呂俊麗 ，任志龍，云月英，郭 慧

（1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭 014010；2.包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品生物與檢測系，內(nèi)蒙古包頭 014035）

辣木籽作為一種新型的食品資源，其富含油脂、維生素、蛋白質(zhì)以及礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分[1]，具有抗氧化、抑菌及降血糖等多種生理功能[2]。目前，許多學(xué)者針對辣木籽中多糖[3]、蛋白質(zhì)[4]、油脂[5]等營養(yǎng)組分進行了分析，并對其抗氧化[6]、抗炎[7]等生理活性展開研究，而有關(guān)辣木籽在食品應(yīng)用的研究較少。紅豆中不僅富含膳食纖維、糖類、皂角甙以及葉酸，同時還含有豐富的維生素B1、B2和礦物質(zhì)[8]；薏米富含氨基酸、膳食纖維和維生素E 等，是一種營養(yǎng)完整的谷類[9]；紅薯含有豐富的膳食纖維和維生素，含有鉀、鐵、銅、硒、鈣等10 余種微量元素，是一種營養(yǎng)均衡的保健食品[10]，以上均屬于藥食同源類原料，由于其含有較高的營養(yǎng)和藥用價值，可用作膳食補充劑。

面包作為主食或休閑食品受眾面廣，具有食用及攜帶方便、營養(yǎng)美味等優(yōu)點[11]。隨著人們對膳食營養(yǎng)需求的增加，傳統(tǒng)面包也朝著功能化、多樣化、健康化等方向轉(zhuǎn)變。如將卵磷脂[12]、馬鈴薯粉[13]、藜麥粉及麩皮[14-15]、山藥薏米[16]、茶多酚[17]和杏仁皮[18]等物質(zhì)添加到面包中，可滿足人們對保健、營養(yǎng)等方面的需求。關(guān)天琪等[19]開發(fā)了一款口感好、熱量低且富含膳食纖維的薏仁紅豆面包，邱松林等[20]制備了一款紅薯渣膳食纖維面包。膳食纖維的攝入與糖尿病、心血管疾病等慢性代謝綜合疾病呈負(fù)相關(guān)[21]。辣木籽、紅薯、紅豆、薏米均富含膳食纖維，然而，將辣木籽應(yīng)用于烘焙食品的研究目前未見報道。故本研究以面包為載體，采用模糊數(shù)學(xué)與感官評價相結(jié)合的方式對添加辣木籽、紅薯、紅豆、薏米雜糧面包配方進行優(yōu)化，并對其品質(zhì)進行分析。本研究可為辣木籽雜糧面包的開發(fā)提供有益參考，對提高我國居民膳食纖維得攝入具有重要的現(xiàn)實意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

辣木籽 源興堂健康產(chǎn)業(yè)有限公司；紅豆、薏米、紅薯 市售；面包粉 百樂麥品牌高筋面包粉；牛奶 內(nèi)蒙古伊利實業(yè)集團有限公司；綿白糖 包頭市騰飛糖業(yè)有限公司；酵母 安琪酵母有限公司；黃油 上海高夫食品有限公司；平板計數(shù)瓊脂、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂、黃綠乳糖膽鹽肉湯 北京陸橋技術(shù)股份有限公司；氯化鈉、無水乙醇、硫酸銅、硫酸鉀、濃硫酸、硼酸、氫氧化鈉、乙醚、無水乙醚、石油醚、異丙醇、冰乙酸、三氯甲烷、碘化鉀、可溶性淀粉均為分析純 天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；甲基紅、溴甲酚綠、酚酞均為指示劑 上海士鋒生物科技有限公司。

SEC-2Y-P 醒發(fā)箱加電烤爐 江蘇三麥?zhǔn)称窓C械有限公司；FSJ-A05N6 小熊粉碎機 廣東小熊電器有限公司；HCB-1300V 超凈工作臺 青島海爾特種電器有限公司；DZF-6213 恒溫干燥箱 上海一恒科技有限公司；HWS-250Y 恒溫培養(yǎng)箱 青島明博環(huán)?？萍加邢薰?；GF36DA 高溫蒸汽壓力滅菌鍋致微（廈門）儀器有限公司；DTY-A320 電子天平廣州市晶博電子有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 面包的制作

1.2.1.1 工藝流程 原輔料處理→原輔料稱量→面團調(diào)制→一次醒發(fā)→分割搓圓→松弛→入盤→二次醒發(fā)→烘烤（面團表面刷蛋液）→冷卻→成品

主要操作要點如下：

a.原輔料預(yù)處理：將紅豆、薏米除去雜質(zhì)，用水清洗后放干燥箱烘干，辣木籽剝殼，將原料分別磨粉，過40 目篩備用。將紅薯清洗后蒸熟、去皮，用勺子碾壓成泥，備用。將牛奶加熱至35 ℃左右，放入已稱量好的酵母，使其充分活化，待酵母完全溶于牛奶后攪勻，備用。

b.面團調(diào)制：將紅豆粉、薏米粉、辣木籽粉、紅薯泥、高筋粉、鹽、綿白糖放在面盆里混勻后加入全蛋液攪拌，然后加入混有酵母的牛奶揉團，直至面團將要形成手膜時加入黃油，揉至撐出薄而透明的手膜后用保鮮膜覆蓋，放入醒發(fā)箱。

c.一次醒發(fā)：將醒發(fā)箱溫度設(shè)為28 ℃，濕度設(shè)為75%，醒發(fā)1 h，面團醒發(fā)至原來的1.5～2 倍。

d.二次醒發(fā)：將松弛好的面團放入醒發(fā)溫度為35 ℃，濕度為75%的醒發(fā)箱進行二次醒發(fā)，醒發(fā)至原面團的2 倍。

e.烘烤：將二次醒發(fā)的面團裸露面均勻刷一層蛋液，放入預(yù)熱好的烤箱中烤4 min 后將烤盤翻轉(zhuǎn)180°，再烤制4 min 取出、冷卻。烘烤過程中上火210 ℃，下火190 ℃。

1.2.1.2 面包配方單因素實驗 根據(jù)前期預(yù)實驗結(jié)果，以高筋面粉為基礎(chǔ)，確定牛奶34%，黃油7.5%，全蛋液40.2%等基礎(chǔ)配方，當(dāng)酵母1.2%，白糖6.1%，鹽0.6%，辣木籽2.6%，紅薯2.6%，紅豆粉2.6%，薏米粉2.6%時，粗糧總添加量和高筋粉配比為2:11（其中，辣木籽、紅薯泥、紅豆、薏米的比例為1:1:1:1），預(yù)實驗感官評分最高，由此對各因素的單因素實驗設(shè)計如下：考察不同酵母添加量（0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%，以高筋面粉總量計，下同）、綿白糖添加量（2.1%、3.1%、4.1%、5.1%、6.1%、7.1%）、不同辣木籽添加量（1.6%、2.1%、2.6%、3.1%、3.6%）、不同紅薯泥添加量（1.6%、2.1%、2.6%、3.1%、3.6%）、不同紅豆粉添加量（1.6%、2.1%、2.6%、3.1%、3.6%）和不同薏米粉添加量（1.6%、2.1%、2.6%、3.1%、3.6%）等對面包品質(zhì)的影響。

1.2.1.3 面包配方正交試驗 在單因素實驗的基礎(chǔ)上，通過感官評級及統(tǒng)計分析，選取辣木籽、紅薯泥、紅豆粉、薏米粉添加量4 個因素進行L9（34）正交試驗，其因素水平表見表1，從而確定其最佳的配方。

表1 面包配方優(yōu)化因素水平表Table 1 Factors and levels of formula optimization of bread

1.2.2 感官評價模糊數(shù)學(xué)法模型構(gòu)建

1.2.2.1 因素集和評價集的建立 利用模糊數(shù)學(xué)進行面包品質(zhì)綜合評價時，首先需建立評價因素集，將辣木籽粗雜糧面包感官評價中的5 個項目作為因素，包含氣味、組織、色澤、形態(tài)以及口感，得到評價因素集為：U=（氣味 組織 色澤 形態(tài) 口感）＝（U1，U2，U3，U4，U5）。評價集是每個因素評價結(jié)果的集合，對每個因素按優(yōu)、良、中、差等級評分，對應(yīng)的評價集表示為V=（V1，V2，V3，V4），并對其分別賦值為90、80、70、60 分[22]。

1.2.2.2 權(quán)重集的確定 評價人員分別對氣味、組織、色澤、形態(tài)以及口感在感官評價中的重要性進行打分，總分為100 分，每位評價人員對5 個因素分別打分，分值越高，表示該因素對感官的影響程度越大。權(quán)重集用S=（S1，S2，S3，S4，S5），權(quán)重總和為1。

1.2.2.3 感官評分的計算 選擇10 位身體健康、無感官缺陷、長期從事食品行業(yè)的人員（男女各5 名）組成評定小組，分別對正交試驗設(shè)計的9 個樣品的5 個因素分別打分，得到各個樣品的模糊矩陣A。則每個樣品的綜合評價得分R＝S×A×K，K 表示優(yōu)（90）、良（80）、中（70）、差（60）對應(yīng)的值，面包感官評價參照孫瑩等[23]的方法并加以修改，評定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 辣木籽雜糧面包感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards for Moringa seed multigrain bread

1.2.3 面包理化指標(biāo)的測定 面包中蛋白質(zhì)的測定：依據(jù)GB 5009.5-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中的第一法對面包樣品進行蛋白質(zhì)的測定；酸價的測定：依據(jù)GB 5009.229-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》中第一法對面包樣品進行酸價的測定；過氧化值的測定：依據(jù)GB 5009.227-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》中第一法對面包樣品進行過氧化值的測定。

1.2.4 面包微生物指標(biāo)的測定 面包中菌落總數(shù)的測定：依據(jù)GB 4789.2-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》對面包樣品進行菌落總數(shù)的測定。大腸菌群的測定：依據(jù)GB 4789.3-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 大腸菌群計數(shù)》對面包的大腸菌群進行測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

單因素實驗結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差來表示，平行測定3 次，所得結(jié)果用SPSS 進行數(shù)據(jù)處理及顯著性分析，并用Graphpad Prism 作圖，以P＜0.05 作為差異顯著性判斷標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣木籽雜糧面包單因素實驗

2.1.1 酵母添加量對面包品質(zhì)的影響 由圖1a 知，感官評分隨著酵母添加量的增加先增大后減小，酵母添加量為0.8%時得分最高。當(dāng)酵母添加量在0.2%～0.6%時，感官評分低于80 分，面團不僅發(fā)酵緩慢，烤制面包氣孔小且不均勻，不具有面包特有的發(fā)酵香氣。酵母添加量為0.8%時，感觀評分最高。當(dāng)添加量為1.0%～1.2%時，感官評分下降，發(fā)酵成型的面團有酸味逸出。這是因為：酵母菌是一類通過無氧呼吸進行繁殖的菌群，它在進行無氧呼吸時會產(chǎn)生大量乳酸，以此賦予面包酸味，從而影響面包的風(fēng)味[19]。因此，若將酵母添加量作為一個因素做正交試驗，其酵母正交試驗水平選擇為0.6%～1.0%，但此時感官評分為76.8～80.8，變化較小，且0.6%和1.0%的酵母添加量差異不顯著（P＞0.05），因此本研究酵母添加量直接固定在0.8%進行后續(xù)試驗。

圖1 不同因素對辣木籽雜糧面包品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different factors on the quality of Moringa seed multigrain bread

2.1.2 綿白糖添加量對面包品質(zhì)的影響 從圖1b 可知，面包的感官評分隨著綿白糖添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。添加量為2.1%～4.1%或＞6.1%時，感官評分顯著降低（P＜0.05）。糖添加量較少時，面團體積減小，面包甜度和香味不足，面包偏硬；當(dāng)糖添加量過多時，面包口感甜膩，內(nèi)部氣孔太大，酸味重，且容易烤焦。添加量在5.1%～6.1%時，感官評分最高。若將綿白糖添加量作為一個因素做正交試驗，其正交試驗水平選擇為4.1%～6.1%，但此時感官評分為76.8～81.8，變化較小，且綿白糖主要作用是有助于酵母菌的生長繁殖，從而改善面團及面包內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)[24]，兼顧經(jīng)濟因素，本研究綿白糖添加量直接固定在5.1%進行后續(xù)試驗。

2.1.3 辣木籽添加量對面包品質(zhì)的影響 從圖1c 可知，面包的感官評分會隨著辣木籽添加量的增加先增大后減小。辣木籽添加量在2.6%時，氣孔大小均勻、松軟度適宜，口感最佳評分最高。添加量在＞2.6%時，面包口感發(fā)澀，且面包的質(zhì)感粗糙。故選定2.1%～3.1%辣木籽添加量作為后續(xù)正交試驗水平。

2.1.4 紅薯泥添加量對面包品質(zhì)的影響 從圖1d 可知，紅薯泥添加量為2.6%時有面包香味，表面完整有光澤，色澤均勻，感官評分最高。繼續(xù)增大添加量，面包感官評分顯著降低（P＜0.05），出現(xiàn)面包發(fā)硬、蓬松度較差、氣孔大小不一等現(xiàn)象。這是因為紅薯中膳食纖維的增加會影響面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，導(dǎo)致面包體積減小[25]。故本研究選擇紅薯泥的添加量為2.1%～3.1%作為后續(xù)正交試驗水平。

2.1.5 紅豆粉添加量對面包品質(zhì)的影響 從圖1e 可知，紅豆粉添加量在2.1%時，面包表面金黃、光潔，色澤均勻，口感最佳，感官評分最高，添加量繼續(xù)增大，面包發(fā)硬，蓬松度差、面包表面粗糙且易坍塌，感官評分明顯降低。因為紅豆粉中的膳食纖維和無面筋蛋白的添加對小麥面筋蛋白起到稀釋作用，影響面筋網(wǎng)絡(luò)的形成和保持，導(dǎo)致面包比容下降，進而影響面包的質(zhì)構(gòu)與口感。故本研究選擇紅豆粉的添加量為1.6%～2.6%作為后續(xù)正交試驗水平。

2.1.6 薏米粉添加量對面包品質(zhì)的影響 從圖1f 可知，面包的感官評分隨著薏米粉添加量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。薏米粉的添加量在1.6%時，表面粗糙，有少量缺損，顏色暗黃。薏米粉添加量在2.1%時，面包切開后的氣孔大小均勻，感官評分最高。添加量在2.6%～3.6%，面包發(fā)硬，蓬松度差，口感發(fā)澀。由于薏米中不含面筋蛋白，過量添加易導(dǎo)致面團網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不夠緊密，使得面包彈性降低、咀嚼性變差，感官評分降低[26]，故選擇薏米粉的添加量為1.6%～2.6%作為后續(xù)正交試驗水平。

根據(jù)圖1 單因素實驗結(jié)果，由于綿白糖、酵母粉對雜糧面包感官評分影響較小，為了進一步研究辣木籽等雜糧的添加對面包品質(zhì)的影響，選定對辣木籽雜糧面包品質(zhì)影響較大的四個因素：即辣木籽添加量、紅薯泥添加量、紅豆添加量和薏米添加量進行后續(xù)正交試驗。綿白糖、酵母粉分別選取5.1%、0.8%添加量進行后續(xù)試驗。

2.2 配方優(yōu)化正交試驗及模糊數(shù)學(xué)分析

2.2.1 權(quán)重統(tǒng)計結(jié)果 根據(jù)感官評價結(jié)果，經(jīng)過歸一化處理，確定面包的氣味、組織、色澤、形態(tài)以及口感的權(quán)重系數(shù)，得到面包模糊數(shù)學(xué)感官評價權(quán)重集S=[0.13 0.36 0.15 0.17 0.19]。具體結(jié)果見表3。

表3 感官評分權(quán)重統(tǒng)計表Table 3 Statistical table of sensory evaluation score weight

2.2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評分統(tǒng)計結(jié)果 由10 名感官評定人員對正交試驗每組面包樣品的氣味、組織、色澤、形態(tài)以及口感等進行感官評定選擇，統(tǒng)計匯總后結(jié)果見表4。

表4 模糊數(shù)學(xué)感官評價統(tǒng)計表Table 4 Statistical table of fuzzy mathematics sensory evaluation

2.2.3 模糊矩陣的確立 由表4 可知，感官評定人員分別對辣木籽粗雜糧面包感官評分中的5 個因素分別進行等級評價，根據(jù)每個因素在優(yōu)、良、中、差等級下的人員數(shù)統(tǒng)計得到評價集，5 個評價集組成相應(yīng)的模糊矩陣。以樣品1為例：

U1=（0.2，0.8，0，0），U2=（0.5，0.4，0.1，0），U3=（0.3，0.5，0.2，0），U4=（0.2，0.6，0.2，0），U5=（0.4，0.5，0.1，0）。樣品1 的模糊矩陣為：

A1=，同理達到其余樣品的模糊矩陣。根據(jù)樣品的模糊關(guān)系Ri＝S×Ai確定其綜合評價結(jié)果。以樣品1為例：Y1=S×A1=[0.13 0.36 0.15 0.17 0.19]×=（0.361 0.52 0.119 0）。將樣品1 的綜合評判結(jié)果的每個量分別乘以其對應(yīng)的分值，相加即可得出其總分。樣品1號總分為0.361×90+0.52×80+0.119×70+0×60=82.42。同理可得其余正交試驗樣品的感官評價集及感官評分。綜合評判結(jié)果見表5。

表5 面包正交試驗感官評價結(jié)果集Table 5 Sensory evaluation result set of orthogonal experiment of bread

正交試驗結(jié)果見表6。由表6 可知，影響辣木籽粗雜糧面包的順序為A＞D＞C＞B，即辣木籽添加量＞薏米＞紅豆＞紅薯泥的添加量。最佳的工藝配方是A2B1C1D2，即辣木籽的添加量為2.6%，紅薯泥的添加量為2.1%，紅豆的添加量為1.6%，薏米的添加量為2.1%。基于此配方進行驗證試驗，得到的感官評分是86.35，高于正交試驗中任一組。此條件下制備的面包味道濃郁，色澤均勻，松軟適口。

表6 正交試驗評價結(jié)果Table 6 Sensory evaluation results of orthogonal test

2.3 辣木籽雜糧面包的理化指標(biāo)

2.3.1 面包中蛋白質(zhì)的含量 辣木籽雜糧面包的蛋白質(zhì)含量比普通面包的蛋白質(zhì)含量高5.6 g/100 g（見表7），說明添加辣木籽等原料可顯著提高面包中蛋白質(zhì)的含量（P＜0.05）。這是因為辣木籽干粉中含有37.8%的粗蛋白質(zhì)[27]，可作為蛋白質(zhì)補充劑[28]，可提高面包中的蛋白質(zhì)含量。戴媛等[29]將豌豆蛋白粉添加于面包中，可使面包具有較好的理化特性和儲存特性，與本研究結(jié)果相吻合。

表7 不同面包理化指標(biāo)比較Table 7 Comparison of physicochemical indexes of different breads

2.3.2 面包的酸價定 辣木籽雜糧面包樣品在0 d 時的酸價為0.24 mg/g，新鮮普通面包酸價為0.25 mg/g，兩種面包的酸價均小于限值（≤5 mg/g）（見表7）。存放5 d 后辣木籽粗雜糧面包酸價為0.30 mg/g，增加了25%，普通面包酸價為0.35 mg/g，增加了40%。辣木籽雜糧面包在貯存過程中，酸價的增加幅度小于普通面包的增加幅度。表明辣木籽等原料的添加，會顯著延緩面包中油脂的酸敗速率（P＜0.05）。

2.3.3 面包的過氧化值 辣木籽雜糧面包在0 d 的過氧化值為0.020 g/100 g，符合國家標(biāo)準(zhǔn)（≤0.25 g/100 g）（見表7），儲存5 d 后過氧化值為0.024 g/100 g，增加20%。普通面包在0 d 時的過氧化值含量為0.019 g/100 g，存放5 d 后過氧化值含量為0.033 g/100 g，與0 d 時的過氧化值相比增加73.7%，表明雜糧的添加可顯著降低面包儲藏期間的過氧化值（P＜0.05）。由于辣木籽中含有的類胡蘿卜素和酚類化合物有助于保護不飽和脂肪酸被氧化，使得面包中油脂的貯藏穩(wěn)定性增強[30]。此外，薏米具有抗氧化作用[31]，其含有的多酚可清除過氧化氫自由基[32]，還可有效降低豬油的過氧化值[33]，與本研究結(jié)果相一致。

2.4 面包中菌落總數(shù)的測定

辣木籽雜糧面包與普通面包在0 d 的菌落總數(shù)均≤10 CFU/g，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。存放5 d 后辣木籽雜糧面包樣品的菌落總數(shù)結(jié)果為774 CFU/g；普通面包樣品的菌落總數(shù)結(jié)果為2620 CFU/g（見表8）。對比以上數(shù)據(jù)可以看出，放置5 d 后，普通面包菌落數(shù)比辣木籽雜糧面包菌落數(shù)多3 倍。說明辣木籽等藥食同源物的添加可以延緩面包中菌落總數(shù)的增加速率。劉思玉等[34]也指出，辣木籽提取物具有高效、穩(wěn)定的抑菌效果。黃璜[35]指出：辣木籽揮發(fā)油可明顯抑制微生物的繁殖，菌落總數(shù)增長速度明顯低于對照組，與本研究結(jié)果相吻合。

表8 不同面包中菌落總數(shù)比較Table 8 Comparison of the total number of colonies in different breads

3 結(jié)論

本實驗通過正交試驗得到辣木籽雜糧面包各因素的影響順序為：辣木籽添加量＞薏米添加量＞紅豆添加量＞紅薯泥的添加量，基于模糊數(shù)學(xué)感官評價法確定面包的最佳配方為：牛奶34%，黃油7.5%，全蛋液40%，酵母添加量為0.8%，白糖添加量5.1%，辣木籽的添加量為2.6%，紅薯泥的添加量為2.1%，紅豆的添加量為1.6%，薏米的添加量為2.1%。在此配方下面包的模糊數(shù)學(xué)感官評分最高（86.35 分），此時面包外形完整，味道濃郁，松軟適口。此條件下制得的面包過氧化值、酸價、菌落總數(shù)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。此外，貯存5 d 后，辣木籽雜糧面包酸價增加幅度（25%）小于普通面包（40%），過氧化值增加幅度（20%）也低于普通面包（73.7%），此時，普通面包菌落數(shù)比辣木籽雜糧面包多3 倍。從本文的研究結(jié)果來看，辣木籽雜糧面包具有一定的延緩酸敗和抑菌效果，其可靠性及機理還有待于進一步研究，該研究可為辣木籽食品的開發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。