米粉面包工艺优化及其品质

柳富杰 ，周永升，韦巧艳，蒙云慧，吴国勇 *

1. 广西科技师范学院食品与生化工程学院（来宾 546199）；2. 广西科技师范学院功能性食品配料工程技术研究中心（来宾 546199）

中国是世界上水稻的主要种植国家之一，大米产量位居世界前列。大米是我国的传统主食之一，具有独特风味和丰富的营养价值，很多以大米为原材料衍生出的米制品也广受欢迎[1]。为保证大米口感，在稻谷加工的过程中，往往会把碎米筛分出来，只留下颗粒完整饱满的米粒。以目前的碾米技术，碾米过程中会产生10%～15%的碎米，我国在稻谷加工中每年都会产生大量碎米，如果不加以利用，会造成很大浪费[2]。因此，碎米的合理利用在大米生产过程中的节能环保方面显的十分重要。

目前制作面包的常用的主要原料是小麦粉，小麦粉中的麦胶蛋白和谷蛋白在面团中水化后形成面筋结构，这种结构具有持气性，影响着面包的结构[3]。近年来国外有研究者利用米粉替代面粉制作面包并对工艺和面包品质展开了研究[4]。大米中富含氨基酸和优质谷物蛋白，并具有低敏性、易消化、米香味独特等特点，开发米粉面包不仅能满足人们对营养价值和新产品的要求，还能有效利用碎米资源，有着十分重要的意义[5]。面筋的缺乏影响着米粉面包的结构，使得普通的米粉面包的膨胀程度及内部组织等品质较差[6]，所以为了提升米粉面包的品质必须采用特殊方法调制面团，如添加面包改良剂。

以碎米加工成的米粉和小麦粉为原料制作米粉面包，通过对比添加不同面粉改良剂、黄油和白砂糖添加量对米粉面包比容和感官评分的影响，优化确定米粉面包的最佳配方，以期提高普通米粉面包的品质，为产出品质优良的米粉面包提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

碎米粉、高筋面粉（肇庆市福加德面粉有限公司）、水、白砂糖（广西东亚扶南精糖有限公司）、食盐、黄油（浙江金奥艺发食品科技有限公司）、酵母（安琪酵母股份有限公司）、羟丙基甲基纤维素（广东味多美食品配料有限公司）、谷朊粉（封丘县华丰粉业有限公司）、大豆分离蛋白（临沂山松生物制品有限公司）

1.2 设备与仪器

JA12002型精密电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；DHP-9082型电热恒温培养箱（上海一恒科技有限公司）；HTD-60电热烘炉（广州市白云区宏泰烘焙设备厂）；TS-100B台式恒温震荡器（广州市白云区宏泰烘焙设备厂）。

1.3 米粉面包的制备

1.3.1 基础配方

碎米粉（50%）、高筋面粉（50%）、纯净水（65%）、白砂糖（15%）、食盐（1%）、酵母粉（1%）、黄油（8%），其中添加辅料量的比例按大米粉与高筋面粉的总质量来计算。

1.3.2 工艺流程

原料混匀→和面→发酵（温度30 ℃，相对湿度85%，时间60 min）→排气→切分成型→醒发（温度30 ℃，相对湿度85%～90%，时间45 min）→烘烤（烘烤温度210 ℃，烘烤时间15～25 min）→冷却→成品

1.4 试验内容

1.4.1 HPMC添加量对米粉面包品质的影响

固定米粉和高筋面粉添加量，HPMC按照混合面包粉质量的2%，3%，4%，5%和6%比例分别添加，其他基础配方的添加量不变制作米粉面包，对制备完成的面包进行感官评价、和比容的测定。

1.4.2 谷朊粉添加量对米粉面包品质的影响

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉按照混合面包粉质量的3%，5%，7%，9%和11%比例分别添加，其他基础配方的添加量不变制作米粉面包，对制备完成的面包进行感官评价和比容的测定。

1.4.3 大豆分离蛋白添加量对米粉面包品质的影响

固定米粉和高筋面粉添加量，大豆分离蛋白按照混合面包粉质量的2%，3%，4%，5%和6%比例分别添加，其他基础配方的添加量不变制作米粉面包，对制备完成的面包进行感官评价和比容的测定。

1.4.4 谷朊粉添加量对米粉面包品质的影响

固定米粉和高筋面粉添加量，选择谷朊粉作为面粉改良剂，添加量为混合面包粉质量的5%，黄油添加量按照混合面包粉质量的6%，7%，8%，9%和10%的比例添加，其他基础配方的添加量不变制作米粉面包，对制备完成的面包进行感官评价和比容的测定。

1.4.5 黄油添加量对米粉面包品质的影响

固定米粉和高筋面粉添加量，谷朊粉添加量固定为混合面包粉质量的5%，黄油添加量为9%，白砂糖添加量按照混合面包粉质量的13%，15%，17%，19%和21%的比例添加，其他基础配方的添加量不变制作米粉面包，对制备完成的面包进行感官评价和比容的测定。

1.4.6 响应面试验设计

在单因素试验基础上，选定3个对面包品质影响较大的因素：谷朊粉、黄油和白砂糖三者的添加量，制作成的面包的感官评价作为响应值，设定响应面试验，因素水平见表1。

表1 响应面因素水平表 单位：%

1.5 米粉面包品质的测定

1.5.1 面包感官品质的测定

采用填写感官评价表的方式来对米粉面包进行鉴评。由10位品鉴人员按照表2的评分标准对面包品质进行评分，每组面包的评分取平均值为该组面包的最终测评成绩。

表2 面包感官评价表

1.5.2 面包比容的测定

式中：P为面包比容，mL/g；V为面包体积，mL；M为面包质量，g。

2 结果与分析

2.1 面粉改良剂的选择

由前期试验知道由随着米粉添加量的提高，米粉面包的感官评分和比容均呈现下降的趋势。这可能是由于随着米粉含量的提高，面筋含量下降，面筋网络形成不完全[7]使得米粉面包持气能力下降，面包变硬，弹性变小，比容降低和感官评分[8]。为了提高米粉面包品质，需要在制作过程中添加面粉改良剂，后续试验选择50%的米粉添加量来代替小麦面粉制作米粉面包，并试验不同面粉改良剂对米粉面包品质的影响。

2.1.1 HPMC对米粉面包品质的影响

米粉面包中由于缺乏面筋蛋白，制作出来的面包中蛋白质不能形成三维网状结构，持气性差，可通过添加能模拟面筋黏弹性的水胶体得到部分补偿[9]。HPMC是无麸质面包制作中最常用的水胶体。这种具有高表面活性的水溶性聚合物能够稳定发酵过程中形成的气泡，从而使无麸质面包具有高比体积和低硬度[9]。HPMC可与面筋蛋白形成复合物，主要通过物理相互作用加强面筋结构[10]。

由图1可知，添加适量HPMC可提高米粉面包的品质，随HPMC添加量增加，感官评价和比容逐渐增大，失重率和老化度逐渐降低，面包的比容越大说明面包的组织结构越均匀，弹性越好[11]，当添加量到达5%时比容和感官均为最优，此时面包的失重率最低，老化程度也最低，当添加量超过5时各指标由优变劣；试验过程中通过感官评价可知添加HPMC后米粉面包组织、口感等评分升高，制作出的米粉面包网孔结构细腻，口感较好，但香味项的评分降低，说明添加HPMC会影响某些香气的释放。综合以上几点，认为添加HPMC有利于提高米粉面包品质，5% HPMC为其在米粉面包的最适添加量。

图1 HPMC添加量对米粉感官得分和比容的影响

2.1.2 谷朊粉对米粉面包品质的影响

谷朊粉是由小麦、玉米等谷物加工得到的一种天然植物蛋白，富含70%左右的蛋白质，是一种优质的改良剂[12]。

ORNL的卷对卷技术证明，该方法可用于大规模生产下一代复合材料的涂层纤维。此自我感知复合材料可由可再生聚合物基质和低成本的碳纤维材料制成。

由图2可知，比容和感官评价随着谷朊粉添加量的提高呈现先升高再降低的趋势。添加谷朊粉的米粉面包的比容和感官评价均比未添加组好，这是由于米粉面包中加入了一定量的米粉，使得米粉面包中面筋蛋白含量相对减少，导致米粉面包面筋网络形成不完全[7]。当谷朊粉添加量为0～5%时，米粉面包的各项指标随着谷朊粉添加量的提高而提高，这是因为加入适量谷朊粉后，米粉面包中面筋蛋白含量提高，在面团中形成三维面筋网络结构，有效的改善了面包的品质[13]。谷朊粉添加量大于5%后继续增加谷朊粉添加量米粉面包的各项指标开始下降，这是因为当谷朊粉添加量过高时，由于形成的三位面筋网络过密，使得面包变硬，面包可发酵性变差，导致面包的品质变差。

图2 谷朊粉添加量对米粉面包感官得分和比容的影响

添加5%的谷朊粉的米粉面包的品质指标均优于其他几个添加量。因此，认为谷朊粉的添加有利于提高米粉面包的品质，且5%为谷朊粉其在米粉面包的最适添加量。

2.1.3 大豆分离蛋白对米粉面包品质的影响

大豆分离蛋白是一种全价蛋白类的食品添加剂，由低温脱溶大豆粕为原料生产而成，富含90%以上的蛋白质。大豆分离蛋白含有丰富的氨基酸，添加到面包中可以提高面包营养价值，改善面包口感[11]。

由图3可知，随着米粉面包中大豆分离蛋白添加量的提高，米粉面包比容降低，口感、形态和组织等感官评价指标评分下降，导致感官评分下降。指标变化说明大豆分离蛋白的添加在米粉面包中没有起到改良作用，有可能时因为米粉缺乏面筋蛋白，且大豆蛋白易与小麦粉中的麦谷蛋白发生疏水结合，形成麦胶蛋白-大豆蛋白-麦谷蛋白复合体，破坏面筋网络，导致制作出的米粉面包变硬变小[14]，面包内部持气能力下降，感官评分下降。

图3 大豆分离蛋白添加量对米粉面包感官得分和比容的影响

2.1.4 面包改良剂试验结果

由以上试验结果可知：HPMC和谷朊粉的加入均可以使米粉面包的品质在一定程度上得到改善，且其最佳添加量均为5%；添加大豆分离蛋白不能提高米粉面包的品质，反而会使得米粉面包品质下降；通过对比发现加入5%的谷朊粉所制出的面包组织最为松软，口感最佳，后续试验选用谷朊粉作为面包改良剂制作米粉面包。

2.2 单因素试验

2.2.1 黄油添加量对面包品质的影响

由图4可知，黄油添加量在6%～9%时，黄油添加量与面包比容呈正相关，原因是黄油可为面包提供大量能量，可使面包的膨松度增加[9]。试验过程中发现当米粉面包中黄油添加量低于9%时，面包表面色泽过浅，香味较淡，影响感官；当米粉面包中黄油添加量超过9%时，面团黏性过大，感官评价时发现面包硬度太小，弹性较差，导致面包粘牙，感官评价明显降低；当黄油添加量为9%时，硬度、弹性适中，面包表皮色泽金黄，有香浓的黄油味，感官评分最高，因此9%的黄油为制作米粉面包最适黄油添加量。

图4 黄油添加量对米粉面包感官得分和比容的影响

2.2.2 白砂糖对米粉面包品质的影响

由图5可看出白砂糖添加量在13%～21%时，制作的米粉面包硬度、弹性适中，但面包的甜度低，口感相对较差，面包表面颜色较浅没有呈现金黄的色泽，缺乏香味；当白砂糖添加量超过19%后，随着添加量提高，面包越来越硬，弹性变小，面包比容变小，口感太甜，面包颜色太深，影响面包品质[15]，这是因为白砂糖添加量过多使得酵母细胞内渗透压增加，酵母细胞平衡失调，发酵产气速度变慢；当白砂糖添加量为19%时，制作出的米粉面包硬度、弹性适中，色泽金黄，散发诱人香气，故此为最适添加量。

图5 白砂糖添加量对米粉面包感官得分和比容的影响

2.3 响应面试验结果与分析

根据单因素试验结果，选择初始谷朊粉、黄油、白砂糖为自变量，分别记为X1、X2和X3，以感官评分为响应值Y，设计响应面试验，试验方案及结果如表3所示。试验方案经过Design Expert 8.06软件处理，得到响应面二次回归方程：Y=-382.325+12.475X1+49.3X2+22.675X3+0.4X1X2-0.4X1X3+0.05X2X3-0.812 5X12-2.85X22-0.562 5X32。

表3 Box-Behnken试验设计及结果

响应面优化试验中，谷朊粉、黄油、白砂糖对米粉面包感官评分的影响方差分析，见表4所示。表中直观看出该模型p＜0.000 1，极显著，失拟项不显著，方程有效。该模型相关系数R2=99.52%，经过调整后为98.91%，说明该模型能解释98.91%的响应值变化，证明该模型与实际的拟合性较好。

各因素的F值表示各因素对响应值的影响程度，F值越大表示该因素对响应值的结果影响越大。由表4可知，这三个因素对米粉面包感官评分影响显著性大小依次为谷朊粉＞白砂糖＞黄油。谷朊粉和白砂糖对影响感官评分的影响显著，黄油对感官评分的影响不显著。

表4 回归模型方差分析表

经过Design Expert 8.06对数据处理的出最优条件是谷朊粉添加量5.43%、黄油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，响应面模型预测的感官评分为90.42分。根据实验室的实际情况及实施方案的可操作性将最优方案工艺参数更正为添加5.43%谷朊粉、8.92%黄油、19.34%白砂糖，根据该参数进行三次平行试验，测得米粉面包感官评分为91.3分，相比响面模型预测值误差为0.96%。因此，说明通过响应面优后得到的工艺参数准确可靠，且具有实用价值。

3 结论

以碎米加工成的米粉和小麦粉为原料制作米粉面包，通过对比添加不同面粉改良剂、黄油和白砂糖添加量对米粉面包比容和感官评分的影响，通过试验可知：

1) 在米粉面包中添加HPMC和谷朊粉均可以使米粉面包的比容、感官等特性在一定程度上得到改善，但是单独添加大豆分离蛋白不能提高米粉面包的品质，反而会使得米粉面包品质下降，其中添加5%谷朊粉的米粉面包品质最高。

2) 由单因素和响应面试验中得到米粉面包的最佳配方为谷朊粉添加量5.43%、黄油添加量8.92%、白砂糖添加量19.34%，其他基础配料为盐1%、酵母粉1%、水65%，按此配方制作出的米粉面包的体积、组织结构、口感与普通面包较为相似，并具有独特的大米香气，感官评分达到91.3分。

研究在一定程度上改善了米粉面包在组织结构、体积、口感上的不足，在提高碎米的利用率、有效降低普通面包的生产成本、丰富面包的品种提供新思路等方面上有着重要意义。