L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工艺研究

张秀凤，刘淼淼

（河南牧业经济学院，河南 郑州450046）

0 引言

面包是一种以高筋小麦粉、水和酵母等为原料，经过调制、切割、发酵、焙烤等工艺制成的食品[1]。面包含有丰富蛋白质，口味千变万化，种类丰富多样且易于消化吸收，具有便于贮藏、携带的优势，因此在日常饮食中迅速融入到年轻消费者群体中[2]。

L-阿拉伯糖属于一种新型低热量的功能性甜味剂，甜度约为蔗糖的一半，很难被人体利用，且热稳定性高，可用于烘焙食品[3]。有研究表明，L-阿拉伯糖可与一些氨基酸发生美拉德反应而产生焙烤香味和可可香气[4]，因此可改善焙烤食品的感官特性。同时，L-阿拉伯糖可以特异性地影响蔗糖酶的活性，使蔗糖无法分解为可被机体吸收的单糖，从而有效抑制蔗糖的吸收，具有降血糖的功能[5]。有研究表明，在蔗糖中添加3.5%的L-阿拉伯糖可抑制60%～70%的蔗糖在人体中的吸收[6]。螺旋藻被广泛用作食品补充剂或天然添加剂，螺旋藻富含蛋白质、维生素、矿物质、叶绿素、β-胡萝卜素和多糖，是理想的食品和优质药物资源[7-8]。

试验以高筋粉为主要原料，添加一定比例的螺旋藻粉，并用L-阿拉伯糖取代部分白砂糖作为甜味剂，既增加了面包的花色品种，又增强了面包的保健功效，使其能够迎合更多人群的营养保健需求。

1 试验方法

1.1 工艺流程

原料预处理→配料→和面→醒发→分割搓圆→发酵→装饰→焙烤→冷却→成品。

1.2 试验方法

1.2.1 L-阿拉伯糖添加量对面包品质的影响

L-阿拉伯糖取代白砂糖量设置5个梯度，即5%，10%，15%，20%，25%，以感官得分和比容为评价指标，确定L-阿拉伯糖最佳添加量。

1.2.2螺旋藻添加量对面包品质的影响

螺旋藻添加量设置5个梯度，即1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%，以感官得分和比容为评价指标，确定螺旋藻最佳添加量。

1.2.3 发酵时间对面包品质的影响

发酵时间设置5个梯度，即60，70，80，90，100 min，以感官得分和比容为评价指标，确定最佳发酵时间。

1.2.4 水分添加量对面包品质的影响

水分添加量设置5个梯度，即37.5%，40.0%，42.5%，45.0%，47.5%，以感官得分和比容为评价指标，确定最佳水分添加量。

1.2.5 响应面试验

选取L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻添加量、水添加量和发酵时间作为自变量，以感官评分为响应值，依据Box-behnken中心组合设计原理进行四因素三水平的响应面试验，优化L-阿拉伯糖螺旋藻面包配方及工艺。

因素与水平设计见表1。

表1 因素与水平设计

1.3 检测指标

1.3.1 感官评价

参照文献[9]方法并进行适当修改，从面包的形态、色泽、组织状态、气味和口感等5个方面进行评定。

感官评定见表2。

表2 感官评定

1.3.2 比容测定

根据GB/T 20981—2007《面包》中6.5.2方法二（小米置换法）测定面包比容。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 L-阿拉伯糖添加量对面包品质的影响

L-阿拉伯糖添加量对面包感官评分和比容的影响见图1。

图1 L-阿拉伯糖添加量对面包感官评分和比容的影响

由图1可知，在L-阿拉伯糖添加量小于10%时，L-阿拉伯糖添加量增加使得面包的感官得分和比容逐渐上升，当L-阿拉伯糖添加量为10%时，感官得分和比容分别达到最大值，而且10%组与15%组感官得分差异显著。当L-阿拉伯糖添加量进一步增加时，由于过多的L-阿拉伯糖抑制了酵母的生长繁殖，阻碍了面包的醒发，面团发酵效果差，面筋无法充分扩展造成面包体积收缩变形，故比容下降，且焦糖化反应过度，面包表皮颜色变深，从而导致感官得分降低[10]。综合感官评分和比容2个评价指标，确定L-阿拉伯糖的最佳添加量为10%。

2.1.2 螺旋藻添加量对面包品质的影响

螺旋藻添加量对面包感官评分和比容的影响见图2。

图2 螺旋藻粉添加量对面包感官评分和比容的影响

由图2可知，随着螺旋藻粉添加量逐渐增加，感官得分呈现先升高后降低的趋势。螺旋藻粉添加量小于2%时，面包内部色泽呈淡绿色，螺旋藻味道平淡；螺旋藻粉添加量为2%时，面包感官得分达到最高（p<0.05），此时面包有淡淡的螺旋藻味，且表皮色泽均匀口感细腻舒适；随着螺旋藻粉添加量的增加，面包内部的绿色有所加重，而且螺旋藻的腥味也越来越明显，成品面包表皮纹理不均匀，口感粗糙，影响了面包品质。螺旋藻粉添加量在0～2%时比容下降但差异不显著（p>0.05）。综合面包感官评分和比容2个评价指标，确定螺旋藻最佳添加量为2%。

2.1.3 发酵时间对面包品质的影响

发酵时间对面包感官评分和比容的影响见图3。

图3 发酵时间对面包感官评分和比容的影响

由图3可知，发酵时间为60～70 min时，发酵时间的延长使得感官评分和比容均有所增加，发酵时间为70 min时，面团发酵适度，面包表皮薄有光泽，内部气孔呈均匀的蜂窝状，面包色泽均匀，香味醇厚，内部组织松紧适中柔软有弹性，达到最大的感官得分和比容值。当发酵时间超过70 min时，酵母产气能力下降导致面团体积过小，面包内部组织不紧密，表皮增厚无光泽，气孔不均匀，有不正常的酸味，面团有所塌陷，成品面包表皮粗糙有厚壳凹凸不平，从而使面包感官和比容降低。综合面包感官评分和比容2个指标，确定最佳发酵时间为70 min。

2.1.4 水添加量对面包品质的影响

水添加量对面包感官评分和比容的影响见图4。

图4 水添加量对面包感官评分和比容的影响

由图4可知，感官得分和比容均呈现先升高后降低的趋势。当水添加量高于42.5%时，面包比容最大（p<0.05）。其主要原因是当水添加量低于42.5%时，由于水添加量少，面筋蛋白吸水性较差，面筋形成率低，面团黏度小，难以伸展，不利于发酵，面包组织粗糙、表皮厚、质地硬，口感较差；当水添加量高于42.5%时，面团变得过度柔软，和面成型困难，成品易塌陷，保气性差。综合面包感官评分和比容2个指标，确定最佳水添加量为42.5%。

2.2 响应面试验结果

2.2.1 响应面试验设计及结果

响应面试验结果见表3。

表3 响应面试验设计与结果

2.2.2 回归模型拟合及方差分析

利用软件Design Expert 8.0.6对表6结果进行二次多元回归拟合分析，得到各因素对螺旋藻面包的感官得分Y之间的回归方程：

回归模型方差分析见表4。

表4 回归模型方差分析

由表7可知，回归模型结果p<0.000 1，表明响应面回归模型极显著；失拟项p=0.08>0.05，失拟项不显著，说明回归方程拟合较好，可用来进行分析和预测。R2=0.911 1，表明拟合度较好，可以用此模型来分析和预测L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳工艺。

模型中螺旋藻粉添加量（A）、水分添加量（B）、L-阿拉伯糖添加量（C）等一次项对感官评分影响极显著（p<0.01）；A2，B2，C2等二次项对感官评分影响极显著（p<0.01），C对感官评分影响显著（p<0.05）；交互作用中AB对感官评分影响极显著（p<0.01）；而D、AC、AD、BC、BD、CD对感官评分影响不显著（p>0.05）。由F值可知，4个因素对感官评分影响顺序为A>C>B>D，即螺旋藻粉添加量>L-阿拉伯糖添加量>水分添加量>发酵时间。

2.2.3 响应面交互作用分析

响应面模型因素两两交互作用对L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影响见图5。

由图5可知，螺旋藻粉添加量与水分添加量的交互作用对感官得分的影响显著，而螺旋藻粉添加量与L-阿拉伯糖添加量、螺旋藻粉添加量与发酵时间的交互作用、L-阿拉伯糖添加量与水添加量、水添加量与发酵时间、L-阿拉伯糖添加量与发酵时

图5 响应面模型因素两两交互作用对L-阿拉伯糖螺旋藻面包的感官影响

间之间的交互作用对感官得分的影响不显著，该结果与方差分析结果一致。

2.2.4 验证试验

通过Design Expert 8.0.6软件分析优化，得出L-阿拉伯糖螺旋藻面包的最佳配方工艺为螺旋藻粉添加量2.3%，水分添加量42.4%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，发酵时间70.8 min，此条件下面包感官评分预测值为86.3分。考虑到操作的可行性，将上述最佳条件调整为螺旋藻添加量2.3%，水添加量42.5%，L-阿拉伯糖添加量11.5%，发酵时间71 min，在此条件下进行验证试验，得到的感官评分为85.7分，与理论预测值相对误差为0.69%，说明响应面法优化后得到的最佳工艺配方准确可靠，可以作为优化L-阿拉伯糖螺旋藻面包最佳配方工艺的分析预测。

3 结论

螺旋藻的添加不仅赋予了面包的天然绿色，而且增强了面包的营养保健功效，L-阿拉伯糖作为甜味剂取代面包配方中的部分蔗糖，增添了面包色泽，有效控制了人体对蔗糖的吸收。螺旋藻与L-阿拉伯糖的复配使用使面包的硬度变小，弹性增大，提高了面包食用品质，成品面包表皮色泽均匀呈黄褐色，内部色泽呈淡绿色，有淡淡的藻香味，口感松软不黏牙，为消费者提供了一种美味又营养的休闲食品。