程中粉體受到強(qiáng)烈的綜合作用，使得其中的淀粉粒、蛋白質(zhì)聚集而成的粒度較大的顆粒再度粉碎導(dǎo)致相互分開，變成游離態(tài)，而且測定過程中，粒徑越小其蛋白質(zhì)的溶出率增加，從而使蛋白質(zhì)含量增加[18]。脫脂后的米糠脂肪含量大大降低，僅有2.44%，這樣增加了脫脂米糠的穩(wěn)定，不會很快變質(zhì)。脫脂及超細(xì)化脫脂米糠的粗纖維相對于原料米糠含量有所減少。超細(xì)化米糠的VB1和VB2的含量提高，可能是因為米糠粉碎過程中，使得與淀粉、蛋白質(zhì)等結(jié)合在一起的結(jié)合型VBl和VB2游離出來，經(jīng)分級后使其富集，從而使得其含量增加[19]。

2.2 單因素試驗

2.2.1 米糠添加量對面包品質(zhì)的影響

將4%、6%、8%、10%和12%比例的脫脂超細(xì)化米糠添加到100g面包粉中，按酵母1.5g、奶油6g、NaHCO30.6g制做面包，檢測不同添加量下面包的硬度和比容，結(jié)果如圖1所示。

圖1 米糠添加量對面包品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of ultrafine defatted rice bran amount on the quality of bread

由圖1可以看出，隨著脫脂超細(xì)米糠添加量的增大，面包的硬度增大，比容明顯減小。這是由于添加了米糠，造成面筋總含量的降低，同時米糠膳食纖維抑制了面包的膨脹，從而導(dǎo)致其硬度指標(biāo)的劣化。圖1顯示，米糠添加量為6%時硬度最小為1014.497g，此時比容為3.31mL/g。因此，在后面的正交優(yōu)化試驗中，選用米糠的添加量為4%、6%、8%三個水平。

2.2.2 酵母添加量對面包品質(zhì)的影響

分別按1.1、1.3、1.5、1.7g和1.9g酵母添加到100g面包粉中，其他的參數(shù)為米糠8%、奶油6g、NaHCO30.6g來制做面包，檢測面包的硬度和比容，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可以看出，隨著酵母添加量的增大，面包的硬度先減小后增大，比容先增后減。這是因為酵母用量增加，致使面團(tuán)中產(chǎn)氣量增多，面團(tuán)內(nèi)的氣孔壁迅速變薄，短時間內(nèi)面團(tuán)持氣性很好，但時間延長后，面團(tuán)很快成熟過度，持氣性變劣。只有當(dāng)酵母的產(chǎn)氣力與面團(tuán)的持氣力同時達(dá)到最大時，烘焙的面包體積最大，同時其內(nèi)部組織，顆粒狀況及表皮顏色都很理想。圖2表明，酵母添加量為1.5g時硬度最小為645.2g，此時比容高達(dá)4.0mL/g。后續(xù)的正交試驗，采用酵母添加量為1.3、1.5、1.7g三個水平。

圖2 酵母添加量對面包品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of yeast amount on the quality of bread

2.2.3 碳酸氫鈉的添加量對面包品質(zhì)的影響

分別按0.2、0.4、0.6、0.8g和1.0g的碳酸氫鈉添加量，米糠8%、酵母1.5g、奶油6g制做面包，檢測面包的硬度和比容，結(jié)果如圖3所示。

圖3 碳酸氫鈉添加量對面包品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of sodium bicarbonate amount on the quality of bread

由圖3可以看出，隨著碳酸氫鈉添加量的增大，面包的硬度減小，比容先減后略增。碳酸氫鈉通過釋放二氧化碳，在面包內(nèi)部形成均勻、致密的孔性組織，這樣可以有效的收縮面筋，強(qiáng)化二氧化碳的保持，增加面包容積的功能。但碳酸氫鈉分解后形成的碳酸鈉，使食品的堿性增加，不但影響口味，還會破壞某些維生素，甚而導(dǎo)致食品發(fā)黃或有黃斑，使食品質(zhì)量降低，故必須控制其添加量。圖3顯示碳酸氫鈉添加量為1.0g時，硬度最小為1022.756g，但此時面包有異味。因此后續(xù)的正交試驗采用碳酸氫鈉的添加量為0.4、0.6、0.8g三個水平。

2.2.4 奶油的添加量對面包品質(zhì)的影響

分別采用4、5、6、7g和8g的奶油，其他的條件按米糠8%、酵母1.5g、NaHCO30.6g制做面包，檢測面包的硬度和比容，結(jié)果如圖4所示。

由圖4可以看出，隨著奶油添加量的增大，面包的硬度有減小趨勢，比容逐漸增大，這是因為奶油具

有起酥性、乳化性等特性。在蛋糕及相關(guān)產(chǎn)品中，奶油能大大影響其內(nèi)部紋理的緊密度，且在一定程度上影響最終體積。奶油為酵母菌發(fā)酵提供了營養(yǎng)成分，能改善面團(tuán)的加工性能，使面包組織細(xì)膩、柔軟、疏松而富有彈性。同時能夠提高面團(tuán)筋力，改善面團(tuán)持氣性，增大面包體積。圖4顯示奶油添加量為6g時硬度最小，為507.048g，此時它的比容達(dá)到3.74mL/g。后續(xù)的正交試驗將采用奶油的添加量為6、7、8g三個水平。

圖4 奶油添加量對面包品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of cream amount on the quality of bread

2.3 正交試驗

從以上的單因素試驗中選出米糠、酵母、碳酸氫鈉、奶油四因素的三個水平，按L9(34)正交表進(jìn)行試驗，結(jié)果如表3所示。

表3 正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Design and results of orthogonal experiments

從正交試驗和方差分析結(jié)果可以看出，以硬度和比容為指標(biāo)，面包配方的組成對硬度和比容的影響是一致的，因素主次關(guān)系為A＞B＞D＞C，即脫脂超細(xì)米糠＞酵母＞奶油＞碳酸氫鈉。其中A、B的添加量對面包品質(zhì)的影響顯著。綜合硬度和比容兩個指標(biāo)來看，可確定超細(xì)化脫脂米糠面包配方中的米糠、酵母、碳酸氫鈉、奶油的最優(yōu)組合為A3B2C1D1，即每100g面包粉中添加8%的超細(xì)化脫脂米糠、1.5g的酵母、0.4g的碳酸氫鈉、6g的奶油。驗證實驗也證實此組合為最優(yōu)組合。

3 討論與結(jié)論

采用超微粉碎技術(shù)對米糠進(jìn)行處理，較大程度地保持了物料原有的生物活性和營養(yǎng)成分，改善了食品的口感。超細(xì)米糠不但能使食品有很好的固香性、分散性和溶解性，利于營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收，還可利用它配制和深加工成各種功能食品，增加了品種，提高了資源利用率。另外隨著米糠粒徑的變小，它的顏色也在逐漸變淡，利于它在面包中的添加。處理后的米糠添加制做的面包，其表皮、包心的色澤、紋理和質(zhì)地上都有提高，且在口感上也有很大的改善。

本研究采用脫脂超細(xì)米糠制做面包，經(jīng)正交試驗優(yōu)化后的最佳配方為每100g面包粉中添加8%的超細(xì)化脫脂米糠、1.5g的酵母、0.4g的碳酸氫鈉、6g的奶油。按此配方生產(chǎn)出來的面包，具有米糠的焦香味，色澤為金黃色，口感細(xì)膩。

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Preparation of Bread with Ultrafine Defatted Rice Bran

ZHENG Zhi，MENG Ling-ling，LUO Shui-zhong，WANG Bin，PAN Li-jun，JIANG Shao-tong*
(School of Biotechnology and Food Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

The processing parameters for preparing bread with ultrafine defatted rice bran were optimized in this paper. Results indicated that the storage stability was enhanced due to the defatting of bran. The ultrafine treatment could decrease the content of coarse fiber and increase the contents of VB1and VB2. The optimal processing parameters for the production of bread were 8% ultra refinement defatted rice bran, 1.5 g yeast, 0.4 g sodium bicarbonate, and 6 g cream on the basis of single factor and orthogonal experiments. The bread prepared at the optimal conditions exhibited the hardness of 374.9 g and specific volume of 3.91 mL/g. The bread with light fragrance of rice bran is soft, golden color and extremely good taste.

ultrafine defatted rice bran；bread；hardness；specific volume

Q815

B

1002-6630(2010)18-0453-04

2010-06-28

安徽省2008年科技攻關(guān)計劃重大科技專項(08010302083)

鄭志(1971—)，男，副教授，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程研究。E-mail：zhengzhi@hfut.edu.cn

*通信作者：姜紹通(1954—)，男，教授，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品資源綜合利用研究。E-mail：jiangshaotong@yahoo.com.cn