李志方，黃文雄，李 操，郭亞麗，楊喜華，楊會賓

(國糧武漢科學研究設計院有限公司，湖北 武漢 430079)

小麥是重要的谷物之一，通常以小麥粉的形式食用。精制小麥粉造成許多營養(yǎng)成分的流失，例如膳食纖維、礦物質、維生素。而全麥產(chǎn)品由于其含有益于健康的成分越來越受到食品工業(yè)和消費市場的關注。發(fā)芽全谷物產(chǎn)品的還原糖、礦物質、游離氨基酸、膳食纖維都比未發(fā)芽的要高[1-3]，尤其是γ-氨基丁酸含量。據(jù)報道，控制發(fā)芽生長的發(fā)芽小麥粉可以增大面包的體積、改善面包的質地、提高面包的感官品質等[4]。本研究將發(fā)芽小麥全粉和高筋粉混合，通過對面包品質的相關指標進行對比，確定發(fā)芽小麥粉面包的最優(yōu)配比，并分析了面包中的γ-氨基丁酸含量，探討發(fā)芽小麥粉對面包品質的改善作用。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

1.1.1主要材料

高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；高筋粉，益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司；小麥(扶麥1228 )、黃油、鹽和蔗糖均購于超市。

發(fā)芽小麥粉的制備：(1)小麥除雜。將所購買的小麥除去雜質、未成熟和破碎顆粒，對處理好的小麥進行封裝，放在低溫處(4℃)儲存?zhèn)溆谩?2)超聲處理。稱取處理好的小麥20 g，將其放入錐形瓶中，用蒸餾水進行多次清洗后，按固液比1∶4加入超純水后將錐形瓶放入超聲波清洗機中，進行超聲處理，采用冰袋或熱水控溫，超聲波處理的功率為30 W、時間35 min、溫度36℃。(3)小麥發(fā)芽。將超聲處理后的小麥放入恒溫恒濕箱中進行發(fā)芽，發(fā)芽時間38 h、發(fā)芽溫度31℃，然后將發(fā)芽后的小麥于烘箱50℃干燥12 h，使水分降至13%以下，儲存在4℃冰箱中備用。(4)將干燥后的發(fā)芽小麥粉碎全部過100目篩，得到發(fā)芽小麥粉。

1.1.2主要試劑

γ-氨基丁酸標準品(分析純，國藥集團化學試劑有限公司)；甲醇、乙酸均為國產(chǎn)分析純試劑；超純水。

1.2 主要儀器設備

100目分樣篩，新鄉(xiāng)市宏源振動設備公司；FZ102型電子分析天平；MGC-450HP-2型人工氣候培養(yǎng)箱；YB-1000A型高速多功能粉碎機；AS10020A型超聲清洗機；GZX-9070ME型電熱鼓風干燥箱，青島明博環(huán)?？萍脊荆籎A12002型電子天平，上海精密科學儀器公司；BVM-L370型食品體積測定儀、C-cell型食品圖像分析儀，瑞典波通公司；TA-XT2i型質構儀，英國SMS公司；J092型和面機，上海精密科學儀器公司；SGC-1Y型烤箱，三麥機械公司。

1.3 試驗方法

1.3.1面包制作

參照GB/T 14611—2008 使用直接發(fā)酵法制作面包，稍作修改，其步驟如下：

(1)準備好試驗所需的原料：小麥粉、黃油、鹽、糖、酵母和水，根據(jù)試驗設計，固定黃油和鹽的量，固定混合粉的總量為300 g，試驗中發(fā)芽小麥粉含量、酵母量、加水量及加糖量隨所需條件改變。

(2)試驗開始，先將醒發(fā)箱的溫度和濕度設定為30℃和85%，使其慢慢到達預設值，用電子天平稱好各部分的量，將酵母進行活化(活化時水溫為30℃)，將糖溶解于適量的水中。打開和面機開關，設定好轉速和時間，將小麥粉、活化后的酵母、溶解后的糖、水依次加入和面機中，啟動攪拌機和面，等面粉變成面團時，依次加入熔化的黃油、食鹽，繼續(xù)攪拌，直到和面機內壁和面團變得光滑，面團可以被拉成均勻薄膜時停止和面。

(3)將和好的面團取出并輕微整型后置于醒發(fā)箱中醒發(fā)30 min，醒發(fā)完成后取出整型和排氣。排氣后再次進行醒發(fā) 60 min。醒發(fā)完成后烘烤，烤箱上火溫度195℃，下火溫度185℃，時間15 min。

1.3.2面包比容的測定

食品體積測定儀可以快速測定面制品的體積、比容、質量等參數(shù)。將烤好的面包放置1 h后，采用食品體積測定儀進行比容測試。

1.3.3面包感官評分

面包感官評分按照中國農科院制定的《面包烘焙品質評分標準》評價。具體評定過程是：從烤箱取出面包，在室溫下冷卻面包，1 h后請15位食品專業(yè)評價員，從面包外觀、面包芯色澤、面包芯質地和面包芯紋理等方面對面包進行感官評定。

1.3.4面包組織結構測定

將面包放在室溫25℃下冷卻3 h后，用專用面包刀從中心切片，切片厚度約為20 mm，放入樣品盤進行測定，然后利用C-cell圖像分析儀進行分析。

1.3.5面包質構測定

將面包在室溫下放置1 h后，用專用面包刀切取面包中心部位25 mm×25 mm×25 mm的面包芯塊，作為測試樣品，進行質構剖面分析(TPA)試驗，使用P/36 R探頭進行測定，參數(shù)條件：測前、中、后的速度分別為：5、1、5 mm/s；起點感應力：5g；壓縮率：50%；壓縮時間：30 s；應變量：50.00%；間隔時間：5.00 s；引發(fā)力：5.0g。

1.3.6γ-氨基丁酸測定

將干燥后的發(fā)芽小麥粉碎全部過100目篩，得到發(fā)芽小麥粉，準確稱取3 g發(fā)芽小麥粉參照王安群等[5]的方法進行γ-氨基丁酸的測定。

1.3.7數(shù)據(jù)處理

單因素試驗均重復3次，取平均值，數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS 18.0，畫圖使用Microsoft Excel 2010。

2 結果與分析

2.1 發(fā)芽小麥粉面包的最佳配方

2.1.1單因素試驗

面包的比容是反應面包品質的一個重要指標，本次試驗把面包比容和感官綜合起來評價面包的品質，分別考察發(fā)芽小麥粉的添加量、酵母添加量、加糖量和加水量四個因素對面包品質的影響，確定其最佳范圍。

2.1.1.1發(fā)芽小麥粉添加量對面包品質的影響

試驗中，混合粉(14%濕基)的總量為300 g，發(fā)芽小麥粉的添加量分別為0、6、12、18、24、30 g，糖的添加量為30 g，酵母的添加量為4 g，加水量為175 ml，按照上述配方來制作面包，并對其進行感官評分和比容測定。發(fā)芽小麥粉添加量對面包品質影響結果如圖1所示。

圖1 發(fā)芽小麥粉添加量對面包品質影響

由圖1可知，面包的比容隨著發(fā)芽小麥粉添加量的增加而逐漸減小。這是因為發(fā)芽小麥粉的加入使混合粉的筋力減弱，導致面團保持氣體的能力下降，使面包的結構不再柔軟，從而影響了面包的比容。當發(fā)芽小麥粉添加量在0～12 g時，成品的比容雖略有下降，但下降的幅度不大；但面包的感官評分卻逐漸升高。當發(fā)芽小麥粉的添加量超過12 g時，面包的感官評分則隨著發(fā)芽小麥粉添加量的增大而減小。表明發(fā)芽小麥粉的添加在一定范圍內可以改善面包綜合感官特性。這可能與發(fā)芽小麥粉中的α-淀粉酶活性變化有關[6]。當發(fā)芽小麥粉添加量為12 g時，面包的感官評分最高，因此在正交試驗設計中發(fā)芽小麥粉的添加量選6、12、18 g。

2.1.1.2酵母添加量對面包品質的影響

試驗中，混合粉(14%濕基)的總量為300 g，酵母添加量分別為2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g。糖的添加量為30 g，發(fā)芽小麥粉添加量為12 g，加水量為175 ml。按照上述配方來制作面包，并對其進行感官評分和比容測定。酵母添加量對面包品質影響結果如圖2所示。

圖2 酵母添加量對面包品質影響

由圖2可知，發(fā)芽小麥粉面包的感官品質和比容在酵母添加量為2.5～4.0 g時，隨著添加量的增加而增加；在酵母添加量為4.0～5.0 g時略有減小。這是因為酵母有著生物蓬松、面筋擴展、提高面包的香味和增加營養(yǎng)價值的作用，它的用量對面包的品質影響很大。若添加量太少，則面團發(fā)不起來或需長時間才能發(fā)起來，造成成品面包的體積小，內部質地較硬；若添加量過大，面團氣體產(chǎn)量增多，會導致成品面包表面開裂并塌陷，同時給面包帶來較為濃烈的酵母味，影響其品質。只有添加適量的酵母，才會使面包有最大的彈性和最理想的內部組織、體積和表皮顏色。當酵母添加量為4.0 g時，面包的感官評分和比容較為理想。因此在正交試驗設計中，發(fā)芽小麥粉的添加量選3.0、4.0、5.0 g。

2.1.1.3加糖量對面包品質的影響

試驗中，混合粉(14%濕基)的總量為300 g，加糖量分別為10、20、30、40、50、60 g。酵母添加量為4 g，發(fā)芽小麥粉添加量為12 g，加水量為175 ml。按照上述配方來制作面包，并對其進行感官評分和比容測定。加糖量對面包品質影響結果見圖3。

圖3 加糖量對面包品質影響

由圖3可知，發(fā)芽小麥粉面包的感官評分和比容隨著蔗糖添加量的增加先上升后下降。當加糖量為10～40 g時，隨著加糖量的增加，面包的感官評分從74.0升至81.0，其比容也從4.8 cm3/g升至5.3 cm3/g，這是由于蔗糖是酵母發(fā)酵的能量來源，可以促進酵母繁殖或發(fā)酵；同時，蔗糖發(fā)生美拉德反應賦予面包具有美觀的金黃色表皮；此外，蔗糖還可以增強面包的保水性，減少面包水分的蒸發(fā)，使面包保持彈性，增大了比容。當加糖量為40～60 g時，其比容和感官較添加40 g糖時都有所降低，這是由于糖量過高時，酵母的活性和發(fā)酵能力受到抑制導致發(fā)酵效果降低，面筋形成受到抑制使得面包的體積變??；另外，糖的過度添加還會使面包因口味太甜而影響了其感官評分。當蔗糖添加量為30～50 g時，感官評分和比容都比較理想．因此在正交試驗設計中加糖量選30、40、50 g。

2.1.1.4加水量對面包品質的影響

試驗中，混合粉(14%濕基)的總量為300 g，加水量分別為145、155、165、175、185、195 ml。酵母添加量為4 g，發(fā)芽小麥粉添加量12 g，加糖量40 g。按照上述配方來制作面包，并對其進行感官評分和比容測定。加水量對面包品質影響結果見圖4。

圖4 加水量對面包品質影響

水能溶解酵母、糖、鹽等物質，它的含量不僅影響著面包的品質，還影響著面包的貨架期。由圖4可知，發(fā)芽小麥粉面包的感官評分和比容隨著水量的增加呈先上升再下降的趨勢。當加水量為145 ml時，面包的感官和比容分別為73.5和4.85 cm3/g，加水量較低時面團較硬、面筋形成不足，同時，酵母在此環(huán)境下不能有效產(chǎn)氣，導致面包體積較?。划敿铀繛?65 ml時，面包的比容和感官都達到最大值，因為酵母在適量的加水量下能更好地進行發(fā)酵，使面包體積、質地和紋理都變得比較理想；當加水量為195 ml時，面包的比容和感官降到較低值，如果加水量過多，面團膜的強度變軟，面筋蛋白被破壞，面包比容降低，同時，加水量過大使面筋的彈性變弱，面包內部組織形成了較大的孔洞，導致面包感官品質下降。當加水量在155～175 ml時，感官品質和比容較好。因此在正交試驗設計中加水量選155、165、175 ml。

2.1.2正交試驗

根據(jù)單因素試驗的試驗結果，把感官評分值作為評判指標，設計L9(34)的正交試驗，確定發(fā)芽小麥粉面包的最佳配方。因素與水平見表1，試驗方案及結果見表2。

表1 因素水平表

表2 正交試驗方案及結果

由表2中極差值R可知，四個因素的主次順序為：A(發(fā)芽小麥粉添加量)、B(酵母添加量)、D(加水量)、C(加糖量)，分析結果表明，最優(yōu)方案為A2B3C1D3，即發(fā)芽小麥粉添加量為12 g、酵母添加量為5 g、加糖量為30 g、加水量為175 ml。由于該組合不在正交試驗中，選擇此組合方案進行多次試驗，驗證其感官品質平均評分為87.0，高于其他組試驗評分，故最優(yōu)方案為A2B3C1D3。

2.2 面包組織結構的分析

C-cell能較好地測試面包切片的組織結構，其結果通過數(shù)字和圖像的形式呈現(xiàn)。以最佳配方制作面包，分析發(fā)芽小麥粉面包(添加12 g發(fā)芽小麥粉)與普通面包(未添加發(fā)芽小麥粉)的組織結構變化，C-cell圖像數(shù)據(jù)見表3，圖像見圖5。

表3 不同面包C-cell測試結果

圖5 面包的C-cell掃描圖像

由表3可知，與普通面包相比，發(fā)芽小麥粉面包氣孔數(shù)量增加，氣孔數(shù)量越多，面包組織越均勻，品質越好，這說明添加發(fā)芽小麥粉在一定程度上提高了面包的品質；氣孔面積、氣孔直徑和氣孔體積是反映面包內部細膩程度的指標，它們的值越小，面包的內部結構越細膩。發(fā)芽小麥粉面包的氣孔面積、氣孔直徑和氣孔體積相比普通面包都減小，說明發(fā)芽小麥粉面包內部相比普通面包內部更加細膩?？妆诤穸戎翟酱?，面包感官評分越低，發(fā)芽小麥粉面包的孔壁厚度相對于普通面包降低，表明添加發(fā)芽小麥粉提高了面包的感官品質。由圖5也可看出，發(fā)芽小麥粉面包相對于普通面包更加細膩，色澤度更好，面包體積更大。

所以，在高筋粉中添加發(fā)芽小麥粉能有效改善面包的組織結構，添加發(fā)芽小麥粉的面包氣孔數(shù)量比較多，孔壁比較薄，感官評分較高，內部結構比較細膩。

2.3 面包質構特性分析

人們在對食品做分析時，單純的靠感官分析往往不具備說服力，所以經(jīng)常通過一些儀器來輔助分析，質構儀能模仿人牙齒的咀嚼能力，可以對樣品的物性概念作出準確的描述，使得感官分析更加具有說服力。發(fā)芽小麥粉面包與普通面包的質構分析結果見表4。

表4 不同面包質構測試結果

由表4可知，發(fā)芽小麥粉面包的硬度、膠著性降低，彈性、黏聚性、咀嚼性和回復值增加。硬度越小的面包越柔軟，彈性越大的面包口感越有勁道。普通面包的硬度和彈性值分別為485.46和0.87，發(fā)芽小麥粉面包的硬度和彈性值為461.43和0.92，發(fā)芽小麥粉面包的硬度減小的同時彈性增加，表明添加發(fā)芽小麥粉能使面包的結構變得更加柔軟，口感更有勁道，這可能與α-淀粉酶在面包中產(chǎn)生的作用有關，適量α-淀粉酶影響了酵母的發(fā)酵力，從而影響了硬度和彈性。膠著性反映了面包的韌性，通常越小，韌性越好，發(fā)芽小麥粉面包與普通面包的膠著性差別不大。咀嚼性越大，入口舒適度越差，咀嚼性變大可能是由于發(fā)芽小麥粉中含有的膳食纖維高，使其在咀嚼入口時舒適度降低。黏聚性反映面包內部的黏合力，值越大，說明黏合得越緊密，發(fā)芽小麥粉面包比普通面包的黏聚性增加了約0.21，說明發(fā)芽小麥粉面包的內部更加緊密。

所以，相較于普通面包在質構上的表現(xiàn)，發(fā)芽小麥粉面包的硬度更小，彈性更大，黏聚性更大，但其咀嚼性變差。說明添加發(fā)芽小麥粉可以改善面包的某些質構品質。

2.4 面包中γ-氨基丁酸分析

不同面包γ-氨基丁酸含量見表5。

表5 不同面包γ-氨基丁酸含量變化

由表5可知，普通面包中γ-氨基丁酸0.13 mg/(100 g)，發(fā)芽小麥粉面包中γ-氨基丁酸含量為10.45 mg/(100 g)，相比于普通面包增加了10.32 mg/(100 g)。發(fā)芽小麥粉面包中γ-氨基丁酸含量并沒有像預期的那樣增加，可能是由于γ-氨基丁酸參與了面包烘焙過程中的Maillard反應，導致與預測值相比面包樣品中γ-氨基丁酸含量有所減少。由于γ-氨基丁酸在人體中發(fā)揮著重要的作用，因此，可以通過添加發(fā)芽小麥粉制得含γ-氨基丁酸的面包產(chǎn)品，來提高人體對γ-氨基丁酸的攝入。

3 結論

(1)在單因素試驗的基礎上，經(jīng)過正交優(yōu)化試驗得到發(fā)芽小麥粉面包的最佳配方為：當混合粉的總量為300 g時，發(fā)芽小麥粉添加量為12 g、酵母添加量為5 g、加糖量為30 g、加水量為175 ml。各因素對面包感官品質評價分值影響的主次順序為：發(fā)芽小麥粉添加量、酵母添加量、加水量、加糖量。

(2)按最優(yōu)配方制作面包，比較普通面包和發(fā)芽小麥粉面包的組織結構和質構，面包的C-cell組織結構測定顯示，發(fā)芽小麥粉面包中氣孔數(shù)量較多，孔壁比較薄，內部結構比較細膩。質構結果顯示，發(fā)芽小麥粉面包的硬度更小，彈性更大，黏聚性更大，但其咀嚼性變差。

(3)分析面包中γ-氨基丁酸含量，發(fā)現(xiàn)發(fā)芽小麥粉面包中γ-氨基丁酸比普通面包增加了10.32 mg/(100 g)，可以通過添加發(fā)芽小麥粉制得含γ-氨基丁酸的面包產(chǎn)品，來提高人體對γ-氨基丁酸的攝入。