雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化:
雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,隨著人們對雜糧保健功能的深入認識，粗雜糧食品已日漸受到人們的喜愛。 但是傳統(tǒng)的雜糧食品多是以單一雜糧粉為原料制成，消化吸收性較差，長期單 純食用初級加工的雜糧食品，會影響人體對蛋白質、無機鹽及某些微量元素的 吸收。因此，開展雜糧食品的深加工研宄是當務之急。本文主要研宄了雜糧面 包粉的流變學性質，優(yōu)化復合品質改良劑，并較系統(tǒng)研宄了雜糧面包的制備工 藝與貯藏穩(wěn)定性，旨在制備出適合現(xiàn)代人營養(yǎng)需求的雜糧面包。主要結論如下：
依據谷物營養(yǎng)互補與復配原理，選擇燕麥粉、蕎麥粉、玉米粉、糯米粉、 紅薯淀粉為雜糧原料。參考中國食物成分營養(yǎng)表，在對原料進行基本成分分析 的基礎上，利用Excel，運用線性規(guī)劃法，設計出雜糧面包粉的原料配方為： 燕麥粉15%、蕎麥粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、紅薯淀粉4%及面包粉66%。 此時，雜糧面包粉的粉質特性參數為：吸水率58.4%，形成時間3.9min，穩(wěn)定 時間4.7min，粉質指數56。
在單因素試驗基礎上，確定出谷朊粉、硬脂酰乳酸鈉(SSL)、黃原膠及瓜爾 豆膠為雜糧面包粉的品質改良劑，通過響應面分析試驗，以面團綜合得分為響 應值，得出復合改良劑的最佳配方為：雜糧面包粉為基重，谷朊粉3.77%， SSL0.35%，黃原膠1.08%，瓜爾豆膠0.35%。添加復合改良劑后雜糧面包粉的 穩(wěn)定時間上升到14.2min，粉質指數上升到192,綜合評分由-0.32上升到了 0.8, 其流變學特性有很大程度改善，達到制作雜糧面包的粉質要求。
在單因素基礎上，確定出糖、鹽及酵母添加量為面包輔料的考察因素，得 出最佳的雜糧面包輔料配方為：雜糧面包粉為基重，白砂糖添加量20%、鹽1.2% 及酵母2.4%。優(yōu)化獲得最佳的雜糧面包加工工藝參數為：和面25min、二次發(fā) 酵3.5h及烘烤20min。按此配方及工藝生產出來的面包，硬度5998.060g，彈 性0.886，質地柔軟，色澤金黃色，口感較細膩。
面包產品隨貯藏時間的增加，產品硬度逐漸增大，彈性逐漸減小。雜糧面 包的保質期明顯大于普通面包，在室溫下密封保存達15天左右，產品的酸度與 pH保持穩(wěn)定。微觀結構掃描對比研宄發(fā)現(xiàn)，雜糧面包微觀結構較普通面包氣孔 更加均勻連續(xù)，但表面比較粗糙。市售的普通面包與雜糧面包相比，較細密， 但氣孔比雜糧面包小。
1.1雜糧的概述
1.1.1雜糧的營養(yǎng)價值
雜糧，也稱之為粗糧，指除稻谷、小麥以外的所有糧食種類[1-2]。具體細分 為谷類：包括稻米（大米、糯米和秈米）、玉米、蕎麥、燕麥、谷子、高粱、糜 子、薏仁、青稞、籽粒莧。豆類：包括大豆(黃豆、青豆和黑豆)和其他豆類(蠶 豆、豌豆、綠豆、小豆、蕓豆、小扁豆、豇豆等）。薯類：包括番薯（又稱甘薯、 紅薯、白薯）、芋頭、馬鈴薯[3-4]。我國雜糧資源十分豐富，品種繁多，產量巨 大且穩(wěn)定，分布地域遼闊，有著長期生產和食用的優(yōu)良傳統(tǒng)和豐富經驗，在世 界雜糧生產中占有舉足輕重的地位。雜糧具有很高的營養(yǎng)價值，豐富的碳水化 合物，既是人們每日膳食能量的主要來源，也是蛋白質、B族維生素和礦物質 的重要供應者。此外，雜糧還富含人體需要的膳食纖維，是維持身體健康所必 需的，被認為是人體所需要的“第七營養(yǎng)素” [5-6]。因此，雜糧被視為現(xiàn)代保健 珍品[7-8]。
1.1.1.1燕麥的營養(yǎng)價值
燕麥即莜麥，是我國第五大糧食作物[9]。裸燕麥中蛋白質和脂肪含量均居 小麥、水稻、玉米、大麥、蕎麥、高粱、谷子等食糧之首，特別是降血脂有效 成分葡聚糖在所有谷物中含量最高，具有調節(jié)血糖、增強免疫的功能[10-12]。 燕麥纖維具有調節(jié)血脂，潤腸通便，減肥的功效。燕麥還含有其他谷物糧食中 所沒有的皂甙，微量的皂甙可與植物纖維結合，吸取膽汁酸，促使肝臟中的膽 固醇轉變?yōu)槟懼犭S糞便排走，間接降低心血管和肝臟中的膽固醇。此外，燕 麥內含有一種燕麥精，具有谷類的特有香味。燕麥中所含的這些營養(yǎng)物質使它 具有通便、防腸癌、改善睡眠的功能[13]。
1.1.1.2蕎麥的營養(yǎng)價值
蕎麥，又名三角麥，素有“五谷之王”的美稱，蕎麥粉含18種氨基酸，8 種必需氨基酸組成合理，賴氨酸、精氨酸含量豐富，可與豆類蛋白相媲美[14-16]。 蕎麥中富含豐富的煙酸，可以增強血管壁的彈性、韌度和致密性，降低血脂， 故具有保護血管的作用。蕎麥中含有大量的黃酮類化合物，尤其富含獨有的蘆 丁，可以提高毛細血管的通透性，維持微血管循環(huán)，加強維生素C的代謝作用 及促進其在機體內蓄積的功能[17]。
1.1.1.3玉米的營養(yǎng)價值
玉米，被稱為是抗癌防衰的粗糧保健佳品。玉米中含有大量的天然維生素
E，有促進細胞分裂、延緩老化、降低血清膽固醇、防治皮膚病的功能。同時
維生素E還能延緩人體衰老、防止腦功能衰退引起的“早年性癡呆”、減輕動脈
粥樣硬化等作用。玉米中含胡蘿卜素，在體內可轉化為維生素A，對視力十分
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有益，具有抑制化學致癌物引起腫瘤的作用。玉米含有的黃體素、玉米黃質可 以預防眼睛老化。對防治老年常見的眼干燥、氣管炎、皮膚干燥及神經麻痹等 也有輔助療效。
1.1.1.4糯米粉及紅薯的營養(yǎng)價值
糯米粉味甘性溫，能溫補脾胃，益肺養(yǎng)氣。具有蠟質玉米和高粱共有的黏 度特性，其淀粉中直鏈淀粉含量低于2%，并有較多的a-淀粉酶。糯米粉宜制作 黏韌柔軟的糕點；由于糯米的胚乳為粉狀淀粉，排列疏松，含糊精較多，在結 構上全部是支鏈淀粉，糊化后黏性很大，其制品具有韌性而柔軟，能吸收大量 的油和糖，適宜生產重油重糖品種。可作增稠劑用，搭配在餅皮餡料中，在糕 點的餡心中加入糕粉，既起黏結作用，又可避免走油或跑糖現(xiàn)象[13]。
紅薯又稱甘薯、地瓜，是一種高產的雜糧，有“抗癌之王”的美譽[18]。以 淀粉等糖類物質為主要成分，蛋白質組成比較合理，其氨基酸構成近似大米， 但賴氨酸含量較高；味道甜美，營養(yǎng)豐富，其淀粉很容易被人體消化吸收，它 們所含的蛋白質和維生素C、維生素B1、維生素B2比蘋果高得多，其蛋白質質 量比大豆好，可彌補大米白面中的營養(yǎng)缺失，經常食用可提高人體對主食中營 養(yǎng)的利用率，將薯類與谷類食物搭配食用，可使營養(yǎng)更全面。
1.1.2雜糧食品的開發(fā)利用現(xiàn)狀 1.1.2.1五谷雜糧類食品行業(yè)概況
如今，粗雜糧食品已日漸受到人們的喜愛，我國的雜糧食品生產歷史悠久、 花樣繁多、制作考宄、造型精美。主要分為七大類：（1)速食米制品類，各類 雜糧速食米[1]。（2)面條類制品，包括掛面、濕面（生）、速食濕面、烘干方便 面、油炸方便面、面條粉、水餃粉等[19]。（3)饅頭類制品，包括饅頭粉、饅頭 自發(fā)粉、饅頭、包子、烙餅等5類。（4)烘焙類食品，包括面包粉、面包、餅干 粉、餅干等。（5)快餐粉類制品，包括快餐粉、膨化型營養(yǎng)快餐粉、混合型營 養(yǎng)快餐粉等。（6)米粉（條）類制品，包括米粉（條）、濕米粉（條）、方便米 粉（條）等。（7)糕團類制品，包括湯團粉、湯團、發(fā)糕、年糕、煎餅、蒸餃 等。
第一類是雜糧籽粒的制品，即各類雜糧的速食米。第二至第五類制品，它 們都是以配合粉為原料制成的，配合粉中有各雜糧的精制粉、膨化粉以及谷朊 粉、增稠劑等按配方混合而成，主要利用膨化粉、谷朊粉和增稠劑的黏連性水 溶液成型。第六至第七制品，它們是以單一雜糧粉為原料制成的，其特點是利 用淀粉糊化和老化的原理。依據傳統(tǒng)工藝制取各式米粉、糕團。
在國外，雜糧食品已成為谷物早餐和營養(yǎng)保健食品的代名詞，發(fā)達國家對 雜糧食品的消費量呈上升趨勢[20]。日本、加拿大、美國等在雜糧加工和商品化 方面處于領先地位。在加拿大，燕麥食品中已有170余種上市，初級產品包括面 粉、麩皮與抽提物。對初級產品進行改良并應用新型純化技術進行處理，可以
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得到燕麥蛋白、燕麥油、燕麥淀粉和燕麥膳食纖維等二、三級產品。在美國， 不但有傳統(tǒng)的燕麥纖維、燕麥片、燕麥麩皮產品，而且Nutrim、Oatrim與Ztrim 等新興商品化配料也得到了廣泛應用。這些國家通過將食用豆類蛋白進行改性 并將產品廣泛應用于谷類面粉、通心粉、軟飲料、嬰兒食品、布丁等面條類、 烘焙類及其他高碳水化合物食品中以強化蛋白質或改善功能產品品質。在歐洲， 蕎麥功能性食品引起了極大的興趣，有將富含蛋白質、膳食纖維、維生素Bi、 維生素B2、維生素B6與微量元素的蕎麥麩皮強化到傳統(tǒng)食品中。在日本，一些 學者對蕎麥蛋白轉化為蕎麥生物活性肽進行研宄，從蕎麥蛋白水解產物中分離 出具有降血壓的肽段，具有顯著的生物學活性[21]。
1.1.2.2我國雜糧類食品加工現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[22-23]
我國的雜糧品種齊全，產量較高，山東、山西等地是盛產雜糧的省市。國 內已有多家雜糧深加工企業(yè)正憑借著這種資源優(yōu)勢不斷地在為中國雜糧食品行 業(yè)的發(fā)展而努力。
在國內，燕麥產品主要有燕麥全粉、燕麥精粉、燕麥米、燕麥飲料、燕麥 方便面、燕麥片、燕麥葡聚糖、燕麥淀粉、燕麥蛋白質、高纖維麩皮和燕麥油 等，除燕麥片外，其余的燕麥產品均沒有形成規(guī)模。近年，國內學者有對蕎屬 植物活性肽有所研宄，發(fā)現(xiàn)蕎麥蛋白復合物對生物體有一定的抗衰老作用，蕎 麥麩皮的蛋白水解物具有降血壓作用。食用豆類的加工主要是以初級加工為主， 包括傳統(tǒng)的蒸煮食品、發(fā)酵制品、休閑油炸食品、豆餡、粉絲、豆芽、分離蛋 白與淀粉等。在技術研宄中，以粗粉碎分級利用、乙醇浸提、高溫熟化、真空 包裝等傳統(tǒng)技術為主。超微粉碎技術、擠壓膨化技術、微波提取技術紅外線滅 酶技術、和超臨界流體萃取技術等高新技術已逐漸得到應用。
在過去，我國對糧食加工的研宄主要集中在大宗糧食的利用上，而對雜糧 的基礎特性與深度開發(fā)利用缺乏系統(tǒng)深入的研宄。普遍存在的問題有：加工企業(yè) 規(guī)模小、創(chuàng)新能力弱；初級加工多，深加工少；原料質量不穩(wěn)定，缺乏系統(tǒng)銜接；科 技投入少；缺乏對系統(tǒng)的雜糧原料及加工制品的品質評價指標體系與方法。
同時，由于雜糧本身的一些固有特性，如麥類雜糧的面筋含量極低，影響 了其在方便面條、烘焙食品等方便食品的品質；雜糧食品口感差，影響產品的 適口性；雜糧含有很多抗營養(yǎng)因子，大部分雜糧消化性差等原因大大限制了雜 糧的食用與消費。單純食用初級加工的雜糧食品，會影響人體機能對蛋白質、 無機鹽以及某些微量元素的吸收，甚至還會影響到人體的生殖能力。例如過量 食用雜糧，過多的纖維素可導致腸道阻塞、脫水等急性癥狀，長期單純食用雜 糧，會使人體缺乏許多基本的營養(yǎng)元素，導致營養(yǎng)不良等。隨著人們對雜糧保 健功能的深入認識與對健康的關注，國際國內市場對“多樣化、營養(yǎng)、健康、 安全、方便”的雜糧食品需求日益增強，對雜糧食品的研宄與深度開發(fā)自然也 就引起了學者的極大興趣。因此，深入開展谷物雜糧的營養(yǎng)性、功能性、食品
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物性以及深加工性等的研宄是當務之急，充分了解這些特性，對研發(fā)相關的方 便食品至關重要，有利于實現(xiàn)滿足食品的營養(yǎng)性和功能性要求。
我國人口眾多，向一個潛在需求如此巨大的市場提供適合于多種消費傾向 的雜糧小食品[24]，應成為我國食品工業(yè)最重要與迫切的任務。我國五谷雜糧類 食品工業(yè)今后發(fā)展動向主要表現(xiàn)在以下幾個方面：營養(yǎng)、保健型雜糧食品；相 關雜糧食品彳丁業(yè)，如食品機械、基礎原料、調味品、食品添加劑、包裝機械、 包裝材料等。
因此，針對當前雜糧食品普遍存在的適口性差、面筋含量極低、消化性差、 加工繁瑣和功能性組分含量低等狀況，采用現(xiàn)代高新技術手段，將多種雜糧與 小麥進行復配組合加入面包中，以期最大程度上保留雜糧的營養(yǎng)成分，并通過 面包的加工方式改善雜糧的口感，同時，保留其特有的風味，使雜糧最大程度 地發(fā)揮資源優(yōu)勢，研制新一代營養(yǎng)健康性雜糧食品，實現(xiàn)雜糧的高質化利用， 具有重要意義。
1.1.3雜糧面包發(fā)展現(xiàn)狀
面包，是一種發(fā)酵的烘焙食品，以小麥粉為主要原料，以酵母、鹽和水為 基本原料，添加適量糖、油脂、乳品、雞蛋及添加劑等輔料，經攪拌、發(fā)酵、 整型、成型、醒發(fā)、焙烤、冷卻等過程加工制成體積膨大、組織松軟、富有彈 性的食品[25]。面包中常見的雜糧有燕麥、黑麥、玉米、黃豆、赤豆、亞麻籽、 馬鈴薯等。面包營養(yǎng)價值較高，經酵母發(fā)酵烘烤，風味醇香，組織膨脹，造型 美觀，易于消化，食用方便，易于攜帶，易于機械化和大規(guī)模生產，耐儲存等 多種特點[26]。隨時代發(fā)展，科技進步，現(xiàn)如今當人們不再為溫飽發(fā)愁，飲食除 了飽腹之外，更重要的是要追求健康、營養(yǎng)，而低纖維高能量飲食會帶來肥胖、 糠尿病等文明疾病的高發(fā)，為此，過去那種低纖維高熱量的食品不再受到青睞， 而高纖維低熱量的面包反而備受關注，成為當今的營養(yǎng)食品[27-30]。
在雜糧面包的研宄上，劉云宏等[31]對濃縮雜糧面包預拌粉的配方及添加劑 的用量進行了研宄，得出濃縮雜糧面包預拌粉的配料（以500g為基準）為谷朊 粉15%，燕麥粉10%，芝麻8%，亞麻籽10%，葵花籽15%，小米7%，玉米粒 8%，麥芽粉15%，蔗糖8.6%，奶粉2%。何宏等[32]用漢生膠與高粱制成無面粉 原料的高粱面包，與普通面粉制作的面包相比，有完全不同的特殊風味。
邱向梅等[33]將燕麥粉和小麥粉以不同的比例混合制成面包，當添加10%的 燕麥粉，并采用直接發(fā)酵法，制作出的面包工藝性能最佳。郭玲玲等[34]人采用 一次發(fā)酵法生產薯泥雜糧面包，通過正交試驗確定了制作薯泥雜糧面包的最佳 配方：紅薯泥8%，馬鈴薯泥6%，改良劑0.5%，酵母1.5%。徐海菊[35]，李昌 文等[36]，對紅薯面包的添加量及制作工藝進行研宄，紅薯粉的添加量在15%? 18%，發(fā)酵時間60?210min。田芳[37]用番茄汁完全代替水，添加20%的紅薯泥， 采用二次發(fā)酵法制得番茄紅薯面包。任洪濤等[38]將不同配比的雜糧粉加入到面
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粉中，隨著雜糧粉比例的增加，濕面筋含量、干面筋含量、沉降值、降落值都 有降低的趨勢，添加20%左右的雜糧粉，可使餅干的色澤和香味得到改善，綜 合得分有所增加。高秀蘭[39]將膨化粗雜糧粉添加于焙烤食品中，一方面提高了 膨化焙烤食品的營養(yǎng)價值，另一方面也促進了粗雜糧的產業(yè)應用發(fā)展。王蕊[40] 研宄了板栗營養(yǎng)面包生產工藝，采用二次發(fā)酵工藝制作的板栗面包，營養(yǎng)價值 高、皮薄、體積大、內部結構細密、彈性好、香味濃、口感好、商家保鮮時間 長。黃寶璽[41]等對高膳食纖維面包工藝進行了研宄，最終確定生產高膳食纖維 面包的最佳發(fā)酵方法為二次發(fā)酵法，且添加5%的玉米纖維及1%的面包改良劑 為最佳方案。馬濤等[42]添加20%的膨化糙米粉，采用二次發(fā)酵法制作糙米面包。 王樹林等[43]通過正交試驗篩選了裸燕麥面包的最佳工藝：醒發(fā)溫度33°C，醒發(fā) 時間2.0h，烘焙溫度180°C，烘烤時間20min。計紅芳等[44]研宄了小米粉面包 的生產配方及工藝，得出最佳生產工藝為：發(fā)酵溫度35C，發(fā)酵時間80min， 烘烤溫度200C，烘烤時間20min。
盡管現(xiàn)有的粗糧面包品種繁多，但卻面臨著品種單一、長期食用營養(yǎng)不均 衡的尷尬境地。因此，為了應對市場的變化，滿足廣大消費者的消費需求，并 發(fā)揮我國特產豐富的優(yōu)勢，開發(fā)出可以長期食用而又營養(yǎng)均衡的雜糧面包，其 市場發(fā)展?jié)摿薮骩45-47]。
在制作雜糧面包的過程中，影響面包質量的主要因素是面團的流變學特性 [48-50]。面團流變學試驗是評價小麥粉物理品質的主要方法，是面團耐揉性和粘 彈性的綜合表現(xiàn)，其中，面團穩(wěn)定性和評價值是最重要指標[51]。它既受面粉蛋 白質含量、面筋含量等組成成分的影響，又決定著面包、饅頭、面條加工等最 終產品的加工品質，可以給小麥粉的分類和用途提供一個實際的、科學的依據。 面團是在面粉中加一定量的水經揉和而制成的，它是小麥從小麥粉加工成食品 的重要中間階段，面團質量的好壞直接關系到面制食品的質量。面粉和面團本 身存在著較大的差異，在面團形成過程中，加水量、揉和時間與方式對面團的 質量影響均很大，雖然面筋含量與質量是決定面食的主要因素，但面團性質與 面制食品品質的關系比面筋更直接。面團形成前后所表現(xiàn)的耐揉性、粘彈性、 延伸性等稱為流變學特性。因此，對研宄雜糧流變學性質的研宄是制作雜糧類 食品的前提和依據。
1.1.4雜糧粉流變學性質研宄概況
流變學是研宄物質的流動和變形的科學，主要研宄作用于物體上的應力和 由此產生的應變規(guī)律，是力、變形和時間的函數。流變特性與質構有很強的關 聯(lián)性，人們的咀嚼過程是使食物不斷變形和細化的過程，是一個流變學問題， 而口腔對食物的接觸感受是食品質構問題，黏稠、滑軟、強韌、嫩、脆等特性 都與流變和質構相關[52-53]。在食品制作過程中利用調節(jié)中間產品的流變特性方 法可達到調節(jié)食品組織結構的目的。如，在制面條或制面包工藝中采用測定面
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團黏彈性的方法，可簡單地了解面團面筋的網絡形成程度?？捎糜谑称樊a品貨 架期的預測。主要粉質參數的定義及意義如下：
吸水率是面包粉一項十分重要的經濟技術參數，它直接影響到面包的出品 率，關系到面包生產廠家的經濟效益。美國的有關部門要求面包粉的吸水率達 到62%以上，小于57%則拒收。目前，影響吸水率的面粉改良劑除了活性谷朊 粉外還有葡萄糖氧化酶，脂肪酶等少數幾個品種，其添加成本都比較高；在面 粉其他的各項流變參數都還不錯的情況下，如果只有吸水率較低，那么可以不 進行改良；如其它參數相應較差，則可在改良效果與經濟效益之間進行綜合考 慮，考慮是否添加改良劑，并確定其添加含量。一般來說，只要沒有特殊要求， 對吸水率這一指標可適當放寬，不必苛求。
形成時間越長，表示面粉的筋力越強，面包的烘培品質也越好。美國面包 粉的形成時間要求5?8min。但根據一些試驗表明，如果面包粉的形成時間短 而穩(wěn)定時間長，也是可以得到很好的烘培效果。因此，當由于原料的原因而使 形成時間較短時，可適當放寬對形成時間的要求，相應加強對其它技術指標及 烘培品質的監(jiān)控。
穩(wěn)定時間是面包專用粉最重要的技術參數之一，是指粉質曲線達到標準稠 度500FU到離開500FU的時間。代表了面團的耐攪拌性及面筋筋力的強弱。穩(wěn)定 時間越長，面團的韌性越好，耐衰落性就越好，面筋強度越大，即使長時間攪 拌，也不會產生弱化現(xiàn)象，加工處理性能就越好。一般情況下特等粉的穩(wěn)定性 好。在制作面包的操作過程中耐攪拌、耐醒發(fā)、面團的持氣能力越強，面包的 烘培效果就越好[54]。好的面包專用粉穩(wěn)定時間在12min以上。由于小麥本身品 種質量的限制，國內標準要求大于7min。穩(wěn)定時間太短，不利于生產速凍面包、 大方包等要求筋力較高的面包品種，穩(wěn)定時間過高，面團難以達到最佳的水合 狀態(tài)，醒發(fā)速度緩慢，從而影響面包廠的勞動生產率，嚴重的還會影響面包的 體積與質量。
弱化度是指粉質曲線達到峰值后12min，譜帶中心線自500FU標線下降的距 離。弱化度越大，表示面粉在形成面筋后繼續(xù)攪拌的過程中筋力下降得越快， 面團越易流變和塌陷變形[55]，即面粉的耐攪拌性、耐醒發(fā)能力較差，不易于加 工。面包專用粉較理想的弱化度應小于50FU，其中冷凍面包或主食面包的要求 嚴些，花色面包的要求則可相應放寬。
評價值是粉質圖中的一個綜合參數，此值較高，面粉的筋力越強。國外面 包粉的評價值要求在65以上，好的面包粉則要求達到80以上。
粉質質量指數是指從和面開始到曲線達到最大稠度后以圖形中線為基準再 下降30FU處的距離，其值是用到達該點所用的時間(min)乘以10來表示。
在粉質圖的所有參數中，形成時間對評價值的影響最大，穩(wěn)定時間的影響 也不小，第三是弱化度。
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目前，國內外非常重視面團流變學特性的研宄。主要集中于粉質拉伸特性、 揉混特性和吹泡儀特性等的研宄上。粉質儀和拉伸儀是通過測試小麥粉在一定 的負載曲線中應力與時間的關系以及面團的抗拉阻力與應變的關系，是一種方 便測試小麥粉面團流變學特性的專用儀器設備。應用于面粉加工業(yè)、食品加工 業(yè)和相關研宄機構對小麥粉的品質進行檢測。隨著科學技術的不斷發(fā)展，計算 機在糧食檢測行業(yè)的普及應用，現(xiàn)大都采用先進的電子式粉質儀和拉伸儀[56]。
流變學指標在一定程度上直接決定了面制食品的品質，與面條、餅干、面 包等烘焙食品的質量之間有很強的關聯(lián)性。張艷等[57]利用Mixolab分析儀、粉 質儀、拉伸儀測定了不同種小麥的有關參數和面包品質，分析Mixolab分析儀、 粉質儀、拉伸儀相關參數的關系及預測面包品質的可靠性，結果表明可以用 Mixolab的形成時間、穩(wěn)定時間等來預測粉質儀和拉伸儀的品質參數，預測面包 質地和彈性，了解蛋白質特性和面包烘烤品質的關系，明確了淀粉品質對面包 品質的顯著影響。楚炎沛等[58]針對面包產品的外觀、口感、風味、質地等品質 特性，用感官評定指標及儀器測定指標，提出了綜合、科學的評價方法。劉艷 玲[59]等研宄了面團流變學特性與面包加工品質的關系，通過面團的流變學特性 對面包評分的通徑分析研宄，指出影響面包評分的面團流變學主要因素是穩(wěn)定 時間、最大拉伸阻力、其次是和面時間和粉質質量指數等。通過面團流變學特 性的測定可以用來了解面粉與小麥的品質，對于指導面粉品質的改良、保證面 粉質量穩(wěn)定、制定各種專用粉標準等，都有十分重要的意義[60]。
粉質曲線和拉伸曲線中的技術參數與面包的烘培品質之間有著非常顯著的 相關性，它們對面包質量的影響既相互制約，又相輔相成。粉質曲線可對面包 粉的品質定性，它表示面包粉的筋力強弱和面包制作過程中耐攪拌、耐醒發(fā)的 程度及持氣能力的大??；而拉伸曲線的延伸性和抗延伸性阻力的大小及它們之 間的比值則與面包體積的關系更直接、更密切，對面包的形狀、表皮的質量及 內部結構的影響不容忽視。因此，在常規(guī)化驗的基礎上，用粉質儀、拉伸儀對 原糧進行全面的流變學特性監(jiān)測，用烘培試驗來驗證檢測結果，可確保面包粉 的質量和穩(wěn)定性，為面包粉的生產奠定基礎。
Shinoj等[61]，F(xiàn)ustier等[62]，林金劍等[9]人用布拉德粉質儀和拉伸儀研宄分 析了蕎麥粉、燕麥粉、玉米粉對面團流變學性質的影響。結果表明：隨著雜糧 添加量的增加，各種混粉面團的穩(wěn)定時間、評價值、抗拉阻力和延伸度都有所 減小，弱化度增大；蕎麥和玉米粉混粉面團的吸水率和形成時間均減小，但燕 麥粉混粉面團的吸水率是先減小后增大的，但是隨著雜糧粉的添加，其混粉面 團的弱化度都是逐漸增大的。為了調整液態(tài)食品的流動性，或形態(tài)與口感，往 往要對分散介質添加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑的添加，對分散介質的流變性質影響很大。 因此，也影響液體整體的黏度。食品中常用的穩(wěn)定劑除明膠、瓊脂、海藻酸鹽 類、直鏈淀粉、支鏈淀粉、CMC (羧甲基纖維素）外，用得較多的還是膠類[63]。
7
1.1.5添加劑在改善面粉品質中的應用
我國小麥的筋力較差，較難適應制作高質量面食的多種要求，為了解決我 國傳統(tǒng)加工中的面食缺乏良好口感，粘彈性差，溶出率高，儲存性差，光澤度 差，以及面粉面筋含量很難滿足烘焙食品的需要等缺點，需要在面食中添加必 要的品質改良劑，對于面制食品的流變學特性有一定的改善作用[64]。目前用于 面團品質改良的有氧化劑、還原劑、乳化劑、增稠劑，以及酶制劑等[65]。 1.1.5.1氧化劑對面粉及面制品改良作用
氧化劑的作用機理：（1)通過將面筋蛋白質分子中的硫氫鍵(-SH)氧化成二硫 鍵(-S-S-)[66]，使蛋白質分子結合成大分子海綿狀網絡結構骨架，從而改善面粉 的加工品質。（2)通過抑制蛋白酶活性，-SH是蛋白酶的激活劑，蛋白酶會強烈 分解面粉中的蛋白質，使面團筋力下降。氧化劑將-SH氧化，喪失激活蛋白酶 的能力，從而保護面團的筋力和工藝性能[67]。
常用的氧化劑有L-抗壞血酸(Vc)、Ca〇2、KBr〇3、偶氮甲酰胺等。由于KBr〇3 有致癌作用，已經被世界大多數國家限制或禁止使用。我國規(guī)定最大使用量不 得超過30mg/kg。Vc在混和的面團中，被包含在面團中的氧所氧化，生成脫氫 抗壞血酸，接著與硫氫基反應生成二硫鍵，發(fā)揮其氧化劑的功能?？箟难嵊?于快速發(fā)酵法效果甚為顯著?？箟难岷弯逅徕涬m同是氧化劑，但亦有不同之 處?？箟难釋偎傩?，而KBrO3是遲效性[68]。CaO2作為面粉處理劑，其殘 留物為鈣，能作為鈣元素強化劑留在面粉中。CaO2對面包感官評分影響比Vc、 偶氮甲酰胺影響大[69]。
1.1.5.2 乳化劑對面粉及面制品改良作用
乳化劑主要與面粉中的淀粉、蛋白質和脂質相互作用，是指使互不相溶的 兩相相互混溶，形成均勻分散體或乳化體的物質。面粉中的淀粉分為直鏈淀粉 和支鏈淀粉，乳化劑能與直鏈淀粉發(fā)生作用，形成a-螺旋結構，通過氫鍵連接 到支鏈淀粉的親水層上，形成支鏈淀粉-乳化劑復合物，可以減少淀粉的吸水性 和膨脹性，提高糊化溫度，調整淀粉的糊化粘度，減少直鏈淀粉的老化。乳化 劑中有極性親水基和非極性親油基，其親水基能與面粉中的麥膠蛋白結合，而 親油基則與面粉中的麥谷蛋白結合，通過這個兩性基團形成一個大分子結構的 面筋蛋白質網絡骨架，從而增強面筋網絡，改進面團的耐混捏性。而陽離子或 非離子乳化劑的這種作用較小，雖然非離子型乳化劑不易與面團中蛋白質電荷 發(fā)生作用而形成結合力，但它能夠通過氧乙烯基團與蛋白質形成氫鍵，從而改 善面團質量，強化面筋強度[70-71]。乳化劑可以乳化非極性脂質，從而抵消非極 性脂質對小麥粉的副作用，提高烘烤效果。
廣泛用于面粉制品中的乳化劑主要有：硬脂酰乳酸鈉（SSL)、硬脂酰乳酸 鈣（CSL)、單硬脂酸甘油酯(GMS)、雙乙酰酒石酸單甘酯(DATEM)、卵磷脂、 蔗糖酯。各種乳化劑在面包生產中均起到不同的作用，但由于它們各自的特性
8
不同，往往對面包的品質只起到一定的作用，如果將其復配則可獲得相得益彰 的效果。在面包制作中添加乳化劑可以使面團面筋網絡細致有彈性，提高面包 韌性、彈性、延伸性、延長保鮮期和防止面包老化。
黃德民等[72]研宄了乳化劑與小麥面粉蛋白質的相互作用，作用歷程包括和 面階段、醒發(fā)階段和烘烤階段；滕月斐等[73]研宄了乳化劑對新鮮及冷凍面團面 包品質的研宄，結果表明：SSL可顯著改善冷凍面團面包感官品質；張興振等
[74]探宄了添加劑對面包配粉品質改良的效果，試驗結果表明：SSL的添加量為 1.0%時，面團的形成時間、穩(wěn)定時間延長，面筋質量得到改善，烤制的面包體 積增大明顯，面包質構提高，口感更好；添加谷朊粉可以使面筋含量增加，增 強面團的粘性，提高耐混和性和吸水率，改良面團彈性。
1.1.5.3增稠劑對面粉及面制品改良作用
增稠劑是通過主鏈間的氫鍵等非共價鍵作用力形成具有一定粘彈性的連續(xù) 三維凝膠網絡結構，這種網絡結構起著類似面筋網絡結構的功能，與蛋白質相 互結合形成大分子基團，淀粉嵌于網絡中間，形成堅實的整體構結，增強了面 粉中蛋白質的黏結力，從而改良面團的流變特性[75]。
根據增稠劑的來源可分為以下幾類：（1)從海藻中提取的海藻膠；（2)由 植物種子、植物溶出液制取的植物膠；（3)從動物的皮、骨、筋、乳等動物性 原料制取的動物膠，其主要成分是蛋白質；（4)由微生物代謝生成的，如真菌 或細菌轉化淀粉類物質產生的黃原膠，這是將淀粉全部分解成單糖，緊接著這 些單糖又發(fā)生縮聚反應再縮合成新的分子；（5)以纖維素、淀粉等天然物質為 原料在酸、堿、鹽的作用下經過水解、縮合、化學修飾等工藝制得制成的糖類 衍生物[76]。面粉中常用的增稠劑有：海藻酸鈉、卡拉膠、瓜爾豆膠、黃原膠、 變性淀粉等。
丁士勇[77]，孫輝[78]，鐘昔陽等[79-81]研宄了變性淀粉及谷朊粉對面團特性的 影響，指出了添加3%的谷朊粉時，面團形成時間及穩(wěn)定時間均有較大增加。盧 健鳴等[82]對雜糧保鮮濕面的配料進行優(yōu)化，選用谷朊粉、沙蒿籽膠和瓜爾豆膠 復配使用。邵穎等[83-85]在板栗面包中應用復配型面包品質改良劑，通過正交優(yōu) 化得出，按面包粉重添加1.5%黃原膠、0.01%a-淀粉酶、0.3%單甘脂時，面包 具有良好的焙烤品質，且延緩了面包老化，延長了板栗面包的貨架期。鄭捷等 [86]，研宄了食品添加劑對蔬菜雜糧方便面品質影響的研宄，結果表明：隨著瓜 爾豆膠、黃原膠的添加，方便面的斷條率減少，吸水率增大。
1.2本試驗研宄的意義
本次設計所選用的雜糧主要有燕麥、蕎麥、玉米、糯米和紅薯淀粉。將這 五種雜糧粉與面包粉混合制成的雜糧面包具有很高的營養(yǎng)價值。目前，將蕎麥 粉，燕麥粉，玉米粉，糯米粉和紅薯淀粉等分別添加到小麥粉中，研宄它們對 面團流變學特性影響及復合添加劑對雜糧面包粉流變學特性影響的報告很少
9
見。大多集中在雜糧于面包、饅頭的工藝應用上及復合添加劑對小麥粉流變學 特性的影響方面。在雜糧面包工藝上基本都是添加單一雜糧制作面包，多數側 重于面包配方研宄，而對雜糧面包工藝的系統(tǒng)研宄文獻報道不多。本文針對當 前雜糧食品普遍存在的適口性差、加工繁瑣和功能性組分含量低等狀況，以多 種復配雜糧粉為原料制作面包，研制新一代營養(yǎng)功能性雜糧食品，并優(yōu)化其制 備工藝，研宄結果可為高營養(yǎng)雜糧面包的開發(fā)提供參考。
復合添加劑可以有效改善面包粉的流變學特性，從而制作出更好的雜糧面 包。本課題旨在研宄這五種粉分別添加到小麥粉中，對其面團流變特性影響的 變化規(guī)律，及復合添加劑對雜糧面包粉流變學特性的影響，為人們更好利用這 五種粉及做出更好更有營養(yǎng)的雜糧面包起到參考作用。
1.3主要研究內容
1.3.1雜糧營養(yǎng)面包的配方設計研宄
從營養(yǎng)學角度，多種雜糧相結合可營養(yǎng)互補，并查閱文獻確定出玉米、糯 米、蕎麥、燕麥及紅薯淀粉為復配雜糧面包粉的主要原料，應用線性規(guī)劃法并 結合雜糧面包的制作，進行雜糧面包配方的科學設計，確定出面包的基本配方， 同時，對市售的雜糧粉、面包粉及谷朊粉中的基本組分如蛋白質、水分、灰分、 膳食纖維、脂肪等的含量進行檢測。結合膳食營養(yǎng)表，以普通人群為食用對象， 確定雜糧面包粉的添加比例。
1.3.2雜糧面包粉流變學性質研宄
探索雜糧粉自身流變學性質的變化規(guī)律，以面團的吸水率、面團形成時間、 面團穩(wěn)定時間、弱化度、評價值為評價指標，對單一雜糧粉及復配型雜糧粉進 行粉質試驗。選擇谷朊粉、硬脂酰乳酸鈉、黃原膠、瓜爾豆膠作為面包粉添加 劑，做粉質試驗，研宄單一添加劑及復配添加劑對雜糧面包粉流變學性質的影 響，并用響應面試驗進行原料配方的優(yōu)化。
1.3.3雜糧面包工藝優(yōu)化研宄
考察不同種酵母、不同的發(fā)酵方法及烘烤方式對面包品質的影響，確定出 適合雜糧面包制作的酵母種類、發(fā)酵方法及烘烤方法。以酵母、糖、鹽的添加 量為考察因素，分析其對面包品質的影響，并對面包輔料進行正交優(yōu)化。選擇 加工工藝參數中的和面時間、發(fā)酵時間及烘烤時間為考察因素，研宄其對雜糧 面包品質的影響，以面包的硬度、彈性為綜合指標，用正交試驗優(yōu)化工藝參數， 找出適合雜糧面包制作的最佳工藝。
1.3.4雜糧面包貯藏性研宄
對上述雜糧面包進行產品品質的檢測，與市場同類產品相比較，做出感官 評價、理化評價及質構綜合分析比較。用掃描電鏡研宄本產品與市場同類產品 在常溫下的感官、理化及質構變化進行產品的穩(wěn)定性對比。
10
第二章雜糧面包粉的流變學性質研宄及配方設計
面團流變學試驗是面團耐揉性和粘彈性的綜合表現(xiàn)，其中，面團穩(wěn)定性和 評價值是最重要的指標[50-51]。利用面團的流變學特性，可以用來了解面粉品質， 對于指導面粉品質的改良、穩(wěn)定面粉質量、制定各種專用粉的標準等，都有十 分重要的意義[60]。Shinoj等[61_62]用布拉班德粉質儀研宄了蕎麥粉、玉米粉及燕 麥粉的面團流變學性質。結果表明：隨著雜糧混合粉添加量的增加，面團的穩(wěn) 定時間、評價值都有所減小，弱化度增大。張艷等[57]人利用Mixolab分析儀、 粉質儀、拉伸儀測定了不同種小麥的有關參數和面包品質，表明可以用Mixolab 的形成時間、穩(wěn)定時間來預測粉質儀的品質參數。劉艷玲等[59]人研宄面團的流 變學特性與面包加工品質的關系，通過面團流變學特性對面包評分的通徑分析 研宄，指出影響面包評分的面團流變學主要因素是穩(wěn)定時間、最大拉伸阻力、 其次是和面時間和粉質質量指數等。
本文擬選擇燕麥粉、蕎麥粉、玉米粉、糯米粉為主要的雜糧粉，考察雜糧 粉本身的流變學性質及復配型雜糧面包粉的混合流變學性質變化規(guī)律。同時， 本文選擇了小麥活性面筋（谷朊粉），乳化劑，硬脂酰乳酸鈉（SSL)及增稠劑， 黃原膠和瓜爾豆膠為雜糧面包粉的品質改良劑，優(yōu)化出適合雜糧面包的最佳改 良劑配方。
2.1材料與方法
2.1.1試驗材料
燕麥粉、玉米粉、糯米粉、蕎麥粉，來自安徽燕之坊食品有限公司；雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,面包 專用粉購自濰坊風箏面粉有限責任公司；谷朊粉來自安徽瑞福祥股份有限公司。
紅薯淀粉購于南京攀源食品有限公司；瓜爾豆膠購于北京礦治研宄院；硬 脂酰乳酸鈉、海藻酸鈉、黃原膠購自河南正通化工有限公司，均為食品級改良
劑。
2.1.2試驗主要試劑及儀器設備
2.1.2.1 主要試劑
試劑名稱級別廠家
乙醚AR天津市博迪化工有限公司
硝酸GR國藥集團化學試劑有限公司
高氯酸GR國藥集團化學試劑有限公司
氧化鑭AR國藥集團化學試劑有限公司
硫酸AR宜興市輝煌化學試劑廠
硼酸AR廣東汕頭市西隴化工廠
硫酸銅AR天津市博迪化工有限公司
11
硫酸鉀AR天津市博迪化工有限公司
甲基紅指示劑AR中國醫(yī)藥上海化學試劑公司
溴甲酚綠指示劑AR中國醫(yī)藥上?；瘜W試劑公司
碳酸鈣AR國藥集團化學試劑有限公司
氫氧化鈉AR廣東.汕頭市西隴化工廠
鹽酸AR國藥集團化學試劑有限公司
乙醇AR上海中試化工總公司
乙酸AR天津市博迪化工有限公司
2.1.2.2 主要儀器設備
儀器設備生產單位
全自動凱氏定氮儀VELP Scientifica srl
脂肪測定儀VELP Scientifica srl
SX2-4-10高溫箱型電爐上海博訊實業(yè)有限公司
AL104電子天平梅特勒-托利多儀器有限公司
HH-2數顯恒溫水浴鍋國華電器有限公司
DHG-9240A恒溫干燥箱上海-恒科學儀器有限公司
JFZD電子式粉質儀北京東方孚德技術發(fā)展中心
JMLD150面團拉伸儀北京東方孚德技術發(fā)展中心
GM2200型面筋測定儀杭州大成光電儀器有限公司
FN型降落值測定儀杭州大成光電儀器有限公司
2.1.3 試驗方法
2.1.3.1雜糧面包粉的配方設計依據
參考中國食物成分表，利用Excel的線性規(guī)劃求解[87]，對目標單元格價格
進行求解，得到最優(yōu)化的各種雜糧粉配比。
2.1.3.2不同雜糧粉與面包專用粉的混合流變學試驗
將燕麥粉、蕎麥粉、糯米粉、玉米粉分別按5%、10%、15%、20%、25%、 30%、35%、40%的比例與面包粉混合，紅薯淀粉按2%、4%、6%、8%、10%、
12 %的比例與面包粉混合，分別測定其面團粉質特性。
2.1.3.3復配雜糧粉的混合流變學試驗
根據線性規(guī)劃法及上述雜糧粉流變學試驗，初步選取一定的雜糧添加比例， 作為雜糧面包粉的基礎配方，并進行復配雜糧的流變學試驗，測定復配雜糧粉 的粉質特性。
面團粉質特性測定：參照GB/T14614-2006,將雜糧粉按設計比例直接加入 面粉中并混合均勻，做三次平行試驗取平均值。以面團的吸水率、穩(wěn)定時間、 形成時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。以綜合評分為主要考察指標，綜合 評分[88]=吸水率*0.1+形成時間*0.2+穩(wěn)定時間*0.3-軟化度*0.2+粉質指數*0.2。
2.1.3.4添加劑對純面包粉的單因素試驗
12
(1)硬脂酰乳酸鈉對純面包粉的單因素試驗將硬脂酰乳酸鈉(SSL)按 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的比例添加到純面包粉中，做粉質儀試 驗，以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(2)谷朊粉對純面包粉的單因素試驗將谷朊粉按2%、4%、6%、8%、 10%、12%、14%、16%、18%、20%的比例添加到純面包粉中，做粉質儀試驗， 以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(3)瓜爾豆膠對純面包粉的單因素試驗將瓜爾豆膠按0.2%、0.4%、0.6%、 0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的比例添加到純面包粉中，做 粉質儀試驗，以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲 線指標。
(4)黃原膠對純面包粉的單因素試驗將黃原膠按0.1%、0.3%、0.5%、 0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%、1.7%的比例添加到純面包粉中，做粉質儀試 驗，以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(5)海藻酸鈉對純面包粉的單因素試驗將海藻酸鈉按0.2%、0.4%、0.6%、 0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的比例添加到純面包粉中，做 粉質儀試驗，以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲 線指標。
2.1.3.5添加劑對雜糧面包粉的單因素試驗
(1)硬脂酰乳酸鈉對雜糧面包粉的單因素試驗將硬脂酰乳酸鈉(SSL)按 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到雜糧面包粉中，做粉質儀 試驗，以以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指
標。
(2)谷朊粉對雜糧面包粉的單因素試驗谷朊粉按2%、3%、4%、5%、 6%、7%、8%的比例添加到雜糧面包粉中，做粉質儀試驗，以面團的吸水率、 形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(3)瓜爾豆膠對雜糧面包粉的單因素試驗瓜爾豆膠按0.1%、0.2%、0.3%、
0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到雜糧面包粉中，做粉質儀試驗，以面團的吸水 率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(4)黃原膠對雜糧面包粉的單因素試驗黃原膠按0.1%、0.3%、0.5%、 0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%、1.7%的比例添加到雜糧面包粉中，做粉質儀 試驗，以面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
(5)海藻酸鈉對雜糧面包粉的單因素試驗海藻酸鈉按0.1%、0.2%、0.3%、 0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到雜糧面包粉中，做粉質儀試驗，以面團的吸水
率、形成時間、穩(wěn)定時間及粉質質量指數為粉質曲線指標。
2.1.3.6 響應面優(yōu)化試驗
在前面試驗基礎上，分析數據并選取因素及水平做響應面優(yōu)化分析，按照 響應面得出的組合進行添加劑的復配試驗，最后得出最佳組合，并做出復合添
13
加劑對雜糧面包粉粉質特性影響的響應面圖。
2.1.3.7 驗證試驗
按響應面分析得出的最佳復合添加劑組合加入到雜糧面包粉中，測其粉質 參數，與純雜糧面包粉的粉質參數進行對比。
2.1.4分析方法
2.1.4.1水分的測定按GB/T 5009.3-2010中直接干燥法進行原料水分含量的
測定。
2.1.4.2蛋白質的測定按GB/T 5009.5-2010中凱氏定氮法進行蛋白質含量的
測定。
2.1.4.3脂肪的測定按GB/T 5009.6-2003中索氏抽提法進行脂肪含量的測
定。
2.1.4.4灰分的測定按GB/T 5009.4-2010測定。
2.1.5數據處理與分析
所有試驗進行2?3次重復，試驗結果以平均值表示。使用Excel對試驗數 據進行處理。
2.2結果與分析
2.2.1雜糧面包粉的線性規(guī)劃法設計
參考中國食物成分表[89]，測定各種雜糧粉的基本成分如表2-1。
表2-1雜糧粉基本組分的含量
Tab. 2-1 The content of the essential components of the grains powder
項目玉米粉蕎麥粉燕麥粉糯米粉谷朊粉面包粉
水分/°%13.4412.6611.2912.406.311 3.50
蛋白/°%8.709.3015.007.6079.6312.30
灰分/°%1.341.681.470.200.50
粗脂肪/°%3.802.709.800.701 .50
濕面筋/°%---------------33.10
參考中國食物成分表，利用Excel的線性規(guī)劃求解，對目標單元格價格進 行求解，得到最優(yōu)化的各種雜糧粉配比，如表2-2所示。
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表2-2面包配方規(guī)劃表 Tab. 2-2 Bread recipe planning table
原料配方(kg)能量(kcal)蛋白質(g)脂肪(g)膳食纖維(g)碳水化合物(g)成本/元
玉米0.05167.54.351.93.2033.300.36
蕎麥0.051624.651.153.2533.250.79
燕麥0.15550.522.510.057.9592.401.44
糯米0.051743.650.50.4038.750.59
紅薯0.04134.41.080.080.0432.320.20
小麥0.66231073.929.913.86471.901.98
合計13498.4110.1523.5828.7701.925.36
表2-3面包粉與雜糧小麥粉配方對比 Tab. 2-3 Comparison of bread flour and grains of wheat flour recipe
項目能量(kcal)蛋白(g)脂肪(g)膳食纖維(g)碳水化合物(g)
面包312083515581
雜糧35001102429702
從表2-3可以看出，利用線性規(guī)劃求得的雜糧面包粉組成，成分數據相比， 其熱量、蛋白及膳食纖維比一般的面包均高，且脂肪含量低。故確定出雜糧面 包粉的基礎配方為：燕麥粉15%、蕎麥粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、紅薯 淀粉4%。
對上述復配雜糧面包粉進行粉質儀試驗，其粉質特性試驗圖見圖2-2。濰 坊風箏面粉有限責任公司生產的面包粉為原料面包粉，其粉質特性試驗圖見圖 2-1。
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圖2-2雜糧面包粉的粉質曲線圖 Fig. 2-2 The farinagrams graph of grain bread flour
由圖2-1可得出該面包粉相應的各粉質參數為：形成時間6.8min，雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,穩(wěn)定時 間6.5min，粉質指數85，適宜做面包。由圖2-2，線性規(guī)劃出的雜糧配方粉其 粉質參數為：吸水率58.4°%，形成時間3.9min，穩(wěn)定時間4.7min，粉質指數56。 顯然還達不到做面包的要求，需要加添加劑進行改良。
2.2.2不同雜糧粉與面包專用粉的混合流變學試驗 2.2.2.1燕麥粉與面包粉混合粉的粉質特性
將燕麥粉與面包粉按一定比例混合均勻后用粉質儀測出粉質相關參數，結 果如圖2-3。
圖2-3燕麥粉與面包粉混合粉的粉質特性 Fig. 2-3 Silty characteristics of oat flour and bread flour mixed powder
如圖2-3，隨著燕麥粉添加量的增大，面團吸水率先減少后增大，變化幅
度較小，因為隨著燕麥粉的添加，混合粉的面筋含量越來越少，導致吸水量降
低，但是由于燕麥蛋白含有的a-葡聚糖吸水能力強，最終導致在燕麥粉添加量
超過10%時，吸水量又微弱的增大。形成時間和穩(wěn)定時間隨著燕麥粉添加量的
16
增大，均是先減小后有上升趨勢。在燕麥粉添加量0?15%時，粉質指數迅速 降低；添加量進一步增加，其值略微上升但變化不大。燕麥粉產生的這種特殊 的流變學現(xiàn)象與其所含的高蛋白質及a-葡聚糖有很大的關系[21]。
2.2.2.2蕎麥粉與面包粉混合粉的粉質特性
00
將蕎麥粉與面包粉按一定比例混合均勻后用粉質儀測出粉質相關參數，結 果如圖2-4。
圖2-4蕎麥粉與面包粉混合粉的粉質特性 Fig. 2-4 Silty characteristics of buckwheat flour and bread flour mixed powder
如圖2-4，隨著蕎麥粉添加量的增大，面團的吸水量呈微弱的下降趨勢， 幅度變化不大。因為隨著蕎麥粉比例的增加，混合粉中的面筋迅速被破壞，從 而導致了面團吸水率的降低。在蕎麥粉添加量0?25%時，面團的形成時間和 穩(wěn)定時間隨著蕎麥粉含量的增加而減少，在添加量40°%時，有最低值。在蕎麥 粉添加量0?20%時，粉質指數變化較?。划斒w麥粉添加量進一步增加時，粉 質指數值迅速減少。這是因為蕎麥粉中不含面筋，雖然蕎麥粉中谷蛋白含量較 高，占蛋白質總量的24.5°%?26.1°%，但醇溶蛋白質含量低（1.7°%?2.5°%)，兩種 蛋白質比例失衡，不能形成空間的立體網絡結構。隨著蕎麥粉用量的增加，面 團中面筋可以包裹一部分的雜糧粉，當超過一定的比例時，面筋被完全地破壞， 從而各項指標迅速降低。
2.2.23 玉米粉與面包粉混合粉的粉質特性
將玉米粉與面包粉按一定比例混合均勻后用粉質儀測出粉質相關參數，結 果如圖2-5。
17
圖2-5玉米粉與面包粉混合粉的粉質特性 Fig. 2-5 Silty characteristics of corn flour and bread flour mixed powder
如圖2-5，隨著玉米粉添加量的增大，面團的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時 間和粉質指數均呈不同程度地下降。這是由于玉米粉的增加，混合粉中面筋含 量迅速降低，稀釋了小麥面粉中的面筋蛋白，加上玉米粉的吸水率相對較低， 造成了上述現(xiàn)象。
2.2.2.4糯米粉與面包粉混合粉的粉質特性
將糯米粉與面包粉按一定比例混合均勻后用粉質儀測出粉質相關參數，結 果如圖2-6。
圖2-6糯米粉與面包粉混合粉的粉質特性 Fig. 2-6 Silty characteristics of glutinous rice flour and bread flour mixed powder
從圖2-6可以看出，隨著糯米粉添加比例的增加，面團吸水率逐漸上升， 這是因為糯米粉的吸水率相對較高。而形成時間和穩(wěn)定時間都在不同程度地下 降，粉質指數在糯米添加量為0?30%逐漸下降且下降幅度很大，超過30%后 又逐漸上升。
18
2.2.2.5紅署淀粉與面包粉混合粉的粉質特性
024681012
紅I淀粉添加量/%
將紅薯粉與面包粉按一定比例混合均勻后用粉質儀測出粉質相關參數， 果如圖2-7。
圖2-7紅薯淀粉與面包粉混合粉的粉質特性 Fig. 2-7 Silty characteristics of sweet potato starch and bread flour mixed powder
由圖2-7可以看出，隨著紅薯淀粉添加量的增加，吸水率呈現(xiàn)微弱的下 變化幅度不大，穩(wěn)定時間逐漸降低但降低幅度不大，形成時間在添加量為 6°%時變化不大，超過6°%后迅速減少。粉質指數隨著紅薯淀粉添加量的增方 大幅減少。
2.2.3添加劑對面包專用粉粉質特性的影響 2.2.3.1單甘脂對面包粉粉質特性的影響
獲
00.20.40.60.811.21.41.61.82
單甘脂添加量/%
將單甘脂按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 得粉質曲線相關參數，結果如圖2-8。
圖2-8單甘脂對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-8 The impact of monoglyceride on the silty characteristics of the bread flour 19
從圖2-8中可以看出，單甘脂對面包粉的形成時間和穩(wěn)定時間均無明顯改 變。因此在后續(xù)試驗篩除。
2.2.3.2魔芋粉對面包粉粉質特性的影響
將魔芋粉按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖，獲 得粉質曲線相關參數，結果如圖2-9。
一校芷吸水mL/100g+粉質指數_■一形成時間min_i—穩(wěn)定時間min
圖2-9魔芋粉對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-9 The impact of konjac flour on the silty characteristics of the bread flour
從圖2-9中可以看出，魔芋粉對面包粉粉質特性的改善不明顯，甚至對于 面包粉的穩(wěn)定時間，隨著魔芋粉添加量的增加有下降趨勢。因此，在后續(xù)試驗 中予以篩除。
2.2.3.3硬脂酰乳酸鈉(SSL)對面包粉粉質特性的影響
校正吸水mL/100g_«_粉質指數形成時間min =穩(wěn)定時間min
將SSL按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖，獲得 粉質曲線相關參數，結果如圖2-10。
圖2-10 SSL對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-10 The impact of SSL on the silty characteristics of the bread flour
20
從圖2-10可以看出，SSL對面包粉粉質特性的影響是很顯著的，穩(wěn)定時間 和形成時間隨著添加量的增加而大幅延長。添加量為1.2%時，穩(wěn)定時間由 6.6min顯著增加到16.7min。這是由于乳化劑與面筋中的蛋白質發(fā)生作用，形 成蛋白質脂肪鏈，這樣可增加面團對機械碰撞、發(fā)酵溫度及時間的耐受性從而 起到調整面筋，提高面團的流變學特性。
2.2.3.4瓜爾豆膠對面包粉粉質特性的影響
將瓜爾豆膠按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-11。
圖2-11瓜爾豆膠對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-11 The impact of guar gum on the silty characteristics of the bread flour
從圖2-11可以看出，隨著瓜爾豆膠添加比例的增加，穩(wěn)定時間小幅上升， 形成時間先上升后又大幅減少，軟化度減小，而粉質指數略微上升。瓜爾豆膠 是一種高粘度的天然多糖化合物，粘度極高。其成分是半乳甘露聚糖，由甘露 糖與半乳糖單位組成支鏈，含有大量的親水基因，是一種能溶于水的氫化膠體。 這種凝膠多糖可通過主鏈間氫鍵等非共價鍵作用力形成具有一定粘彈性的連續(xù) 的三維凝膠網絡結構。當它添加到面粉中時，這種網絡結構起著類似面筋結構 的功能，因此改變了面團的流變學特性。一般使用比列為0.5%?5%。
2.2.3.5黃原膠對面包粉粉質特性的影響
將黃原膠按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖，獲 得粉質曲線相關參數，結果如圖2-12。
21
圖2-12黃原膠對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-12 The impact of xanthan gum on the silty characteristics of the bread flour
由圖2-12可以看出，隨著黃原膠添加比例的增加，穩(wěn)定時間先增大后減少， 在添加比例為0.9°%時達到最大，達到11.3min，形成時間先增加后減小，軟化 度大幅降低，粉質指數逐漸增大，黃原膠有良好的分散作用和乳化穩(wěn)定作用。 2.2.3.6谷朊粉對面包粉粉質特性的影響
將谷朊粉按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖，獲 得粉質曲線相關參數，結果如圖2-13。
圖2-13谷朊粉對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-13 The impact of wheat gluten on the silty characteristics of the bread flour
谷朊粉又稱活性面筋，是小麥加工后從麥麩中提取的產物。其蛋白質主要
是麥谷蛋白和麥膠蛋白，含量在80%以上，而且氨基酸組成也很齊全，是物美
價廉、營養(yǎng)豐富的植物性蛋白源。谷朊粉吸水后會形成具有網絡結構的濕面筋，
具有很好的熱凝固性、乳化性、黏彈性、延伸性和薄膜成型性。由圖2-13可以
看出，隨著谷朊粉添加量增加，面團的吸水率、形成時間和粉質指數逐漸提高，
22
穩(wěn)定時間先降低后增加，但變化幅度不大。隨著谷朊粉添加，直觀地增加了混 合粉面團中面筋蛋白質含量。蛋白質膠粒猶如一個滲透袋，使面團吸水能力增 大。當谷朊粉加入到混合粉中攪拌成面團后，可與小麥粉中面筋相互作用連成 一體，從而增加面團的耐揉性，提高面團的耐攪拌力，使穩(wěn)定時間延長。 2.2.3.7海藻酸鈉對面包粉粉質特性的影響
將海藻酸鈉按不同比例直接加入面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-14。
圖2-14海藻酸鈉對面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-14 The impact of sodium alginate on the silty characteristics of the bread flour
海藻酸鈉是從褐藻類的馬尾藻或海帶中提取的一種多糖類碳水化合物，是 海藻酸衍生物中的一種，其分子式為〔C6H7O6Na〕n，相對分子量在32000? 200000左右。由圖2-14可以看出，隨著海藻酸鈉添加量的增加，穩(wěn)定時間變 化不大，甚至有下降的趨勢，形成時間大幅增加，軟化度減小，粉質指數增加。 可以看出它對面團粉質特性改善效果不明顯，故在雜糧粉試驗中不采用海藻酸 鈉作為添加劑。
2.2.4單一添加劑對雜糧面包粉粉質特性的影響 2.2.4.1硬脂酰乳酸鈉(SSL)對雜糧面包粉粉質特性的影響
將SSL按不同比例直接加入雜糧面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-15。
23
圖2-15 SSL對雜糧面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-15 The impact of SSL on the silty characteristics of the grain bread flour
對比圖2-10，由圖2-15可以看出，隨著SSL添加量的增加，同樣地面團 形成時間先降低后保持平穩(wěn)，穩(wěn)定時間延長，粉質指數增高。說明SSL對雜糧 面包粉的粉質特性有一定的改善作用，但效果沒有SSL對面包粉作用顯著。選 取0.2°%、0.3°%、0.4°%作為后面響應面分析試驗中SSL的三個水平。
2.2.4.2瓜爾豆膠對雜糧面包粉粉質特性的影響
將瓜爾豆膠按不同比例直接加入雜糧面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線 圖，獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-16。
圖2-16瓜爾豆膠對雜糧面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-16 The impact of guar gum on the silty characteristics of the grain bread ^our
由圖2-16可以看出，當瓜爾豆膠添加比例為0?0.4%時，形成時間上升， 穩(wěn)定時間有一定幅度的上升，粉質指數上升，但幅度都不是太大。超過0.3%后， 穩(wěn)定時間又開始下降，軟化度上升。當瓜爾豆膠的添加量達到0.3%時，混合粉 面團的粘性增大，空間網絡結構穩(wěn)定，不再出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，僅有一次峰出現(xiàn)，
24
形成時間銳減[67]。所以瓜爾豆膠適宜的添加比例為0.2%、0.3%、0.4%，以此 作為響應面分析試驗中瓜爾豆膠的三個水平。
2.2.4.3黃原膠對雜糧面包粉粉質特性的影響
將黃原膠按不同比例直接加入雜糧面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-17。
—♦—校正吸水m L/100g_«_粉質指數形成時間mi n —穩(wěn)定時間min
圖2-17黃原膠對雜糧面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-17 The impact of xanthan gum on the silty characteristics of the grain bread flour
圖2-17可以看出，黃原膠對雜糧面包粉粉質特性的改善作用很明顯。隨著 黃原膠添加量的增加，穩(wěn)定時間先降低后大幅增高，當添加比例為1.7%時，穩(wěn) 定時間達到13.1min，軟化度大幅降低，形成時間變化不大，粉質指數也是大 幅升高。從中選取0.7%、0.9%、1.1%作為響應面試驗黃原膠的三個水平。 2.2.4.4谷朊粉對雜糧面包粉粉質特性的影響
-I-
將谷朊粉按不同比例直接加入雜糧面包粉中并混合均勻，通過粉質曲線圖， 獲得粉質曲線相關參數，結果如圖2-18。
圖2-18谷朊粉對雜糧面包粉粉質特性的影響 Fig. 2-18 The impact of wheat gluten on the silty characteristics of the grain bread ^our
25
由圖2-18可以看出，隨著谷朊粉添加量的增加，形成時間逐漸升高，穩(wěn)定 時間有一定程度的增加，在添加比例為3%時達到最大5.2min，之后便呈下降 的趨勢。谷朊粉吸水后形成具有網絡結構的濕面筋，有明顯的增強面筋作用。 當將谷朊粉加入面粉中攪拌成團后，谷朊粉與面粉中的面筋連成一體，形成了 規(guī)模更大、功能更強的網絡結構，從而使面團的穩(wěn)定性增加[64]。當添加量超過 4%后，穩(wěn)定時間呈下降趨勢，因為谷朊粉本身在水中易水化成小面筋球，不但 不能發(fā)揮其增強面團結構的作用，還會阻礙面團中其它面筋形成強持氣性結構 [78]。谷朊粉在面類食品中的添加量一般為0.5%?8%。在綜合比較，選取2%、 3%、4%作為響應面分析試驗中谷朊粉的三個水平。
2.2.5復合添加劑對雜糧面包粉粉質特性影響的響應面設計
以硬脂酰乳酸鈉（SSL)、瓜爾豆膠、黃原膠、谷朊粉四種添加劑為自變 量，以綜合評分為響應值，設計了四因素三水平共29個試驗點的響應面分析試 驗。響應面設計水平表如表2-4所示，其中響應值綜合評分是綜合了雜糧面包 粉多個粉質特性值而得出來的。其公式如下：
綜合評分=吸水率*0.1+形成時間*0.2+穩(wěn)定時間*0.3-軟化度*0.2+粉質指數*0.2
表2-4復合添加劑對雜糧面包粉粉質特性影響的響應面設計水平 Tab. 2-4 Level of response surface design of the composite additives on grain bread flour silty
characteristics influence
因素代碼編碼水平
-101
谷朊粉（g)A5.9( 2%)8.9 (3%)11.9 (4%)
SSL (g)B0.60.2%)0.9 (0.3%)1.2(0.4%)
黃原膠（g)C2.1(0.7%)2.7 (0.9%)3.3(1.1%)
瓜爾豆膠（g)D0.6(0.2%)0.9 (0.9%)1.2(0.4%)
26
表2-5復合添加劑對雜糧面包粉粉質特性影響的響應面設計結果 Tab. 2-5 Response surface results of the composite additives on grain bread flour silty characteristics
influence
編號ABCD綜合評分
18.91.22.10.90.396
28.90.63.30.90.479
38.90.62.71.20.440
48.90.93.30.90.366
58.90.92.71.20.393
68.91.23.30.90.557
78.90.62.70.60.354
811.90.93.30.90.572
911.90.92.71.20.497
1011.90.62.70.90.321
115.90.62.70.90.303
1211.90.92.70.60.398
138.91.22.71.20.567
148.90.92.70.90.408
1511.90.92.10.90.351
168.90.93.31.20.626
178.90.92.70.90.430
185.91.22.70.90.253
198.90.62.10.90.357
208.90.92.70.90.443
218.91.22.70.60.421
228.90.93.30.60.412
235.90.92.10.90.229
248.90.92.70.90.372
258.90.92.70.90.398
265.90.92.10.60.307
2711.91.22.11.20.403
285.90.92.70.60.208
2911.91.22.70.90.575
27
2.2.5.1 方差分析
利用軟件對試驗結果進行二次多元回歸擬合，對表2-6的數據進行方差分 析后得到結果如表2-7所示。失擬項不顯著（P=0.25>0.05)，而模型的P<0.0001， 說明模型高度顯著。從表2-7中還可以看出，因素一次項（A，B，C，D)， 交互項（AB)，二次項（A2)對結果影響是高度顯著的(P<0.0001);交互項（AC， AD，CD)，交互項（C2，D2)對結果影響是顯著的（P<0.05);交互項（BC， BD)，二次項（B2)對結果影響不顯著（P>0.05)。其模型的二次回歸方程為: 綜合評分
=0.41+0.080*A+0.047*B+0.081*C+0.064*D+0.076*A*B+0.021*A*C-0.022*A*D
-2.840E-003*B*C+0.015*B*D+0.042*C*D-0.055*A2+8.751E-003*B2+0.019*C2+
0.022*D2
表2-6響應面方差分析 Tab. 2-6 Variance analysis of response surface
變異源總方差自由度均方差F值P值顯著性
模型0.3140.02158.880< 0.0001**
A-谷朊粉0.07710.077214.060< 0.0001**
B-SSL0.02710.02773.550< 0.0001**
C-黃原膠0.07810.078216.920< 0.0001**
D-瓜爾豆膠0.0510.05137.910< 0.0001**
AB0.02310.02363.630< 0.0001**
AC1.77E-0311.77E-034.9000.0439*
AD1.87E-0311.87E-035.1600.0394*
BC3.23E-0513.23E-050.0890.7696
BD9.00E-0419.00E-042.4900.137
CD7.06E-0317.06E-0319.5100.0006*
AA20.01910.01953.590< 0.0001**
BA24.97E-0414.97E-041.3700.2609
CA22.35E-0312.35E-036.5000.0231*
DA23.03E-0313.03E-038.3700.0118*
殘差5.07E-03143.62E-04
失擬項1.94E-03101.94E-040.250.9667不顯著
純誤差3.13E-0347.83E-04
總變異0.328
注：P<0.0001為高度顯著，用**表示；P<0.05為顯著，用*表示；P>0.05為不顯著。 2.2.5.2回歸模型優(yōu)化分析
由于交互項（BC，BD)和二次項（B2)對結果影響不顯著，因此采用手
動優(yōu)化的方法對其進行剔除，進行模型的優(yōu)化，優(yōu)化結果如表2-7所示。經優(yōu)
28
化的方程為：綜合評分
=0.42+0.080*A+0.047*B+0.081*C+0.064*D+0.076*A*B+0.021*A*C-0.022*A*D
+0.042*C*D-0.056*A2+0.017*C2+0.020*D2
由表2-7可以看出失擬項不顯著（P=0.9425>0.05)，而模型P<0.0001，表
明高度顯著。軟件分析復相關系數R2=97.86%，經校正后的R2Adj=96.47%，變 異系C.V=4.79%，表明該模型擬合程度較好，有一定的試驗誤差，但誤差較小， 說明可以用此模型進行分析和預測；在所選取的因素水平范圍內，各因素對結 果的影響排序為：黃原膠 > 谷朊粉 > 瓜爾豆膠>88匕。
表2-7優(yōu)化后的響應面方差分析表 Tab. 2-7 Optimized response surface analysis of variance table
變異源總方差自由度均方差F值P值顯著性
模型0.297110.02770.627< 0.0001**
A-谷朊粉0.07710.077202.730< 0.0001**
B-SSL0.02710.02769.660< 0.0001**
C-黃原膠0.07810.078205.435< 0.0001**
D-瓜爾豆膠0.05010.050130.610< 0.0001**
AB0.02310.02360.265< 0.0001**
AC0.00210.0024.6430.0458*
AD0.00210.0024.8880.0410*
CD0.00710.00718.4780.0005*
AA20.02110.02155.872< 0.0001**
CA20.00210.0025.3220.0339*
DA20.00310.0037.0080.0169*
殘差0.006170.0004
失擬項0.003130.00030.3310.9425不顯著
純誤差0.00340.0008
總變異0.30328
注：P<0.0001為高度顯著，用**表示；P<0.05為顯著，用*表示；P>0.05為不顯著。
29
Figure 2-21 Contour map and response surface diagram about wheat gluten and xanthan gum grain
bread flour composite score
30
圖2-22黃原膠和瓜爾豆膠對雜糧面包粉綜合評分影響的等高圖和響應面圖 Figure 2-22 Contour map and response surface diagram about xanthan gum and guar gum grain bread
flour composite score 2.2.5.4 最佳添加劑配方的預測
利用軟件分析，使用最大值優(yōu)化，優(yōu)化得到的最佳添加劑配方為：谷朊粉 11.19g (3.77%)，SSL1.03g (0.35%)，黃原膠 3.22g (1.08%)，瓜爾豆膠 1.05g
(0.35°%)。該條件下綜合評分的理論值為0.8。
2.2.5.5驗證對比試驗結果
按響應面分析得出的最佳添加劑配方加入到雜糧面包粉中，測其粉質參數， 得出粉質曲線圖與沒加添加劑的雜糧面包粉（即空白試驗組）的粉質曲線圖進 行對比，結果如圖2-23和2-24。
31
2.3結論
(1)面包粉的粉質特性隨各種雜糧粉的添加，變化比較大。面團的穩(wěn)定 時間、粉質指數均總體上呈下降趨勢；加入蕎麥和玉米后面團的吸水率隨著添 加量的上升呈下降趨勢，加入燕麥后面團吸水率則是先減后增，而加入糯米后 面團吸水率呈上升趨勢，加入紅薯淀粉后面團吸水率變化不大。
(2)在單因素試驗基礎上，利用多因素試驗得出雜糧面包粉的配方為： 燕麥粉15%、蕎麥粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、紅薯淀粉4%。其粉質特性 參數為：吸水率58.4°%，形成時間3.9min，穩(wěn)定時間4.7min，粉質指數56。該 雜糧面包粉還達不到做面包的要求，必須添加必要的面包改良劑進行面粉品質 的優(yōu)化。
(3)谷朊粉、硬脂酰乳酸鈉(SSL)、黃原膠及瓜爾豆膠能夠顯著改善面包 粉和雜糧粉的流變學特性，通過單因素試驗研宄了添加劑對面包粉和雜糧面包 粉的流變學特性的影響，在此基礎上通過響應面分析試驗，得出復合添加劑的 最佳配方為：1000g雜糧面包粉為基重，谷朊粉3.77%，SSL0.35%，黃原膠1.08%， 瓜爾豆膠0.35%。各因素對雜糧面包粉綜合評分的影響排序為：黃原膠，谷朊 粉，瓜爾豆膠，SSL。
(4) 添加后雜糧面包粉的穩(wěn)定時間由4.7min顯著上升到了 14.2min，粉 質指數由原來的56上升到了 192,綜合評分由-0.32上升到了 0.8,純面包粉的 穩(wěn)定時間為6.5min，粉質指數為85。其流變學特性得到很大程度的改善。
32
第三章雜糧面包的制備工藝優(yōu)化研宄
雜糧面包通過將具有特有風味的雜糧粉與面包粉混合，經過基礎發(fā)酵、醒 發(fā)和烘烤，所制成的蓬松狀食品。其疏松的內部組織更有利于人體消化吸收。 如今，粗糧面包已成為一種時尚食品，具有越來越多的消費人群。在雜糧面包 的研宄上，有對雜糧預拌粉配方和添加劑進行研宄的，但大多數多集中于某一 種雜糧粉制成的面包配方或添加劑優(yōu)化，且單一雜糧粉的添加量均不超過20%， 對于面包的制作工藝上也多是集中考察發(fā)酵工藝或是烘烤單元。本文是以燕麥 粉、玉米粉、蕎麥粉、糯米粉及紅薯淀粉等復配雜糧粉為原料制作面包，對雜 糧面包的制備工藝進行系統(tǒng)優(yōu)化，研宄結果可為高營養(yǎng)雜糧面包的開發(fā)提供參 考。
3.1材料與方法
3.1.1材料與試劑
燕麥粉、玉米粉、糯米粉及蕎麥粉來自合肥燕之坊食品有限公司，均過80 目篩；谷朊粉來自安徽瑞福祥食品有限公司；面包粉、紅薯淀粉、酵母、白糖、 鹽、黃油、烘焙乳粉及各種添加劑均為市售產品。
3.1.2儀器與設備
氣流粉碎機，Jet Pulverizer 公司；英國 Stable Micro System 公司；HS-20
雙動雙速和面機，佛山市順德區(qū)利寶達廚具有限公司；EF-22二次發(fā)酵箱，廣 州白云德威熱力設備廠；烤箱，廣州德寶廚房設備有限公司；TA.XT plus質構 儀，F(xiàn)A-N/JA-N電子分析天平，奧豪斯國際貿易上海有限公司；DHG-9240A 恒溫干燥箱，上海林頻儀器設備有限公司。
3.1.3復配雜糧的加工工藝
雜糧選擇與處理—過篩—調粉—輔料添加—和面—靜置—切塊—整型—裝 盤—發(fā)酵—醒發(fā)—烘烤—冷卻包裝
操作要點：將計劃加入的各種配料按比例由多到少的順序加入，先在和面 機中預混，待拌勻后再加水，加水量為45%。鹽采用遲加鹽法，即面團和至九 成時再加入。和好的面團在室溫下靜置10min，再進行分割和整型。發(fā)酵時相 對濕度75%，溫度27?29°C。成品自然冷卻1h后包裝。
3.1.4試驗設計
試驗先確定發(fā)酵方法與烘烤方法，再考察面包配方與工藝的試驗優(yōu)化。 3.1.4.1發(fā)酵及烘烤方法的確定
發(fā)酵方法有3種：發(fā)酵方法1:直接發(fā)酵法，和面時按配方一次全部投料 制成面團進行發(fā)酵，發(fā)酵成熟后直接進行成型；發(fā)酵方法2:二次發(fā)酵法，將 一部分原料調粉進行第一次發(fā)酵，再將其余原材料全部加入，進行第二次調粉 和第二次發(fā)酵；發(fā)酵方法3:二次攪拌一次發(fā)酵法，第一次攪拌后面團靜置1 小時，酵母在第二次攪拌結束時加入，進行發(fā)酵方法的比較，其它操作方式一 致：和面時間25min，烘烤溫度上火160°C、下火180°C20min。烘烤方法有3 種：烘烤方法1:上火180°C、下火160°Cl7min;烘烤方法2:上火160°C、下 火180°Cl7min;烘烤方法3:上火160C、下火180°C5min，上火175C、下火 180°C5min，上火185°C、下火180°C7min進行烘烤方式的比較，其他操作方式 一致：直接發(fā)酵法，和面時間25min。
3.1.4.2面包配方與工藝的單因素試驗方法
預試驗研宄確定原料配比為：燕麥粉15%，蕎麥粉5%，玉米粉5%，懦米 粉5%，紅薯淀粉4%和面包粉66%。添加劑配方為：雜糧面包粉為基重，谷朊 粉3.8%，黃原膠1%，硬脂酰乳酸鈉0.3%，瓜爾豆膠0.4%。面包中其他輔料 配方為：乳粉4%、水45%及蛋液10%。研宄白砂糖添加量、鹽添加量及酵母 添加量對雜糧面包品質的影響。最后考察和面時間、發(fā)酵時間及烘烤時間對雜 糧面包品質的影響，以質構分析中的硬度和彈性作為主要考察指標。其中，硬 度表示物體變形所需要的力，彈性表示物體在外力作用下發(fā)生形變，當撤去外 力后恢復原來狀態(tài)的能力[90,33]。
(1) 白砂糖添加量單因素試驗以面包粉質量為基重，固定酵母添加量 為1.6%，鹽添加量為1.2%，進行白砂糖添加量單因素試驗，共5個水平，分 別為 5%、10%、15%、20%及 25%。
(2)鹽添加量單因素試驗以面包粉質量為基重，固定酵母添加量為 1.6%，白砂糖添加量為20%，進行鹽添加量單因素試驗，共5個水平，分別為 0.8%、1.2%、1.6%、2.0%及 2.4%。
(3)酵母添加量單因素試驗以面包粉質量為基重，固定白砂糖添加量 為20%，鹽添加量為1.2%，進行酵母添加量單因素試驗，共5個水平，分別為 0.8%、1.6%、2.4%、3.2%及 4.0%。
(4)和面時間單因素試驗固定發(fā)酵時間為3h，烘烤時間為20min，進 行和面時間單因素試驗，共5個水平，分別為15、25、35、45、55min。
(5)發(fā)酵時間單因素試驗固定和面時間為30min，烘烤時間為20min， 進行發(fā)酵時間單因素試驗，共5個水平，分別為2、2.5、3、3.5、4h。
(6)烘烤時間單因素試驗固定和面時間為30min，發(fā)酵時間為3h，進 行烘烤時間單因素試驗，共5個水平，分別為14、17、20、23、26min。
3.1.4.3面包配方與工藝的正交試驗優(yōu)化
在上述單因素試驗基礎上，按L9(34)正交表進行試驗，以面包硬度，彈性 作為面包配方優(yōu)化試驗評價指標。各因素及水平見表3-1。
表3-1面包配方的正交試驗因素與水平表 Tab. 3-1 Factors and levels of bread formulation orthogonal tests
水平因素
A砂糖添加量/%B鹽添加量/%C酵母添加量/%
1101.21.6
2151.62.4
3202.03.2
在上述單因素試驗基礎上，按L9(34)正交表進行試驗，以面包硬度，彈性 作為面包工藝優(yōu)化試驗評價指標。各因素及水平見表3-2。
表3-2面包工藝的正交試驗因素與水平表 Tab. 3-2 Factors and levels of bread process orthogonal tests
水平因素
A和面時間/minB烘烤時間/minC發(fā)酵時間/h
115172.5
225203
335233.5
3.1.5分析方法
復配雜糧面包硬度和彈性的測定[90]:取同等重量規(guī)格的面包，用質構儀測 定復配雜糧面包的硬度。試驗參數為：P/100探頭；操作模式：壓力測定；操 作類型：TPA;測試前速度：1.0mm/s;測試速度：1.0mm/s;測試后速度：10.0mm/s; 測試距離：50%(樣品厚度的百分數)，硬度的測試結果以感應力(g)來表示。試 驗重復5次，選取3個數值取其平均值。
3.2結果與分析
3.2.1發(fā)酵及烘烤方法對面包品質的影響
按照發(fā)酵1，發(fā)酵2,發(fā)酵3,進行發(fā)酵方法的比較。按照烘烤1，烘烤2, 烘烤3,進行烘烤方式的比較。檢測不同發(fā)酵方式及烘烤方式對雜糧面包的硬 度和彈性影響，結果如圖3-1和圖3-2所示。
圖3-2發(fā)酵方法與烘烤方式對雜糧面包彈性的影響 Fig.3-2 Effects of the fermentation method and baking way on the elasticity of grain bread
由圖3-1可以看出，3種發(fā)酵方法制作的面包，發(fā)酵方法3二次攪拌一次 發(fā)酵的硬度最大，當面團攪拌過度會破壞面團的網絡結構，使持氣力降低。發(fā) 酵方法1和2比較，直接發(fā)酵法比二次發(fā)酵法略低?？赡苁怯捎诎l(fā)酵不足會導 致雜糧面包的老化速度快。由圖3-2比較面包的彈性可以看出，二次發(fā)酵法的 彈性最大。因為二次發(fā)酵的目的是為了使面團產生新的氣體恢復面團的柔韌性 和延伸性，便于造型，綜合硬度和彈性兩個指標，在后續(xù)的面包配方、工藝優(yōu) 化的單因素試驗和正交優(yōu)化試驗中，都選擇二次發(fā)酵法。
由圖3-1可以看出，3種烘烤方式制作的面包，烘烤方式2上火160°C、下 火180°C17min，烘烤的硬度最小，其他2種相近。由圖3-2比較面包的彈性可 以看出，烘烤方式3的彈性最大。面包烘烤分為3個階段：面包體積膨脹階段， 面包成熟階段，面包增加色香味階段，在這3階段其溫度變化遵循從低到高再 到低的規(guī)律。剛開始爐溫過高，面包表皮形成過早，會減弱烘焙急脹作用，限 制面團的膨脹，成品體積變??；若爐溫過低，烘烤急脹時間太長，超過正常體
36
積，易出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象[91]。綜合硬度和彈性兩個指標，在后續(xù)的面包配方、工藝 優(yōu)化的單因素試驗和正交優(yōu)化試驗中，選擇烘烤方式3。
3.2.2面包配方對面包品質的影響 3.2.2.1白砂糖添加量對面包品質的影響
按照白砂糖添加量5%、10%、15%、20%及25%，進行白砂糖添加量單因 素試驗，檢測不同白砂糖添加量對雜糧面包的硬度和彈性影響結果如圖3-3所
度
硬
性
aj
不。
圖3-3白砂糖添加量對雜糧面包硬度和彈性的影響 Fig.3-3 Effects of the sugar amount on the hardness and the elasticity of grain bread
由圖3-3可以看出，隨著白砂糖添加量的增大，面包的硬度先減小后增大， 彈性先增后減。這是因為糖類作為酵母營養(yǎng)物質來源，促進酵母發(fā)酵產氣。糖 含量過高則抑制酵母發(fā)酵，延長發(fā)酵時間，會產生大量的酸類物質，使面團pH 下降很快，降低面筋的強度[92]。圖3-3顯示砂糖添加量為15%時，硬度最小， 彈性最大。因此后續(xù)的正交試驗采用砂糖添加量為10%、15%和20%三個水平。 3.2.2.2 鹽添加量對面包品質的影響
按照鹽添加量0.8%、1.2%、1.6%、2.0%及2.4%，進行鹽添加量單因素試
驗，檢測不同鹽添加量對雜糧面包的硬度和彈性影響結果如圖3-4所示。
由圖3-4可以看出，隨著鹽添加量的增大，面包的硬度先減小后增大，彈 性先增后減。這是因為食鹽具有強化面筋，提高面團穩(wěn)定性的功能；食鹽添加 量過高，會抑制酵母發(fā)酵作用，還可抑制酶類活性，影響面團發(fā)酵進程，面團 成熟作用會受影響，進而影響面團持氣能力[92]。圖3-4顯示鹽添加量為1.6%時， 硬度最小。因此后續(xù)的正交試驗采用鹽添加量為1.2%、1.6%和2.0%三個水平。
3.2.2.3酵母添加量對面包品質的影響
按照鹽添加量0.8、1.6、2.4、2.8及3.2%，進行酵母添加量單因素試驗， 檢測不同酵母添加量對雜糧面包的硬度和彈性影響結果如圖3-5所示。
38
表3-3面包配方的正交試驗設計與結果
Tab. 3-3 Arrangement of the bread formulation orthogonal array design and corresponding
experimental results
試驗號ABCD(空列）硬度/g彈性
1111111877.8500.869
2122211443.3300.731
3133313599.9420.875
4212310009.0770.883
5223112784.9150.871
6231213226.5550.879
731329005.8820.899
832139354.8230.699
933219046.8600.683
Ki12307.04110297.60311486.40911236.542
K212006.84911194.35610166.42211225.256
硬度
K39135.85511957.78611796.91310987.947
R3171.1861660.1831630.491248.595
Ki0.8250.8840.8160.808
K20.8780.7670.7660.836
彈性
K30.7600.8120.8820.819
R0.1180.1170.1160.028
由表3-3直接分析可知，雜糧面包硬度和彈性最優(yōu)的試驗組合為A3B1C3。 雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,方差分析結果見表3-4。
表3-4硬度與彈性的方差分析 Tab. 3- 4 Variance analysis of the hardness and the elasticity
因素偏差平方和自由度F比顯著性
硬度彈性硬度彈性F臨界值
A18389138.9400.0212155.5222119.000**
B4143196.5610.021235.0402119.000*
C4497277.4570.020238.0352019.000*
、a -V^-
誤差118241.6500.002
從表3-4的方差分析結果可以看出，以硬度為指標，面包配方的組成對硬 度的影響因素主次關系為A>C>B;以彈性為指標，面包配方的組成對彈性的 影響因素主次關系為A>B>C。從表3-3正交試驗數據中，硬度的極差，B和 C在誤差允許內，對面包硬度的影響基本一致，綜合硬度和彈性兩個指標，確
39
定因素的主次關系為A>B>C，即糖>鹽>酵母。其中B和C對面包品質的 影響均顯著，A極顯著。
綜合硬度和彈性兩個指標來看，選擇對面包硬度影響最小和彈性最大的配 方組成。由硬度的方差分析得到的雜糧營養(yǎng)面包配方中的糖、鹽、酵母的最優(yōu) 組合為A3B1C2，即糖20%、鹽1.2%、酵母2.4%。由彈性的方差分析得到的雜 糧營養(yǎng)面包配方中的糖、鹽、酵母的最優(yōu)組合為A2BIC3，即糖15%、鹽1.2%、 酵母3.2%。與直觀分析得到的較優(yōu)方案不一致，因此以A3B1C3為對照，對 A3B1C2和A2B1C3分別進行驗證試驗。添加糖20%、鹽1.2%、酵母2.4%組的雜 糧面包硬度為9007.850g、彈性為0.908，彈性明顯優(yōu)于對照組，硬度在誤差范 圍內影響不大；而添加糖15%、鹽1.2%、酵母3.2%組的雜糧面包硬度為 9706.995g、彈性0.868，該組硬度比對照組數組值大，且彈性小。因此，各因 素的最佳組合為A3B1C2。
3.2.3面包工藝對面包品質的影響 3.2.3.1和面時間對面包品質的影響
分別按15、25、35、45、55min和面時間攪拌面團，其它工藝參數為發(fā)酵 時間為3 h，烘烤時間為20 min，檢測面包的硬度和彈性，結果如圖3-6所示。
40
度
硬
性
圖3-7發(fā)酵時間對雜糧面包硬度和彈性的影響 Fig.3-7 Effects of the fermentation time on the hardness and the elasticity of grain bread
由圖3-7可以看出，隨著發(fā)酵時間的增大，面包的硬度先減小后增大，彈 性先增后減。這是因為隨著發(fā)酵時間的增加，致使面團中產氣量增多，面團內 的氣孔壁迅速變薄，短時間內面團持氣性很好，但時間延長后，面團很快成熟 過度，持氣性變劣。只有當酵母的產氣力與面團的持氣力同時達到最大時，烘 焙的面包體積最大，同時其內部組織，顆粒狀況及表皮顏色都很理想[90,1]。圖 3-7表明，發(fā)酵時間為3h時硬度最小。后續(xù)的正交試驗，采用發(fā)酵時間為2.5、 3、3.5h三個水平。
3.2.3.3烘烤時間對面包品質的影響
分別采用14、17、20、23、26min的烘烤時間，其他的工藝參數按和面時
度
硬
性
間30min和發(fā)酵3h,檢測面包的硬度和彈性，結果如圖3-8所示。
圖3-8烘烤時間對雜糧面包硬度和彈性的影響 Fig.3-8 Effects of the baking time on the hardness and the elasticity of grain bread
由圖3-8可以看出，隨著烘烤時間的增大，面包的硬度先增加后減小再增 加，彈性先增加后略減小。烘烤時間長短受烘烤溫度、粗糧面包大小、爐內濕 度、模具和烤盤、粗糧面包形狀等因素影響[91]。本文所制作面包為切割時重80g 的圓面包，其它操作均一致。圖3-8顯示烘烤時間為20min時硬度最小。后續(xù)
41
的正交試驗將采用烘烤時間為17、20、23min三個水平。
3.2.3.4 面包工藝的正交試驗
從以上的單因素試驗中選出和面時間、烘烤時間及發(fā)酵時間三因素的三個 水平，按L9(34)正交表進行試驗，結果如表3-5所示。
表3-5面包工藝的正交試驗設計與結果
Tab. 3-5 Arrangement of the bread process orthogonal array design and corresponding
experimental results
試驗號ABCD (空列）硬度/g彈性
111117678.5710.599
212227634.1030.651
313337552.3730.770
421326851.5330.810
522137060.4670.630
623215998.0600.886
731237904.2730.871
832319105.5260.842
933128159.0710.815
K17621.6827478.1267632.7037564.052
硬K26636.6877903.3657178.8127548.236
度K38359.6237236.5017806.4777505.704
R1722.936666.864627.66558.348
K10.6730.7600.6810.776
彈K20.7750.7080.8030.759
性K30.8430.8240.8070.757
R0.1700.1160.1260.019
由表3-5直接分析可知，雜糧面包硬度和彈性最優(yōu)的試驗組合為A2B3C2。 方差分析結果見表3-6。
表3-6硬度與彈性的方差分析
Tab. 3-6 Variance analysis of the hardness and the elasticity
因素偏差平方和自由度F比_ F臨界值顯著性
硬度彈性硬度彈性
A4483284.1400.0442820.5784419.000極顯著
B683918.6870.0202125.1782019.000顯著
C630178.3290.0312115.3423119.000顯著
、a -V^-
誤差5463.5700.002
42
從正交試驗和方差分析結果可以看出，以硬度為指標，面包工藝的組合對 硬度的影響因素主次關系為A>B>C;以彈性為指標，面包工藝的組合對彈性 的影響因素主次關系為A>C>B。從表3-5正交試驗數據中，硬度的極差，B 和C在誤差允許內，對面包硬度的影響基本一致，綜合硬度和彈性兩個指標， 確定因素的主次關系為A>C>B,即和面時間>發(fā)酵時間>烘烤時間。其中B 和C對面包品質的影響均顯著，A極顯著。
綜合硬度和彈性兩個指標來看，選擇對面包硬度影響最小和彈性最大的工 藝條件。從硬度的方差分析得到的雜糧營養(yǎng)面包配方中的和面時間、烘烤時間、 發(fā)酵時間的最優(yōu)組合為A2B3C2,即和面時間25min、發(fā)酵時間3.5h及烘烤時間 20min。從彈性的方差分析得到的雜糧營養(yǎng)面包配方中的和面時間、烘烤時間、 發(fā)酵時間的最優(yōu)組合為A3C3B3，即和面時間35min、烘烤時間23min及發(fā)酵時 間3.5h?？紤]實際的操作過程中和面時間不宜太長，所以選擇最優(yōu)的工藝條件 為A2B3C2。與直觀分析的相一致。
3.3結論
采用復配雜糧為原料，較大程度地保持了物料原有的生物活性和營養(yǎng)成分， 改善了食品的風味。且在口感上也有很大的改善。本研宄所制作的復配型雜糧 面包，雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,經正交試驗優(yōu)化后的最佳面包配方：雜糧面包粉為基重，白砂糖添加量 20%、鹽1.2%及酵母2.4%;最佳工藝參數：和面25min、二次發(fā)酵3.5h及烘 烤20min。按此配方及工藝生產出來的面包，硬度為5998.060g，彈性為0.886, 具有質地柔軟，色澤金黃色，口感較細膩。
43
第四章雜糧面包產品對比與貯藏穩(wěn)定性研究
面包在貯藏過程中營養(yǎng)成分會發(fā)生變化，產品特性也會發(fā)生不同的改變， 從而影響面包的食用品質。普通的面包常溫下保存3-5天，便會很快腐敗變質， 有的保存期久的水分也會漸漸消失，變干，發(fā)硬，長霉，從而被撤離貨架。因 此，本章檢測了普通面包和雜糧面包的營養(yǎng)成分，并在原料成分、表面微觀結 構、功能特性等方面與市場同類產品對比，同時探討雜糧面包的特性在貯藏過 程中的變化規(guī)律，為雜糧面包的合理貯藏與食用提供理論依據。
4.1材料與方法
4.1.1 試驗材料
本試驗室自主研發(fā)的普通面包和雜糧面包以及購自市場某品牌的雜糧面包 與普通面包，市場購得的面包與試驗室產品均為同一天生產日期。
廠家
國藥集團化學試劑有限公司 上海振企化學試劑有限公司 天津市博迪化工有限公司 國藥集團化學試劑有限公司
生產單位
北京松原華興科技發(fā)展有限公司 日本電子制造
英國 Stable Micro System 公司
佛山市順德區(qū)利寶達廚具有限公司 廣州白云德威熱力設備廠 廣州德寶廚房設備有限公司 奧豪斯國際貿易上海有限公司 上海林頻儀器設備有限公司
4.1.2.1 主要試劑
試劑名稱級別
酚酞AR
乙醇AR
氫氧化鈉AR
鄰苯二甲酸氫鉀AR
4.1.2.2 主要儀器設備
儀器設備
LGJ冷凍干燥
JEOL.JSM-6490LV型掃描電鏡 TA.XT plus質構儀 HS-20雙動雙速和面機 EF-22二次發(fā)酵箱
烤箱
FA-N/JA-N電子分析天平 DHG-9240A恒溫干燥箱 4.1.3 試驗方法
4.1.2試驗主要試劑及儀器設備
室溫環(huán)境產品貯藏穩(wěn)定性試驗取室溫密封袋裝的普通面包和雜糧面包 在室溫下避光儲藏，每隔一定的貯藏天數測定其質構中的硬度、彈性，堅實度， 水分含量，酸度和pH，考察指標變化趨勢。
44
4.1.4 分析方法
4.1.4.1水分、蛋白質、脂肪和灰分的測定
水分、蛋白質、脂肪和灰分的檢測方法同2.1.5。
4.1.4.2質構的測定
硬度和彈性的測定方法同3.1.5。復配雜糧面包堅實度的測定[94]:取同等重 量規(guī)格的面包，用質構儀測定復配雜糧面包的。試驗參數為：P/36R探頭；操作 模式：壓力測定；操作類型：TPA;測試前速度：1.70mm/s;測試速度：1.0mm/s； 測試后速度：10.0mm/s;測試距離：40%(樣品厚度的百分數)。堅實度是指將面 包片壓到規(guī)定的高度所需要的力，可以用來研宄添加劑或其他處理對延長面包 貨架期的作用。試驗重復5次，選取3個數值取其平均值。
4.1.4.3 掃描電鏡觀察
在鋁質樣品臺上貼上雙面膠，取干燥后的少許產品散落在導電雙面膠上， 真空噴鍍一層厚度為20nm金粉后，在10、15kV的工作壓力下電鏡掃描觀察產品 的微觀表面結構，并拍照記錄。
4.1.4.4面包酸度的測定
按GB/T 20981-2007進行面包酸度的測定。
4.1.4.5 面包pH的測定[93]
取攪拌完的待測的面團10g溶入90mL水中，均質2min后，用pH計測定 pH，雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,即為面團的pH，面團的pH控制在5.0?5.8。
4.1.5數據處理與分析
所有試驗進行3次重復，試驗結果以平均值表示。采用Excel對數據進行 處理并繪制圖形。
4.2結果與分析
4.2.1 質構的測定
試驗室制得的面包在室溫下隨貯藏天數的增加，用質構儀測得的面包硬度 與彈性的變化如圖4-1，變化如圖4-2。
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圖4-1普通面包在常溫下的硬度和彈性隨貯藏天數的變化 Fig.4-1 The change of the hardness and elasticity of ordinary bread with the storage days at room
temperature
由圖4-1可以看出，隨著貯藏天數的增加，普通面包的硬度呈上升趨勢， 彈性呈下降趨勢。分析原因，可能是隨著貯藏時間的延長，面包放在室溫條件 下，會隨著水分的慢慢流失，香味的損失而逐漸變硬[95]，隨之，彈性也慢慢變 小。
圖4-2普通面包與雜糧面包的堅實度隨貯藏天數的變化 Fig.4-2 The change of the firmness of ordinary bread and grain bread with the storage days
由圖4-2可以看出，隨著貯藏天數的增加，普通面包的堅實度是上升后下 降的，并且，普通面包在貯藏第七天時，已發(fā)霉變質。而雜糧面包的堅實度隨 著貯藏時間的延長，也是先上升后略微下降。實際上，本試驗中的雜糧面包在 貯藏期超過15天都未有明顯的腐敗變質現(xiàn)象。
4.2.2水分含量的測定
試驗室制得的普通面包與雜糧面包，隨貯藏天數，水分含量的變化如圖4-3。
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20 8 6 4 2
33 2 2 2 2
%/劇如負爺
圖4-3普通面包與雜糧面包的水分含量隨貯藏天數的變化 Fig.4-3 The change of the moisture content of ordinary bread and grain bread with the storage days
由圖4-3可以看出，隨著貯藏天數的增加，普通面包的水分含量是波動的， 但是總體趨勢是呈下降的。雜糧面包的水分含量隨貯藏時間的延長下降較快。 原因可能是因為，雜糧本身粗糙的內部組織結構，導致雜糧失水速度加快，而 普通面包，一般的小麥粉因面筋含量較大的緣故，其吸水性較強，故而保水性 較雜糧面包好些。
4.2.3酸度的測定
試驗室制得的普通面包與雜糧面包，隨貯藏天數，酸度變化情況如圖4-4。
圖4-4普通面包與雜糧面包的酸度隨貯藏天數的變化 Fig.4-4 The change of the acidity of ordinary bread and grain bread with the storage days
由圖4-4可以看出，隨著貯藏天數的增加，普通面包和雜糧面包的酸度基 本維持穩(wěn)定。
4.2.4面包pH的測定
試驗室制得的普通面包與雜糧面包，隨貯藏天數，酸度變化情況如圖4-5。
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圖4-6面包粉與小麥粉的微觀結構圖 Fig.4-6 The microstructure of FIG about bread ^our and wheat ^our
由圖4-6可以看出，面包粉與普通小麥粉的微觀結構圖相比，其表面微觀 結構更加平滑、完整、細密及緊湊。普通小麥粉是有一般小麥粉經過簡單的初 級加工制得，而面包粉在加工過程，由于加入了一些必要的面包改良劑，其作 用有的是為了提高面包粉的穩(wěn)定性，有的是為了延長面包粉的穩(wěn)定時間，有的 是為了增加面包粉的筋度。其最終目的都是使面包粉更加的均一、穩(wěn)定。在面 包制作過程中，面包粉比普通的小麥粉具有更好的持氣性及產氣能力。
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A:試驗室普通面包B:試驗室雜糧面包C:市售普通面包D:市售雜糧面包
圖4-7試驗室與市售的面包產品微觀結構圖 Fig.4-7 The microstructure of FIG about laboratory and commercial bread products
面包是由小麥粉等經攪拌、發(fā)酵、焙烤等過程加工制成的體積膨大、組織 松軟、富有彈性的食品。在面團攪拌過程中，其內部的麥谷蛋白和麥醇蛋白通 過二硫鍵、氫鍵和疏水相互作用形成三維面筋網絡結構[96]。應用掃描電鏡可觀 察到面包的微觀結構。由圖4-7可以看出，在試驗室制得的和市售的普通面包 和雜糧面包的微觀結構掃描圖中，均存在著圓形的、不規(guī)則的空洞[97]。圓形的 氣孔大多是酵母發(fā)酵產氣和攪拌過程帶來的空氣。試驗室所制作的雜糧面包， 其微觀結構較普通面包，氣孔均勻連續(xù)，但是微觀結構表面粗糙，不平滑。原 因雜糧面包在制作過程加入了大量的復配雜糧粉，雜糧粉本身就很粗糙、在于 小麥粉混合后形成面筋網絡，因為雜糧本身不具有面筋，在面筋網絡中只能被 小麥蛋白所包裹。市售的普通面包與雜糧面包相比，組織結合的較細密，但氣 孔沒有雜糧面包的大。雜糧面包氣孔大，其疏松的空間結構位阻就小，有利于 消化液的滲透和酶解，便于人體腸胃的消化吸收[73]。試驗室所得的雜糧面包與 市售雜糧面包，微觀結構基本一致，均連續(xù)且均勻，然而市售的雜糧面包，其
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氣孔較大，可能是因為實際操作中，由于操作手法的不熟悉或者是市售面包配 方不一致所致。
4.3結論
產品在貯藏過程中會隨著貯藏時間的增加，營養(yǎng)物質會逐漸流失，產品也 開始慢慢腐敗變質。試驗室所指的面包，隨著貯藏天數的增加，其質構和水分 含量的變化是明顯的。無論是普通面包還是雜糧面包，其硬度均隨時間的延長 而呈顯著的上升趨勢，彈性也在下降。堅實度上雖然面包都在開始慢慢變硬腐 敗，但是雜糧面包的變化小于普通面包，其保質期達到15天以上，是普通面包 的一倍以上。面包的水分也隨之慢慢流失，但雜糧面包的水分變化緩慢，其保 水性優(yōu)于普通的面包。面包產品的pH和酸度變化基本維持穩(wěn)定，兩者變化趨 勢相一致。從掃描電鏡圖中可以看出，面包粉的微觀結構比小麥粉平滑、完整、 細密及緊湊。試驗室所制作的雜糧面包，其微觀結構較普通面包，氣孔均勻連 續(xù)，但是微觀結構表面較粗糙且不平滑。雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,市售的普通面包與雜糧面包相比，較 細密，但氣孔沒有雜糧面包的大。試驗室所得的雜糧面包與市售雜糧面包，微 觀結構基本一致。
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第五章結論與展望
5.1本文主要結論
5.1.1雜糧面包粉的配方設計研宄
(1)參考中國食物成分營養(yǎng)表及對原料進行基本成分分析的基礎上，依 據谷物營養(yǎng)互補與復配原理，選擇燕麥粉、蕎麥粉、玉米粉、糯米粉、紅薯淀 粉為雜糧面包粉的雜糧原料。
(2)利用Excel，應用線性規(guī)劃法原理，對雜糧面包粉的基礎配方進行 設計。雜糧面包粉的原料配方為：燕麥粉15%、蕎麥粉5%、玉米粉5%、糯米 粉5%、紅薯淀粉4%及面包粉66%。該雜糧面包粉的粉質特性參數為：吸水率 58.4°%，形成時間3.9min，穩(wěn)定時間4.7min，粉質指數56。隨著各種雜糧粉的 增加，混合粉的穩(wěn)定時間及粉質指數均呈下降趨勢。加入玉米粉和蕎麥粉的混 合粉隨添加量的增加，面團的吸水率呈緩慢的下降。加入燕麥粉的面團吸水率 是先下降后上升的趨勢。加入糯米后的面團吸水率呈上升趨勢。加入紅薯淀粉 的面團吸水率變化不大。
(3)在單因素試驗基礎上，確定出谷朊粉、硬脂酰乳酸鈉(SSL)、黃原膠 及瓜爾豆膠為雜糧面包粉的品質改良劑，通過響應面分析試驗，以面團粉綜合 得分為響應值，得出復合改良劑的最佳配方為：1〇〇〇g雜糧面包粉基重，谷朊 粉3.77%，SSL0.35%，黃原膠1.08%，瓜爾豆膠0.35%。各因素對雜糧面包粉 綜合評分的影響排序為：黃原膠 > 谷朊粉 > 瓜爾豆膠>881。添加復合改良劑后雜 糧面包粉的穩(wěn)定時間上升到14.2min，粉質指數上升到192,綜合評分由-0.32326 上升到了 0.8，其流變學特性得到了很大程度的改善。
5.1.2雜糧面包的制備工藝優(yōu)化研宄
(1)在單因素的基礎上，確定了輔料配方中的糖、鹽及酵母添加量為考 察因素，進行正交優(yōu)化試驗，做面包的烘焙，以面包的質構為優(yōu)化指標，經正 交的方差分析，得出影響雜糧面包硬度和彈性的輔料因素順序為糖 >鹽>酵母， 其中糖的添加量影響是極顯著的。最佳的雜糧面包輔料配方為：以雜糧面包粉 為基重，白砂糖添加量20%、鹽1.2%及酵母2.4%。
(2)在單因素的基礎上，確定了面包加工工藝中的和面時間、發(fā)酵時間 及烘烤時間為考察因素，進行正交優(yōu)化試驗，做面包的烘焙，以面包的質構為 優(yōu)化指標，經正交的方差分析，得出影響雜糧面包硬度和彈性的工藝參數順序 為和面時間 > 發(fā)酵時間>烘烤時間，其中和面時間的影響極顯著。最佳的雜糧面 包加工工藝參數為和面25min、二次發(fā)酵3.5h及烘烤20min。按此配方及工藝 生產出來的面包，硬度為5998.060g，彈性為0.886，具有質地柔軟，色澤金黃 色，口感較細膩。
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5.1.3產品的對比及貯藏穩(wěn)定性研宄
(1)隨著貯藏時間的增加，產品的硬度、彈性、堅實度及水分含量變化 較大。雜糧面包粉流變學性質研究及面包工藝優(yōu)化,產品的硬度均隨貯藏時間的增加明顯增大，彈性也明顯減小。相比普通 面包，雜糧面包的下降緩慢，且保質期明顯大于普通面包，在室溫下密閉保存 達15天左右，是普通面包的一倍以上。雜糧面包的水分含量變化不大，其保水 性較普通面包好。在一定的保質期內，產品的酸度和pH變化不大。且面包的 pH和面包的酸度表現(xiàn)出一致性?？稍谝院蟮拿姘?，考慮用面包pH代替面包 酸度，這樣避免了傳統(tǒng)的酸度測定法，費時費力的缺點。
(2)面包粉和小麥粉的掃描電鏡圖對比發(fā)現(xiàn)，面包粉的微觀結構明顯比 小麥粉平滑、完整、細密及緊湊。在面包制作過程中及表現(xiàn)出更好的持氣性及 產氣能力。對比試驗室制得的和市售的普通面包和雜糧面包的微觀結構掃描圖， 試驗室所制作的雜糧面包，其微觀結構較普通面包，氣孔均勻連續(xù)，但是微觀 結構表面較粗糙且不平滑。市售的普通面包與雜糧面包相比，較細密，但氣孔 沒有雜糧面包的大。試驗室所得的雜糧面包與市售雜糧面包，微觀結構基本一 致。
5.2本文創(chuàng)新點
(1)采用多種谷物雜糧粉進行雜糧面包的生產，避免了單一雜糧的營養(yǎng) 不均衡性，豐富了面包的不同口味，在滿足現(xiàn)代人對營養(yǎng)追求的同時，也滿足 了現(xiàn)代人追求食品風味的需求。
(2)首次將雜糧面包粉從性質研宄到制備工藝優(yōu)化及最終產品的貯藏穩(wěn) 定進行研宄，得出了適合雜糧面包的配方，并觀察雜糧面包在貯藏過程中的變 化規(guī)律。
5.3展望
本文對雜糧面包粉的原料選擇、配方優(yōu)化、工藝選擇及貯藏穩(wěn)定性進行了 系統(tǒng)的研宄，由于時間和條件的限制，仍有一些問題需要進一步的深入研宄和 探討。
(1)本文選擇5種雜糧粉作為雜糧面包的原料，材料選擇有限，可嘗試 采用其它雜糧粉進行復配，開發(fā)出具有不同口味的新產品和適宜特殊人群食用 的保健產品。
(2)對雜糧面包進行批量生產的全程進行質量控制體系研宄，使其早日 實現(xiàn)工業(yè)化生產。
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