胡盼盼

呂梁學(xué)院生命科學(xué)系（呂梁 033000）

面包作為西方國家的主食之一，因其方便性日益受到我國青年消費(fèi)者的喜愛，如今各種各樣的面包已經(jīng)受到廣大消費(fèi)者的喜愛[1-2]。但是，大多數(shù)工廠都是利用單一的酵母菌發(fā)酵生產(chǎn)面包，雖然操作簡單方便，但不僅口感不好，發(fā)酵后的味道及面包品質(zhì)比較差，而且酸味不純正。現(xiàn)如今可以將乳酸菌與面包酵母菌共發(fā)酵來生產(chǎn)面包[3]，因?yàn)樗鼈冇邢嘟纳L條件。乳酸菌可以在發(fā)酵過程中形成的多種天然的呈香物質(zhì)，顯著改善面包的風(fēng)味，提高面包的感官品質(zhì)。此外乳酸菌可以分解食物中的大分子糖類物質(zhì)、蛋白質(zhì)，對脂肪也有一定的分解能力[4-5]，并且合成豐富的維生素，顯著提高面包的生物價和消化率等，從而提高食品的營養(yǎng)價值。

要想利用添加乳酸菌來提高發(fā)酵面包的品質(zhì)，那就有必要具體研究在面包制作過程中乳酸菌及其它輔料的添加量等工藝參數(shù)[6]。課題組前期從新疆馬奶酒中自行篩選分離鑒定，得到一株具有良好生物活性的副干酪乳桿菌M5L，前期已經(jīng)驗(yàn)證副干酪乳桿菌M5L菌體、發(fā)酵液、胞外多糖等具有免疫和抗腫瘤等生物功能。此次試驗(yàn)將其與酵母菌共作發(fā)酵制，利用乳酸菌與酵母菌共生發(fā)酵特點(diǎn)來加工副干酪乳桿菌發(fā)酵面包，并采用BBD響應(yīng)面優(yōu)化法對加工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而研制出口感獨(dú)特和營養(yǎng)豐富的乳酸菌發(fā)酵面包。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種

從新疆馬奶酒中自行分離鑒定的副干酪乳桿菌M5L（Lɑctobɑcillus pɑrɑcɑseisupsp. Paracasei M5L）：現(xiàn)由哈爾濱工業(yè)大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院保藏。

1.1.2 試驗(yàn)原料

高筋面粉、雞蛋、白砂糖、純牛奶、鹽、活性干酵母、油、水，均采購于呂梁學(xué)院星瑪客超市，食用級。

1.2 儀器與設(shè)備

VF-15C型發(fā)酵醒發(fā)箱，廣州旭眾食品機(jī)械有限公司；NA-12型低速離心機(jī)，安徽電子設(shè)備有限公司；JJ2000型電子分析天平，上海精天電子儀器廠；C32-E型面粉攪拌機(jī)，廣東美的生活電器制造有限公司；SC-20型電烤箱，廣州市中佳電設(shè)備制造有限公司；D68-YW3497型電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 乳酸菌發(fā)酵面包制備工藝流程

稱取原料→調(diào)制面團(tuán)→加入副干酪乳桿菌M5L和酵母菌→揉圓→醒發(fā)→定型→發(fā)酵（38 ℃，相對濕度35%，60 min）→烘烤（160 ℃，10 min）→冷卻→切片→包裝

技術(shù)關(guān)鍵[7-8]：調(diào)整副干酪乳桿菌M5L數(shù)，將其接種于滅菌后的脫脂乳中進(jìn)行活化，然后擴(kuò)大培養(yǎng)備用。把干酵母用30 ℃、15 mL的水活化，與之前準(zhǔn)備好的乳酸菌按質(zhì)量比添加到稱取好的面粉中調(diào)制面團(tuán)，然后將調(diào)制好的面團(tuán)靜置5 min，切成大小一樣的面塊，揉圓，然后制成想要的形狀，發(fā)酵溫度38 ℃，相對濕度35%，時間60 min；發(fā)酵完后放進(jìn)烤箱烘烤，溫度150～160 ℃，時間10 min，制得副干酪乳桿菌發(fā)酵面包。

1.3.2 單因素試驗(yàn)

分別考察不同的酵母與乳酸菌質(zhì)量比、白砂糖添加量、雞蛋添加量3個單因素對最終乳酸菌發(fā)酵面包感官品質(zhì)的影響。

1.3.3 響應(yīng)面試驗(yàn)

在單因素優(yōu)化數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，確定響應(yīng)面試驗(yàn)的因素以及水平，如表1所示。以副干酪乳桿菌發(fā)酵面包的感官評分作為響應(yīng)面值進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)，確定其最佳生產(chǎn)工藝。

表1 Box-Behnken中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素水平及編碼

1.3.4 感官評價表（參見表2）

表2 感官評定評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

由圖1可知，隨著乳酸菌與酵母菌質(zhì)量比的增加，乳酸菌面包的感官評分先增加后減少，出現(xiàn)了峰值。當(dāng)質(zhì)量比為8︰1時，感官總分最高，這說明乳酸菌與酵母菌配比既能夠?qū)γ姘目诟?、風(fēng)味產(chǎn)生影響，同時對面團(tuán)的發(fā)酵也有作用。因此選取乳酸菌與酵母菌質(zhì)量比8︰1為中心點(diǎn)。隨著白砂糖量的增加，乳酸菌面包的感官評分先增加后減少，出現(xiàn)了峰值。當(dāng)添加量為50 g時，感官評定總分最高，因此選擇30%白砂糖添加量作為中心點(diǎn)。雞蛋量的添加量對乳酸菌面包的感官評分也呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢，當(dāng)添加量為40%時，感官總分達(dá)到最大值，這說明雞蛋能夠?qū)γ姘目诟?、風(fēng)味產(chǎn)生影響：若量太多，面團(tuán)太軟，難于定型，且雞蛋味較重，若量太少，面團(tuán)則太硬，因此選取40%雞蛋添加量為中心點(diǎn)。

圖1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確定了中心點(diǎn)及水平，根據(jù)Box-Behnken試驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理，以乳酸菌與酵母菌質(zhì)量比（X1）、白砂糖添加量（X2）和雞蛋添加量（X3）為變量，以乳酸菌發(fā)酵面包感官評定分?jǐn)?shù)為響應(yīng)值（Y）進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化分析，確定最佳加工工藝，響應(yīng)面試驗(yàn)分組及結(jié)果見表3，試驗(yàn)所得方差分析見表4。

根據(jù)表3所得結(jié)果，采用Design-Expert 8.0.6軟件將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合分析，建立二階回歸模型，得到感官總分（Y）的回歸方程：

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及乳酸菌面包感官總分實(shí)測值與預(yù)測值

由表4得知，該二次模型極顯著（p＜0.000 1），失擬項(xiàng)p=0.702 28＞0.05，表示失擬不顯著，數(shù)據(jù)不存在異常點(diǎn)，模型適當(dāng)。模型的確定系數(shù)R2=0.987 7，這說明有98.77%的變差可由該模型所解釋，因此說明該模型擬合度比較好，可以用該方程代替真實(shí)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行分析。由p值可以得知，方程中的X1和X2對Y值影響極顯著（p＜0.01），X1X2、X2X3對Y值的影響極顯著（p＜0.01），X12、X22、X32對Y值的影響極顯著（p＜0.01），表示方程二次項(xiàng)以及交互作用對響應(yīng)值影響較大。根據(jù)p值可得影響面包感官品質(zhì)的因素排列：乳酸菌與酵母菌質(zhì)量比（X1）＞白砂糖添加量（X2）＞雞蛋添加量（X3）。

表4 感官總分的響應(yīng)面試驗(yàn)方差分析

2.3 各因素間交互作用分析

對響應(yīng)面方差分析結(jié)果做響應(yīng)面曲面及等值線圖，可以看出各個變量對響應(yīng)值交互作用的影響，如果等值線圖越圓，表示影響越??；如果等值線圖越扁平，表示影響越大[9-11]。由圖4可以直觀看出各個變量對乳酸菌發(fā)酵面包感官評定分?jǐn)?shù)的影響，3個交互作用圖的響應(yīng)值都是隨著變量的增大而不斷增大，到達(dá)定點(diǎn)后，隨著變量增加，響應(yīng)值反而減小，并且響應(yīng)圖開口朝下，說明存在最大值；相應(yīng)地，等值線圖均呈現(xiàn)橢圓形，說明各個因素之間交互作用顯著。

圖2 各個因素交互作用的響應(yīng)面圖與等高線圖

通過回歸模型的預(yù)測，得到乳酸菌面包制作的最佳藝條件：m（副干酪乳桿菌）︰m（酵母菌）=8.57︰1，白砂糖添加量30.86%，雞蛋添加量41.16%，此時預(yù)測最高響應(yīng)值為88.84分。采用上述最優(yōu)條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，同時考慮實(shí)際情況，將工藝條件修正為副干酪乳桿菌與酵母菌質(zhì)量比9︰1、白砂糖添加量31%、雞蛋添加量42%，3次重復(fù)試驗(yàn)實(shí)際測得感官總分為88分，相對誤差為0.78%。因此，用該法研究取得的工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，具有實(shí)用價值。

2.4 最佳工藝條件的檢驗(yàn)

由圖3可知，副干酪乳桿菌發(fā)酵面包外觀光潔、完整；表面呈金黃色，顏色均一；松軟適中，富有彈性，不粘牙；內(nèi)部氣孔均勻，紋理清晰，切片后無掉渣現(xiàn)象，因此在外觀、色澤、口感和內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面得分均較高。未添加乳酸菌所得面包表面光澤度較差，顏色較暗，口感較硬，有粘牙現(xiàn)象，面包內(nèi)部氣孔較大，切片后有斷裂和掉渣，感官評分較低。由此得知，添加副干酪乳桿菌可以有效地提高面包的品質(zhì)和營養(yǎng)。

圖3 面包QDA圖

3 結(jié)論

采用響應(yīng)面法研究副干酪乳桿菌發(fā)酵面包的最佳生產(chǎn)工藝。首先通過對副干酪乳桿菌與酵母菌質(zhì)量比、白砂糖添加量以及雞蛋添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，以確定響應(yīng)面試驗(yàn)的因素與水平。采用BBD試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法建立面包生產(chǎn)工藝優(yōu)化方案，將最終感官評定總分作為響應(yīng)面試驗(yàn)的響應(yīng)值。試驗(yàn)結(jié)果表明：各個因素對副干酪乳桿菌發(fā)酵面包感官評定影響順序?yàn)楦备衫胰闂U菌與酵母菌質(zhì)量比＞白砂糖添加量＞雞蛋添加量；面包的最佳工藝參數(shù)為副干酪乳桿菌與酵母菌質(zhì)量比9︰1、白砂糖添加量31%、雞蛋添加量42%，以此配方生產(chǎn)出的副干酪乳桿菌發(fā)酵面包感官評定分?jǐn)?shù)最高，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為乳酸菌與酵母菌共發(fā)酵面包的深入研究提供了技術(shù)參考和科學(xué)依據(jù)。