趙芷萱，孫瑩，關麗娜，石長波，張星雨，金光遠，胡天玥，呂可鑫

（哈爾濱商業(yè)大學旅游與烹飪學院，黑龍江哈爾濱150000）

糙米是稻谷脫殼后的穎果，是皮層和胚芽保留完好的一種典型的全谷物。與普通大米相比，糙米中不僅含有更多的蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，還含有膳食纖維、谷維素、谷胱甘肽、γ-氨基丁酸、米糠多糖、二十八烷醇、肌醇等多種促進人體健康的功能因子[1]。糙米胚乳的主要成分是淀粉，在制作面包時加入淀粉，面包的流變性會發(fā)生改變，烘焙食品的色香味也會改變。糙米粉（brown nce power，BRP）的添加提高了面包營養(yǎng)價值，而且還增加了面包中膳食纖維的含量，使其具有谷物獨有的風味，口感良好。低聚異麥芽糖（isomalto-oliqosaccharide，IMO）能夠增殖腸內(nèi)雙歧菌群及其活力抑制腐敗菌增長，是近些年發(fā)展速度較快的一種功能性低聚糖[2]。按異麥芽糖含量不同分為IMO-500 和IMO-900，低聚異麥芽糖IMO-500甜度為蔗糖的50%左右，IMO-900 甜度為40%左右。

本文以高筋小麥粉和糙米粉為主要原料制備面包，采用單因素和正交試驗法優(yōu)化其制作工藝參數(shù)。并以低聚異麥芽糖替換綿白糖，采用電子鼻考察糙米小麥復合面包和低聚糖糙米小麥復合面包風味變化。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

高筋小麥粉：河北金沙河集團有限公司；帶粳糙米：黑龍江黑土小鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司；杞參綿白糖、金良低聚異麥芽糖（IMO-900）、安琪高活性干酵母、安琪面包改良劑、中鹽精制鹽、金安特谷朊粉、水和黃油：市售。

JD200-3 電子天平：沈陽天平儀器有限公司；FX-13A 醒箱：廣州市澳聯(lián)斯廚具有限公司；TMS-Pro 物性儀：北京盛恒泰科技有限責任公司；I-NOSE 型智鼻：上海昂申智能科技有限公司；KW-60 紅外線電加熱食品烤箱：廣東順德億高電器有限公司；XZCF-02A-7L小型和面機：廣州市旭郎機械設備有限公司；HK-20B傾斜式粉碎機：南京威利郎食品機械有限公司。

1.2 糙米小麥復合面包生產(chǎn)工藝

1.2.1 糙米小麥復合面包生產(chǎn)工藝流程

糙米粉、小麥粉混合→面團調(diào)制→靜置15 min→分塊→整型→醒發(fā)→焙烤

1.2.2 糙米小麥復合面包的基礎配方

糙米粉和小麥粉共100 g，谷朊粉6 g，酵母2 g，綿白糖 10 g，改良劑、鹽 0.6 g，黃油 6 g，溫水 58 g。

1.2.3 糙米小麥復合面包制作工藝要點

預混：將糙米打碎成粉，根據(jù)基本配方將篩過的糙米粉和小麥粉、糖、鹽、谷脘粉、改良劑混合加入和面機中攪拌均勻。

面團調(diào)制：40 ℃左右的溫水和酵母充分溶解，加入到攪拌均勻的混合粉中，和面機攪拌至面團表面光滑。再加入黃油，直至面團揉出筋膜。

面團分割、成型：將和好的面團靜置松弛15 min，之后制成50 g 一個的劑子，用手揉成型至表面光滑。

醒發(fā)：將揉好的面團放在烤盤上放進醒箱醒發(fā)，醒箱溫度保持在37 ℃，相對濕度70%的條件下，將醒發(fā)好的面團放進烤箱烤制，上火190 ℃，下火200 ℃，烤制14 min。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

基于糙米小麥復合面包的基礎配方，分別研究糙米粉添加量（10%、20%、30%、40%、50%占混合面粉）、谷朊粉量（2、6、10、14、18 g）、酵母量（0.5、1、1.5、2.0、2.5 g）、綿白糖量（2、6、10、14、18 g）對糙米小麥復合面包感官評價、硬度、黏附性、彈性、膠黏性、咀嚼性以及面包的比容的影響。

1.3.2 正交試驗設計

在上述單因素試驗基礎上，通過由單因素試驗確定的糙米粉、谷朊粉、酵母、綿白糖的最佳3 個水平并以感官評分為考察指標，設計L9（34）正交試驗，以得出糙米小麥復合面包的最優(yōu)配方。正交試驗因素水平表如表1 所示。

表1 糙米小麥復合面包配方正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal test factors for brown rice bread recipe

1.3.3 低聚糖添加量對糙米小麥復合面包的風味影響

用低聚異麥芽糖替換綿白糖。并采用電子鼻考察低聚糖對糙米小麥復合面包的風味變化。低聚異麥芽糖替換綿白糖的試驗表見表2。

表2 低聚異麥芽糖替換綿白糖試驗表Table 2 Substitution table of IMO replaces soft white sugar

1.4 測定方法

1.4.1 感官評價及評分標準

將糙米小麥復合面包冷卻。對面包的表皮色澤、紋理結構、質(zhì)地、形態(tài)、口感等指標進行評分，以100 分為滿分計，取其平均值作為最后結果。感官評分標準見表3。

表3 感官評價標準Table 3 Sensory evaluation criteria

1.4.2 糙米小麥復合面包比容的測定

采用排米法測定面包體積，取一個大燒杯，用米裝滿至1 000 mL 的位置，壓實并用尺子刮平，取出米并放入面包，將米鋪到原來1 000 mL 的位置。另取一個量筒測出剩下的米的體積V 即為面包體積。用電子秤測出面包的質(zhì)量M，計算出測定后的面包的體積（V）與質(zhì)量（M）的比值[3-4]。

1.4.3 糙米小麥復合面包質(zhì)構的測定

質(zhì)構儀的力設定為250 N，下降距離設置為50 mm，下降速度設置為60 mm/s，形變量為60 %，初始力為0.4 N。每次對同樣規(guī)格同一配方的3 個樣品進行質(zhì)構測定。

1.4.4 電子鼻的測定

分別取不同預處理因素下的面包，用電子鼻對風味成分進行測定。樣品間隔5 s，樣品準備10 s，檢測時間60 s，清洗時間2 min，氣體流量1 L/min，等待時間10 s。每種預處理因素測3 個平行樣。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有試驗數(shù)據(jù)均是3 次重復試驗的平均值。采用EXCEL、Origin9.0 等軟件進行圖表的繪制。質(zhì)構數(shù)據(jù)和作表采用SPSS 17.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析，測定結果以平均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 糙米粉添加量對糙米小麥復合面包品質(zhì)的影響研究

2.1.2 糙米粉添加量對糙米小麥復合面包感官品質(zhì)的影響

糙米粉添加量對面包感官評分的影響如圖1 所示。

圖1 糙米粉添加量對面包感官評價的影響Fig.1 Effects of adding amount of BRP on sensory evaluation of bread

由圖1 可知，隨著糙米粉用量的增加，感官評分增加，在添加量為30%時達到最大值89.9 分隨后呈下降趨勢。當糙米粉添加量為10%和20%時，面包糙米風味不明顯，小麥粉味突出，感官評分較低；當添加量為40%和50%時，由于糙米蛋白非面筋蛋白，隨著添加量增大，面筋生成數(shù)量減少，面筋網(wǎng)絡結構不易形成，面包持氣性變差，面包芯結構較粗糙，面包口感粗糙，面包外表皮出現(xiàn)褶皺。故在糙米粉添加量為30%左右時，面包的外觀及口感可以接受。

2.1.2 糙米粉添加量對糙米小麥復合面包比容的影響糙米粉添加量對面博愛比容的影響如圖2 所示。

圖2 糙米粉添加量對面包比容的影響Fig.2 Effects of adding amount of BRP on specific volume of bread

由圖2 可見，隨著糙米粉的增加，面包的比容積先增大后減小，30%時達到最大值3.09 mL/g。糙米粉添加量小于30%時，面包比容積逐漸增加的原因可能是：在粉的質(zhì)量分數(shù)10%和20%時，改良劑不能充分發(fā)揮作用，所以使面包的體積小，表面粗糙[5]。糙米粉添加量為40%和50%時，面包的比容逐漸減小是由于糙米中面筋蛋白較少，糙米粉的量越多，吸水率越低，面筋生成減少，面筋網(wǎng)絡結構不易形成，面包的表面塌陷，彈柔性低，導致面包體積減小，變扁平[6]。故確定糙米粉的適宜添加量為30%左右。

2.1.3 糙米粉添加量對糙米小麥復合面包質(zhì)構特性的影響

糙米粉添加量對面包質(zhì)構的影響見表4。

表4 糙米粉添加量對面包質(zhì)構特性的影響Table 4 Effects of adding amount of BRP on texture of bread

由表4 可見，隨著糙米粉用量的增加，面包的硬度和咀嚼性到20%時都是增大，在30%時硬度和咀嚼性最小，最小值分別為13.5 N、119.7 MJ，這可能由于小麥的老化速度比糙米快，在糙米用量少時即小麥粉用量較多，面包容易老化，硬度大，咀嚼性差。當糙米粉用量大于30%以后，糙米粉的存在會影響面包在烘焙過程的吸濕性，所以導致了硬度增加[7]，面包變硬而且粗糙。糙米粉的加入降低了面包面筋的含量，加快了面包的老化程度，所以增加了面包的咀嚼性[8]。面包的彈性先增大后減小，在糙米粉添加量30%時，彈性最大，最大值為20.84 mm。面包的黏附性和膠黏性輕微的波動。綜上，確定糙米粉最佳的添加量為30%左右。

2.2 谷朊粉添加量對糙米小麥復合面包品質(zhì)的影響研究

2.2.1 谷朊粉添加量對糙米小麥復合面包感官品質(zhì)的影響

谷朊粉添加量對面包感官評分的影響如圖3 所示。

圖3 谷朊粉添加量對面包感官評價的影響Fig.3 Effects of adding amount of gluten powder on sensory evaluation of bread

由圖3 可見，隨著谷朊粉添加量的增加，糙米小麥復合面包的感官評價評分先增大再減小，在10 g 時達到最大值90.5 分。谷朊粉可增強面筋質(zhì)量，明顯提高面團吸水率，增強面包的持水性，穩(wěn)定外形，隨著谷朊粉添加量的增加，面筋蛋白含量增加，增強面筋三維網(wǎng)絡結構，改善了面包口感，并在表皮色澤、外形和彈性上都有改善；但過多的面筋蛋白會導致面包孔壁的開口，形成大孔洞[9]，降低面包品質(zhì)。因此，谷朊粉的最佳添加量在10 g 左右。

2.2.2 谷朊粉添加量對糙米小麥復合面包比容的影響谷朊粉添加量對面包比容的影響如圖4 所示。

圖4 谷朊粉添加量對面包比容的影響Fig.4 Effects of adding amount of gluten powder on specific volume of bread

如圖4 所示，隨著谷朊粉添加量的增加，面包的比容先增大后又減小。在谷朊粉添加量為10 g 時，比容最大，為3.13 mL/g。

谷朊粉可以增強面團的耐攪拌性，縮短面團發(fā)酵時間，令面包成品比容增大。少量添加谷朊粉可以彌補面筋蛋白含量的缺陷起到很好的改良效果[10]，隨著谷朊粉添加量的增加，糙米小麥復合面包的比容增加。朊粉添加量過大，會增加面筋蛋白含量，面團的發(fā)展會由于筋力過大而受到阻礙，面筋質(zhì)量反而變差，影響了面包的品質(zhì)，所以谷朊粉添加量超過10 g 后，糙米小麥復合面包的比容又逐漸減小。故由此確定谷朊粉的最佳添加量為10 g 左右。

2.2.3 谷朊粉添加量對糙米小麥復合面包質(zhì)構特性的影響

谷朊粉添加量對面包質(zhì)構的影響見表5。

由表5 可以看出隨著谷朊粉添加量的增加，糙米小麥復合面包的硬度逐漸減少，黏附性、膠黏性和彈性均先增大后又減小，咀嚼性逐漸增加。谷朊粉改善面包品質(zhì)的機制在于谷朊粉的加入可以使混合面團中濕面筋和二硫鍵含量顯著增加，疏水作用力顯著增強（p＜0.05），離子鍵強度減弱并都逐漸接近純小麥面團中的化學作用力，繼而改善混合面團中面筋蛋白的構象及微觀結構，從而使得混合面團流變學特性及面包品質(zhì)在一定程度上得到改善[11-12]。當谷朊粉添加量為10 g 時，糙米小麥復合面包的黏附性、膠黏性和彈性均為最大值，分別為0.47 N×mm、17.07 N 和24.12 mm。糙米面包的黏附性、膠黏性和彈性都先增大又減小，這可能與淀粉性質(zhì)及其相互之間的作用有關[13]。谷朊粉的熱凝固性能提供了必要的結構強度和咀嚼特性[14]，所以面包的咀嚼性逐漸增大。故確定谷朊粉的最佳添加量為10 g 左右。

表5 谷朊粉的添加量對面包質(zhì)構特性的影響Table 5 Effects of adding amount of gluten powder on texture of bread

2.3 酵母添加量對糙米小麥復合面包品質(zhì)的影響研究

2.3.1 酵母添加量對糙米小麥復合面包感官品質(zhì)的影響

酵母添加量對面包感官評分的影響如圖5 所示。

如圖5 所示，隨著酵母用量的添加，糙米小麥復合面包的感官評分先增大后又減小。在添加量為1 g 時達到最大值，為90.5 分。

逐漸增加酵母的添加量，酵母發(fā)酵速度加快，產(chǎn)氣量急劇增加，面筋網(wǎng)絡結構能夠平衡氣體膨脹產(chǎn)生的壓力，所以面包體積大而松軟，內(nèi)部結構細膩柔軟、疏松多孔有彈性，且具有濃郁的發(fā)酵風味[15]，感官品質(zhì)逐漸變好。酵母量過大，會導致面包酵母味過重，口味不太純正，酸味較重，反而降低面包的口感。所以確定酵母的適宜添加量為1 g 左右。

圖5 酵母添加量對面包感官評價的影響Fig.5 Effects of adding amount of yeast on sensory evaluation of bread

2.3.2 酵母添加量對糙米小麥復合面包比容的影響酵母添加量對面包比容的影響如圖6 所示。

圖6 酵母添加量對面包比容的影響Fig.6 Effects of adding amount of yeast on specific volume of bread

如圖6 所示，隨著酵母添加量的增加，糙米小麥復合面包的比容逐漸增加，當添加量超過1 g 后又逐漸減小。比容最大值為3.64 mL/g。

當酵母添加量過少時，糙米小麥復合面包發(fā)酵不好，膨脹體積小，導致比容小。繼續(xù)增大酵母用量，酵母發(fā)酵速度加快，產(chǎn)氣量急劇增加，面筋網(wǎng)絡結構能夠平衡氣體膨脹產(chǎn)生的壓力，面包體積大而松軟。當酵母量過大時，弱化了面包的三維網(wǎng)絡結構，導致面包塌陷，出爐時發(fā)生萎縮的幾率變大，面包的比容積比較小，故確定酵母的最佳添加量為1 g 左右。

2.3.3 酵母添加量對糙米小麥復合面包質(zhì)構特性的影響

酵母的添加量對面包質(zhì)構性質(zhì)的影響見表6。

表6 酵母的添加量對面包質(zhì)構性質(zhì)的影響Table 6 Effects of adding amount of yeast on texture of bread

由表6 可見，面包的硬度先減小后又逐漸增大，酵母量為1 g 時，硬度最小，最小值為29.03 N。彈性和黏附性先增大后又減小，酵母量為1 g 時，彈性和黏附性最大，最大值分別為22.31 mm 和0.23 N.mm。咀嚼性逐漸減小，膠黏性先減小后又增大，酵母量為1 g 時膠黏性最小，最小值為14.59 N。

酵母量過少時，面團不能充分發(fā)酵，面筋得不到充分擴展，網(wǎng)絡結構不能充分形成，導致面包表皮過厚，硬度大，彈性差，咀嚼性高。酵母量過大時，面筋網(wǎng)絡結構因擴展過度造成強度降低，持氣性下降，弱化的面筋結構無法應對隨酵母增加而增長的氣體量，面包塌陷，導致面包硬度增大，彈性和黏附性降低。當酵母添加量為1 g 時，面包彈性和黏附性最大，硬度最小，此時面團的保氣性能最優(yōu)。故確定酵母的最佳添加量為1 g 左右。

2.4 綿白糖添加量對糙米小麥復合面包品質(zhì)的影響研究

2.4.1 綿白糖添加量對糙米小麥復合面包感官品質(zhì)的影響

綿白糖添加量對面包感官評分的影響如圖7 所示。

由圖7 可見，隨著綿白糖添加量的增加，面包的感官評價得分先增加再減少，在10 g 時達到最大值91分。糖的用量過少時，酵母菌的養(yǎng)分不足，活性酵母的量少，不能很好的使面團發(fā)酵，導致面包體積較小，口感粗糙，面包口感不佳，此時，美拉德反應不明顯，面包無金黃光澤。綿白糖添加過量，會因糖的滲透壓過大而將部分酵母侵蝕，造成了面團中的剩余糖分提高，美拉德反應因此增強，所以面包表面顏色過深，面包過甜。故由此確定綿白糖的適宜添加量為10 g 左右。

圖7 綿白糖添加量對面包感官評價的影響Fig.7 Effects of adding amount of soft sugar on sensory evaluation of bread

2.4.2 綿白糖添加量對糙米小麥復合面包比容的影響綿白糖添加量對面包比容的影響如圖8 所示。

圖8 糖添加量對面包比容的影響Fig.8 Effects of adding amount of soft sugar on specific volume of bread

如圖8 所示，隨著糖添加量的增加，面包的比容積先增大后減小，在10 g 時達到最大值為3.25 mL/g。糖量少時，酵母沒有可以直接利用的糖分，要等到水分將破裂淀粉中的葡萄糖溶解出來才能利用，導致面團發(fā)酵延遲、產(chǎn)氣性不足，所以造成面包比容小。糖量大時，面包的比容變小可能是由于酵母生長受到高濃度的糖分抑制，所以面團發(fā)酵不足，面筋不能充分擴展，體積也較小。故確定糙米小麥復合面包綿白糖最適宜添加量為10 g 左右。

2.4.3 綿白糖添加量對糙米小麥復合面包質(zhì)構特性的影響

綿白糖的添加量對面包質(zhì)構特性的影響見表7。由表7 可見，綿白糖添加量10 g 時硬度和咀嚼性最小，最小值分別為14.72 N、113.9 MJ；黏附性和彈性先增大后減小，在10 g 時最大，最大值分別為0.54 N×mm和22.28 mm。糖量過少時，不能夠為酵母發(fā)酵提供充足養(yǎng)分，導致面團內(nèi)的淀粉和面筋蛋白得不到充分分解，面團不能充分發(fā)酵，不能形成良好的面筋網(wǎng)絡結構，所以面包硬度、膠黏性、咀嚼性大，彈性和黏附性小。綿白糖量過多，酵母則會受到高濃度糖分的抑制，發(fā)酵不充分，面包的硬度、咀嚼性、膠黏性增大，彈性和黏附性減小[16]。故確定糙米小麥復合面包綿白糖的最適宜添加量為10 g 左右。

表7 綿白糖添加量對面包質(zhì)構特性的影響Table 7 Effects of adding amount of soft sugar on texture of bread

2.5 糙米小麥復合面包配方的正交試驗結果與分析

通過對質(zhì)構和比容測定結果的分析所確定的每個單因素添加量范圍與感官評價結果一致，試驗以感官分數(shù)為主要評價指標，正交試驗方案及結果見表8。

表8 正交試驗方案及結果Table 8 Orthogonal experimental design and results

如表8 所示，從感官評價結果，分析比較4 個單因素的 R 值的大小，可得到 RD＞RC＞RA＞RB。各因素對糙米小麥復合面包感官評分的影響的主次順序為：糖用量＞酵母用量＞糙米粉用量＞谷朊粉用量。最優(yōu)配方組合為A2B3C3D3，經(jīng)驗證該配方下制作的面包感官評分為93.2 分，高于正交試驗組中的最高分90.6 分，即糙米粉30%、谷朊粉12 g、酵母1.2 g、糖12 g 為糙米小麥復合面包的最優(yōu)配方。

2.6 低聚異麥芽糖糙米小麥復合面包揮發(fā)性風味物質(zhì)的電子鼻信號的主成分分析

不同量的低聚糖替換綿白糖制作的糙米小麥復合面包的主成分分析（principal component analysis，PCA）圖見圖 9。

圖9 低聚糖糙米小麥復合面包電子鼻風味測定結果Fig.9 Bread electronic nose flavor measurement results

由圖9 可知，第一主成分（PC1）貢獻率為92.4%，第二主成分（PC2）貢獻率為4.1%，總貢獻率達到90.2%，貢獻率較大，因此兩個主成分包含了樣品的大部分信息，能夠有效地解釋其中風味差異的90.2%，故用電子鼻來評價風味差異的方法是可行的且試驗數(shù)據(jù)有效性高[17]。綿白糖添加量為8 g、低聚糖添加量為10 g 與綿白糖添加量為10 g、低聚糖添加量為5 g的面包在風味上有重疊部分，說明這兩種組合之間風味上存在一定的共性?？傮w上這7 組樣品分別分布在不同的位置，表明樣品風味之間存在著差異。可以發(fā)現(xiàn)，在綿白糖添加量為2 g、低聚糖添加量為25 g 與用30 g 低聚糖全部替換綿白糖所制作的面包與未添加低聚糖的面包在風味上差異較大，這是因為低聚異麥芽糖不能被酵母等微生物所利用，難以發(fā)酵并穩(wěn)定低殘留在發(fā)酵食品內(nèi)[18]。所以綿白糖添加量較少或為0 g時，低聚異麥芽糖的抑菌性抑制了酵母的繁殖，面包發(fā)酵不完全，導致風味上存在差異。從主成分PC1 和PC2兩個主軸上看，主成分分析圖并沒有呈現(xiàn)一個很好的單向趨勢，而是集中在一起。即隨著時間的變化，其信號并不是單方向發(fā)生變化的[19-21]，說明低聚糖對糙米小麥復合面包的風味有影響，但不顯著。

3 結論

通過采用單因素和正交試驗，探討糙米粉、谷朊粉、酵母和綿白糖的添加量對糙米小麥復合面包感官品質(zhì)、比容和質(zhì)構的影響，確定了糙米小麥復合面包的最佳工藝參數(shù)為：高筋小麥粉70%、糙米粉30%、谷朊粉 12 g、酵母 1.2 g、糖 12 g、鹽 0.6 g、改良劑 0.6 g、水58 g、黃油6 g。在此配方基礎上，用電子鼻考察不同量的低聚異麥芽糖替換綿白糖所制作的糙米小麥復合面包的風味變化，結果顯示低聚糖的添加對糙米小麥復合面包的風味有影響，但不顯著；用30 g 的低聚異麥芽糖全部替換綿白糖所制作的面包與最優(yōu)糙米小麥復合面包風味區(qū)分度明顯，可以很好地區(qū)分出來。低聚糖糙米小麥復合面包可以降低人體對糖分的攝入，為開發(fā)適宜糖尿病人群食用的食品提供理論基礎。