劉思宇，舒 琴，蘆紅云，陳啟和

（浙江大學食品科學與營養(yǎng)系 杭州 310058）

包子作為中國的傳統(tǒng)主食之一，因獨特的風味和豐富的營養(yǎng)而深受人們的喜愛，在我國的飲食文化中占據(jù)非常重要的地位。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和城市化進程的加快，包子的產(chǎn)業(yè)化前景日益廣闊。冷凍面團技術(shù)是指將冷凍原理應用于面包、饅頭和包子等產(chǎn)品生產(chǎn)的加工技術(shù)[1]，自20世紀70年代以來，由于它具有延長食品的保質(zhì)期，防止淀粉老化和便于運輸?shù)葍?yōu)點，極大地推動了國內(nèi)外面制品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，被認為是實現(xiàn)主食生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化的重要途徑之一[2]。目前我國餐飲行業(yè)中包子的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)通常采用預醒發(fā)冷凍面團法，該法是將醒發(fā)程度為20%～100%不等的面團經(jīng)冷凍處理后儲存，在需要時進行簡單的解凍和蒸制，不僅能更快地滿足消費者的需求，還有效降低了生產(chǎn)成本[3]。

雖然冷凍面團制品的市場在逐年增長，但是冷凍面團的品質(zhì)在從冷凍儲存到最終到達消費者的過程中會逐漸劣化。大量研究表明，長時間冷凍貯藏處理會在面團中形成冰晶并出現(xiàn)重結(jié)晶現(xiàn)象，這將直接破壞面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，嚴重損傷酵母細胞，導致面團的骨架支撐力、產(chǎn)氣力和持氣力下降，進而降低產(chǎn)品品質(zhì)，產(chǎn)生成品硬度和咀嚼性增加，比容變小和粘牙等難題[4-6]。近年，有研究者對冷凍面團品質(zhì)劣化的問題進行了研究，發(fā)現(xiàn)一些改良劑對冷凍面團的品質(zhì)具有較好的改善作用[7-8]。本文研究黃原膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯4 種改良劑對冷凍面團及其蒸制包子品質(zhì)的影響，在單因素實驗基礎(chǔ)上，利用響應面法優(yōu)化改良劑復配工藝，得到適合制作冷凍面團包子的最佳復合冷凍改良劑配方，以期為改善冷凍面團制品品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小麥粉，江蘇泰興曲霞面粉有限公司；高活性干酵母、雙效泡打粉，山東圣琪生物有限公司；白砂糖、食鹽，市售；黃原膠、硬脂酰乳酸鈉、雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯，F(xiàn)oodmate Co.Ltd.公司；瓜爾豆膠，廈門益維生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

BSA124S 電子天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；SM350G 和面機，寧波阿詩頓電器有限公司；CTHI-250B 恒溫恒濕箱，施都凱儀器設備（上海）有限公司；GR-B2078DAH 冰箱，樂金電子（中國）有限公司；SZ30T1 蒸鍋、SDHCB9E30-210電磁爐，浙江蘇泊爾股份有限公司；MCR302 智能型高級旋轉(zhuǎn)流變儀，奧地利安東帕公司；TA.XT Plus 質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro System 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 冷凍面團包子的基本配方及工藝流程 冷凍面團包子的基礎(chǔ)配方如下（以面粉質(zhì)量計）：面粉100%、活性干酵母1%、泡打粉1%、白砂糖10%、鹽0.1%、溫水50%。改良劑：黃原膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯。

工藝流程如下：原輔料混合→和面（10 min，22 ℃）→分切（稱重）→包餡→成型→醒發(fā)（濕度75%，35 ℃，30 min）→速凍（-40 ℃，30 min）→冷凍（-20 ℃，72 h）→解凍醒發(fā)（濕度70%，37 ℃，40 min）→蒸制（20 min，停火放置2～3 min）→成品。

1.3.2 冷凍面團動態(tài)流變特性測定 參考Ozulku等[9]的方法并加以調(diào)整，采用振蕩模式下的頻率掃描試驗研究改良劑對冷凍面團流變學特性的影響。取2 g 醒發(fā)至終點的冷凍面團中間部位于樣品臺上，進行動態(tài)頻率掃描。測定條件：平板直徑25 mm；應變值0.1%；間距2 mm；溫度25 ℃；頻率0.1～100 Hz。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)測定 參考Ji 等[10]的方法加以調(diào)整，采用質(zhì)構(gòu)儀測定冷凍面團內(nèi)部的質(zhì)構(gòu)。將蒸好的冷凍面團包子置于室溫下冷卻，切成15 mm 厚的薄片，取中間2 片，采用P35 探頭進行質(zhì)構(gòu)測定，測定條件：測前速度2.00 mm/s；測中速度1.00 mm/s；測后速度2.00 mm/s；測試距離10.00 mm；應變模式，形變50%；間隔時間3.0 s；觸發(fā)力5.0 g。

1.3.4 比容測定 參考Lu 等[11]的方法，將蒸好的包子置于室溫下冷卻，用油菜籽排空法測定包子體積，計算包子比容公式如下：

式中，λ——包子比容，mL/g；V——包子體積，mL；m——包子質(zhì)量，g。

1.3.5 高徑比測定 參考Liu 等[12]方法，將蒸好的包子置于室溫下冷卻，用游標卡尺測定包子的高度和直徑，計算包子高徑比公式如下：

式中，N——包子高徑比；H——包子高度，cm；D——包子直徑，cm。

1.3.6 感官評價 參考GB/T 17320-2013《小麥品種品質(zhì)分類》確定冷凍面團包子感官評價標準如表1所示。選擇8 名經(jīng)過培訓的感官評定人員通過嗅覺、觸覺和味覺等對包子的色澤、風味、質(zhì)地和口感等方面進行評價，評價一個樣品間隔5 min，清水漱口后方可進行下一個樣品的評價。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard

1.3.7 單因素實驗 以冷凍面團包子的比容、高徑比、質(zhì)構(gòu)、流變和感官評分為指標，分別選取黃原膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯4 種改良劑進行單因素實驗，根據(jù)不同添加量對冷凍面團的影響，確定不同因素的較優(yōu)水平，食品添加劑的用量范圍參照GB 2760-2014《食品添加劑使用標準》。

1.3.8 響應面試驗 選擇黃原膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯為響應變量，以冷凍面團包子的感官評分為響應值，利用Design Expert 13.0 軟件進行響應面優(yōu)化分析，響應面試驗因素與水平設計如表2所示。

表2 響應面試驗因素與水平Table 2 Factors and levels in response surface design

1.3.9 數(shù)據(jù)處理 采用Microsoft Office Excel 2019、SPSS 26.0、Design-Expert 13.0 以及Origin 2018 進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、試驗設計和作圖。數(shù)據(jù)以“平均值±偏差”表示，以P<0.05 表示數(shù)據(jù)之間的顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 黃原膠對冷凍面團包子品質(zhì)的影響及分析

黃原膠是一種水溶性的微生物多糖，具有較強的親水性，可以穩(wěn)定面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，起到增稠、保水和促進面團表面光滑的作用[13]。圖1 顯示了黃原膠對冷凍面團包子品質(zhì)的影響。由圖可知，隨著黃原膠添加量的不斷增加，包子的比容、高徑比、彈性和感官評分呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，在黃原膠添加量為0.1%時達到最大值，分別為2.83 mL/g，0.66，0.82 和83.33 分，此時包子的硬度最小為95.05 g。黏性模量和彈性模量的比值稱為損耗角正切tan δ，該值越低說明樣品的加工品質(zhì)越好[14]。同一頻率下，含0.1%和0.15%黃原膠面團的tan δ 較低，說明添加適量的黃原膠可改善冷凍面團的加工性能。

圖1 黃原膠對冷凍面團包子比容、高徑比、彈性、硬度、流變和感官評分的影響Fig.1 Effects of xanthan gum on specific volume，height-to-diameter ratio，springiness，hardness，rheology and sensory score of frozen dough bun

2.1.2 瓜爾豆膠對冷凍面團包子品質(zhì)的影響及分析 瓜爾豆膠是一種從豆科植物瓜爾豆胚乳中提取出的半乳甘露聚糖，其水溶液黏度高，常被用作食品增稠劑和穩(wěn)定劑[15]。圖2 顯示了瓜爾豆膠對冷凍面團包子品質(zhì)的影響。由圖可知，隨著瓜爾豆膠添加量的不斷增加，包子的比容、高徑比、彈性和感官得分先增加后減小，硬度先降低后緩慢增大。當瓜爾豆膠添加量為0.1%時，包子的比容、高徑比、彈性和感官評分達到最大值，分別為2.96 mL/g，0.74，0.83 和86.34 分，此時硬度達到最小為91.05 g，與空白對照組相比減少了31.60%。同一頻率下，當瓜爾豆膠添加量為0.1%時，冷凍面團包子的tanδ 最低，這是由于瓜爾豆膠的親水基團可以與面團中的蛋白質(zhì)和淀粉等分子發(fā)生作用形成復合物，使面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)處于最佳水合狀態(tài)，改變了冷凍面團的流變特性[16]。

圖2 瓜爾豆膠對冷凍面團包子比容、高徑比、彈性、硬度、流變和感官評分的影響Fig.2 Effects of guar gam on specific volume，height-to-diameter ratio，springiness，hardness，rheology and sensory score of frozen dough bun

2.1.3 硬脂酰乳酸鈉對冷凍面團包子品質(zhì)的影響及作用特征 硬脂酰乳酸鈉是一種乳化劑，具有兩親性，能與面筋蛋白形成復合物，強化面筋網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，增強面團的柔韌性和耐加工性[17]。圖3 結(jié)果顯示了硬脂酰乳酸鈉對冷凍面團包子品質(zhì)的影響。由圖結(jié)果可知，隨著硬脂酰乳酸鈉添加量的不斷增加，包子的比容、高徑比、彈性和感官評分先增加后減??；硬度則一直減小，呈現(xiàn)先急劇減少后緩慢降低的趨勢。在同一頻率下，當硬脂酰乳酸鈉添加量為0.2%時，冷凍面團包子的tanδ 最低，此時包子的比容、高徑比、彈性和感官比分達到最大值，分別為2.90 mL/g，0.72，0.81 和82.67 分，而包子的硬度在硬脂酰乳酸鈉添加量為0.3%達到最低，為87.36 g。

圖3 硬脂酰乳酸鈉對冷凍面團包子比容、高徑比、彈性、硬度、流變和感官評分的影響Fig.3 Effects of sodium stearoyl lactate on specific volume，height-to-diameter ratio，springiness，hardness，rheology and sensory score of frozen dough bun

2.1.4 雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯對冷凍面團包子品質(zhì)的調(diào)控影響 雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯是一種非離子型乳化劑，能與淀粉發(fā)生交互作用形成復合物，具有強化面筋蛋白、延遲淀粉回生和面團抗塌陷性等功能[18]。圖4 顯示了雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯對冷凍面團包子品質(zhì)的影響。由圖可知，隨著雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯添加量的不斷增加，包子的比容、高徑比、彈性和感官評分呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，而硬度則先減少后增加。當雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯添加量為0.3%時，包子的比容、高徑比、彈性和感官比分達到最大值，分別為2.88 mL/g，0.68，0.83 和83.67分，包子的硬度達到最低。在同一頻率下，當雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯添加量為0.3%時，冷凍面團包子的tanδ 最低，說明適量添加雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯可以提高冷凍面團的強度，改善其加工性和產(chǎn)品品質(zhì)[19]。

圖4 雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯對冷凍面團包子比容、高徑比、彈性、硬度、流變和感官評分的影響Fig.4 Effects of diacetyl tartaric acid ester of mono（di）glycerides on specific volume，height-to-diameter ratio，springiness，hardness，rheology and sensory score of frozen dough bun

2.2 不同改良劑復配優(yōu)化

2.2.1 響應面試驗結(jié)果與分析 基于單因素實驗結(jié)果，以黃原膠（A）、瓜爾豆膠（B）、硬脂酰乳酸鈉（C）和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯（D）為響應變量，以感官評分（Y）為響應值，用Design-Expert 13.0 軟件進行Box-Behnken 試驗設計，試驗設計和結(jié)果如表3所示。

表3 響應面試驗設計與結(jié)果Table 3 Experimental design and results for response surface analysis

通過二次多元回歸擬合，得出響應值Y對編碼自變量A、B、C、D的模擬回歸方程：

Y=84.68 + 0.7667A+ 0.3917B+ 1.16C+0.9667D+ 0.65AB+ 0.3AC+ 0.85AD+ 1.05BC-0.925BD-0.125CD-1.34A2-1.65B2-0.9525C2-1.07D2。

對試驗結(jié)果進行方差分析，結(jié)果如表4所示。

如表4 回歸模型方差分析顯著性檢驗表明，該回歸模型P=0.0005<0.01，說明方程模型極顯著，能很好地反映冷凍面團包子感官評分與4 種改良劑之間的關(guān)系；模型的失擬項P=0.4269>0.05，不顯著，說明方程模型的試驗誤差小。該回歸模型的相關(guān)系數(shù)R2=0.8731，調(diào)整決定系數(shù)R2Adj=0.7461，說明預測值與試驗值有較高相關(guān)性，該方程模型的可信度較高[20]。由表4 中的F值可知，各因素對冷凍面團包子感官評分的影響主次順序為：C（硬脂酰乳酸鈉）>D【雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯】>A（黃原膠）>B（瓜爾豆膠）。從方差分析結(jié)果可知，該模型中一次項因素C、D和二次項因素A2、B2、D2對冷凍面團包子感官評分的影響極顯著（P<0.01）；一次項因素A、BC和二次項因素C2對冷凍面團包子感官評分的影響顯著（P<0.05）；其余項對冷凍面團包子感官評分沒有顯著影響（P>0.05）。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression model

2.2.2 響應面交互作用分析 圖5 反映了各因素之間的交互作用及其對冷凍面團包子感官評分的影響。響應面曲面坡度越陡峭且等高線越密集，說明該因素之間的交互作用對響應值的影響越大[8]。由圖結(jié)果可知，隨著各因素添加量的增加，響應值都呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在試驗范圍內(nèi)存在穩(wěn)定點，瓜爾豆膠和硬脂酰乳酸鈉的交互作用顯著（P<0.05），說明瓜爾豆膠和硬脂酰乳酸鈉對冷凍面團包子的感官評分影響顯著。

圖5 各因素的交互作用以及對包子感官評分的影響曲面圖Fig.5 Response surface plots of the effects of any two variables on sensory evaluation of frozen dough bun

利用Design Expert 13.0 軟件進行響應面優(yōu)化分析，得到冷凍面團包子改良劑的最佳配方為：黃原膠0.099%、瓜爾豆膠0.11%、硬脂酰乳酸鈉0.275%、雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯0.35%，感官評分的預測值為85.275 分。為檢驗響應面優(yōu)化結(jié)果的可靠性，且從實際應用角度考慮，將復配配方確定為：黃原膠0.1%、瓜爾豆膠0.11%、硬脂酰乳酸鈉0.28%和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯0.35%，在該配方條件下進行驗證試驗，測得的冷凍面團包子感官評分為（84.53±0.25）分，與預測值基本一致，這說明模型預測的優(yōu)化結(jié)果可靠。

3 結(jié)論

本文研究了黃原膠、瓜爾豆膠、硬脂酰乳酸鈉和雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯4 種改良劑對冷凍面團及其蒸制包子品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在單因素實驗中，當改良劑最適添加量分別為黃原膠0.1%、瓜爾豆膠0.1%、硬脂酰乳酸鈉0.2%、雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯0.3%時，冷凍面團包子的綜合品質(zhì)得到明顯改善。在單因素實驗基礎(chǔ)上，基于感官評分進行響應面優(yōu)化，得到了適合制作冷凍面團包子的最佳復合改良劑配方為黃原膠0.1%、瓜爾豆膠0.11%、硬脂酰乳酸鈉0.28%、雙乙酰酒石酸單（雙）甘油酯0.35%。本研究為改良劑在冷凍面團包子品質(zhì)的提升方面應用提供了依據(jù)，為后續(xù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論基礎(chǔ)。