混合试验仪确定冷冻面团馒头复配添加剂最佳配方

胡家勇，秦先魁*，郑 革，陈淑平，邱燕霞

（武汉轻工大学 食品科学与工程学院，湖北 武汉 430000）

以馒头为主要代表的中式发酵面食，历史悠久，在我国乃至亚洲其他国家的人民日常生活中均占主要地位，冷冻面团技术是通过低温速冻的方式将揉搓好的面团在短时间内降到一个比较低的温度，从而保证产品的安全性和品质的标准化。冻面团技术因其特殊的优越性成为我国食品工业最具发展潜力的技术之一，适合于连锁企业的经营生产模式[1]。

目前冷冻面团产品的整体感官品质与现制现售品还有一段距离，在生产中还会容易出现萎缩、变色、裂纹等质量问题[2-4]，如冷冻面团经长期冷冻贮藏会导致面团品质下降，醒发时间增加、面包硬度增加、比容减小等[5]；研究表明，由于冷冻系统（冷冻、冻藏、解冻）的影响导致冷冻面团食品在生产过程中品质发生变化，随着冷冻面团冷藏时间的延长，产品质量不断降低[6]。为获得品质良好的冷冻面团，以乳化剂、氧化剂、亲水胶体等添加剂通过Mixolab混合试验仪研制出一种配比合理、效果良好的复合型冷冻面团品质改良剂，以确保冷冻面团有一个良好的外观及品尝品质。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

面粉：益康面粉有限公司；耐低温酵母：安琪酵母股份有限公司；硬酯酰乳酸钠（sodium stearyl lactate，SSL）、黄原胶、抗坏血酸（VC）：河南豫中有限公司。

1.2 仪器与设备

DW-40L188 -40 ℃医用低温速冻冰箱、BCD-539WT海尔冰箱：青岛海尔集团股份有限公司；Mixolab混合实验仪：法国肖邦公司；H-1850R型立式冷冻离心机：上海久世环保科技有限公司；TA-XT2i Texture Analyser：英国Stable Micro System有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 面粉水分含量测定

水分含量按照GB/T5497—1985《粮食、油料检验水分测定法》中的方法测量。

1.3.2 面粉粉质特性测定[7]

混合实验仪是测定面粉加水混合形成面团过程和面团加热糊化过程以及冷却过程面团流变特性变化的仪器，测定时将面粉放在混合实验仪的混合室中，仪器根据面粉的水分含量自动加入一定量的水，由两个“s”形的搅拌刀以80 r/min的转速进行混合，实时测定并记录在两个搅拌刀间对面团的力矩（N·m），绘制出力矩（温度）随时间变化的混合曲线，并研究面团的流变特性和酶活性等参数。然后通过各个参数分析面粉的各个性质。混合实验仪力矩曲线如图1所示。

图1 Mixolab混合实验仪力矩曲线图Fig.1 Torque curves of Mixolab mixed experiment instrument

表1 各指标所表示的特性[8-10]Table 1 Characteristics of the indicators

1.3.3 单因素试验

根据国内外的研究报道，本试验选用了乳化剂硬酯酰乳酸钠、胶体黄原胶以及氧化剂抗坏血酸。添加剂用量分别为SSL（质量分数0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%）、黄原胶（质量分数0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%）、抗坏血酸（质量分数0、0.005%、0.010%、0.015%、0.020%）进行单因素试验。添加剂添加量参见GB 2760—2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》。

1.3.4 正交试验

通过分析影响冷冻面团馒头品质的单因素试验，选取硬酯酰乳酸钠、黄原胶、抗坏血酸这3个因素安排L9（34）正交试验，正交试验因素与水平见表2。

表2 复配添加剂配方优化正交试验因素与水平Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

1.3.5 冷冻面团馒头制作

先将干料低速搅匀，加水后低速搅拌至成团，再高速搅拌7 min。面团稍作整理后放入醒发箱内（温度30 ℃，湿度80%）发酵45 min，取出面团压面10次赶气，然后将面团分割成100 g/块，手揉成型（成型高度6 cm），-30 ℃速冻30 min，真空包装，-18 ℃冷藏保存，解冻，醒发，蒸制20 min。

1.3.6 馒头品质感官评价方法

冷冻面团馒头感官评分标准（满分100分）见表3。

1.3.7 TPA质构仪硬度、咀嚼性测定

用菜刀将馒头从竖直方向切成1.5 cm的均匀薄片，取中部两片，采用质构仪进行质构分析（texture profile analysis，TPA）测试，测试采用P100探头，2次实验取平均值。参数设定：测试前速率：1.00 mm/s，测试速率：1.00 mm/s；测试后速率：2.00 mm/s，下压程度：50.00%；距离：25.000 mm，测试力：5.0 g。

1.3.8 数据分析

数据统计采用SPSS 17.0进行正交试验结果方差分析。

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 SSL对面团粉质特性的影响

SSL添加量对面团粉质特性的影响见表4。从表4可以看出，与空白组对比，SSL添加组面团形成时间、稳定时间均有所增加，原因是SSL与面粉中的蛋白质的特定结构发生亲水相互作用从而使面筋的网络结构得到强化[11]；但是随着SSL添加量的增加，形成时间和稳定时间都呈现下降的趋势，可能的原因是过多的SSL可与淀粉的α-螺旋结构形成复合体，阻碍了SSL与蛋白质发生亲水作用，从而不利于面筋网络结构的强化。随着SSL添加量的增加，淀粉糊化特性变化不大，但淀粉糊化热稳定性与淀粉回生特性均有较好的改善，因为SSL能结合一部分直链淀粉，这种直链淀粉结合体可以阻止直链淀粉溶于水，而有效地防止面团老化、变硬[12-13]。SSL对蛋白弱化没有太大的影响，但若SSL添加量过大，反而会加强蛋白的弱化，可能因为是SSL与面粉中淀粉的结合作用稀释了面筋蛋白的网络结构。由表中数据综合分析，SSL最佳添加量为0.1%～0.15%。

表4 不同SSL添加量对面粉特性的影响Table 4 Effect of SSL addition on flour features

2.1.2 黄原胶对面团粉质特性的影响

黄原胶添加量对面团粉质特性的影响见表5。从表5可以看出，与空白组对比，黄原胶添加组面团形成时间、稳定时间随着黄原胶的添加量的增加而增加，蛋白弱化程度随添加量的增加而下降，原因是黄原胶作为增稠剂，不仅分子间交联形成网络，还与面筋蛋白相互作用，形成复杂体系，改善了面筋的网络结构，提高了面团的稳定性，降低了蛋白的弱化程度[14]；随着黄原胶添加量的增加，淀粉糊化特性以及淀粉糊化热稳定性均变化不大，但淀粉回生特性有了较好的改善，这说明黄原胶对淀粉糊化影响不大。由表5中数据综合分析，黄原胶最佳添加量为0.4%。

表5 不同黄原胶添加量对面粉特性的影响Table 5 Effect of xanthan gum addition on flour features

表6 不同VC添加量对面粉特性的影响Table 6 Effect of vitamin C addition on flour features

2.1.3 VC对面团粉质特性的影响

VC添加量对面团粉质特性的影响见表6。从表6可以看出，与空白组对比，VC添加组面团形成时间、稳定时间增加，因为VC可以把硫氢基氧化成为二硫键，可使本来互不关联的面筋蛋白质相互交联，形成一种大分子的立体网状结构，增加了面粉的筋力[15]；随着VC添加量的增加，蛋白弱化程度降低，是因为VC将面粉中不同的类脂物质氧化成二氧类脂物，二氯类脂物可以与蛋白质结合在一起，从而降低了蛋白的弱化度[16]；VC对淀粉糊化特性有一定的负面影响，可能是因为VC的氧化作用导致支链淀粉的断裂，糊化黏度降低，但VC对淀粉糊化热稳定性基本无影响；VC也具有一定的抗老化功效。由表中数据综合分析，VC最佳添加量为0.010%。

2.2 添加剂配方优化正交试验

2.2.1 复配添加剂Mixolab参数正交分析

由单因素试验结果可以看出，复合添加剂对面团的蛋白弱化特性及淀粉热糊化特性影响不显著，因此选取影响显著的面团形成时间、面团稳定时间、淀粉糊化热稳定性、淀粉回生特性作为Mixolab参数的考察指标。各指标的隶属度计算公式如下：

由于本试验4个指标重要性不同，根据各个指标的重要性，取面团形成时间、面团稳定时间、淀粉糊化热稳定性和淀粉回生特性的权重分别为0.3、0.3、0.2和0.2，因为面团形成时间与面团稳定时间对面团品质较为重要。因此每个试验最后的隶属度综合分=面团形成时间隶属度×0.3+面团稳定时间隶属度×0.3+（C3-C4）隶属度×0.2+（C5-C4）隶属度×0.2。复配添加剂对面团Mixolab参数影响的正交试验结果与分析见表7，方差分析见表8。

由表7可知，3因素对即面粉隶属度的影响主次为A＞C＞B，即SSL＞VC＞黄原胶，最优的方案为A1C2B2，即添加剂的配方为SSL0.1%、VC0.010%和黄原胶0.3%。在此条件下进行3次验证试验，其隶属度为0.81。由表8可知，影响SSL对冷冻面团馒头的品质影响非常显著，黄原胶与VC对冷冻面团馒头的品质影响显著，从而说明了SSL、黄原胶与VC是3种非常不错的冷冻面团馒头品质改良剂。

2.3 不同配方的冷冻面团馒头感官评定与质构评分

2.3.1 馒头感官品质评分

冷冻面团馒头感官评分标准参考GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》制定，具体指标及分值标准见表3，为了保证评分相对科学性，精心挑选了7名评分员进行评分，最后取平均值，评分结果见表10。其中1～9号为正交试验中的1～9号，第10号为正交试验中的最优方案，即添加剂配方为SSL0.1%、VC0.01%、黄原胶0.3%。

表7 复配添加剂配方优化正交试验结果与分析Table 7 Results and analysis of orthogonal experiment for compound additive formula optimization

表8 正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment

表9 不同配方冷冻面团馒头感官评分结果Table 9 Sensory evaluation results of frozen stream bread dough with different formula

由感官评分结果可以看出，添加组中10号试验得分最高，其复合添加剂配方为SSL0.1%、VC0.010%和黄原胶0.3%，结果与Mixolab正交试验结果相一致。

2.3.2 馒头质构品质测定

将制作的冷冻面团馒头用质构仪进行TPA物性测试，测试结果见表10。其中1～9号为正交试验中1～9号，第10号试验为正交最优方案，即添加剂配方为SSL0.1%、VC0.01%、黄原胶0.3%。

表10 不同配方冷冻面团馒头质构测定结果Table 10 TPA detection results of frozen stream bread dough with different formula

由表10可知，10号试验结果与其他添加组相比品质较好，馒头的硬度与黏性明显优于其他添加组；虽然馒头的弹性、凝聚性与胶着性较其他添加组组没有明显的区别，但是在添加组试验中表现最好；咀嚼性与回复性在添加组试验中虽然不是最好，但是与最好添加组相差不大。综合而言，质构仪品质评价10号试验馒头在添加组中品质最好，复合添加剂配方为SSL0.1%、VC0.010%和黄原胶0.3%，结果也与Mixolab正交试验结果相一致。

3 结论

用不添加任何添加剂的中筋面粉制作冷冻面团馒头，结果发现馒头裂纹、皱皮比较严重，添加了最优配方的复合改良剂，显著改善了面团的流变学特性，制作出的冷冻面团馒头各项感官品质评分都明显得到了提高，TPA质构也较空白组有明显的改善，内部结构均匀，表面细腻光滑，品质与新鲜馒头没有太大的差别。复配添加剂可显著改善冷冻面团的流变学特性，其最佳配比为SSL0.1%、VC0.010%和黄原胶0.3%，为研究冷冻面团馒头的品质改良剂提供一定的理论支撑。

[1]刘亚楠，王晓曦，董秋晨.冷冻面团技术的应用和发展[J].粮食加工，2010，35（4）：14-16.

[2]LE BAIL A,PASCO M,MERIC L,et al.Influence of the freezing rate on yeast activity in frozen bread dough[C]//Proceedings of the 10th international cereal and bread congress.Porto Carras Greece,1996(7):9-12.

[3]LU W,GRANT L A.Effects of prolonged storage at freezing temperatures on starch and baking quality of frozen doughs[J].Cereal Chem,1999,76(5):656-662.

[4]NEYRENUF O.Freezing experiments on yeasted dough slabs.Effects of cryogenic temperatureson the bakingperformance[J].Cereal Chem,1993,70:109-111.

[5]INOUE Y,BUSHUK W.Studies on frozen dough.I.Effects of frozen storage and freeze-thaw cycles on baking rheological properties[J].Cereal Chem,1991,68:627-631.

[6]HOLMES J T,HOSENEY R C.Frozen doughs:freezing and thawing rates and the potential of using a combination of yeast and chemical leavening[J].Cereal Chem,1987,64:348-351.

[7]闫淑琴，周一虹，沈 群.四种亲水胶体对小麦淀粉、面筋蛋白特性及面条品质的影响[J].食品研究与开发，2011，32（3）：63-67.

[8]家 丰，邢春生.新型小麦粉和谷物流变学检测仪[J].粮油食品科技，2008，16（5）：60-63.

[9]张 艳，王彦飞，陈新民，等.Mixolab 参数与粉质、拉伸参数及面包烘烤品质的关系[J].作物学报，2009，35（9）：1738-1743.

[10]徐丛玥，刘 英，黄庆荣，等.萌芽燕麦粉面团粉质及糊化特性分析[J].粮食与食品工业，2013，20（5）：39-44.

[11]朱建丽.食品添加剂在馒头工业化生产中的应用[J].现代面粉工业，2009（1）：43-45.

[12]潘丽军，方 坤，马道荣，等.复合改良剂对馒头低温储藏抗老化效果的影响[J].食品科学，2010，31（12）：284-287.

[13]邵 颖，魏宗烽.板栗粉对面包老化及品质影响的研究[J].中国酿造，2009，28（9）：137-139.

[14]ROUILLE J,LE BAIL A,COURCOUX P.Influence of formulation and mixing conditions on bread making qualities of French frozen dough[J].J Food Eng,2000,43(4):197-203.

[15]万金虎.不同亲水胶体对速冻饺子皮品质影响的研究[D].无锡：江南大学硕士论文，2009.

[16]董 彬.食品添加剂在馒头工业中的应用[J].粮油加工，2006（1）：77-78，81.

[17]李云雁，胡传荣.实验设计与数据处理[M].北京：化学工业出版社，2008.