柳富杰 ，周永升，韋巧艷，蒙云慧，吳國勇 *

1. 廣西科技師范學(xué)院食品與生化工程學(xué)院（來賓 546199）；2. 廣西科技師范學(xué)院功能性食品配料工程技術(shù)研究中心（來賓 546199）

中國是世界上水稻的主要種植國家之一，大米產(chǎn)量位居世界前列。大米是我國的傳統(tǒng)主食之一，具有獨特風(fēng)味和豐富的營養(yǎng)價值，很多以大米為原材料衍生出的米制品也廣受歡迎[1]。為保證大米口感，在稻谷加工的過程中，往往會把碎米篩分出來，只留下顆粒完整飽滿的米粒。以目前的碾米技術(shù)，碾米過程中會產(chǎn)生10%～15%的碎米，我國在稻谷加工中每年都會產(chǎn)生大量碎米，如果不加以利用，會造成很大浪費[2]。因此，碎米的合理利用在大米生產(chǎn)過程中的節(jié)能環(huán)保方面顯的十分重要。

目前制作面包的常用的主要原料是小麥粉，小麥粉中的麥膠蛋白和谷蛋白在面團中水化后形成面筋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)具有持氣性，影響著面包的結(jié)構(gòu)[3]。近年來國外有研究者利用米粉替代面粉制作面包并對工藝和面包品質(zhì)展開了研究[4]。大米中富含氨基酸和優(yōu)質(zhì)谷物蛋白，并具有低敏性、易消化、米香味獨特等特點，開發(fā)米粉面包不僅能滿足人們對營養(yǎng)價值和新產(chǎn)品的要求，還能有效利用碎米資源，有著十分重要的意義[5]。面筋的缺乏影響著米粉面包的結(jié)構(gòu)，使得普通的米粉面包的膨脹程度及內(nèi)部組織等品質(zhì)較差[6]，所以為了提升米粉面包的品質(zhì)必須采用特殊方法調(diào)制面團，如添加面包改良劑。

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過對比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對米粉面包比容和感官評分的影響，優(yōu)化確定米粉面包的最佳配方，以期提高普通米粉面包的品質(zhì)，為產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良的米粉面包提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

碎米粉、高筋面粉（肇慶市福加德面粉有限公司）、水、白砂糖（廣西東亞扶南精糖有限公司）、食鹽、黃油（浙江金奧藝發(fā)食品科技有限公司）、酵母（安琪酵母股份有限公司）、羥丙基甲基纖維素（廣東味多美食品配料有限公司）、谷朊粉（封丘縣華豐粉業(yè)有限公司）、大豆分離蛋白（臨沂山松生物制品有限公司）

1.2 設(shè)備與儀器

JA12002型精密電子天平（上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）；DHP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科技有限公司）；HTD-60電熱烘爐（廣州市白云區(qū)宏泰烘焙設(shè)備廠）；TS-100B臺式恒溫震蕩器（廣州市白云區(qū)宏泰烘焙設(shè)備廠）。

1.3 米粉面包的制備

1.3.1 基礎(chǔ)配方

碎米粉（50%）、高筋面粉（50%）、純凈水（65%）、白砂糖（15%）、食鹽（1%）、酵母粉（1%）、黃油（8%），其中添加輔料量的比例按大米粉與高筋面粉的總質(zhì)量來計算。

1.3.2 工藝流程

原料混勻→和面→發(fā)酵（溫度30 ℃，相對濕度85%，時間60 min）→排氣→切分成型→醒發(fā)（溫度30 ℃，相對濕度85%～90%，時間45 min）→烘烤（烘烤溫度210 ℃，烘烤時間15～25 min）→冷卻→成品

1.4 試驗內(nèi)容

1.4.1 HPMC添加量對米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，HPMC按照混合面包粉質(zhì)量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價、和比容的測定。

1.4.2 谷朊粉添加量對米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉按照混合面包粉質(zhì)量的3%，5%，7%，9%和11%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.3 大豆分離蛋白添加量對米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，大豆分離蛋白按照混合面包粉質(zhì)量的2%，3%，4%，5%和6%比例分別添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.4 谷朊粉添加量對米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，選擇谷朊粉作為面粉改良劑，添加量為混合面包粉質(zhì)量的5%，黃油添加量按照混合面包粉質(zhì)量的6%，7%，8%，9%和10%的比例添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.5 黃油添加量對米粉面包品質(zhì)的影響

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉添加量固定為混合面包粉質(zhì)量的5%，黃油添加量為9%，白砂糖添加量按照混合面包粉質(zhì)量的13%，15%，17%，19%和21%的比例添加，其他基礎(chǔ)配方的添加量不變制作米粉面包，對制備完成的面包進行感官評價和比容的測定。

1.4.6 響應(yīng)面試驗設(shè)計

在單因素試驗基礎(chǔ)上，選定3個對面包品質(zhì)影響較大的因素：谷朊粉、黃油和白砂糖三者的添加量，制作成的面包的感官評價作為響應(yīng)值，設(shè)定響應(yīng)面試驗，因素水平見表1。

表1 響應(yīng)面因素水平表 單位：%

1.5 米粉面包品質(zhì)的測定

1.5.1 面包感官品質(zhì)的測定

采用填寫感官評價表的方式來對米粉面包進行鑒評。由10位品鑒人員按照表2的評分標(biāo)準(zhǔn)對面包品質(zhì)進行評分，每組面包的評分取平均值為該組面包的最終測評成績。

表2 面包感官評價表

1.5.2 面包比容的測定

式中：P為面包比容，mL/g；V為面包體積，mL；M為面包質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 面粉改良劑的選擇

由前期試驗知道由隨著米粉添加量的提高，米粉面包的感官評分和比容均呈現(xiàn)下降的趨勢。這可能是由于隨著米粉含量的提高，面筋含量下降，面筋網(wǎng)絡(luò)形成不完全[7]使得米粉面包持氣能力下降，面包變硬，彈性變小，比容降低和感官評分[8]。為了提高米粉面包品質(zhì)，需要在制作過程中添加面粉改良劑，后續(xù)試驗選擇50%的米粉添加量來代替小麥面粉制作米粉面包，并試驗不同面粉改良劑對米粉面包品質(zhì)的影響。

2.1.1 HPMC對米粉面包品質(zhì)的影響

米粉面包中由于缺乏面筋蛋白，制作出來的面包中蛋白質(zhì)不能形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，持氣性差，可通過添加能模擬面筋黏彈性的水膠體得到部分補償[9]。HPMC是無麩質(zhì)面包制作中最常用的水膠體。這種具有高表面活性的水溶性聚合物能夠穩(wěn)定發(fā)酵過程中形成的氣泡，從而使無麩質(zhì)面包具有高比體積和低硬度[9]。HPMC可與面筋蛋白形成復(fù)合物，主要通過物理相互作用加強面筋結(jié)構(gòu)[10]。

由圖1可知，添加適量HPMC可提高米粉面包的品質(zhì)，隨HPMC添加量增加，感官評價和比容逐漸增大，失重率和老化度逐漸降低，面包的比容越大說明面包的組織結(jié)構(gòu)越均勻，彈性越好[11]，當(dāng)添加量到達5%時比容和感官均為最優(yōu)，此時面包的失重率最低，老化程度也最低，當(dāng)添加量超過5時各指標(biāo)由優(yōu)變劣；試驗過程中通過感官評價可知添加HPMC后米粉面包組織、口感等評分升高，制作出的米粉面包網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)細膩，口感較好，但香味項的評分降低，說明添加HPMC會影響某些香氣的釋放。綜合以上幾點，認為添加HPMC有利于提高米粉面包品質(zhì)，5% HPMC為其在米粉面包的最適添加量。

圖1 HPMC添加量對米粉感官得分和比容的影響

2.1.2 谷朊粉對米粉面包品質(zhì)的影響

谷朊粉是由小麥、玉米等谷物加工得到的一種天然植物蛋白，富含70%左右的蛋白質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的改良劑[12]。

ORNL的卷對卷技術(shù)證明，該方法可用于大規(guī)模生產(chǎn)下一代復(fù)合材料的涂層纖維。此自我感知復(fù)合材料可由可再生聚合物基質(zhì)和低成本的碳纖維材料制成。

由圖2可知，比容和感官評價隨著谷朊粉添加量的提高呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢。添加谷朊粉的米粉面包的比容和感官評價均比未添加組好，這是由于米粉面包中加入了一定量的米粉，使得米粉面包中面筋蛋白含量相對減少，導(dǎo)致米粉面包面筋網(wǎng)絡(luò)形成不完全[7]。當(dāng)谷朊粉添加量為0～5%時，米粉面包的各項指標(biāo)隨著谷朊粉添加量的提高而提高，這是因為加入適量谷朊粉后，米粉面包中面筋蛋白含量提高，在面團中形成三維面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，有效的改善了面包的品質(zhì)[13]。谷朊粉添加量大于5%后繼續(xù)增加谷朊粉添加量米粉面包的各項指標(biāo)開始下降，這是因為當(dāng)谷朊粉添加量過高時，由于形成的三位面筋網(wǎng)絡(luò)過密，使得面包變硬，面包可發(fā)酵性變差，導(dǎo)致面包的品質(zhì)變差。

圖2 谷朊粉添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

添加5%的谷朊粉的米粉面包的品質(zhì)指標(biāo)均優(yōu)于其他幾個添加量。因此，認為谷朊粉的添加有利于提高米粉面包的品質(zhì)，且5%為谷朊粉其在米粉面包的最適添加量。

2.1.3 大豆分離蛋白對米粉面包品質(zhì)的影響

大豆分離蛋白是一種全價蛋白類的食品添加劑，由低溫脫溶大豆粕為原料生產(chǎn)而成，富含90%以上的蛋白質(zhì)。大豆分離蛋白含有豐富的氨基酸，添加到面包中可以提高面包營養(yǎng)價值，改善面包口感[11]。

由圖3可知，隨著米粉面包中大豆分離蛋白添加量的提高，米粉面包比容降低，口感、形態(tài)和組織等感官評價指標(biāo)評分下降，導(dǎo)致感官評分下降。指標(biāo)變化說明大豆分離蛋白的添加在米粉面包中沒有起到改良作用，有可能時因為米粉缺乏面筋蛋白，且大豆蛋白易與小麥粉中的麥谷蛋白發(fā)生疏水結(jié)合，形成麥膠蛋白-大豆蛋白-麥谷蛋白復(fù)合體，破壞面筋網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致制作出的米粉面包變硬變小[14]，面包內(nèi)部持氣能力下降，感官評分下降。

圖3 大豆分離蛋白添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.1.4 面包改良劑試驗結(jié)果

由以上試驗結(jié)果可知：HPMC和谷朊粉的加入均可以使米粉面包的品質(zhì)在一定程度上得到改善，且其最佳添加量均為5%；添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質(zhì)，反而會使得米粉面包品質(zhì)下降；通過對比發(fā)現(xiàn)加入5%的谷朊粉所制出的面包組織最為松軟，口感最佳，后續(xù)試驗選用谷朊粉作為面包改良劑制作米粉面包。

2.2 單因素試驗

2.2.1 黃油添加量對面包品質(zhì)的影響

由圖4可知，黃油添加量在6%～9%時，黃油添加量與面包比容呈正相關(guān)，原因是黃油可為面包提供大量能量，可使面包的膨松度增加[9]。試驗過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)米粉面包中黃油添加量低于9%時，面包表面色澤過淺，香味較淡，影響感官；當(dāng)米粉面包中黃油添加量超過9%時，面團黏性過大，感官評價時發(fā)現(xiàn)面包硬度太小，彈性較差，導(dǎo)致面包粘牙，感官評價明顯降低；當(dāng)黃油添加量為9%時，硬度、彈性適中，面包表皮色澤金黃，有香濃的黃油味，感官評分最高，因此9%的黃油為制作米粉面包最適黃油添加量。

圖4 黃油添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.2.2 白砂糖對米粉面包品質(zhì)的影響

由圖5可看出白砂糖添加量在13%～21%時，制作的米粉面包硬度、彈性適中，但面包的甜度低，口感相對較差，面包表面顏色較淺沒有呈現(xiàn)金黃的色澤，缺乏香味；當(dāng)白砂糖添加量超過19%后，隨著添加量提高，面包越來越硬，彈性變小，面包比容變小，口感太甜，面包顏色太深，影響面包品質(zhì)[15]，這是因為白砂糖添加量過多使得酵母細胞內(nèi)滲透壓增加，酵母細胞平衡失調(diào)，發(fā)酵產(chǎn)氣速度變慢；當(dāng)白砂糖添加量為19%時，制作出的米粉面包硬度、彈性適中，色澤金黃，散發(fā)誘人香氣，故此為最適添加量。

圖5 白砂糖添加量對米粉面包感官得分和比容的影響

2.3 響應(yīng)面試驗結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇初始谷朊粉、黃油、白砂糖為自變量，分別記為X1、X2和X3，以感官評分為響應(yīng)值Y，設(shè)計響應(yīng)面試驗，試驗方案及結(jié)果如表3所示。試驗方案經(jīng)過Design Expert 8.06軟件處理，得到響應(yīng)面二次回歸方程：Y=-382.325+12.475X1+49.3X2+22.675X3+0.4X1X2-0.4X1X3+0.05X2X3-0.812 5X12-2.85X22-0.562 5X32。

表3 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果

響應(yīng)面優(yōu)化試驗中，谷朊粉、黃油、白砂糖對米粉面包感官評分的影響方差分析，見表4所示。表中直觀看出該模型p＜0.000 1，極顯著，失擬項不顯著，方程有效。該模型相關(guān)系數(shù)R2=99.52%，經(jīng)過調(diào)整后為98.91%，說明該模型能解釋98.91%的響應(yīng)值變化，證明該模型與實際的擬合性較好。

各因素的F值表示各因素對響應(yīng)值的影響程度，F(xiàn)值越大表示該因素對響應(yīng)值的結(jié)果影響越大。由表4可知，這三個因素對米粉面包感官評分影響顯著性大小依次為谷朊粉＞白砂糖＞黃油。谷朊粉和白砂糖對影響感官評分的影響顯著，黃油對感官評分的影響不顯著。

表4 回歸模型方差分析表

經(jīng)過Design Expert 8.06對數(shù)據(jù)處理的出最優(yōu)條件是谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，響應(yīng)面模型預(yù)測的感官評分為90.42分。根據(jù)實驗室的實際情況及實施方案的可操作性將最優(yōu)方案工藝參數(shù)更正為添加5.43%谷朊粉、8.92%黃油、19.34%白砂糖，根據(jù)該參數(shù)進行三次平行試驗，測得米粉面包感官評分為91.3分，相比響面模型預(yù)測值誤差為0.96%。因此，說明通過響應(yīng)面優(yōu)后得到的工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠，且具有實用價值。

3 結(jié)論

以碎米加工成的米粉和小麥粉為原料制作米粉面包，通過對比添加不同面粉改良劑、黃油和白砂糖添加量對米粉面包比容和感官評分的影響，通過試驗可知：

1) 在米粉面包中添加HPMC和谷朊粉均可以使米粉面包的比容、感官等特性在一定程度上得到改善，但是單獨添加大豆分離蛋白不能提高米粉面包的品質(zhì)，反而會使得米粉面包品質(zhì)下降，其中添加5%谷朊粉的米粉面包品質(zhì)最高。

2) 由單因素和響應(yīng)面試驗中得到米粉面包的最佳配方為谷朊粉添加量5.43%、黃油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，其他基礎(chǔ)配料為鹽1%、酵母粉1%、水65%，按此配方制作出的米粉面包的體積、組織結(jié)構(gòu)、口感與普通面包較為相似，并具有獨特的大米香氣，感官評分達到91.3分。

研究在一定程度上改善了米粉面包在組織結(jié)構(gòu)、體積、口感上的不足，在提高碎米的利用率、有效降低普通面包的生產(chǎn)成本、豐富面包的品種提供新思路等方面上有著重要意義。