谷蔬面包加工工艺优化及品质特性研究
作者: 刘莹莹 王绮思 胡燕 王荣兰 胡舰 朱云龙
摘要:目的:将玉米泥、胡萝卜泥、米粉作为添加物,制作谷蔬面包,并对其加工工艺和品质特性进行探究。方法:基于单因素试验,探究米粉与小麦粉用量比例、玉米泥与胡萝卜泥用量比例、谷蔬泥用量及用水量对谷蔬面包品质的影响,并通过正交试验优化其加工工艺。结果:在以混合粉用量100g为基准,米粉与小麦粉用量比例为1:3、玉米泥与胡萝卜泥用量比例为2:1、谷蔬泥用量为40%、用水量为25%的条件下,制得的谷蔬面包表皮完整平滑、色泽明亮、风味独特、口感绵软,感官品质最佳。对其理化指标进行测定,均符合国家标准。结论:与胡萝卜米粉面包和普通甜面包相比,谷蔬面包在香味、色泽方面更具优势,且营养组成也更符合现代人的饮食需求。
关键词:米粉;面包;加工工艺;品质特性;营养成分
玉米含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、微量元素等,经常食用有益于人体健康[1-2],具有开发高营养、高生物学功能食品的巨大潜力。胡萝卜营养成分丰富,具有抗氧化、降血糖等功效[3],在健康食品加工生产中占有非常重要的地位[4]。稻米中不仅含有大量的蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素,还含有人体需要的各种矿物质和维生素等营养素[5-6]。在稻谷的加工中,会产生很多米糠、碎米等,碎米和大米富含同等的营养价值,但因其颗粒不完整而多用作饲料或酿酒,附加值极低[7]。将其粉粹制得米粉,应用到面包的制作中,既丰富了面包的品类,也提升了碎米的附加值,为碎米的开发利用提供一定的思路和参考[8]。将玉米、胡萝卜、米粉和小麦粉进行结合而制作的谷蔬面包,不仅符合大众对健康化、营养化、多元化食品的需求,也为谷物和蔬菜类原料的经济价值及食用价值开发提供新的思路。本研究通过试验得到谷蔬面包的最佳加工工艺,为其规模化生产奠定基础。
1 材料与方法
1.1 原料
玉米粒,民权县华源食品有限公司;碎米,唯壹农产品店;胡萝卜、河套牌高筋小麦粉、安琪耐糖高活性干酵母、安佳淡味黄油、食盐、甘汁园绵白糖,市售。
1.2 主要仪器与设备
1000Y高速多功能粉碎机,浙江省永康市铂欧五金制品有限公司;PJ01-2300W破壁机,中山市英式电器有限公司;MFF-26醒发箱,佛山市乐创电器有限公司;STX622ZH电子天平,上海奥豪斯仪器有限公司;SHM02和面机,浙江苏泊尔股份有限公司;EB-620Z-2烤箱,广州威尔宝有限公司;CT3-1000Brookfield质构仪,深圳柚子国际贸易公司。
1.3 方法
1.3.1 工艺流程 参考文献[9-10]并修改,得到谷蔬面包的工艺流程为:原料预处理→调制面团→静置→分割、成型→醒发→烤制→冷却→成品。
1.3.2 操作要点 原料预处理:将碎米用粉碎机粉碎,然后过140目筛即得米粉,再将其与小麦粉按一定比例混合得到混合粉;玉米粒用破壁机榨成均匀细腻的泥状;胡萝卜洗净去皮后,经蒸箱蒸熟,再用破壁机榨成均匀细腻的泥状。调制面团:将混合粉、酵母和白糖倒入和面机后低速拌匀,然后加入玉米泥、胡萝卜泥和水继续慢速搅拌,在面团即将形成时,加入食盐、黄油,快速搅拌至面筋完全扩展,面团表皮光滑。静置:将成型的面团生坯用保鲜膜包裹后,静置30 min。分割、成型:将静置后的面团分割成50 g一个的小面团,再对其进行搓圆,直至表皮光滑,呈均匀的圆球状。醒发:将成型的面团整齐的置于烤盘中,再将烤盘放入醒发箱(温度30 ℃、相对湿度65%)醒发80 min,待面团的体积是原先的2.5倍,即醒发完成。烤制:将醒发好的面团放入烤箱烤制,185 ℃烤制15 min。
1.3.3 单因素试验 以混合粉质量100 g为基准,谷蔬面包的基础配方为:米粉与小麦粉用量比例1∶3,玉米泥与胡萝卜泥用量比例1∶1,谷蔬泥用量40%、用水量20%、白砂糖12%、盐1.5%、酵母2%、黄油8%。在此基础上,分别探究米粉与小麦粉用量比例(1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1)、玉米泥与胡萝卜泥用量比例 (1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1)、谷蔬泥用量(30%、35%、40%、45%、50%)、 用水量(15%、20%、25%、30%、35%)等因素对谷蔬面包感官品质的影响。
1.3.4 正交试验设计 基于单因素试验的结果,对谷蔬面包进行正交试验设计,试验设计因素与水平见表1。
1.3.5 感官评价 邀请10位感官品评员对谷蔬面包进行感官评定,参考文献[11-14]制定评分标准(表2)。
1.3.6 面包感官品质对比分析 将谷蔬面包与胡萝卜米粉面包(市售)、普通甜面包(市售)进行感官品质对比,绘制网状图,从而对3种面包的外观、色泽、组织、口感及香味进行比较分析。
1.3.7 面包高径比测定 面包高度和面包底面直径的比值即为高径比。在一定范围内,比值越大表示成品面包的发酵程度越好。
1.3.8 理化指标测定 按照国标GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》的直接干燥法来测定面包的水分含量;依据GB/T 20981-2021《面包质量通则》中的方法对面包进行酸度测定,平行测定3次取平均值。
1.3.9 面包主要营养成分含量测定 蛋白质、脂肪、灰分含量均依据GB 5009—2016《食品安全国家标准 食品理化检验方法》中的规定进行测定;膳食纤维含量参考GB /T 5009.88—2014《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》的中性洗涤和酶解法进行测定;碳水化合物含量通过差减法计算,即碳水化合物=100-(蛋白质+脂肪+水分+灰分+膳食纤维) [15]。
1.4 数据处理
使用SPSS 22.0对数据进行分析,并通过Graphpad Prism 8.0和Excel 2019进行作图。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 米粉与小麦粉用量比例对谷蔬面包品质的影响 在玉米泥与胡萝卜泥用量比例1∶1,谷蔬泥用量40%,用水量20%的条件下,探究米粉与小麦粉用量比例在1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1时对谷蔬面包品质的影响。由图1可知,随着米粉用量占比的增大,面包的外观、色泽、组织结构评分逐渐降低,感官评分也逐渐降低。当米粉与小麦粉用量比例为1∶3时,面包的感官品质最好,且与比例为1∶1、3∶1时的感官品质各方面具有显著性差异(P<0.05)。米粉的添加会影响面包的外观、组织结构和弹性,主要因米粉中的淀粉酶大多活力较低,分解淀粉为单糖的能力较差,供酵母繁殖的养分少而使酵母生成的气体少;其次是米粉中缺少面筋蛋白而无法形成面筋网络,没有保持气体的能力[16],致使面团发酵能力减弱,面包的体积较小,口感黏牙,感官品质较差[17]。
2.1.2 玉米泥与胡萝卜泥用量比例对谷蔬面包品质的影响 在米粉与小麦粉用量比例1∶3,谷蔬泥用量40%,用水量20%的条件下,探究玉米泥与胡萝卜泥用量比例在1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1时对谷蔬面包品质的影响。由图2可知,玉米泥与胡萝卜泥用量比例在1∶1、1∶2、1∶3、3∶1时,面包的色泽、组织结构和口感无显著差异( P>0.05) ,在2∶1、3∶1时,面包的外观、组织、口感、香味也无显著性差异。玉米泥和胡萝卜泥的添加对面包起到提高营养价值、增强风味的作用,其间的比例对面包的感官品质影响较小,只在面包色泽和风味方面有所差异。玉米泥用量占比较小时,面包的胡萝卜风味突出且色泽不佳;而玉米泥用量占比较大时,玉米的香甜风味掩盖了胡萝卜的清香,滋味不协调,所以玉米泥和胡萝卜的的比例为2∶1时,成品面包的感官品质最佳。
2.1.3 谷蔬泥用量对谷蔬面包品质的影响 在米粉与小麦粉用量比例1∶3、玉米泥与胡萝卜泥用量比例1∶1,用水量20%的条件下,探究谷蔬泥用量在30%、35%、40%、45%、50%时对谷蔬面包品质的影响。由图3可知,随着谷蔬泥用量的不断增加,面包的感官评分先增高而后下降。谷蔬泥用量为40%和45%时在面包外观、色泽、组织结构、口感和香味方面无显著性差异(P>0.05) ,与其他用量在外观、组织结构和口感方面具有显著性差异(P<0.05) 。谷蔬泥的添加对面包的外观、组织结构和口感影响较大,用量较小时,面团的含水量较小,发酵不完全,致使面包的体积小,表皮出现裂缝,内部组织粗糙不均且口感风味不足;用量较大时,面团的粘性较大,难以成型,成品外观不完整,口感也较差[18]。
2.1.4 用水量对谷蔬面包品质的影响 在米粉与小麦粉用量比例1:3,玉米泥与胡萝卜泥用量比例1:1,谷蔬泥用量40%的条件下,探究用水量在15%、20%、25%、30%、35%时对谷蔬面包品质的影响。由图4可知,面包的感官品质随着用水量的增加,先降低后增加。当用水量为25%时,面包的表皮完整,色泽鲜亮,内部气孔均匀,感官品质最好,与用水量15%、35%时的面包在外观、色泽、组织结构、口感和香味方面具有显著性差异(P<0.05)。在用水量为15%时,面团中的面筋蛋白吸水不足,面筋形成率低,发酵困难,口感偏硬[19];当用水量为35%时,面团中水分含量过高,易使面团过软,不利于成型[20-22]。
2.2 正交试验结果与分析
基于单因素试验,得出了各因素对谷蔬面包感官品质的影响,但对产品质量的影响程度尚未确定,因此为了进一步有效地优化加工工艺,本试验采取L9(34)正交表对4个因素进行正交试验。根据表3可知,极差R值的大小关系为RA>RC>RD>RB,即试验的4个因素对产品的影响程度依次为米粉与小麦粉用量比例>谷蔬泥用量>用水量>玉米泥与胡萝卜泥用量比例。综合正交结果,在以上的组合中,最优组合为A3C1D2B2,即米粉与小麦粉用量比例1∶3、玉米泥与胡萝卜泥用量比例2∶1、谷蔬泥用量40%、用水量25%时,制得的谷蔬面包感官品质最优。
2.3 面包感官品质对比分析
将谷蔬面包与胡萝卜米粉面包、普通甜面包进行感官品质对比。由图5可知,与胡萝卜米粉面包、普通甜面包相比,谷蔬面包的香味更加浓郁,色泽也更具优势。这是因为谷蔬面包中加入了米粉、玉米和胡萝卜,增加了面包的风味,使其更为清香诱人。又因胡萝卜本身具有颜色,在面包制作中起到增加色泽的作用,所以谷蔬面包颜色更为明亮。
2.4 面包理化指标测定
对谷蔬面包、胡萝卜米粉面包和普通甜面包的理化指标进行测定。根据GB/T 20981-2021《面包质量通则》对面包的质量要求,对面包的水分含量和酸度进行测定,测得谷蔬面包水分含量<50%、酸度<6°T,均符合国家标准规定,说明谷蔬面包质量合格,食用适口(表4)。
2.5 面包主要营养成分含量测定
根据表5可知,谷蔬面包的蛋白质、脂肪和碳水化合物含量均低于胡萝卜米粉面包和普通甜面包,膳食纤维、灰分含量较高。这是因为在谷蔬面包制作中添加了米粉、胡萝卜和玉米,其蛋白质、脂肪和碳水化合物含量较低,膳食纤维和矿物质含量更丰富。综合来说,谷蔬面包的营养组成更符合现代人低脂肪、低碳水、高纤维的饮食需求。
3 结论