发酵木薯全粉面包的制作工艺

拓朝月，丘春平，刘宵莹，周锋，杜习绱，谢彩锋

广西大学轻工与食品工程学院（南宁 530000）

木薯、马铃薯与甘薯并称世界三大薯类，素有“地下粮仓”“淀粉之王”“能源作物”之称[1]，是一种营养物质全面的可再生资源。世界上木薯产量的65%用于人类食物，10亿人口以此为主要粮食来源，更是非洲、拉丁美洲等热带地区超过5亿人口的主食之一[2-3]。中国居民超重率等慢性病患率逐年提高，主食杂粮化发展成为满足人们营养、功能、安全及多样性食品需求的有效途径。在某些领域被认为最有潜力替代小麦粉的木薯淀粉来源于木薯，其主食化发展也受到关注，在木薯面包[4]、木薯面条[5]、木薯粉丝[6]、木薯饼干[7]等方面已取得显著成效。但木薯全粉（淀粉）在面包制作中不能形成像高筋面粉一样的网状结构，因此其添加比例不宜超过30%[8]，在面包中的应用受到很大限制。

发酵，是世界上以木薯为主食的人们在食用木薯前的一种常用处理方法。研究发现，发酵可使凝胶强度提高，吸水性和可消化性增加，易被酵母利用，且在发酵中还会产生多糖物质使其具有类似小麦谷蛋白的黏弹性[9]，从而具有良好的面包制作与烘焙特性[10]。另外，木薯发酵不仅改善面包的组织结构与口感，还会增加芳香味。因此发酵木薯全粉较未发酵木薯全粉更适宜用于制作面包。

试验使用发酵木薯全粉替代部分小麦粉制作面包，通过单因素试验和正交试验优化发酵木薯全粉面包的工艺配方，并以未发酵木薯全粉面包、小麦面包的品质作为对照，探究发酵木薯全粉在面包制作中的最大应用比例，推动木薯食品化、主粮化进程。

1 材料与方法

1.1 试验材料

SC 9木薯全粉和发酵木薯全粉（自制）；小麦粉（深圳市泰东源实业有限公司）；白砂糖（广西崇左市湘桂糖业有限公司）；黄油（广州市至润油脂食品工业有限公司）。

1.2 仪器与设备

烤箱（广东佛山顺德华兴实业有限公司）；KENWOOD厨师机（KMC510，英国凯伍德公司）；JMTY型面包体积测定仪（杭州大吉光电仪器有限公司）；TA.XT2质构仪（英国Stable Micro Systems公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵木薯面包的制作

1.3.1.1 工艺流程

称样→和面→发酵和揉压→成型→醒发→烘烤→晾凉→面包

1.3.1.2 操作要点

按基本配方称取各原料，移至和面机搅拌桶中。先慢速40 r/min搅拌5 min，调至高速110 r/min搅拌15 min至原料粉充分混合均匀，面团表面光洁、无裂痕。将面团取出，用手将面团捏圆，使面团光滑面向上，放在涂有少许黄油的发酵盘中，置于温度30 ℃、相对湿度85%的发酵箱内静置发酵90 min，面团发酵55 min和80 min时用手挤压将其中的气泡排出，挤压后再将其对折，缝向下再次放入发酵盘中，重新放回发酵箱中继续发酵；发酵结束时，将面团取出，轻轻揉光并适当拉长，用手按压面团，使其中的气泡排出，将面团轻轻滚压几次使其和面包听的大小相一致，将面团接缝向下，放入涂有黄油的面包听中，置于温度30 ℃、相对湿度85%的醒发箱中进行醒发45 min；醒发结束，立即放入上火、下火温度均为210 ℃的烤箱中烘烤20 min；取出烤好的面包，室温晾凉，即得成品。

1.3.2 单因素试验

固定因素为发酵木薯全粉40%、白砂糖6%、食盐1.5%、黄油6%、酵母2%、水60%；变量设置：发酵木薯全粉添加比例10%，20%，30%，40%，50%和60%；水添加比例45%，50%，55%，60%，65%和70%；黄油添加比例3%，4%，5%，6%，7%和8%；白砂糖添加比例4%，5%，6%，7%，8%和9%；食盐添加比例0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%；酵母添加比例1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%和3.5%。以面包感官评分和比容为指标，考察各因素对面包综合品质的影响。

1.3.3 正交试验

在单因素试验基础上，分别确定发酵木薯全粉添加比例、水添加比例、酵母添加比例及食盐添加比例四因素三水平（表1），采用L9(34)正交试验设计，以感官评分、比容、硬度和弹性为指标对面包品质进行综合评价，确定面包最佳配方。

表1 发酵木薯全粉面包正交试验因素和水平 单位：%

1.3.4 发酵木薯面包品质的分析

分别使用30%和40%发酵木薯全粉替代小麦粉，按最优配方制作面包，检测分析面包的感官评分、比容、硬度和弹性，以纯小麦面包、未发酵木薯全粉面包（木薯全粉30%）作对比，研究发酵木薯面包的品质。

1.3.5 面包品质感官评定

参考姚佳等[11]对面包感官评分的方法进行评定。

1.3.6 比容的测定

参照GB/T 20981—2007[12]面包菜籽置换法进行测定。

1.3.7 物性测定

参照董德良等[13]的方法进行测定。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 发酵木薯全粉添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图1可知，发酵木薯全粉添加比例由10%增加至20%时，面包感官评分逐渐升高；添加比例为20%时，感官评分最高，面包纹理清晰，松软质好，并具有独特的木薯味道。增大添加比例，面包感官评分下降，添加比例为60%时，面包口感变黏、发硬。

图1 发酵木薯全粉添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分与比容的影响

面包的比容随着发酵木薯全粉添加比例增大而持续下降，但添加比例小于30%时，面包比容差异不显著（p＞0.05），但添加比例超过40%时，比容显著降低（p＜0.05）。

2.1.2 水添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图2可知，水添加比例对面包感官评分和比容有明显影响。随着添加比例的增加，面包的感官评分和比容先升后降，水添加比例为60%时，面包感官评分和比容均达到最高。水添加比例不足，面包表面易出现裂纹，还会导致面包内部结构致密、表皮厚硬，因此感官评分低；随着水添加比例的增加，面筋网络结构的弹性增大，面团延展性增强，因此面包的感官评分和比容增大。但是，水添加比例过大，面筋生成率降低，品质变差，同时面团过于松软，延展性变弱，成形性差，酵母发酵所产生大量CO2易使面团塌陷，体积变小，所以面包感官评价和比容都降低[14]。这与贺国亚[15]、马娟[16]发现青麦仁面包、乳清粉面包的感官评分随含水量增加呈先增加后下降趋势的结论一致。

图2 水添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分和比容的影响

2.1.3 黄油添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图3可知，随着黄油添加比例的增加，面包感官评分和比容先增后减，添加比例为6%时，面包的感官评分和比容最高。黄油的添加使面包内部结构松软，持气性增强，面包感官评分与比容增大。但添加比例过大，面团中面筋形成受到阻碍，且结构过于软化，影响面包组织结构与比容。这与古碧等[4]研究发现黄奶油添加比例为6%时，木薯全粉面包的比容与综合评分最高的结论一致。

图3 黄油添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分和比容的影响

2.1.4 白砂糖添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图4可知，当白砂糖添加比例小于6%时，面包的感官评分与比容随着添加比例增大而升高。但添加比例超过6%时，感官评分与比容开始下降。当白砂糖添加比例为6%时，面包的感官评分与比容最大。当添加比例小于6%时，面包的体积膨胀度不够，影响面包的感官与比容；当添加比例大于6%时，面团膨胀受到抑制，另外，易导致面包里熟外生，面包的感官评分与比容下降。这与范周[17]、郝亭亭等[18]发现米粉面包和藜麦杂粮面包的感官评分和比容随白砂糖添加量增加呈先上升后下降趋势的结论一致。

图4 白砂糖添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分和比容的影响

2.1.5 食盐添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图5可知，面包的感官评分和比容都随着食盐添加比例增加先增大后减小，当添加比例为1.5%时，感官评分和比容最大。当添加比例少于1.5%时，所得面包纹理性差或开裂；但添加比例超过1.5%时，其影响酵母的发酵活性，进而影响面包的感官评分和比容。这与张慧[19]发现的黑麦面包的感官评分随着食盐添加量增加呈先升后降的变化趋势的结论一致。

图5 食盐添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分和比容的影响

2.1.6 酵母添加比例对发酵木薯全粉面包品质的影响

由图6可知，酵母添加比例对面包感官评分与比容均有影响。随着添加比例的增加，面包比容与感官评分先升后降，当添加比例为2%时，感官评分与比容均达到峰值，其中添加比例为2.0%～2.5%时，感官评分下降幅度很小。当酵母添加比例不足时，面团发酵所产生的气体不足，面包结构致密，感官评分与比容小；当添加比例过多时，面包气孔过大，有轻度酸味，烘烤后易变形、塌陷，口感差。因此，酵母添加比例2%时较为合适。这与张猛[20]发现复合杂粮面包的感官评分随着酵母添加量增加呈先上升后下降趋势的结论一致。

图6 酵母添加比例对发酵木薯全粉面包感官评分和比容的影响

2.2 正交试验结果与分析

正交试验结果见表2。

表2 正交试验结果

由表3可知，各因素对发酵木薯面包的感官评分和硬度影响程度的主次顺序为A＞B＞C＞D，最优工艺为A1B3C2D3；各因素对面包比容影响程度的主次顺序为A＞B＞D＞C，最优工艺为A1B3C2D3；各因素对面包弹性影响程度的主次顺序为D＞A＞B＞C，最优工艺为A3B2C1D1。综合感官评分、比容、硬度及弹性指标最优工艺组合，制作发酵木薯全粉面包的最优工艺指标是A1B3C2D3，即发酵木薯全粉30%、水65%、酵母2%、食盐2%。

表3 正交试验的极差分析

2.3 发酵木薯全粉面包的品质

尽管正交试验工艺优化获得发酵木薯全粉添加比例为30%，但考虑到木薯食用化发展，试验在进行面包品质分析时，发酵木薯全粉添加比例分别考虑30%和40%，并以纯小麦粉面包和木薯全粉面包作为对比。

由表4可知，木薯全粉面包（30%）、发酵木薯全粉面包（40%）与小麦面包相比，感官评分显著降低（0.01＜p＜0.05），硬度显著增加（p＜0.01），比容和弹性差异不显著（p＞0.05）；发酵木薯全粉面包（30%）与小麦面包相比，硬度显著增大（0.01＜p＜ 0.05），但感官评分、比容、弹性差异不显著（p＞0.05）。试验表明木薯全粉（含发酵、未发酵）面包的感官评分、口感及比容等指标与传统小麦面包存在一定差异，具有自身特点。这主要是因为木薯不含麦谷蛋白和麦醇溶蛋白，使用木薯全粉部分替代小麦粉制作面包，面团中面筋会被稀释，使面包感官评分、比容及硬度等指标均受到一定影响，影响程度与添加的比例及发酵与否等处理方式相关。

表4 不同面包的品质对比

就发酵木薯全粉面包（30%）而言，其感官评分、比容、硬度和弹性指标均优于木薯全粉面包（30%），感官评分显著增加（0.01＜p＜0.05），硬度显著减小（0.01＜p＜0.05），弹性和比容差异不显著（p＞0.05），说明发酵可以改善木薯全粉面包的加工与烘焙特性。与发酵木薯全粉面包（30%）相比，虽然发酵木薯全粉面包（40%）在感官评分、硬度上存在着显著差异（0.01＜p＜0.05），但依然在可接受范围内；而比容与弹性指标没有显著降低（p＞0.05）。结果表明经过发酵处理，木薯全粉在面包制作中的添加比例可以提高。

3 结论

随着发酵木薯全粉添加比例的增加，面包感官评分先升后降，比容降低；随着酵母、水、白砂糖、食盐和黄油添加比例的增加，感官评分和比容先升后降；面包最优工艺配方为发酵木薯全粉30%、水65%、酵母2%、食盐2%。相对于未发酵木薯全粉，发酵木薯全粉面团加工与烘焙特性更优，其在面包中的添加比例可以提高至40%，其面包品质虽与纯小麦面包存在一定差距，但在可接受范围内，这对木薯主粮化发展和优质杂粮面包开发具有积极意义。