馬鈴薯在面包加工工藝中的研究

王莉，董歡，賀曉光，馬瑩

（寧夏大學農學院，寧夏銀川750021）

馬鈴薯又名土豆，是僅次于小麥、稻谷和玉米的全球第四大重要的糧食作物，在世界范圍內被廣泛種植，中國是世界馬鈴薯總產最多的國家。2010年，馬鈴薯的世界產量已達到3億2 418萬1 889噸，而中國的的馬鈴薯產量近8 154萬噸。

馬鈴薯富含豐富的維生素A、維生素C以及礦物質，優質淀粉含量約為16.5%，還含有大量的木質素等。并且還有三大主糧所沒有的胡蘿卜素，營養價值高。我國中醫認為，馬鈴薯性平味甘無毒，能健脾和胃，益氣調中，緩解疼痛，通利大便。盡管如此，在我國大多數地區，馬鈴薯是作為蔬菜出現的。而數據顯示，到2020年中國糧食的需求量將達到1 000億斤以上，但受耕地資源的約束和種植效益的影響，小麥水稻等主糧品種將繼續增產的空間變小、難度加大。而馬鈴薯屬于“省水、省肥、省藥、省勁兒”的“四省”作物，易種植。但是馬鈴薯存在不易長期保存的問題，因此，對馬鈴薯產品進行廣泛的開發，既有助于提高馬鈴薯產業，增加廣大農民的經濟收入，又保證了我國將來的糧食供給[1-2]。

馬鈴薯全粉面包以優質馬鈴薯全粉和小麥粉為主要原料，采用新型降黏加工技術技術、3D環繞立體加熱焙烤、及創新工藝而成的新型面包[3]。馬鈴薯全粉面包風味獨特，集馬鈴薯特有風味與純正麥香風味為一體，鮮美可口，軟硬適中，適合作為馬鈴薯主糧產品得以廣泛推廣[4]。

1 材料、儀器設備及方法

1.1 試驗材料

馬鈴薯：寧夏當地馬鈴薯；高筋面粉：寧夏中航鄭飛塞外香清真食品有限公司；雞蛋、白砂糖：市售；食鹽：中鹽棗陽鹽化有限公司；安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：寧夏塞上乳業有限公司；金龍魚大豆油：益海（泰州）糧油工業有限公司。

1.2 儀器與設備

JA3102型分析天平：上海海康電子儀器廠；8012 150MM游標卡尺：上海賽拓五金工具有限公司；Hauswirt”HM750和面機、HO-405海氏電烤箱：青島漢尚電器有限公司；時尚AB醒發箱：佛山市一達電器有限公司；TA-XT plus質構儀、HDP-BSW刀具：英國Stable MicroSystems有限公司。

1.3 評定方法

1.3.1 面包的感官評價

選擇6位挑選有專業基礎理論和對面包特性熟悉的評價員對每種面包都分別進行品嘗。面包評分標準根據中國農科院《面包烘焙品質評分標準》制定具體評分標準見表1[5-7]。

表1 面包烘焙品質評分標準Table 1 Standard for evaluation of bread baking quality

面包評價總分為100分。在基本配方中僅分別變化馬鈴薯全粉、黃油、酵母、蛋清的添加量。

1.3.2 面包質構的測定及原理

質構儀主要包括儀器主機、專用軟件、對應的探頭和附件。主要構成結構為：對樣品產生變形作用的機械裝置，一個用于盛裝樣品的容器，一個記錄對力、時間和變形率記錄系統。通過對樣品進行的壓縮、切割、擠壓和拉伸模具進行測試，得出能夠表示一些質構特性及相關關系的曲線圖[8-9]。

TPA質構測試又被稱為兩次咀嚼（TwoBiteTest，TBT），主要是通過模擬人口腔的咀嚼運動，對固體、半固體樣品進行兩次壓縮，測試與計算機軟件相連接，通過界面輸出質構測試曲線，從中可以分析質構特性參數，可根據樣品的種類和試驗的目的重點分析相關指標[10]。

1.4 研究方法

1.4.1 基本配方

馬鈴薯全粉20%，黃油10%，酵母3.2%，蛋清3.5%，鹽1%，糖20%（各因素比例指占馬鈴薯全粉與小麥粉總質量的比例）[11-13]。

1.4.2 馬鈴薯全粉

挑選新鮮無傷無病害的馬鈴薯進行加工，工藝流程為：馬鈴薯→清洗→機械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度為3.0 mm）→隧道烘干機（70℃，8 h）→粉碎→成品。

1.4.3 馬鈴薯泥

挑選新鮮無傷無病害的馬鈴薯進行加工，工藝流程為：馬鈴薯→清洗→機械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度為3.0 mm）→搗碎成泥

1.4.4 面包制作工藝

采用當前國內外廣泛使用的方法，其生產工藝流程為：原輔料→調粉揉面→靜置→切塊→整形→裝盤→醒發→烘焙→冷卻→檢驗→成品。

1.4.5 調粉過程

1.5 操作要點

1）調粉：按照配方稱取原輔料，將馬鈴薯全粉和面粉均勻混合，在攪拌機攪拌的同時加入預先活化好的酵母（經35℃的溫水活化），攪拌5 min后加入三分之一的黃油和提前攪打均勻的雞蛋清，然后依次緩慢加入食鹽水和糖水繼續攪拌（為防止加入過多的水，提前用稱量好的水融化食鹽和白砂糖）；每隔10 min加入黃油，將剩下的黃油分兩次加入直到面團表面光滑，質地均勻柔軟時停止攪拌；

2）整形：將攪拌好的面團分成35 g的小面團，并且揉成表面光滑的圓團[5]；

3）醒發：提前將醒發箱在30℃的條件下預熱10 min，將面團放在抹有食用油的烤盤上，注意面團之間留有一定的距離，以防烤制時發生膨脹現象導致面包粘連；醒發時間過長會導致面包開裂，時間過短會導致面包內部不夠膨松。本試驗將最佳醒發時間設置為45 min。

4）焙烤：為了使面包呈現金黃的色澤，在醒發好的面團表面抹上薄薄的一層蛋液（比例為兩個蛋黃一個蛋清）。烤箱的上火溫度設置為上火150℃，下火152℃，時間為15 min。

2 試驗設計

2.1 面包體積的測量

用游標卡尺測量面包醒發前、醒發后、烘烤后的高度和直徑長度，作為其體積評分參考。將不同因素水平的面包取5個，分別測量，取其平均值作為這種面包高度和直徑的增長值。

2.2 面包硬度（松軟度）的測定

利用TA-Xri質構分析儀的壓縮模式，彈性是指質構儀探頭突破表皮對面包進行壓縮，所產生的最大壓力，直接反映了面包內部品質的松軟程度。硬度值越大表示面包越松軟，反之面包內部結構越實。測試參數：壓縮前速度為1 mm/s，測中速度為5 mm/s，測后速度為5 mm/s壓縮程度15%，觸發力為5 g[14-15]。

2.3 面包彈性

變形樣品在去除變形力后恢復到變形前的高度或體積的比率。數值越大，面包彈性越好，質地越松軟。

2.4 黏聚性

該值可模擬表示樣品內部黏合力，即將樣品拉在一起的內聚力，其反義詞為可壓縮性。黏聚性越大，可壓縮性越小，反之越大[16-17]。

2.5 單因素試驗及正交試驗設計

對于單因素試驗，在面包制作的基本配方基礎上，分別改變馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、蛋清添加量及酵母添加量，對面包進行質構測定及感官評定。在單因素試驗的基礎上，選取馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、蛋清添加量、酵母添加量為主要因素進行四因素三水平正交試驗[5-6]，試驗設計見表1（各因素比例指占馬鈴薯全粉與小麥粉總質量的比例）。

表2 正交試驗水平因素表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

3 結果與分析

3.1 馬鈴薯全粉添加量對面包品質的影響

馬鈴薯全粉添加量對面包品質的影響見表3。

表3 馬鈴薯全粉添加量對面包品質的影響Table 3 The effect of potato flour addition on bread quality

由表3可以看出，馬鈴薯全粉添加量對面包的硬度、彈性、黏聚性及感官評分影響較大。隨著馬鈴薯全粉添加量的增加，面包的硬度值呈現不規律變化，面包彈性值相差不大，但是黏聚性先降后升。當馬鈴薯全粉添加量為10%時，其硬度值最低，黏聚性較高，口感較差。當馬玲薯粉添加量為30%時，面包表皮色澤發暗，面包的柔硬度增加，表皮較硬，內部氣孔少，紋理結構不好，并帶有焦苦味，口感較差[18-19]。這可能是因為添加了一定量的馬鈴薯全粉對改善面包品質與面團制作和面粉中面筋蛋白的添加量有很大關系。馬鈴薯的蛋白質添加量較低，且不含面筋蛋白，添加量過大時會影響面坯的面筋蛋白添加量，降低面筋網絡結構的形成，造成面包烘烤后感官評定較差[20-21]。由表3可以看出，當馬鈴薯全粉添加量為20%時面包品質最佳。

3.2 黃油添加量對面包品質的影響

黃油添加量對面包品質的影響見表4。

由表4可以看出，黃油的添加量對面包品質有一定的影響。尤其是對硬度影響最大，黃油添加量為5%時面包硬度最大，隨著黃油添加量增加其硬度降低，但是當黃油添加量增至15%時，品質出現下降現象，尤其表現在面包色澤深重，黃有氣味濃厚。黃油添加量為10%時，面包具有最大彈性，最低黏聚性和最高感官評分。原因是黃油除了能夠賦予食物豐富的能量，還能對面包起到膨松的效果。利用黃油的乳化性質，可以鎖住面團中的水份，改變面團的濕黏性，延緩淀粉老化和面包硬化的過程，使面團的延展性有所增強[22]從而增強面包的蓬松度。過量使用也會產生副作用，比如影響酵母的滲透壓，使發酵進程受阻，影響面團的面筋形成等[23-24]。因此可以總結出，黃油添加量為10%時，面包品質最好。

表4 黃油添加量對面包品質的影響Table 4 The effect of butter addition on bread quality

3.3 酵母添加量對面包品質的影響

酵母添加量對面包品質的影響見表5。

表5 酵母添加量對面包品質的影響Table 5 Effect of yeast addition on bread quality

由表5可以看出，酵母添加量增長其硬度值隨之下降，酵母添加量為3.2%和4.0%其硬度值接近，面包膨松程度也相近。但是酵母添加量為4.0%時對應面包的感官評分要低于酵母添加量為3.2%的面包。主要表現在面包中酵母氣味濃重，口感略帶酸味。原因是，酵母在發酵過程中產生的二氧化碳使面團體積膨大、組織疏松，增強面筋的擴展，提高面團的保氣性能。當酵母添加量少時，面包的膨脹體積小，發酵不好，內部氣孔小[7]，面包質地較實；當酵母添加量過大時，容易導致面包變形、塌陷，且口感差，有較濃的酵母味，使感官評分降低。因此當酵母添加量為3.2%時，面包品質最佳。

3.4 蛋清添加量對面包品質的影響

蛋清添加量對面包品質的影響見表6。

表6 蛋清添加量對面包品質的影響Table 6 Effect of egg white addition on bread quality

由表6可以看出當蛋清添加量為0%時面包硬度最大，但其黏聚性也對應最高，其感官評分值最低。隨著其蛋清添加量的增加至3.5%時，硬度值有所降低，即此時的面包較松軟，口感更好。但是當繼續增加蛋清添加量至7%時，面包上色變淺，內部結構松散，感官評分降低。原因是，蛋清被攪打時，空氣進入并被包埋在蛋白質溶液中形成泡沫。在泡沫的形成過程中，氣泡逐漸由大變小，而數目增多，最后失去流動性，通過加熱可使之固定。剪切作用將空氣混入蛋清中，部分氣體與疏水基團結合，留在蛋清中，使泡沫體積迅速上升；繼續攪打，由于剪切力作用，氣體可以均勻的被蛋白質分子包圍，并形成新的穩定結構，泡沫體積達到最大。氣體充進面團，被加熱后開始膨脹，增加了面團的體積，也是面團內部結構變得疏松多孔[27]。但是當蛋清添加量過多反而對面團的成型起到相反作用，甚至導致面團塌陷。綜合分析認為當蛋清添加量為3.5%時，面包品質較優。

3.5 正交試驗結果

以馬鈴薯全粉添加量、黃油添加量、酵母添加量、蛋清添加量為試驗因素，面包成品的感官評分為考察指標，設計成四因素三水平的正交表，按L9（34）排列進行正交試驗，結果見表7。

表7 正交試驗結果Table 7 Results of orthogonal test

由正交表的極差可以看出，4個因素對馬鈴薯全粉面包品質影響的大小依次為：C＞A＞D＞B，即酵母添加量＞馬鈴薯全粉添加量＞蛋清添加量＞黃油添加量，其中最優配比為A2B2C3B2，馬鈴薯全粉添加量20%。黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%。采取最優組合通過驗證，制作成的馬鈴薯全粉面包感官評分為92分，與正交試驗結果中各因素最佳水平的組合得分接近[27]。故可確定A2B2C3B2為馬鈴薯全粉面包最優配方。

3.6 馬鈴薯泥對面包品質的影響

馬鈴薯泥對面包品質的影響見圖1。

圖1 馬玲薯泥對面包品質的影響Fig.1 The influence of mashed potato on the quality of bread

試驗結果表明當馬鈴薯全粉添加量20%，黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%時面包具有最佳口感。但是當把馬鈴薯全粉換成馬鈴薯泥，用同樣的比例制作出的面包，其質地較軟，但是口感與馬鈴薯全粉面包相比相差較大，面包表面粗糙，內部氣孔較少且較黏，酵母味濃厚，不易上色。感官評分也較馬鈴薯全粉面包低很多。

4 結論

本試驗結果表明當馬鈴薯全粉、黃油、酵母、蛋清添加量的多少會在一定程度上影響面包的質構和感官。當馬鈴薯全粉添加量20%，黃油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%時，面包品質最佳，風味獨特，口感較好，松軟有彈性，且口感優于同樣配方制作下的馬鈴薯泥面包。因此馬鈴薯全粉面包應被廣泛推廣制作和食用。

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