混合试验仪确定冷冻面团馒头复配添加剂最佳配方.docx

研究报告中国酿造2014 年 第 33 卷 第 6 期 总第 268 期107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）摘 要：利用混合试验仪研究硬酯酰乳酸钠（SSL）、黄原胶、抗坏血酸（VC）对冷冻面团特性的影响。通过单因素试验、正交试验确定 了冷冻面团复配添加剂的最佳配方为SSL 0.1%、VC 0.010%和黄原胶0.3%。用不同复配添加剂配方制作冷冻面团馒头，利用感官品 质评分、质构品质测定进行综合评价，最佳结果与Mixolab试验结果一致。 关键词：冷冻面团；馒头；复配添加剂；混合实验仪；流变学特性中图分类号：TS211.4文献标识码：A文章编号：0254-5071（2014）06-0107-05 doi:10.11882/j.issn.0254-5071.2014.06.026Optimization of complex additive formula for frozen stream bread dough by MixolabHU Jiayong, QIN Xiankui*, ZHENG Ge, CHEN Shuping, QIU Yanxia(College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430000, China)Abstract: Mixolab was used to study the impact of sodium stearoyl lactylate (SSL), xanthan gum, vitamin C on the rheological properties of frozen dough. Through single factor test, the optimum ratio of frozen dough quality improver was determined by orthogonal experiment as follows: SSL 0.1%, vitamin C 0.010% and xanthan gum 0.3%. Frozen stream bread dough was made with different composite additive formula, and comprehen- sive evaluation was conducted by sensory evaluation and texture profile analysis. The optimum result was consistent with Mixolab test.Key words: frozen dough; stream bread; complex additive; Mixolab; rheological properties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/T54971985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，仪器根据收稿日期：2014-04-16 基金项目：湖南金霞粮食产业科技服务项目（项目编号：532100711025） 作者简介：胡家勇（1990-），男，硕士研究生，研究方向为粮食工程。*通讯作者：秦先魁（1962-），男，副教授，硕士，研究方向为粮食工程。1082014 Vol.33 No6Serial No268China BrewingResearch Report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（Nm），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。面粉与水混合过程中的力矩；面筋强度；热黏度；淀粉酶 活性；淀粉回生特性。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 27602011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L（9 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水平A SSL/%B 黄原胶/%C VC/%10.100.20.00520.150.30.01030.200.40.0151.3.5 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Table 1 Characteristics of the indicators 30 min，真空包装，-18 冷藏保存，解冻，醒发，蒸制20 min。 参数参数释义 C1揉混面团时扭矩最大值，用于测定吸水率C2用于测定在机械力和加热过程中，蛋白质弱化特性C3糊化黏度最大值，用于测定淀粉糊化特性C4用于测定淀粉糊化热稳定性C5用于测定冷却过程中淀粉回生特性 吸水率（湿基14%）C1达到（1.10.5）Nm区间所需加水量，即面粉吸水达到给定黏度所需水量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。表3 冷冻面团馒头感官评分标准Table 3 Sensory evaluation criteria of frozen dough steamed bread项目满分评分标准色泽10白、乳白（810分）；浅黄、黄（68分）；色发暗、发灰（16分）状况气味10（812分）；表面有气泡、大量裂纹、皱缩（18分）正常麦香味（810分）；基本无异味（68分）；有异味（16分）组织 结构15气孔细小均匀（1215分）；气孔大小中等（812分）； 有不均匀大气孔（18分）弹性15手指按压回弹性好（1215分）；回弹性弱（812分）； 手指按压不回弹或按压困难（18分）韧性10嚼劲强（810分）；嚼劲一般（68分）；嚼劲差，切时掉 渣（16分）黏性10爽口不黏牙（810分）；中等（68分）；黏牙状况明显（16分）C1时间（形成时间）/ min达到C1所需时间，面团形成时间越长时间，面筋 越强比容152.3 cm3/g，得15分；每下降0.1减1分稳定时间/min力矩在C1-11%C1之上的时间，表示面团的耐柔性，稳定时间越长，面团越强C3时间/min达到最大黏度所需时间，表示糊化时间，糊化时 间越短，烹煮时间越短C1-C2（/ Nm）表示蛋白弱化特性，C1-C2值越大，即 绝对值越大，说明蛋白质弱化程度越大C3-C2（/ Nm）表示淀粉糊化特性，C3-C2值越大，即 绝对值越大，说明淀粉糊化特性增强，黏度变大C3-C4（/ Nm）表示淀粉糊化热稳定性，C3-C4值越小，即 绝对值越小，淀粉糊化热稳定性越强C5-C4（/ Nm）表示淀粉回生特性，C5-C4值越大，表示淀粉越容易回生外观15表面光滑无裂纹，饱满（1215分）；表面有少量裂纹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 analy- sis，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；测试研究报告中国酿造2014 年 第 33 卷 第 6 期 总第 268 期109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-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 featuresSSL形成稳定C1/C2/C3/C4/C5/C1-C（2 蛋白弱化C3-C（2 淀粉糊化C3-C（4 淀粉糊化热C5-C（4 淀粉回生添加量/%时间/min时间/min （Nm）（Nm）（Nm）（Nm）（Nm）特性）（/ Nm）特性）（/ Nm）稳定性）（/ Nm）特性）（/ Nm）02.985.301.120.391.551.402.250.731.160.230.850.053.706.171.130.411.551.322.130.721.140.230.810.103.566.081.140.421.541.412.150.721.120.130.740.153.385.981.140.401.561.442.190.741.160.120.750.202.985.681.110.341.511.392.210.771.170.120.822.1.2 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黄原胶形成时稳定时C1/C2/C3/C4/C5/C1-C（2 蛋白弱C3-C（2 淀粉糊C3-C（4 淀粉糊化C5-C（4 淀粉回添加量/%间/min间/min（Nm）（Nm）（Nm）（Nm）（Nm）化特性）（/ Nm）化特性）（/ Nm） 热稳定性）（/ Nm） 生特性）（/ Nm）02.985.301.120.391.551.402.250.731.160.230.850.13.775.601.120.411.561.332.050.711.150.230.720.23.485.671.110.401.561.342.010.711.160.220.670.33.156.321.100.421.581.342.030.681.160.240.690.44.176.551.090.431.561.291.900.661.130.270.61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 featuresVC添加形成时稳定时C1/C2/C3/C4/C5/C1-C（2 蛋白弱C3-C（2 淀粉糊C3-C（4 淀粉糊化C5-C（4 淀粉回量/%间/min间/min（Nm）（Nm）（Nm）（Nm）（Nm）化特性）（/ Nm）化特性）（/ Nm） 热稳定性）（/ Nm） 生特性）（/ Nm）02.985.301.120.391.551.402.250.731.160.230.850.0053.587.021.100.421.551.302.020.681.130.250.720.0103.366.981.100.421.541.281.980.681.120.260.700.0153.296.031.080.421.471.211.820.661.050.260.610.0203.346.131.110.461.551.322.080.651.090.230.761102014 Vol.33 No6Serial No268China BrewingResearch Report2.1.3 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看出，与空白组对比，VC添加组面团形成时间、稳定时间 试验号ABC形成 时间/稳定 C3-C（4 淀时间/ 粉糊化热C5-C（4 淀 隶属粉回生 度综min稳定性）/min（Nm）特性）/合分（Nm）11113.255.950.140.660.5721223.356.230.190.680.7731332.335.670.300.730.5042132.255.370.200.620.1352212.356.150.220.610.4162323.105.400.200.710.4973123.105.670.190.690.5483232.775.280.200.760.4393312.985.750.120.730.51K11.841.241.49K21.031.611.80K31.481.501.06k10.620.410.50k20.350.540.60k30.490.500.36R0.810.370.74因素主次A C B优方案A1C2B2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：隶属度= 指标值-最小指标值 最大指标值-最小指标值由于本试验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ACB，即SSLVC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，影响表8 正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment方差来源平方和自由度均方F 值显著性A0.11020.055102.938*B0.02420.01222.563*C0.09220.04686.313*误差0.00120.001 误差总和2.3308 注：“*”表示影响极显著P 0.01，“*”表示影响显著P 0.05。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 formulaSSL对冷冻面团馒头的品质影响非常显著，黄原胶与VC对试验号12345678910冷冻面团馒头的品质影响显著，从而说明了SSL、黄原胶得分/分61656274716973667078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 211182007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19号为正交试验中 的19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%。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19号为正交试验中19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%。研究报告中国酿造2014 年 第 33 卷 第 6 期 总第 268 期111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试验号/硬度（gkg-1） 黏性弹性凝聚性 胶着性 咀嚼性 回复性1758.096-9.5030.8210.814616.817506.3370.4282752.346-9.7910.9140.789593.881502.9910.4213718.609-8.9530.8810.814597.886516.7870.4284588.605-5.6710.9280.804473.152488.9340.4035576.822-8.6860.9180.813484.925542.7240.4206666.919-12.1050.9230.785523.542483.0450.3887712.865-15.7910.8940.806593.881539.9910.4218551.756-4.9600.9310.834460.295497.4510.4279596.701-6.3280.9130.813489.985442.8090.42610509.577-2.3710.9370.828462.185512.0980.428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。参考文献：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 doughC/ Proceedings of the 10th interna- tional cereal and bread congress. Porto Carras Greece, 1996(7): 9-12.3 LU W, GRANT L A. Effects of prolonged storage at freezing tempera- tures 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 temperatures on the baking performanceJ.