柴虹宇,田曉玲,孫 佳,李 晗
(遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 營(yíng)口 115009)
天然酵母面包是利用谷物、水果等制備的天然酵母發(fā)酵液發(fā)酵而制作成的面包[1]。天然酵母發(fā)酵液營(yíng)養(yǎng)豐富,通過(guò)研究人員對(duì)天然酵母的成分分析,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部富含蛋白質(zhì)、B族維生素以及多種有益的礦物質(zhì)[2]。目前學(xué)者們對(duì)天然酵母的研究仍以發(fā)酵液為主,但天然酵母面包發(fā)酵液在存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中存在不易保存,菌活力易下降的問(wèn)題。將天然酵母面包發(fā)酵液制作成發(fā)酵粉,以期解決這一問(wèn)題。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉工藝配方中影響因素的研究,得到天然酵母面包發(fā)酵粉的最佳工藝配方,為工業(yè)化生產(chǎn)天然酵母面包發(fā)酵粉提供理論支持。
天然酵母發(fā)酵液采用遼寧農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院實(shí)訓(xùn)基地釀酒葡萄園中的葡萄自制;河套高筋面包粉、麥芽糖漿、玉米面、黃豆粉,均為市售。
鼓風(fēng)干燥箱:蘇珀電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱;電子天平:花潮高科電子天平;醒發(fā)箱:新麥雙層自動(dòng)醒發(fā)箱;真空包裝機(jī):緣昊雙倉(cāng)真空包裝機(jī);干磨機(jī):九陽(yáng)全自動(dòng)料理機(jī)。
天然酵母面包發(fā)酵粉的基礎(chǔ)配方為:高筋面粉100%,發(fā)酵液50%,熟玉米面50%,熟黃豆粉1%,麥芽糖1%。
將自制的天然酵母發(fā)酵液(發(fā)酵5 d)用紗布過(guò)濾,用保鮮盒稱(chēng)取發(fā)酵液并加入麥芽糖漿攪拌均勻后,密封,常溫放置備用。稱(chēng)取的熟黃豆粉、一半量熟玉米面與高筋粉混合,一同加入到發(fā)酵液中。在保鮮盒中輕微攪拌至成團(tuán)。將保鮮盒敞口置于醒發(fā)箱中,溫度為28℃,無(wú)濕度設(shè)置,發(fā)酵時(shí)間為2 h。取出發(fā)酵好的面團(tuán)加入另一半熟玉米面做成小顆粒團(tuán),放入干燥箱中常溫鼓風(fēng)干燥2 h,取出打成粉末。將粉末倒入真空袋中,真空包裝。常溫放置7 d后測(cè)定。
稱(chēng)取天然酵母面包發(fā)酵粉50 g,30℃恒溫備用。稱(chēng)取白砂糖2 g,NaCl 0.35 g,加水100 mL使之溶解,倒入250 mL錐形瓶中,將稱(chēng)量好的發(fā)酵粉倒入溶液中,混合均勻,并塞上軟棉塞。將裝有面糊的錐形瓶在電子天平上稱(chēng)重后,置于35℃醒發(fā)箱中靜置培養(yǎng),開(kāi)始計(jì)時(shí),每隔30 min稱(chēng)重一次,上一次的重量減去下一次的重量即為30 min內(nèi)失去CO2的重量,本試驗(yàn)測(cè)定0.5 h~1.5 h的CO2失重量[3]。CO2失重量越大說(shuō)明發(fā)酵粉的發(fā)酵力越強(qiáng)。
在基礎(chǔ)配方不變的基礎(chǔ)上,以發(fā)酵液的添加量(30%、40%、50%、60%、70%),玉米面的添加量(30%、40%、50%、60%、70%),黃豆粉的添加量(0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%)進(jìn)行單因素試驗(yàn),通過(guò)測(cè)定發(fā)酵粉的發(fā)酵力來(lái)判定天然酵母面包發(fā)酵液的品質(zhì)。
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以Design-Expert 12軟件為輔助手段進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì),采用Box-Behken中心組合做響應(yīng)面分析試驗(yàn)。以天然酵母面包發(fā)酵粉的失重量為響應(yīng)值,得出的數(shù)據(jù)使用Design-Expert 12軟件進(jìn)行分析,得出天然酵母面包發(fā)酵粉的最佳工藝配方[4]。
在基礎(chǔ)配方及其他條件不變的情況下,研究發(fā)酵液的添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。
圖1 發(fā)酵液添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
發(fā)酵液添加量直接影響面團(tuán)的軟硬度和后期的干燥效果,由圖1可知,當(dāng)發(fā)酵液添加量為50%時(shí),發(fā)酵粉的CO2失重量最高。這是由于當(dāng)發(fā)酵液添加過(guò)少時(shí),不利于微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致干燥前微生物生長(zhǎng)不充分,微生物含有量低。而當(dāng)發(fā)酵液添加過(guò)多時(shí),干燥階段水分揮發(fā)不完全,儲(chǔ)存時(shí)微生物仍在繼續(xù)生長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)消耗,脹袋,產(chǎn)品品質(zhì)下降。因此確定發(fā)酵液添加量為50%。
在基礎(chǔ)配方及其他條件不變的情況下,研究玉米面的添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。
圖2 玉米面添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
玉米面的添加能夠提高面團(tuán)的營(yíng)養(yǎng)、降低面團(tuán)的筋性,同時(shí)提高產(chǎn)品的溶解性。由圖2可知,當(dāng)玉米面添加量為60%時(shí),發(fā)酵粉的CO2失重量最高,這是由于當(dāng)玉米面的添加量較低時(shí),面團(tuán)筋性較大,導(dǎo)致干燥不完全。當(dāng)玉米面的添加量較高時(shí),影響了微生物的生長(zhǎng),導(dǎo)致發(fā)酵力不足。因此確定玉米面添加量為60%。
在基礎(chǔ)配方及其他條件不變的情況下,研究大豆粉的添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響,試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。
圖3 大豆粉添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
添加大豆粉能夠提高天然酵母面包發(fā)酵粉的蛋白質(zhì)和多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的含量,同時(shí)大豆及其脂肪酸能夠維持酵母形態(tài)不變,降低殘?zhí)堑茸饔肹5],起到保持發(fā)酵粉中微生物的活力的作用。由圖3可知,當(dāng)大豆粉添加里為0.8%時(shí),天然酵母面包發(fā)酵粉的CO2失重量最高,隨著大豆粉添加量的增加,天然酵母面包發(fā)酵粉CO2失重量有所下降,這是由于大豆粉添加量的增加一方面加快了細(xì)菌的發(fā)酵速度,一方面發(fā)酵粉的豆腥味也隨之增加,影響了天然酵母面包發(fā)酵粉的發(fā)酵力,因此最終確定大豆粉添加量為0.8%。
3.4.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用Box-Behken中心組合進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn),因素水平見(jiàn)表1,測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
表1 響應(yīng)面因素水平表
以CO2失重量為響應(yīng)值,運(yùn)用Design Expert12軟件對(duì)表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合,得到預(yù)測(cè)模型如下:
表2 響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果
對(duì)該預(yù)測(cè)模型進(jìn)行方差分析,結(jié)果見(jiàn)表3?;貧w模型各項(xiàng)方差分析表明,該模型P值<0.001,A、C、AB、BC、A2、B2、C2都是高度顯著的,且失擬項(xiàng)P值>0.05,不顯著。由此確定該模型是高度顯著的。同時(shí)模型確定系數(shù)R2=0.9991,調(diào)整確定系數(shù)R2adj=0.9980,說(shuō)明該模型與實(shí)際試驗(yàn)有很好的擬合度。
表3 方差分析表
3.4.2 各因素交互作用對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
根據(jù)回歸分析的結(jié)果,運(yùn)用Design Expert12軟件做出發(fā)酵液(A)、玉米面(B)、大豆粉(C)三者對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉影響的響應(yīng)曲面圖和等高線,結(jié)果見(jiàn)圖4~6。
圖4 發(fā)酵液添加量和玉米面添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
由圖4可知,發(fā)酵液添加量和玉米面添加量?jī)烧咧g存在交互作用,由等高線可以判斷發(fā)酵液添加量比玉米面添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響更大。
由圖5可知,發(fā)酵液添加量和大豆粉添加量?jī)烧咧g存在交互作用,由等高線可以判斷發(fā)酵液添加量比大豆粉添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響更大。
圖5 發(fā)酵液添加量和大豆粉添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
由圖6可知,玉米面添加量和大豆粉添加量?jī)烧咧g存在交互作用,由等高線可以判斷大豆粉添加量比與玉米面添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉的影響更大。
圖6 玉米面添加量和大豆粉添加量對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響
通過(guò)Design-Expert12軟件優(yōu)化,得到天然酵母面包發(fā)酵粉最佳配方為:發(fā)酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量為0.82%,此時(shí)天然酵母發(fā)酵粉的CO2失重量為0.85 g。應(yīng)用這組理論最佳數(shù)據(jù)平行試驗(yàn)5次,發(fā)現(xiàn)CO2失重量與理論值接近,說(shuō)明該回歸方程能夠真實(shí)的反映各因素配比對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響。
天然酵母面包發(fā)酵粉的工藝配方對(duì)其產(chǎn)品發(fā)酵力有很大的影響,本試驗(yàn)通過(guò)單因素試驗(yàn)確定3個(gè)因素:發(fā)酵液、玉米面、大豆粉對(duì)天然酵母面包發(fā)酵粉發(fā)酵力的影響情況,并以單因素試驗(yàn)的結(jié)果為基礎(chǔ),采用Box-Behnken設(shè)計(jì)對(duì)這3種影響因素進(jìn)行了優(yōu)化,并得到優(yōu)化模型:
最終得到天然酵母面包發(fā)酵粉的最優(yōu)配方為:發(fā)酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量為0.82%,此時(shí)天然酵母發(fā)酵粉的CO2失重量為0.85 g。此時(shí)天然酵母面包發(fā)酵粉的發(fā)酵力可以滿(mǎn)足天然酵母面包生產(chǎn)的需要。