復合酶制劑對綠茶面包品質的影響分析

林娟娟，王隆安，林建城，郭繼光，鄭華欽

1. 莆田學院環境與生物工程學院（莆田 351100）；2. 福建復茂食品有限公司（莆田 351100）

綠茶粉是將綠茶粉碎加工，制成粒徑為75 μm甚至13 μm以下的茶葉超微細粉[1]。它能最大限度地保留茶葉的營養和功能性成分[2]，發揮其保健作用[3]。因此，以綠茶粉為原料研發綠茶面包，改傳統的“喝茶”為“吃茶”[4]，能充分滿足對便捷、健康、綠色食品的個性化需求。

但是在貯藏期間，面包往往會出現組織結構松散粗糙、口感變差、特有風味消失等老化現象[5]，生產上常通過食品添加劑來減緩食品的老化過程。其中，酶制劑作為純天然生物制品，具有安全、高效的特點[6]，被廣泛用于面包制作。如Ben等[7]發現α-淀粉酶能有效改善面包芯在儲藏期間的質構變化、降低老化速率。馮莉等[8]研究脂肪酶、木聚糖酶和蛋白酶對面包品質及老化的影響，認為3種酶共同影響面包的硬度。但是，仍鮮見酶制劑在綠茶面包中應用的報道。因此，以不加食品添加劑的綠茶面包為對照，分析α-淀粉酶、脂肪酶、半纖維素酶對其品質的影響。進行復配，發揮單一酶制劑的優勢互補，通過響應面法確定復合酶制劑最佳組合，為復合酶制劑在綠茶面包中應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

高筋粉（廣東白燕糧油實業有限公司）；綠茶粉（晉江市煥容堂貿易有限公司）；活性半干酵母（安琪酵母股份公司）；α-淀粉酶、脂肪酶、半纖維素酶（河南圣斯德實業有限公司）；安佳大黃油（新西蘭恒天然集團）；食用鹽、白砂糖、蜂蜜、雞蛋（市售）。

JZC-1STSE電子天平（福州科迪電子技術有限公司）；SCD-C4插盤式電冰箱、SM-50面團攪拌機、DC-236S凍藏醒發箱、SK63+2S+2B電烤爐（無錫新麥機械有限公司）；KM-302面包切片機（廣州浩雅機械設備有限公司）；JMTY型面包體積測定儀（杭州大吉光電儀器有限公司）；CT3質構儀（美國BROOKFIELD公司）。

1.2 工藝流程

配料→種面攪拌→種面發酵→主面攪拌→松弛→分割、稱重、搓圓→中間醒發→成形、裝模醒發→烘烤→冷卻→切片

1.2.1 配料

種面基本配方：高筋粉500 g，酵母3 g，水320 g。

主面基本配方：高筋粉500 g，種面823 g，綠茶粉20.45 g，酵母14 g，雞蛋100 g，奶粉32 g，白砂糖180 g，蜂蜜40 g，食用鹽7 g，黃油100 g，水100 g，α-淀粉酶、脂肪酶、半纖維素酶適量（以高筋粉的總質量1 000 g為基準）。

1.2.2 操作要點

制作種面，將種面基本配方攪拌均勻后，蓋上玻璃紙，冷藏過夜；制作主面，將酶制劑與高筋粉混勻，將主面基本配方原料（食用鹽除外）拌勻后加食用鹽，快速攪拌至六七成時，加入黃油繼續攪拌至面團可以拉成光滑的一層薄膜。取出面團，松弛20 min，翻面，松弛15 min。將面團分割成每個75 g，搓圓。在室溫下靜置，醒發15 min。面團成形后放入特定模具中，2個面團為1盒，醒發60 min。放入面火160℃、底火215 ℃的烤爐中，先烘烤15 min，轉盤后再烤5 min。及時脫模冷卻至室溫，用切片機切片（厚度15 mm），品嘗。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

探討α-淀粉酶、脂肪酶、半纖維素酶添加量對綠茶面包感官評分和硬度的影響（表1）。用Excel軟件進行數據處理，計算平均值和標準差，采用Origin 2017軟件進行繪圖。

表1 單因素試驗表

1.3.2 響應面試驗

以單因素試驗中的最佳水平為中心，進行三因素三水平的響應面試驗（表2）。測定綠茶面包的品質指標。采用SPSS 19.0軟件，分析面包感官評分與質構特性的相關性。考慮到質構特性的客觀性，以硬度作為響應值，利用Design-Expert 10.0.4軟件進行數據分析，確定復合酶制劑的最佳組合。

表2 響應面試驗的因素和水平 g/kg

1.4 綠茶面包品質指標的測定

1.4.1 綠茶面包質構特性的測定

去除面包切片的邊緣，用質構儀測定面包的質構特性指標：硬度、彈性、膠著性、咀嚼性。

1.4.2 綠茶面包感官特性的評價

根據GB/T 20981—2007[9]，分別從形態、表面色澤、組織、滋味與口感、雜質5個方面對面包的感官特性進行評分[10]。

1.4.3 綠茶面包老化指標的測定

將冷卻好的面包密封于保鮮袋中，室溫下分別測定貯藏0～4 d面包的硬度，并作出曲線圖，分析不同酶制劑及其添加量對面包老化的影響。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1α-淀粉酶添加量對綠茶面包品質的影響

在試驗中發現，隨著淀粉酶增加，面包表面色澤金黃，口感松軟。其原因可能是淀粉酶增加面團中還原糖含量，其中部分糖加強酵母的代謝活動，產生更多CO2，增大面包體積，使口感更加松軟[11]，而剩余的糖參加美拉德反應，有利于表皮著色[12]。添加量0.1 g/kg時，硬度最小，感官評分最高（圖1）。但隨著添加量加大，面團發黏，面包芯的孔洞增大。其原因可能是產氣量增加，氣室過度擴張導致組織結構坍塌[13]，從而使面包的感官評分下降。

接連4 d測定不同淀粉酶添加的面包硬度，從圖2可以看出，隨著時間延長，硬度均呈上升趨勢。但數值均比對照組低，說明淀粉酶能延緩面包的老化程度，且添加量0.1 g/kg時效果最好。

圖1 淀粉酶添加量對面包硬度和感官評分的影響

圖2 不同淀粉酶添加量對貯藏面包硬度的影響

2.1.2 脂肪酶添加量對綠茶面包品質的影響

結果表明，隨著脂肪酶增加，面包組織變得細膩，口感柔軟有彈性。其原因可能是脂肪酶可水解甘油三酯，加大對面團的乳化作用，進而改變面包的質地和結構[14]。添加量0.1 g/kg時，硬度最小，感官評分最高（圖3）。但隨著添加量的加大，面包變硬，其原因可能是生成的甘油脂類增多，阻止與谷蛋白結合，導致硬度的增加[15]，從而使面包的感官評分逐漸下降。

接連4 d測定不同脂肪酶添加的面包硬度，從圖4可以看出，隨著時間延長，硬度均呈上升趨勢。添加量0.4 g/kg時硬度最接近對照組，但數值均比對照組低，說明脂肪酶能延緩面包的老化程度，且添加量0.1 g/kg時效果最好。

2.1.3 半纖維素酶添加量對綠茶面包品質的影響

面粉中除含有大量淀粉以外，還含有少量的纖維素、半纖維素等成分[8]。另外，茶葉干物質總量的15%是膳食纖維，其組成為纖維素、半纖維素、樹膠等[16]，而半纖維素主要是多聚戊糖和多聚己糖的混合物。試驗發現，隨著半纖維素酶增加，面包組織變得細膩柔軟，不均勻的孔洞減少。其原因可能是半纖維素酶可加快溶解面團中的不溶性阿拉伯木聚糖，改變面團的機械強度，使得面包變得更加柔軟[17]。添加量0.6 g/kg時，硬度最小，感官評分最高（見圖5）。但隨著添加量加大，面團黏度增大，不僅影響面團的操作，而且會使面團發酵受阻，導致品質下降。從圖6可以看出，隨著時間的延長，硬度均呈上升趨勢。添加量為0.1和0.2 g/kg時硬度變化不大，但數值均比對照組低，說明半纖維素酶能延緩面包的老化程度，且添加量0.6 g/kg時效果最好。

圖3 脂肪酶添加量對面包硬度和感官評分的影響

圖4 不同脂肪酶添加量對貯藏面包硬度的影響

圖5 半纖維素酶添加量對面包硬度和感官評分的影響

圖6 不同半纖維素添加量對貯藏面包硬度的影響

接連4 d測定不同半纖維素酶添加的面包硬度，

2.2 響應面試驗

2.2.1 響應面試驗結果

測定17組面包的質構特性和感官評分，結果見表3。

表3 復合酶制劑對綠茶面包品質的影響結果

計算面包感官評分和質構特性之間相關系數，從表4可以看出，感官評分與硬度、膠著性、咀嚼性呈極顯著的負相關（p＜0.01）；而與彈性呈正相關（p＞0.05）。其中硬度相關系數絕對值最大，說明硬度的大小可以較好地反映感官評分的高低，如果硬度越小，則感官評分越高。

表4 感官評分和質構特性間的相關系數

因此，選擇硬度為響應值，通過軟件分析得到3種酶制劑對硬度的二次多元回歸模型：Q=533.80-42.75A-48.00B-111.00C+30.25AB+26.25AC+146.75BC+203.48A2+204.97B2+366.98C2。對回歸模型進行方差分析（見表5），經F檢驗，模型極顯著（p＜0.01），其決定系數R2=0.960 1，表明此模型與實際試驗結果擬合度好，可信度高。3種酶制劑對綠茶面包品質的影響大小依次為半纖維素酶添加量＞脂肪酶添加量＞α-淀粉酶添加量，且半纖維素酶添加量的影響極顯著（p＜0.01）。

2.2.2 復合酶制劑最佳組合的確定

淀粉酶和脂肪酶添加量對綠茶面包硬度交互影響見圖7。硬度隨淀粉酶和脂肪酶添加量增加呈先下降后上升趨勢，其極小值存在于底面的同心圓中。

表5 響應面回歸模型方差分析表

圖7 淀粉酶添加量和脂肪酶添加量對面包硬度交互影響的響應面圖

脂肪酶和半纖維素酶添加量對綠茶面包硬度交互影響見圖8。硬度隨脂肪酶和半纖維素酶添加量的增加呈先下降后上升趨勢，其極小值存在于底面的同心圓中。

圖8 脂肪酶添加量和半纖維素酶添加量對面包硬度交互影響的響應面圖

淀粉酶添加量和半纖維素酶添加量對綠茶面包硬度交互影響見圖9。硬度隨淀粉酶和半纖維素酶添加量的增加呈先下降后上升趨勢，其極小值存在于底面的同心圓中。

圖9 淀粉酶添加量和半纖維素酶添加量對面包硬度交互影響的響應面圖

根據響應面分析，可得復合酶制劑最佳組合：α-淀粉酶添加量0.105 g/kg、脂肪酶添加量0.103 g/kg、半纖維素酶的添加量0.607 g/kg，此時綠茶面包的硬度為522.831 g。通過驗證試驗可知，按此配方研制出的綠茶面包硬度為520.0 g，與預測值接近，且通過品嘗，感官評分為84.6分，表明響應面法優化的復合酶制劑最佳組合準確可靠。

與單一酶制劑相比（圖10），復合酶制劑的硬度最小，貯藏4 d，硬度變化幅度較小，在抗老化方面具有一定優勢。

圖10 復合酶制劑對貯藏面包硬度的影響

3 結論

通過單因素試驗發現，在面團中添加α-淀粉酶、脂肪酶、半纖維素酶，與不加食品添加劑的綠茶面包相比，面包的組織結構更加細膩，口感較柔軟。3種酶制劑的最適添加量分別是0.1，0.1和0.6 g/kg。接著隨著添加量增加，面團容易發黏，品質逐漸下降。在貯藏期內，時間越長，硬度越大，但硬度均比對照組低，說明酶制劑能延緩面包的老化。

將3種酶制劑復配后進行響應面試驗，測定綠茶面包品質的相關指標。結果顯示，面包感官評分與硬度、膠著性、咀嚼性呈極顯著的負相關，而與彈性呈正相關。選擇與感官評分相關性最強的硬度為響應值，確定復合酶制劑的最佳組合：α-淀粉酶添加量0.105 g/kg、脂肪酶添加量0.103 g/kg、半纖維素酶添加量0.607 g/kg，對應的硬度為522.831 g。通過驗證試驗，按此組合添加的綠茶面包硬度為520.0 g，感官評分為84.5分。在貯藏期內，添加復合酶制劑的面包硬度均低于單一酶制劑，且增加的幅度較小，說明復合酶制劑在抗老化方面明顯高于單一酶制劑。