莜麥饅頭微波蒸制工藝的研究

汪 磊 云月英 王國澤 李俊芳 莎 娜 張歡子

(內蒙古科技大學數理與生物工程學院1，包頭 014010)(內蒙古科技大學生物工程與技術研究所2，包頭 014010)

莜麥又稱裸燕麥，是內蒙古地區特產谷類。莜麥營養豐富[1-2]，且頗具保健療效[3-5]，尤其是其富含賴氨酸，與小麥粉搭配蒸制饅頭，可以有效彌補小麥饅頭中賴氨酸含量不足的缺陷，從而起到蛋白質互補的功效[6]。

隨著人們生活水平的提高和生活節奏的加快，人們在關注食品營養的同時也注重食品的快捷方便，微波饅頭應運而生，微波加熱具有速度快、易于控制和干凈清潔等特點，在食品工業中應用越來越廣泛。本試驗采用響應面法優化莜麥饅頭的微波蒸制工藝，為莜麥饅頭的工業化生產提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 主要材料

塞川莜面：武川糧油總公司；高筋小麥粉：內蒙古五原縣三寶面業有限公司：安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；卡拉膠：海星食品工業有限公司；羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)：上海申光食用化學品有限公司；黃原膠：淄博中軒生化有限公司；白砂糖：內蒙古正北食品有限公司。

1.2 主要儀器

QTS-25型質構儀：美國Brookfield公司；WG700TL2011-K6型微波爐：佛山市順德區格蘭仕微波爐電器有限公司；PSX智能型恒溫恒濕培養箱：寧波萊福科技有限公司；3102型電子天平：上海躍平科學儀器有限公司；MC-SH215型美的電磁爐：廣東美的生活電器制造有限公司；微波專用蒸鍋：美的微波爐電器制造有限公司；101型電熱鼓風干燥箱：北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 饅頭的制作工藝[7]

莜麥粉與小麥粉的混合比例為15/85，加水量為75%，酵母、卡拉膠、CMC-Na、黃原膠的添加量分別為0.5%、1.48%、0.08%和0.17%，其中品質改良劑使用前用60 ℃的熱水充分溶解，添加輔料混勻后采用一次和面法和面15 min，然后將面團在溫度34 ℃、相對濕度85%的恒溫恒濕箱中發酵90 min，發酵后的面團分割成饅頭坯，將饅頭坯搓圓后置于蒸鍋中蒸制30 min得到蒸汽蒸制莜麥饅頭；置于微波專用蒸鍋蒸制得到微波蒸制莜麥饅頭。

1.3.2 饅頭水分含量測定

采用105 ℃干燥恒重法測定[8]。

1.3.3 饅頭比容測定

將冷卻至室溫的饅頭稱重，用小米替換法測定饅頭的體積，饅頭的比容為體積與質量比[8]。

1.3.4 TPA測試

取室溫下冷卻1 h后的樣品饅頭切成25 mm厚度的饅頭片，平放于柱形探頭的正下方TPA(texture profile analysis)測試。測試使用的探頭為TA4/1000型，TPA測試條件為：測試速度1 mm/s，壓縮程度15%，2次壓縮間隔時間5 s，感應力5 g，特性參數包括硬度(Hardness)、黏著性(Adhesiveness)、彈性(Springiness)、黏聚性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)和回復性(Resilience)。

1.3.5 饅頭感官評價

由6位經過篩選和培訓的評價員按照表1進行評分(滿分100分)。

表1 饅頭感官評分標準

評分人員評分前，先用溫水漱口，再按評分方法和評分標準對產品各個指標評分，一次評分完后，再用溫水漱口，進行下一次評分，評完后在備注中寫下總體意見，包括產品感官評價標準上列出的和未列出的[9]。

1.3.6 統計處理

所有數據應用Excel軟件、SPSS軟件和Designer expert軟件進行處理和分析。其中，顯著性分析采用Duncan檢驗，P>0.05判定為變化不顯著，P<0.05判定為變化顯著。

2 結果與分析

2.1 微波功率對莜麥饅頭的影響

微波產生高頻電磁場，用于食品工業時，在高頻電磁場作用下，食品中極性分子(水分子)吸收微波產生能量，使食品迅速加熱，具有加熱快、加熱均勻、節約能源、易于控制和安全無害等優點。試驗研究不同微波功率對莜麥饅頭品質的影響，結果見表2。

結果表明不同微波功率對莜麥饅頭影響顯著，微波功率過小，蒸制的莜麥饅頭未熟透；而功率過大時蒸制的莜麥饅頭膨脹度不夠，表皮發硬，彈性較差，口感粗糙，這可能是由于高功率的微波加熱速度過快，使得饅頭水分汽化外逸，失水嚴重和饅頭的快速熟化成型所致[10]；560 W微波蒸制莜麥饅頭質量最佳。

表2 微波功率對莜麥饅頭的影響

2.2 微波時間對莜麥饅頭的影響

在微波加熱過程中，控制微波加熱的時間對饅頭品質有著重要的影響，其直接影響著饅頭良好的外觀和口感。不同微波時間對莜麥饅頭的影響如表3所示。

表3 微波時間對莜麥饅頭的影響

注：用Duncan法進行多重比較，同列上標不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)，下同。

結果表明微波時間在11～15 min時，莜麥饅頭感官評分無顯著性差異，當微波時間超過15 min后，莜麥饅頭表皮發硬，回彈性差，口感粗糙，感官評分顯著下降，這是因為隨著微波時間的延長，水分吸收的微波能越多，分子動能越來越大，溫度越來越高，水分的散失速率越來越快，促進淀粉與蛋白質的交聯；且饅頭因為失水而收縮，饅頭的剛性增強，面筋網絡失去支撐力[11]。

2.3 裝載量對莜麥饅頭的影響

在微波加熱開始階段存在升溫滯后期，饅頭裝載量越大，升溫滯后時間越長。一旦開始升溫，不同裝載量饅頭升溫速度差別不大。由于升溫滯后期存在，微波裝載量小的饅頭中心部位達到某一溫度所需時間比裝載量大的饅頭達到相應溫度所需時間短[12]。

表4 裝載量對莜麥饅頭的影響

試驗研究了不同微波裝載量對莜麥饅頭的影響，結果表明裝載量為60～80 g時，蒸制的莜麥饅頭感官評分最高。

2.4 響應面試驗

在單因素試驗的基礎上采用響應面法進行優化，具體試驗方案見表5。

表5 Box-Behnken方案設計的因素和水平編碼值表

以莜麥饅頭感官評分為響應值，響應面優化試驗結果見表6。

表6 莜麥饅頭微波蒸制試驗方案與試驗結果

利用Design-expert對表6的數據進行多元回歸擬合，得到莜麥饅頭感官評分對微波功率(A)、微波時間(B)和裝載量(C)的回歸方程：

Y=83.29+0.11×A-0.48×B-0.92×C-0.41×A×B-0.65×A×C+1.26×B×C-3.5×A2-1.55×B2-2.31×C2

對該回歸模型方差進行分析，具體結果見表7。

表7 回歸方程的方差分析

由表7可知，模型P=0.002 6<0.01，本試驗所選用的模型具有高度的顯著性，失擬項P=0.102 7>0.05不顯著，決定系數R2=0.931 3，說明擬合程度良好，試驗誤差小，本模型可以用來預測莜麥饅頭的感官評分，模型中一次項A和B2；二次項A2和C2極顯著。

根據分析結果做出響應面曲面圖，結果如圖1～圖3所示。

由圖1～圖3可以看出，裝載量對莜麥饅頭感官評分影響最大，優化后的莜麥饅頭微波蒸制工藝條件為：微波功率596.53 W，微波時間12.44 min，裝載量74.29 g。驗證試驗結果表明，按照微波功率560 W，微波時間12.5 min，裝載量74 g制成莜麥饅頭感官評分為83.33，與理論預測值基本吻合，因此基于響應面法所得的優化配方參數準確可靠。

圖1 Y=f(A,B)的響應面

圖2 Y=f(A,C)的響應面

圖3 Y=f(B,C)的響應面

表8 微波蒸制對莜麥饅頭的影響

評價指標蒸汽蒸制莜麥饅頭微波蒸制莜麥饅頭水分/%43．57±0．003a42．43±0．00b硬度/g450．7±21．50b1030±3．36a黏著性/g462．8±32．1b940．8±18．1a咀嚼性/g1．010±0．058a0．746±0．055b彈性0．967±0．023a0．885±0．053b黏聚性1．023±0．030a0．917±0．017b回復性0．572±0．013b0．646±0．026a比容/mL/g2．433±0．058a2．140±0．042a感官評分83．50±2．05a83．33±0．58a

注：用Duncan法進行多重比較，同行上標不同小寫字母表示有顯著差異(P<0.05)。

饅頭品質與硬度、黏著性和咀嚼性呈負相關，與彈性、黏聚性和回復性饅頭品質成正相關。表8表明，按本試驗最優微波蒸制工藝，微波蒸制莜麥饅頭感官評分和比容與蒸汽蒸制莜麥饅頭無差異，與蒸汽蒸制莜麥饅頭相比，微波蒸制莜麥饅頭水分含量較低，硬度和黏著性較大，彈性、咀嚼性和黏聚性較小，回復性優于蒸汽蒸制莜麥饅頭。范會平等[13]和韓文芳等[14-15]研究均發現微波烹調方式導致的饅頭水分含量降低、硬度增大、彈性減小，因此如何保持微波饅頭水分含量和改善饅頭質構有待進一步的研究。

3 結論

微波蒸制莜麥饅頭的最佳工藝為：微波功率560 W，微波時間12.5 min，裝載量74 g。在此工藝條件下，微波蒸制莜麥饅頭與蒸汽蒸制饅頭的感官評分和比容沒有顯著性差異，與蒸汽蒸制饅頭相比，微波蒸制莜麥饅頭水分含量較低，硬度和黏著性大，彈性差，而回復性和咀嚼性優于蒸汽蒸制饅頭。

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