莜麦馒头微波蒸制工艺的研究

汪 磊 云月英 王国泽 李俊芳 莎 娜 张欢子

(内蒙古科技大学数理与生物工程学院1，包头 014010)(内蒙古科技大学生物工程与技术研究所2，包头 014010)

莜麦又称裸燕麦，是内蒙古地区特产谷类。莜麦营养丰富[1-2]，且颇具保健疗效[3-5]，尤其是其富含赖氨酸，与小麦粉搭配蒸制馒头，可以有效弥补小麦馒头中赖氨酸含量不足的缺陷，从而起到蛋白质互补的功效[6]。

随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，人们在关注食品营养的同时也注重食品的快捷方便，微波馒头应运而生，微波加热具有速度快、易于控制和干净清洁等特点，在食品工业中应用越来越广泛。本试验采用响应面法优化莜麦馒头的微波蒸制工艺，为莜麦馒头的工业化生产提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 主要材料

塞川莜面：武川粮油总公司；高筋小麦粉：内蒙古五原县三宝面业有限公司：安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；卡拉胶：海星食品工业有限公司；羧甲基纤维素钠(CMC-Na)：上海申光食用化学品有限公司；黄原胶：淄博中轩生化有限公司；白砂糖：内蒙古正北食品有限公司。

1.2 主要仪器

QTS-25型质构仪：美国Brookfield公司；WG700TL2011-K6型微波炉：佛山市顺德区格兰仕微波炉电器有限公司；PSX智能型恒温恒湿培养箱：宁波莱福科技有限公司；3102型电子天平：上海跃平科学仪器有限公司；MC-SH215型美的电磁炉：广东美的生活电器制造有限公司；微波专用蒸锅：美的微波炉电器制造有限公司；101型电热鼓风干燥箱：北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 馒头的制作工艺[7]

莜麦粉与小麦粉的混合比例为15/85，加水量为75%，酵母、卡拉胶、CMC-Na、黄原胶的添加量分别为0.5%、1.48%、0.08%和0.17%，其中品质改良剂使用前用60 ℃的热水充分溶解，添加辅料混匀后采用一次和面法和面15 min，然后将面团在温度34 ℃、相对湿度85%的恒温恒湿箱中发酵90 min，发酵后的面团分割成馒头坯，将馒头坯搓圆后置于蒸锅中蒸制30 min得到蒸汽蒸制莜麦馒头；置于微波专用蒸锅蒸制得到微波蒸制莜麦馒头。

1.3.2 馒头水分含量测定

采用105 ℃干燥恒重法测定[8]。

1.3.3 馒头比容测定

将冷却至室温的馒头称重，用小米替换法测定馒头的体积，馒头的比容为体积与质量比[8]。

1.3.4 TPA测试

取室温下冷却1 h后的样品馒头切成25 mm厚度的馒头片，平放于柱形探头的正下方TPA(texture profile analysis)测试。测试使用的探头为TA4/1000型，TPA测试条件为：测试速度1 mm/s，压缩程度15%，2次压缩间隔时间5 s，感应力5 g，特性参数包括硬度(Hardness)、黏着性(Adhesiveness)、弹性(Springiness)、黏聚性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)和回复性(Resilience)。

1.3.5 馒头感官评价

由6位经过筛选和培训的评价员按照表1进行评分(满分100分)。

表1 馒头感官评分标准

评分人员评分前，先用温水漱口，再按评分方法和评分标准对产品各个指标评分，一次评分完后，再用温水漱口，进行下一次评分，评完后在备注中写下总体意见，包括产品感官评价标准上列出的和未列出的[9]。

1.3.6 统计处理

所有数据应用Excel软件、SPSS软件和Designer expert软件进行处理和分析。其中，显著性分析采用Duncan检验，P>0.05判定为变化不显著，P<0.05判定为变化显著。

2 结果与分析

2.1 微波功率对莜麦馒头的影响

微波产生高频电磁场，用于食品工业时，在高频电磁场作用下，食品中极性分子(水分子)吸收微波产生能量，使食品迅速加热，具有加热快、加热均匀、节约能源、易于控制和安全无害等优点。试验研究不同微波功率对莜麦馒头品质的影响，结果见表2。

结果表明不同微波功率对莜麦馒头影响显著，微波功率过小，蒸制的莜麦馒头未熟透；而功率过大时蒸制的莜麦馒头膨胀度不够，表皮发硬，弹性较差，口感粗糙，这可能是由于高功率的微波加热速度过快，使得馒头水分汽化外逸，失水严重和馒头的快速熟化成型所致[10]；560 W微波蒸制莜麦馒头质量最佳。

表2 微波功率对莜麦馒头的影响

2.2 微波时间对莜麦馒头的影响

在微波加热过程中，控制微波加热的时间对馒头品质有着重要的影响，其直接影响着馒头良好的外观和口感。不同微波时间对莜麦馒头的影响如表3所示。

表3 微波时间对莜麦馒头的影响

注：用Duncan法进行多重比较，同列上标不同小写字母表示有显著差异(P<0.05)，下同。

结果表明微波时间在11～15 min时，莜麦馒头感官评分无显著性差异，当微波时间超过15 min后，莜麦馒头表皮发硬，回弹性差，口感粗糙，感官评分显著下降，这是因为随着微波时间的延长，水分吸收的微波能越多，分子动能越来越大，温度越来越高，水分的散失速率越来越快，促进淀粉与蛋白质的交联；且馒头因为失水而收缩，馒头的刚性增强，面筋网络失去支撑力[11]。

2.3 装载量对莜麦馒头的影响

在微波加热开始阶段存在升温滞后期，馒头装载量越大，升温滞后时间越长。一旦开始升温，不同装载量馒头升温速度差别不大。由于升温滞后期存在，微波装载量小的馒头中心部位达到某一温度所需时间比装载量大的馒头达到相应温度所需时间短[12]。

表4 装载量对莜麦馒头的影响

试验研究了不同微波装载量对莜麦馒头的影响，结果表明装载量为60～80 g时，蒸制的莜麦馒头感官评分最高。

2.4 响应面试验

在单因素试验的基础上采用响应面法进行优化，具体试验方案见表5。

表5 Box-Behnken方案设计的因素和水平编码值表

以莜麦馒头感官评分为响应值，响应面优化试验结果见表6。

表6 莜麦馒头微波蒸制试验方案与试验结果

利用Design-expert对表6的数据进行多元回归拟合，得到莜麦馒头感官评分对微波功率(A)、微波时间(B)和装载量(C)的回归方程：

Y=83.29+0.11×A-0.48×B-0.92×C-0.41×A×B-0.65×A×C+1.26×B×C-3.5×A2-1.55×B2-2.31×C2

对该回归模型方差进行分析，具体结果见表7。

表7 回归方程的方差分析

由表7可知，模型P=0.002 6<0.01，本试验所选用的模型具有高度的显著性，失拟项P=0.102 7>0.05不显著，决定系数R2=0.931 3，说明拟合程度良好，试验误差小，本模型可以用来预测莜麦馒头的感官评分，模型中一次项A和B2；二次项A2和C2极显著。

根据分析结果做出响应面曲面图，结果如图1～图3所示。

由图1～图3可以看出，装载量对莜麦馒头感官评分影响最大，优化后的莜麦馒头微波蒸制工艺条件为：微波功率596.53 W，微波时间12.44 min，装载量74.29 g。验证试验结果表明，按照微波功率560 W，微波时间12.5 min，装载量74 g制成莜麦馒头感官评分为83.33，与理论预测值基本吻合，因此基于响应面法所得的优化配方参数准确可靠。

图1 Y=f(A,B)的响应面

图2 Y=f(A,C)的响应面

图3 Y=f(B,C)的响应面

表8 微波蒸制对莜麦馒头的影响

评价指标蒸汽蒸制莜麦馒头微波蒸制莜麦馒头水分/%43．57±0．003a42．43±0．00b硬度/g450．7±21．50b1030±3．36a黏着性/g462．8±32．1b940．8±18．1a咀嚼性/g1．010±0．058a0．746±0．055b弹性0．967±0．023a0．885±0．053b黏聚性1．023±0．030a0．917±0．017b回复性0．572±0．013b0．646±0．026a比容/mL/g2．433±0．058a2．140±0．042a感官评分83．50±2．05a83．33±0．58a

注：用Duncan法进行多重比较，同行上标不同小写字母表示有显著差异(P<0.05)。

馒头品质与硬度、黏着性和咀嚼性呈负相关，与弹性、黏聚性和回复性馒头品质成正相关。表8表明，按本试验最优微波蒸制工艺，微波蒸制莜麦馒头感官评分和比容与蒸汽蒸制莜麦馒头无差异，与蒸汽蒸制莜麦馒头相比，微波蒸制莜麦馒头水分含量较低，硬度和黏着性较大，弹性、咀嚼性和黏聚性较小，回复性优于蒸汽蒸制莜麦馒头。范会平等[13]和韩文芳等[14-15]研究均发现微波烹调方式导致的馒头水分含量降低、硬度增大、弹性减小，因此如何保持微波馒头水分含量和改善馒头质构有待进一步的研究。

3 结论

微波蒸制莜麦馒头的最佳工艺为：微波功率560 W，微波时间12.5 min，装载量74 g。在此工艺条件下，微波蒸制莜麦馒头与蒸汽蒸制馒头的感官评分和比容没有显著性差异，与蒸汽蒸制馒头相比，微波蒸制莜麦馒头水分含量较低，硬度和黏着性大，弹性差，而回复性和咀嚼性优于蒸汽蒸制馒头。

[1]张建平. 莜麦的营养成分和标间功能[J]. 食品与发酵工业，2006，32(11)：128-130

[2]www.eliang.com.粮食营养成分数据库

[3]刘坤. 山西特色杂粮莜麦的药用保健价值与发展前景[J]. 小麦研究，2008，29(2)：28-36

[4]任袆，平华，任贵兴. 裸燕麦核心种质的抗氧化特性[J]. 作物学报，2010，36(6)：988-994

[5]蔺瑞，张美莉，张家超. 裸燕麦球蛋白的分离纯化及其抗氧化活性研究[J]. 食品科学，2011，32(1)：31-34

[6]邓泽元. 食品营养学[M]. 北京：中国农业出版社，2009：32-33

[7]汪磊，李飞，朱波，等. 莜麦馒头配方的研究[J]. 中国粮油学报，2013，28(1)：27-30

[8]GB 21118—2007,小麦粉馒头[S]

[9]汪磊，李飞，张欢子，等. 羧甲基纤维素钠对莜麦馒头品质的研究[J]. 粮食与油脂，2013，26(1)：49-51

[10]Lombard G E, Weinert I A G, Minnaar A, et al. Preservation of south African steamed bread using hurdle Technology[J].LWT - Food Science and Technology,2000,33(2):138-143

[11]Uzzan M, Ramon O, Kopelman I J, et al. Mechanism of crumb toughening in bread-like products by microwave reheating[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2007, 55(16):6553-6560

[12]赵学伟，秦潭洋. 微波-蒸汽联合加热过程中冻结馒头温度和水分变[J]. 粮食与油脂，2009，22(6)：23-25.

[13]范会平，潘治利，陈军，等. 微波复热速冻馒头保水剂及其对质构的影响[J]. 食品科学，2012,33(24)：315-320

[14]韩文芳，王欢欢，孔进喜，等. 馒头的微波烹调工艺与特性研究[J]. 中国粮油学报，2012,27(6)： 79-82

[15]韩文芳，王欢欢，李江涛，等. 复热方式对冷冻馒头质构和消化特性的影响[J]. 中国粮油学报，2013,28(4)：93-96.