汪 磊 曲麗潔 徐永斌 云月英 李俊芳 張歡子

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院1，包頭 014010)(內(nèi)蒙古科技大學(xué)生物工程與技術(shù)研究所2，包頭 014010)(河北北方學(xué)院3，張家口 075000)

莜麥又稱裸燕麥，是內(nèi)蒙古地區(qū)特產(chǎn)谷類。莜麥營養(yǎng)豐富[1]，且頗具保健療效[2-4]，尤其是其富含賴氨酸，與小麥粉搭配蒸制饅頭，可以有效彌補(bǔ)小麥饅頭中賴氨酸含量不足的缺陷，從而起到蛋白質(zhì)互補(bǔ)的功效[5]。

由于莜麥中不含有面筋蛋白，不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且其纖維含量較高，若添加過多，可能會造成小麥面筋蛋白過度稀釋，持氣性變差，使饅頭體積變小，質(zhì)地粗糙，口感變差。為了解決上述問題，本試驗(yàn)在莜麥饅頭制作的過程中添加一定量的品質(zhì)改良劑，以改善產(chǎn)品的質(zhì)量，為莜麥饅頭的工業(yè)化生產(chǎn)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料

塞川莜面：武川糧油總公司；高筋小麥粉：內(nèi)蒙古五原縣三寶面業(yè)有限公司；安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；卡拉膠：海星食品工業(yè)有限公司；羧甲基纖維素鈉：上海申光食用化學(xué)品有限公司；黃原膠：淄博中軒生化有限公司；白砂糖：內(nèi)蒙古正北食品有限公司。

1.2 主要儀器

QTS-25型質(zhì)構(gòu)儀：美國Brookfield公司；PSX智能型恒溫恒濕培養(yǎng)箱：寧波萊福科技有限公司；101型電熱鼓風(fēng)干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司；3102型電子天平：上海躍平科學(xué)儀器有限公司；MC-SH 215型美的電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 饅頭的制作工藝[6]

稱取適量的原輔料，其中品質(zhì)改良劑使用前用60 ℃的熱水充分溶解，添加輔料混勻后采用一次和面法和面15 min，然后將面團(tuán)在溫度34 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕培養(yǎng)箱中發(fā)酵90 min，發(fā)酵后的面團(tuán)分割成50 g/個的饅頭坯，將饅頭坯搓圓后置于蒸鍋中蒸制30 min，取出冷卻即為成品。

1.3.2 水分含量的測定

采用105 ℃干燥恒重法測定[7]。

1.3.3 饅頭比容測定

將冷卻至室溫的饅頭稱重，用小米替換法測定饅頭的體積，饅頭的比容為體積與質(zhì)量比[7]。

1.3.4 TPA測試

取室溫下冷卻1 h后的樣品饅頭切成25 mm厚度的饅頭片，平放于柱形探頭的正下方TPA(texture profile analysis)測試。測試使用的探頭為TA 4/1000型，TPA測試條件為：測試速度1 mm/s，壓縮程度15%，2次壓縮間隔時(shí)間5 s，感應(yīng)力5 g，特性參數(shù)包括硬度、黏著性、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性。

1.3.5 饅頭感官評價(jià)

評分人員評分前，先用溫水漱口，再按評分方法和評分標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)品各個指標(biāo)評分，一次評分完后，再用溫水漱口，進(jìn)行下一次評分，評完后在備注中寫下總體意見，包括產(chǎn)品感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)上列出的和未列出的[8]。

表1 饅頭感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.6 統(tǒng)計(jì)處理

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用Excel軟件、SPSS軟件和Designer expert軟件進(jìn)行處理和分析。其中，顯著性分析采用Duncan檢驗(yàn)，P>0.05判定為變化不顯著，P<0.05判定為變化顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 卡拉膠對莜麥饅頭的影響

卡拉膠是從紅藻中提取的一種高分子親水性多糖，具有形成親水膠體和凝膠、增稠、乳化、成膜、穩(wěn)定分散等特性，用于面制品中可以增加面團(tuán)持水能力，延緩面團(tuán)變硬的時(shí)間，具有保鮮的作用。

表2 卡拉膠對莜麥饅頭的影響

注：用Duncan法進(jìn)行多重比較，同列上標(biāo)不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)，下同。

試驗(yàn)研究了不同卡拉膠添加量對莜麥饅頭的影響，結(jié)果表明卡拉膠對莜麥饅頭的比容影響顯著，莜麥饅頭的比容隨卡拉膠添加量的增加呈先上升后下降的趨勢，當(dāng)卡拉膠添加量超過1.5%時(shí)，莜麥饅頭的比容有所下降，可能是由于卡拉膠良好吸水性使其能吸收大量水分，減少蛋白潤脹所需水分，降低面筋形成量，從而降低比容[9]。一定添加量的卡拉膠有利于改善莜麥饅頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但添加量過多會導(dǎo)致蒸制的莜麥饅頭有異味，嚴(yán)重影響莜麥饅頭的感官評分。卡拉膠添加量為1.5%時(shí)，制備的莜麥饅頭質(zhì)量最好。

2.2 CMC-Na對莜麥饅頭的影響

CMC-Na是一種纖維素羧甲基化衍生物，具有增稠、懸浮、乳化、穩(wěn)定、賦形、成膜、膨化、防腐、保鮮、耐酸和保健等多種功能，可替代明膠、瓊脂、海藻酸鈉和果膠作用，起到提高食品等級，改善口感和延長保質(zhì)期等功效。

隨著CMC-Na添加量的增加，莜麥饅頭比容也隨著增大，當(dāng)CMC-Na 添加量超過0.08%時(shí)比容反而下降。這是由于CMC-Na的親水基團(tuán)在和面的過程中與水結(jié)合形成親水膠體而吸水膨脹，膨脹后的CMC-Na分子與糊化后的淀粉等一起充填在面筋蛋白所形成的面筋網(wǎng)絡(luò)中，使面筋的持氣性增加，有利于面團(tuán)過程中CO2的保持，從而使饅頭體積增大。但當(dāng)CMC-Na用量過大時(shí)，由于其對水的親和力比面筋蛋白大，在不增加用水量的狀況下，將造成面筋蛋白吸水下降，面筋的生成量減少，使面筋的彈性、面團(tuán)的持氣性下降，莜麥饅頭的體積減小[10]。

表3 CMC-Na對莜麥饅頭的影響

此外,CMC-Na能改善莜麥饅頭的口感，但添加量過多時(shí)導(dǎo)致面團(tuán)的黏度過高而均勻性下降，莜麥饅頭的感官評分隨CMC-Na添加量先上升后下降，CMC-Na添加量為0.08%時(shí)感官評分顯著高于其他組。

2.3 黃原膠對莜麥饅頭的影響

黃原膠是經(jīng)發(fā)酵工程生產(chǎn)的一種用途廣泛的微生物胞外酸性雜多糖，作為親水性膠體,黃原膠添加在饅頭中的主要作用是可充塞到膨脹的淀粉三維網(wǎng)狀組織中形成膜壁，阻止淀粉羥基之間的締結(jié)，防止淀粉的重結(jié)晶，從而增大饅頭的持水能力[11]。

從表4可以看出一定范圍內(nèi)的黃原膠對莜麥饅頭的比容影響不大，但對莜麥饅頭的感官評分有顯著性影響，適量的黃原膠可以改善莜麥饅頭的質(zhì)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和口感，但添加量超過0.3%后莜麥饅頭的色澤較差，且風(fēng)味欠佳。

表4 黃原膠對莜麥饅頭的影響

2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用響應(yīng)面法進(jìn)行優(yōu)化，具體試驗(yàn)方案見表5。以莜麥饅頭感官評分為響應(yīng)值，響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表5 Box-Behnken方案設(shè)計(jì)的因素和水平編碼值表/%

表6 莜麥饅頭品質(zhì)改良劑試驗(yàn)方案與試驗(yàn)結(jié)果

利用Design-expert對表6的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到莜麥饅頭感官評分對卡拉膠(A)、CMC-Na(B)和黃原膠(C)的回歸方程：

Y=70+0.26×A+0.64×B-1.73×C-0.63×A×B+1.39×A×C+0.93×B×C-3.92×A2-2.29×B2-2.89×C2

對該回歸模型方差進(jìn)行分析，具體結(jié)果見表7。

表7 回歸方程的方差分析

由表7可知，模型的F=15.24>F0.01(9,4)=14.66，P=0.000 8<0.01，本試驗(yàn)所選用的模型具有高度的顯著性，失擬項(xiàng)P=0.193 7>0.05不顯著，決定系數(shù)R2=0.951 4，說明擬合程度良好，試驗(yàn)誤差小，本模型可以用來預(yù)測莜麥饅頭的感官評分，模型中一次項(xiàng)C顯著，A和B不顯著；二次項(xiàng)A2和C2極顯著，B2不顯著；交互項(xiàng)AC極顯著，BC顯著，AB不顯著。

根據(jù)分析結(jié)果做出響應(yīng)面曲面圖，結(jié)果如圖1～圖3所示。由圖1～圖3可以看出，黃原膠對莜麥饅頭感官評分影響最大，黃原膠與卡拉膠、CMC-Na交互作用顯著，卡拉膠與CMC-Na交互作用不顯著。優(yōu)化后的莜麥饅頭品質(zhì)改良劑的配方：卡拉膠1.48%，CMC-Na 0.08%，黃原膠0.17%。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，按照該配方制成莜麥饅頭感官評分為81.60，與理論預(yù)測值吻合，因此基于響應(yīng)面法所得的優(yōu)化配方參數(shù)準(zhǔn)確可靠。

圖1 Y=f(A,B)的響應(yīng)面

圖2 Y=f(A,C)的響應(yīng)面

圖3 Y=f(B,C)的響應(yīng)面

表8 復(fù)配品質(zhì)改良劑對莜麥饅頭的影響

注：用Duncan法進(jìn)行多重比較，同行上標(biāo)不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)。

饅頭品質(zhì)與硬度、黏著性和咀嚼性呈負(fù)相關(guān)，與彈性、黏聚性和回復(fù)性成正相關(guān)。表8表明，莜麥饅頭品質(zhì)改良劑可顯著增加莜麥饅頭水分含量，降低饅頭硬度，提高饅頭的彈性和黏聚性，其感官評分顯著高于未添加品質(zhì)改良劑的莜麥饅頭。

3 結(jié)論

應(yīng)用響應(yīng)面分析法優(yōu)化莜麥饅頭品質(zhì)改良劑配方的結(jié)果表明，以研究所用小麥粉為原料，制作莜麥饅頭所用品質(zhì)改良劑的最佳配方為：卡拉膠1.48%，CMC-Na 0.08%，黃原膠0.17%，該配方的品質(zhì)改良劑可顯著增加莜麥饅頭水分含量，降低饅頭硬度，提高饅頭的彈性和黏聚性，顯著提高感官評分。

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