高粱馒头生产工艺的研究

朱俊玲，杨婉琳，柳青山

(1.山西农业大学 食品科学与工程学院，山西功能食品研究院，山西 太谷 030801；2.山西农业科学院 高粱研究所，山西 晋中 030600)

我国是传统的农业大国，馒头是人们日常饮食中最为常见的主食之一，随着科学工业的发展，馒头种类也日趋增加，其中以高粱馒头作为代表的杂粮馒头受到了广大人民群众的喜爱，“百谷之长”说的就是高粱[1,2]。传统的高粱食品有米饭、米粥、发糕、年糕、面条等，近年来有学者研究高粱混粉、高粱山药、气爆高粱粉等杂粮馒头的工艺[1～4]，针对普通高粱馒头的研究鲜见。目前市场上的高粱馒头标准不一，甚至存在掺假掺杂等现象，只用简单的老抽、豆沙等原料即可以假乱真混淆视听[5]。本文针对高粱馒头的工艺进行研制，有利于人们膳食结构的改善，增加膳食结构中粗粮的摄取量从而达到增强人体免疫力的目的[4,6,7]，同时可为规范高粱馒头的生产提供依据，让大众可以吃到安全的、健康的、放心的高粱馒头。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 试验材料

市售高筋小麦面粉，市售高粱粉，安琪酵母。

1.1.2 仪器

VF-12C醒发箱：广东穗华机械设备有限公司；BSA224S-CW电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司；V-1200可见分光光度计：上海美谱达公司；HHS电热恒温水浴锅：上海博讯实业公司；CT3质构仪：美国BROOKFIELD公司等。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

将安琪酵母用30 ℃温水活化→将一定量的小麦面粉、高粱粉和活化的安琪酵母混合→加水和面→第一次醒发→揉制成半圆形→第二次醒发→上锅蒸熟→冷却

1.2.2 工艺操作要点

①酵母的活化：用30 ℃的温水活化。

②和面：将小麦面粉和高粱粉混匀后加入活化后的安琪酵母，和面过程中水要少量多次地加入，以面团软硬适中、表面光滑不粘手为宜，大约揉制8 min即可[3]。

③第一次发酵：将和好的面团置于室内自然发酵3 h，在发酵过程中要用浸湿的纱布覆盖[8]。

④第二次发酵：在第一次发酵完成后将面团进行揉制，时间8 min为宜，将面块切分成等量的小面团，揉制成型，在第二次发酵过程中也要用浸湿的纱布覆盖，第二次发酵30 min[9,10]。

⑤蒸制：在蒸锅中加入凉水，在蒸屉上覆盖一层浸湿的纱布，将发酵后的面坯置于纱布上，从水沸后开始计算时间，25 min蒸制完成。

1.3 产品的感官评价

1.3.1 高粱馒头感官评价标准

挑选随机10位食品专业的师生为感官评价小组成员，对所制高粱馒头从气味、色泽、馒头弹韧性、口感与黏性、结构等方面进行感官评价[1,11]，见表1。

表1 高粱馒头感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standard of the steamed bread of sorghum

1.4 指标的测定

1.4.1 总黄酮含量的测定

制备工作曲线的方法参见GB/T 19777—2013。

2 试验结果及分析

2.1 高粱馒头制作的单因素试验

2.1.1 高粱粉对馒头品质的影响

将每份混合面粉总量定为100 g，经过预试验，高粱粉的最佳添加量在10%～30%之间，将馒头中高粱粉占混合面粉的比例进一步细化，结果如图1。

图1 高粱粉添加量对成品品质的影响Fig.1 The influence of the proportion of sorghum flour in mixed flour on steamed bread quality

由图1可见，在加入25%的高粱粉时,蒸制的馒头感官评价得分较高，得到的成品无论从气味、色泽、弹韧性、口感与黏性以及结构等方面都优于其他组别；当加入的高粱粉在20%以下时，产品的各项指标与普通馒头较为相似，缺少了高粱本身带有的香气同时色泽也偏淡；当添加的高粱粉超过30%以上时，产品的各项感官评价指标开始出现劣化，色泽也由自然的浅红棕色变成棕色，馒头弹韧性降低，口感变得粗糙，黏性也越来越大，蓬松度变差。由此可见，产品中高粱粉占混合面粉的比例为25%时最适宜。

2.1.2 酵母添加量对成品品质的影响

向高粱粉比例为25%的100 g混合面粉中分别加入0.5%、0.75%、1%及1.25%安琪酵母，按照工艺进行操作，产品感官评价结果如图2。

图2 酵母添加量对成品品质的影响Fig.2 The influence of the quantity of yeast powder on steamed bread quality

由图2可知，高粱馒头中加酵母量为0.75%以上时，第一次发酵后的面团发酵后气孔较大，所产生的酸味也较重，蒸制出的成品也有较明显的酸味；当高粱馒头中酵母量为0.75%，面团大小适中，气孔均匀；当酵母量在0.75%以下时，面团发酵情况较差，制作出的高粱馒头较实，气孔较大，比较黏牙，由此得出高粱馒头中最适酵母量是0.75%。

2.1.3 水的添加量对成品品质的影响

向高粱粉比例为25%的100 g混合面粉分别加入40%、41%、42%、43%水[12]，再添加0.75 g安琪酵母,按照工艺进行操作，产品感官评价结果如图3。

图3 水的添加量对馒头品质的影响Fig.3 The influence of the amount of added water on steamed bread quality

由试验可知，当加水量为41%时，和出的面团软硬适中，发酵后可以保持较好的形状且气孔均匀；加水量过多时面团明显较软，发酵面团形状略有塌陷，发酵的气孔也偏大不均匀；加水量过少时，面团略偏硬，发酵面团能保持挺立的形态，但发酵的气孔不够细腻均匀，因此水的添加量最适宜的是混合面粉总量的41%。

2.1.4 第二次发酵时间对成品品质的影响

向高粱粉比例为25%的100 g混合面粉中加入0.75 g安琪酵母,再添加41 mL水，揉制8 min后在常温进行第一次发酵，发酵3 h后，再次揉制8 min，揉制成型后进行第二次发酵，时间从20 min开始递增5 min，共做4组，发酵好后蒸制[8～10,13]，自然冷却15 min后，产品感官评价结果如图4。

图4 第二次发酵时间对成品品质的影响Fig.4 The influence of the second fermentation time on steamed bread quality

由试验可知，第二发酵时间为30 min时，和出的面团软硬适中，发酵后可以保持较好的形状且气孔均匀。

2.2 产品响应面试验

2.2.1 响应面试验结果

使用Design Expert 8.0进行试验，将响应面值设定为感官评价得分，以单因素试验为基础，选择高粱粉添加量、酵母添加量、水的使用量和第二次发酵时间为因素设计响应面试验，试验结果见表3。

表2 因素和水平Table 2 The factors and levels

表3 响应面优化试验Table 3 Dimension optimization experiment

排序NumberA:高粱粉添加量/%Sorghum flour amountB:酵母添加量/%Yeast amountC:水的使用量/%Water amountD:第二次发酵时间/minSecond fermentation time得分Score得分(预测值)Score(predicted value)2030141304339.542125140305661.1722250.541255850.7923250.540305663.52420141305960.0425200.7540306156.9626250.7541308565.4627200.7542306782.628250.541356562.9629250.7541307382.6

得到的回归方程为：

感官评价得分=82.60-7.50 A+1.58B-2.25C+3.83D-2.75AB-6.50AC+1.25AD+2.75BC

-2.25BD+9.00CD-20.38A2-14.01B2-8.51C2-10.13D2

由方程得出高粱馒头最佳工艺参数为：高粱粉的比例为24.04%，酵母的添加量为0.77%，水的添加量为41.05%，第二次发酵时间为30.97 min。为方便生产进一步调整为：高粱粉的比例为24%，酵母的添加量为0.77%，水的添加量为41%，第二次发酵时间为31 min。

2.2.2 方差分析

根据一次项的回归系数的绝对值的大小顺序来判断四个因素对高粱馒头制作工艺的影响次序，排序为A、D、C、B,说明对高粱馒头的影响顺序是高粱粉的添加量、发酵时间、水的使用量、酵母添加量。

通过方差分析得出其中模型的P值是小于0.000 1，因此模型是极显著的，见表4。然而P失拟项为0.419 4>0.05即差异不显著，因此该实验可行，然后进行显著性分析，一次项A的P值为0.000 7<0.01，因此在1%的水平内极显著，说明因素A(高粱粉添加量)对成品品质的影响极其显著，而其他三个因素不显著。

表4 回归方程方差分析Table 4 The regression equation of variance analysis

变异来源Source of variation平方和Sum of squares自由度Free degree均方VarianceF值F valueP值P valueA22 695.0112 695.0175.52<0.000 1B21 272.8711 272.8735.67<0.000 1C2469.571469.5713.160.002 7D2666.061666.0618.660.000 7残差499.621435.69失拟项384.421038.441.330.419 4纯误差115.2428.8总和5 600.5528

2.3 总黄酮含量的测定结果

2.3.1 标准曲线回归方程

制备工作曲线的方法参见GB/T 19777—2013，工作曲线如图5。

图5 芦丁标准工作曲线Fig.5 Rutin standard working curve

以芦丁的质量y对吸光值A建立的回归方程：y=4.044 5 A+0.002 6。

2.3.2 总黄酮含量

试验通过水浴醇提的方法测量高粱馒头的总黄酮含量。高粱面中的总黄酮含量约为1.1×10-2mg·g-1，白面馒头中约为9.2×10-4mg·g-1，高粱面馒头中的总黄酮含量约为2.4×10-3mg·g-1，高粱馒头总黄酮含量是白面馒头的26.64倍，食用高粱馒头可以有效地提高人体对总黄酮的摄入量。

2.4 质构测定

在得出最优条件后将馒头进行TPA测试[14]，在压缩程度为50%、压缩速度为60 mm·min-1、放置的时间为30 min、高粱馒头的制作和测试温度20 ℃条件下测得成品高粱馒头的质构特性[15]，结果如表5。

表5 成品高粱馒头的质构特性Table 5 Textural properties of sorghum steamed bread

测定后得出高粱馒头与普通馒头的粘附性、弹性、内聚性相差不大，而高粱馒头硬度稍大，咀嚼性和粘性也有所增加。

3 讨论与结论

试验采用了二次发酵工艺，这是由于产品品质由醒发过程中面团流变特性的变化来决定。面团面筋蛋白的数量和质量是影响馒头坯的加工特性与微生物发酵法制作馒头的品质的主要因素。在馒头坯形成期间，蛋白质会形成一个具有粘弹性的面筋网络。由于面筋网络具有一定的强度和延展性，醒发产生的气体滞留在面团中。馒头的质构主要取决于馒头坯的醒发程度和发酵剂类型。较长时间醒发和较大的酵母用量可以降低馒头的硬度。

此外，二次发酵法还有一个特点：会产生令人愉快的香味和独特味道。馒头坯在醒发过程会产生更多的风味物质。醇、酸、醛、芳族和杂环化合物是最主要的风味物质，一次发酵馒头和二次发酵馒头的挥发性物质中烷烃类、烯烃类、醇类、醛类、酯类、苯环类、杂环类的数量和含量存在差异[10]。

根据试验可以得出高粱馒头的最佳工艺条件为：高粱粉的比例为24%，酵母的添加量为0.77%，水的添加量为41%，第二次发酵时间为31 min，此时高粱馒头的品质最佳。制成的成品高粱馒头表面光滑，呈现自然的红棕色且有均匀分布的红棕色小点，馒头切开后具有均匀且细腻的气孔，并散发着高粱的香气与风味，入口咬劲适中且无颗粒感，爽口且不粘牙。