基于正交试验和模糊评价的豆渣膳食面包研制

雷　颂，龙姣丽，王伯华，陆文芳，袁　香

（湖南文理学院生命科学学院，水产高效健康生产湖南省协同创新中心，环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室，湖南常德　415000）

基于正交试验和模糊评价的豆渣膳食面包研制

雷颂，龙姣丽，王伯华，陆文芳，袁香

（湖南文理学院生命科学学院，水产高效健康生产湖南省协同创新中心，环洞庭湖水产健康养殖及加工湖南省重点实验室，湖南常德415000）

豆渣中含有丰富的营养物质，其中膳食纤维尤为丰富，具有减少肠道中的胆固醇、降低结肠癌风险、预防便秘等功效。我国每年通过大豆加工产生的豆渣约为800×104t，大多数被当成废弃物丢弃，因此对豆渣的利用具有现实意义。以大豆豆渣、小麦粉为主要原料，研究豆渣添加量、酵母添加量、发酵时间、烘烤温度对豆渣面包品质的影响，并在单因素试验的基础上通过正交试验确定豆渣膳食面包的最佳工艺条件，以面粉100 g为基准，豆渣15 g，酵母1.1 g，发酵时间110 min，烘烤方法和温度为先以底火120℃，面火120℃的温度烘烤20 min，将面包内部的水分去除，再将底火和面火同时升温至180℃烘烤15 min。豆渣膳食面包的研制，丰富了面包的营养物质，同时豆渣被充分利用，节约了资源，具有良好的市场前景。

大豆豆渣；面包；模糊评价；感官评定

0　引言

随着生活水平的提高，越来越多的消费者开始关注饮食平衡，而膳食纤维被作为人体所需的第七大营养物质，被越来越重视。因此，近年来将豆渣应用到食品中的研究报道也越来越多。孔捷[1]研究了豆渣馒头的制作工艺，用豆渣替代部分面粉制作馒头，采用二次发酵工艺，使得馒头更加松软、味道纯正。与传统馒头相比，豆渣馒头的蛋白质和膳食纤维含量高，口感纯正，且有淡淡的甜味和豆香味。张锐利等人[2]将鲜豆渣蒸15 min均质后，用于制作富含豆渣纤维的蛋糕，成品组织松软，有较好的豆香味，口感、色泽均达到消费者可接受程度。孙小凡等人[3]将鲜豆渣脱腥后用于保健纤维面条的研制，并对其烹煮特性进行了研究。陶菲等人[4]对豆渣纤维在火腿肠生产中的应用进行了研究。此外，豆渣还被用于生产酱油，以及提取大豆多糖、水解蛋白、大豆磷脂、大豆纤维[5-9]等。

豆渣是加工豆腐、豆浆等的副产物，来源广泛、成本低廉、纤维含量高，是一种优良的膳食纤维资源。豆渣中还含有蛋白质、矿物质和类黄酮，具有很高的营养保健价值[10-11]。研究发现，豆渣具有预防糖尿病、降血脂、减肥等多种生理功能[12-14]，由于豆渣单吃口感粗糙，不好消化，常被当成牲畜饲料或废品扔掉。据调查，我国每年约有800×104t的豆渣被作为工业废品不仅造成巨大的资源浪费，还会对环境造成巨大压力[15]。将豆渣添加到面粉中，制作出能够被消费者所喜欢的面包，不仅能够使豆渣被重新利用，节约资源，同时也能满足人们对高纤维健康食品的要求。

1　材料与方法

1.1试验材料

面粉，南顺（山东）食品有限公司提供；豆渣，湖南文理学院第四食堂提供；酵母，安琪酵母股份有限公司提供；黄油，新西兰安佳食品有限公司提供；牛奶，伊利有限公司提供；鸡蛋，新鲜市售。

1.2试验仪器

DFY-300型小型粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司产品；DHG-9140型烘箱，金坛市荣华仪器制造有限公司产品；YXD90-1型烤箱，温州一喜商用机械有限公司产品；RF-GF型发酵箱，广东中山瑞斗电器干衣设备制造厂产品。

1.3试验方法

1.3.1工艺流程

豆渣→烘干→粉粹→过筛→豆渣粉→添加面粉后混合搅匀→加入水、鸡蛋、白砂糖、盐、酵母调制→加入黄油→揉面团→发酵→滚圆→整形→醒发→烘烤→冷却→成品。

1.3.2操作要点

（1）豆渣烘干。将豆渣在75℃的烘箱中烘2~ 3 h，将水分烘干，得到香而无腥味的豆渣。

（2）面团搅拌。将豆渣、面粉、白砂糖、盐等原辅料一起倒入搅拌缸中，再加入已混合好的酵母液。搅拌到面筋初形成时，再加入黄油。面团搅拌时，当面团可拉出稍透明薄膜时即可停止搅拌。

（3）发酵。采用一次发酵法，将面团放入仪器内，盖上保鲜膜，放入25℃，相对湿度85%的发酵箱进行基本发酵。

（4）整形醒发。将面团分割滚圆，放置10 min后，使得面团得到松弛。整形以后，放入已刷好油的烤盘上，放入40℃，相对湿度85%的发酵箱进行醒发。

（5）烘烤。将面团放入已预热好烤箱中，待面包烤至表面呈金黄色即可。

（6）冷却。冷却至35℃以下。

1.3.3试验方案

先进行单因素试验的研究，利用感官评价与模糊评判相结合的方法对单因素试验结果进行分析，然后根据单因素试验结果确定正交试验内容，获得更加优化的产品配方和工艺条件。

1.3.4单因素试验

（1）豆渣添加量对面包品质的影响。以面粉100 g为基准，酵母1.2 g，白砂糖15 g，鸡蛋7.5 g，水60 g，发酵时间100 min，烘烤温度为底火180℃，面火200℃，豆渣添加量依次为10，15，20，25，30 g，共做5组试验。

（2）酵母添加量对面包品质的影响。以面粉100 g为基准，豆渣15 g，白砂糖15 g，鸡蛋7.5 g，水60 g，发酵时间100 min，烘烤温度为底火180℃，面火200℃，酵母添加量依次为0.8，1.0，1.1，1.2，1.3 g，共做5组试验。

（3）发酵时间对面包品质的影响。以面粉100 g为基准，豆渣15 g，白砂糖15 g，鸡蛋7.5 g，水60 g，酵母1.1 g，烘烤温度为底火180℃，面火200℃，发酵时间依次为80，90，100，110，120 min，共做5组试验。

（4）烘烤温度对面包品质的影响。以面粉100 g为基准，豆渣15 g，白砂糖15 g，鸡蛋7.5 g，水60 g，酵母1.1 g，发酵时间110 min，烘烤温度依次为150，180，200，220℃，共做5组试验，烘烤至面包表面呈金黄色。

1.3.5正交试验

在单因素试验基础上，设计四因素三水平的正交试验。

正交试验因素与水平设计见表1。

表1　正交试验因素与水平设计

1.3.6豆渣膳食面包的安全性指标测定

根据最佳工艺条件制作豆渣膳食面包，对面包进行微生物指标的测定，试验按GB 7099—2003糕点、面包卫生标准进行检测。

1.3.7豆渣膳食面包品质感官评价

豆渣膳食面包感官评价标准见表2。

1.3.8模糊综合评价

（1）模糊综合评判原理。模糊综合评判[16]是根据模糊数学的隶属度理论把定性评价转为定量评价，即将具有模糊性的事物在形式上转为确定性，对受多种因素影响的对象做出一个总体评价。模糊综合评判对豆渣膳食面包各个感官指标进行综合评定，能够减少人为误差，使试验所得结果更为清晰、系统、合理、客观。

表2　豆渣膳食面包感官评价标准

（2）因素集的建立。因素集是指面包感官评定的因素集合。因素集U={色泽u，表面状态u1，气味u2，内部组织u3，口感u4}，ui为第i个因素。

（3）评语集的建立。根据感官评定标准，对每个因素进行打分，分为优、良、中、差4个等级。评语集V=（优v1，良v2，中v3，差v4），vi为第i级评语。

（4）权重集的建立。根据色泽、表面状态、气味、内部组织、口感在面包品质中的重要性，采用强制决定确定各因素的权重，其中色泽（0.2）、表面状态（0.25）、内部组织（0.25）、口感（0.25）。记为A=（a1，a2，a3，a4），且a1+a2+a3+a4=1。

（5）单因素评判的建立。请10位评委按照评语集对每一个样品进行评判，将评委对各因素的评语次数统计成一个表，并将表中各数除以10，得到各因素对4项评语的隶属度，将其按因素为行排列即得隶属矩阵。

2　结果与分析

2.1各单因素试验对面包品质的影响

2.1.1豆渣添加量对面包品质的影响

由于面粉与水混合能够形成面筋结构，小麦特有的香味和色泽也能够掩盖豆渣偏黄且带有豆腥味的特点，因此豆渣与高筋面粉按一定的比例混合能够制作出具有豆香、口感较好的面包。

豆渣膳食面包不同水平的各因素评语统计见表3。

由表3可知，所选定的10个人对面包的评定分部不均衡，为使结果更加合理，因此采用模糊数学评判方法进行评定。

由1号配方所得结果可以看出，对色泽的评定有2人评优，6人评良，2人评中，0人评差，即R色泽=（0.2 0.6 0.2 0）。同理可得R表面状态，R气味，R内部结果，R口感，把所有的评定因素写成一个矩阵，即：

依据模糊变换原理B=A×R，则对第i号产品的综合评价结果为Bi=A×Ri，因此1号产品的综合评价结果为：B1=（0.375 0.6 0.275 0），B2=（0.4 0.6 0.25 0），B3=（0.075 0.65 0.45 0.075），B4=（0.05 0.475 0.625 0.1），B5=（0.05 0.375 0.725 0.1）

豆渣中含有丰富的膳食纤维，添加量过多会影响面筋的形成，导致面包不成型或结构过于粗糙；添加量过少，会使豆香味不明显，不具有豆渣膳食面包应有的特点。

在豆渣添加量对面包品质的影响中，随着豆渣添加量的不断增加，面包的口感越来越粗糙，相对增大的体积也越来越小，面包内部结构也越来不均匀，再结合模糊评价，根据模糊评定最大隶属度原则，得出2号产品的配方相对较好，即当豆渣添加量为15 g时，面包的品质相对最优。

2.1.2酵母添加量对面包品质的影响

根据2.1.1的数据处理方式可得，酵母添加量各水平模糊变换矩阵为：B1=（0.2 0.35 0.42 0.02，B2=（0.3 0.48 0.2 0.02），B3=（0.48 0.36 0.16 0），B4=（0.52 0.4 0.16 0），B5=（0.06 0.46 0.42 0.06）

酵母在面团中发酵产生大量的二氧化碳，从而增加面筋的扩展作用，使面包松软。酵母发酵时，能使产品产生特有的发酵风味，形成面包所特有的烘焙芳香气味。酵母添加量太少，会使面团内部得不到充分的扩展，从而使面包硬而结实；若添加量过多，会导致面团内部产生过多的气体，使面包产生大孔洞或坍塌。根据感官评价和模糊评定最大隶属度原则，得出4号产品的配方相对较好，即酵母添加量为1.2 g。

2.1.3发酵时间对面包品质的影响

根据2.1.1的数据处理方式可得，发酵时间各水平模糊变换矩阵为：B1=（0.3 0.42 0.2 0.08），B2=（0.46 0.32 0.2 0.02），B3=（0.48 0.4 0.08 0.04），B4=（0.54 0.3 0.1 0.06），B5=（0.42 0.36 0.14 0.08）

面包在发酵过程的时间控制对面包品质具有很大的影响，面包发酵过程主要是酵母产生气体，使面筋得到扩展，从而使面团变大。发酵时间过长，会导致酵母产气过多，使面包产生大孔洞，组织坍塌等影响；发酵时间过短，会导致面团发酵不充分，而使面包结构结实，不松软。根据感官评价和模糊评定最大隶属度原则，得出4号产品的工艺条件较好，即发酵时间为110 min。

2.1.4烘烤温度对面包品质的影响

根据2.1.1的数据处理方式可得，烘烤温度各水平模糊变换矩阵为：B1=（0.3 0.42 0.2 0.08），B2=（0.52 0.42 0.04 0.02），B3=（0.42 0.5 0.06 0.02），B4=（0.24 0.32 0.34 0.1）

面包烘烤温度过高，会直接影响面包的色泽、形状和口感，如果温度过低，面包水分含量高，内部湿黏，且在微生物适宜的环境下，会使酵母继续发酵，产生酸味或苦味。综合感官评价和模糊评定最大隶属度原则，得出2号产品为相对最优。即先以底火120℃，面火120℃的温度将面包内部的水分去除，再将底火和面火温度同时升高至180℃，烘烤15 min。

2.2正交试验结果

由单因素试验可以看出，豆渣添加量、酵母添加量、发酵时间、烘烤温度对面包品质有明显的影响。为了确定豆渣膳食面包的最佳配方，采用四因素三水平正交试验。

豆渣膳食面包的正交试验结果见表4。

表4　豆渣膳食面包的正交试验结果

由R值可以看出，各因素对面包品质影响的大小顺序为D>A>C>B，即烘烤温度对面包品质的影响最大，其次为豆渣添加量、发酵时间，酵母添加量对面包品质的影响最小。

综合单因素试验和正交试验，得出豆渣膳食面包的最佳工艺配方为A2B2C3D2，即以面粉100 g为基准，豆渣添加量15 g，酵母添加量1.1 g，发酵时间110 min；烘烤时先以底火120℃，面火120℃的温度将面包内部的水分去除，再将底火和面火温度同时升高至180℃，烘烤15 min。最后，再将所得最佳配方进行平行验证试验，所得面包松软香甜适中、内部结果均匀、无大孔洞，比1~9号试验方案所得的产品更优。

2.3豆渣膳食面包的安全性指标测定结果

豆渣膳食面包的微生物指标测定结果见表5。

表5　豆渣膳食面包的微生物指标测定结果

由表5可以看出，按照最佳工艺条件制作出的面包安全符合国家面包卫生标准。

3　结论

试验通过单因素试验和正交试验确定了豆渣膳食面包的最佳制作工艺，即以面粉100 g为基准，依次添加豆渣15 g，酵母1.1 g，发酵时间110 min；烘烤时先以底火120℃，面火120℃的温度将面包内部的水分去除，再升高温至180℃烘烤15 min。采用此工艺所得的豆渣膳食面包口感松软，且带有豆香味，产品独具特色，安全可靠，具有很好的市场开发前景。

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Soybean Dregs Bread Formula Optimization Based on Fuzzy Mathematics Sensory Evaluation and Orthogonal Experiment

LEI Song，LONG Jiaoli，WANG Bohua，LU Wenfang，YUAN Xiang
（Key Laboratory of Health Aquaculture and Product Processing in Dongting Lake Area of Hu'nan Province，Collaborative Innovation Center for Efficient and Health Production of Fisheries in Hu'nan Province，College of Life Science，Hu'nan University of Arts and Science，Changde，Hu'nan 415000，China）

The bean dregs contain rich nutrients，which is particularly rich in dietary fiber，it can reduce the cholesterol in the intestine，reduce the risk of cancer，prevent constipation and other effects.Every year in our country through the processing of soybean dregs is about 800 million tons，most are discarded as waste，so the use of bean dregs has practical significance.This paper take soybean，wheat flour as the main raw material，studed of bean dregs adding yeast amount，effect of adding quantity，the fermentation time，baking temperature on the quality of bean dregs bread.On the basis of single factors，through the orthogonal experiment determined the bread of crude fiber from soybean dregs optimum conditions the flour 100 g as a benchmark，bean curd residue 15 g，yeast 1.1 g，total fermentation time is 110 minutes，curing method and temperature for first to 120℃，surface fire 120℃temperature bake roast for 20 min to remove the moisture inside the bread，the primer and the surface fire and heated to 180℃bake for 15 min.The suitable processing technology keep rich nutrients in the bread，make full use of bean dregs，save resources，it has a good market prospect.

soybean dregs；bread；fuzzy evaluation；sensory evaluation

TS219

Adoi：10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.09.033

2016-07-30

湖南文理学院大学生研究性学习和创新性实验计划项目（201305）。

雷颂（1977— ），男，硕士，助教，研究方向为食品精深加工。