米糠混粉面包配方优化及储存期质构特性

武利春，王元禄，周佳倩，石海鸽，赵丽贞，杨晓清

（内蒙古农业大学食品科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010018）

米糠营养丰富，其中膳食纤维含量为25%～40%，并含有大量的酚类物质与维生素等生理活性物质[1]。来源于谷物的膳食纤维对肠道运动具有促进作用，且不增加胃肠道副反应[2]。米糠在食品加工上存在易酸败、风味差、溶解性低及口感粗糙等问题，目前仍然作为饲料[3]，很少用于食品加工。目前米糠在我国总体仍处于研究阶段，未得到合理、有效利用[4]。

低聚木糖又称木寡糖，作为一种可溶性膳食纤维，可促进肠道双歧杆菌的增殖[5]，调节肠道菌群，有预防癌症，降低血压、血脂和血糖等生理学功效，是促进身体健康的理想的益生元[6]。在烘焙食品中，它可以保持水分，改变面团流变特性[7]还可以降低面包的水分活度，相对于普通蔗糖面包具有更长的货架期。而且它耐低pH值，在添加量小的情况下效果显著，风味良好[8]。由于米糠中的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白含量较少，制作米糠混粉面包时添加米糠会改变面团形成面筋的能力，因此采用添加低聚木糖加以协调。

本文以米糠-高筋面粉混粉为原料，确定米糠在面包制作中的最适添加量，以期拓展米糠在食品加工中的利用率。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

米糠：内蒙古兴安盟扎赉特旗龙鼎农业股份有限公司；高筋粉：内蒙古恒丰食品工业股份有限公司；低聚木糖（食品级）：山东龙力生物科技股份有限公司；黄油：呼和浩特市奥特尔乳业有限责任公司；调制乳粉：内蒙古金河套乳业有限公司；白砂糖：内蒙古草原大江食品有限责任公司；燕山干酵母、精盐、鸡蛋均购于永盛成超市。

1.2 仪器与设备

TA-XT Plus质构仪：英国Stable Micro System公司；DCHS-110恒温恒湿箱：上海福玛实验设备有限公司；LWMC-205可调微波炉：南京陵江科技开发有限责任公司；SQP电子天平：赛多利斯科学仪器有限公司；RK-30B2电烤箱：合肥荣事达小家电有限公司；HMJ-01和面机：中山市雅乐思电器实业有限公司。

1.3 方法

1.3.1 面包的制作流程

米糠粉制备：将米糠先过40目筛，调节水分为24%后，称取30 g，称好的米糠放入耐热的玻璃皿中铺平，然后微波稳定化处理90 s，微波功率为650 W，待冷却后，过80目筛[9]。

1.3.2 面包的制作

将不同比例经微波稳定化处理的米糠粉添加到高筋粉中，制得米糠-高筋粉混粉，再加入其它原料和成面团，制作混粉面包基本配方为混粉280 g（以高筋粉为基础，米糠分别占 0%、4%、9%、14%、19%）、酵母（分别占混粉1.3%、1.6%、1.9%、2.2%、2.5%）、低聚木糖（分别占混粉0.0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）、蔗糖 18.0 g、精盐 2.0 g、奶粉 15.0 g、鸡蛋 50.0 g、黄油20.0 g、水140.0 g。面包制作流程参见文献[10]。将成品面包切片，厚度为2.5 cm并放入20℃～25℃，相对湿度为50%的存储条件下，以装入食品袋为0 h开始计时，分别在 0、24、48、72、96、120 h 进行质构分析（texture profile analysis，TPA）测定。

1.3.3 面包比容测定

面包冷却1 h后采用小米置换法进行测试[11]。

式中：P 为比容，mL/g；V 为体积，mL；W 为质量，g。

1.3.4 面包感官评价

面包存贮20 h后进行面包外部与内部特征的感官鉴定。对表皮色泽、表皮质地、面包形态、内部结构、内部色泽、口感、风味做出评定。5名评定员，满分为100分，平均分作为最终得分。感官评价标准如表1所示。

表1 感官评价标准表Table 1 The standard of sensory evaluation

1.3.5 单因素试验和正交试验

单因素试验中，米糠粉添加量选取0%、4%、9%、14%、19%、酵母添加量选取1.3%、1.6%、1.9%、2.2%、2.5%、低聚木糖添加量选取0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%，通过感官评价与比容的测定，获得米糠粉、酵母、低聚木糖的添加量最适范围。

在单因素的基础上，选取感官评分得分较高与比容较大的条件进行试验，确立各因素的最佳添加量，从而确定米糠混粉面包的配方。

1.3.6 米糠混粉面包储存期质构特性评价

将面包切为2.5 cm×3.5 cm×3.5 cm的小方块。质构仪采用P/36R的圆柱形平底探头，模式设置为TPA模式，触发类型为“Auto”，感应力为5 g，数据采集率为200 pps。测试时探头的测前速度为1.0 mm/s，测中速度为2.0 mm/s，测后速度为2.0 mm/s，停留时间为5 s，压缩程度为70%[12]。测定指标包括弹性（springiness）、硬度（hardness）、咀嚼性（chewiness）、回复性（resilience）、凝聚性（coherence）。每项平行测试3次。

2 结果与分析

2.1 添加量对面包品质的影响

2.1.1 米糠粉添加量对面包的品质影响

米糠粉添加主要影响面团发酵程度与组织结构，因米糠本身呈现棕黄色，米糠含量过多，会影响面包口感与外观。含量太少，面包中膳食纤维含量减少，米糠营养价值不能充分体现。米糠粉添加量对面包品质影响如表2所示。

表2 米糠粉添加量对面包品质影响的综合得分Table 2 Rice bran powder composite scores in the effect of adding quantity of toast quality

由表2可知，随着米糠粉添加量增多，感官评价得分下降，主要由于米糠粉添加会使面包色泽加深与口感粗糙。14%～19%米糠添加量使面包结构松散，面包内部不能形成丝状结构。综合感官评价与比容，米糠9%添加量效果最佳，以此为依据进行正交试验组合优化配方。

2.1.2 酵母添加量对面包品质影响

酵母通过无氧呼吸产生大量CO2，面团呈现松软、膨大、蜂窝状的结构。酵母添加量不够，在相同发酵时间内，面团发酵不足，影响面包风味与口感[13]。酵母用量过多，发酵产气量也会过多，造成发酵过程中面团下陷，同时过多的糖被利用掉，参与美拉德反应的还原糖含量降低，导致面包表皮颜色不均匀且无光泽，甚至会出现发酵酸味等，因此感官评分降低[14]。酵母对面包品质影响如表3所示。

由表3可知，以高筋粉为基准，选取酵母添加量1.6%～1.9%进行正交试验组合优化配方。

2.1.3 低聚木糖添加量对面包的品质影响

低聚木糖添加量对面包品质影响表4所示。

表3 酵母对面包品质影响Table 3 The influence of yeast on quality of the toast

表4 低聚木糖添加量对面包品质影响Table 4 The influence of xylo-oligosaccharide addition on the toast

由表4可知，0.5%低聚木糖添加量会使面包的比容增大，而1.5%～2.0%低聚木糖添加会影响面包发酵，可能是低聚木糖阻碍了面包的醒发[15]。综合考虑，选取1.0%～1.5%之间的低聚木糖进行正交试验优化配方。

2.2 混粉面包工艺配方的优化

正交试验结果如表5、表6所示。

表5 L9（33）正交试验设计水平表Table 5 The orthogonal experimental design

表6 正交试验结果表Table 6 The orthogonal experimental results

续表6 正交试验结果表Continue table 6 The orthogonal experimental results

由表6可知，从感官上看，各因素对面包感官影响的主次顺序为米糠粉添加量＞低聚木糖添加量＞酵母添加量。从感官评价分数分析，最佳组合为A1B3C3；从K值分析，最佳组合为A1B1C2。6.0%米糠粉添加量口感较好，与普通面包外观、组织形态相近，所以6.0%米糠添加量最佳。

从面包比容上看，各因素对面包比容影响的主次顺序为酵母添加量＞低聚木糖添加量＞米糠粉添加量。从面包比容上分析，最佳组合为A1B2C2；从K值分析，最佳组合为A1B3C3，虽然酵母添加量1.90%的面包比容较大，但是面包发酵过度，出现酸味，大气孔较多。将组合A1B2C2、A1B3C3和A1B1C2再次试验验证并从感官评分和比容综合考虑，以组合A1B2C2为最佳，即米糠粉添加量6.0%，酵母添加量1.75%，低聚木糖1.25%为最佳配方，此条件下制作的米糠混粉面包，组织蓬松并有米糠香味。

图1 米糠面包在储存过程中质构特性变化Fig.1 Changes of textural properties on bran rice toast during storage

2.3 米糠粉添加量对面包质构特性影响

TPA是人们模仿食品质地的感官评价而开发的力学测试，主要作用是作为食品质地的感官评价和仪器分析间的桥梁[16]。将组合A1B2C2的成品米糠混粉面包进行质构特性测定结果见图1（a）～（e）。

弹性越大，说明面包的品质越好。由图1（a）可知，混粉面包的弹性低于对照，可能是由于米糠的亲水性与面粉不同而影响面筋网络的形成。随着时间的延长，对照组面包的弹性下降缓慢，说明面包保持弹性的能力强，混粉面包对弹性的保持力要弱于对照组；混粉面包在72小时内下降缓慢，72小时后，下降速度增加。

回复力表示样品在第一次压缩过程中回弹的能力[10]。由图1（b）可知，回复力在最初的72小时内下降速度快，在72 h～120 h时回复力下降速度减慢。72小时内，混粉面包的回复力与对照相似。48小时后，混粉面包的回复力比对照高，这可能是由于米糠粉添加降低了面包中淀粉老化的速度，面包回复力保持性较好。

硬度是第一次压缩最大峰值，表示食品70%变形量的力[10]。由图1（c）可知，随时间延长，硬度增加，可能是由于随着面包放置时间的延长，面包发生老化、内部纹理网络的结构强度提高所致[15]。硬度越小，面包越柔软，口感越好。在72小时内，硬度变化均较平缓。72小时后，混粉面包的硬度远大于对照，这可能是面包在存储过程中混粉面包水分损失量比对照多引起的。

咀嚼性表示将半固体的样品咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量[10]，反映面包对牙齿的抵抗力。由图1（d）可知，随着时间延长，咀嚼性增加，可能是由于面包在存储过程中，水分含量减少，面包发干而导致吞咽困难。72小时内，咀嚼性变化幅度小。72小时后，混粉面包咀嚼性大于对照，这可能是混粉面包的保水性差引起的。

凝聚性表示测试样品经过第一次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力[10]。由1（e）可知，随着时间延长，面包的凝聚性下降。72小时内，混粉面包的凝聚性与对照物明显差异，72小时后，混粉面包的凝聚性明显低于对照，这可能是由于米糠中的面筋蛋白要少于面粉中面筋蛋白含量，麦谷蛋白与麦醇溶蛋白之间形成键力强的二硫键；米糠中含有丰富的膳食纤维，膳食纤维通过自身之间的相互作用，但这种相互作用力小于二硫键，从而使得混粉面包的凝聚性低于对照。

3 结论

通过感官评价和比容的测定与分析，确定米糠混粉面包制作的最佳配方为米糠粉添加量为6.0%，酵母添加量为1.75%，低聚木糖添加量为1.25%。成品米糠混粉面包的质构特性显示出，混粉面包储存期72小时之内的凝聚性、咀嚼性、硬度和弹性均与对照无明显差异，整体回复性表现较好。试验结果表明，从营养价值方面看，制作米糠混粉面包不仅可利用米糠中膳食纤维等营养物质，鲜食期的品质特性也较好，其他面食品制作方面也可尝试应用，可拓宽我国米糠资源的利用程度。