預制調理包子加工工藝優化及速凍條件的研究

馬婉茹，吳澤宇，張文成

（合肥工業大學食品與生物工程學院，農產品生物化工教育部工程研究中心，安徽 合肥 230601）

隨著生活節奏的加快，生活質量的提高，人們對于飲食已經不滿于質量與色香味，還要求方便、快捷。包子是人們生活中常見的主食之一，傳統包子的制作需要經過和面、醒面、包餡、醒發和蒸制等工藝，制作時間長，操作繁瑣。預制調理包子是指以面粉為原料，經過適當加工，以包裝或散裝形式于冷凍或冷藏的條件下儲存、流通和售賣。預制調理包子更耐儲存，可在食用前稍微加工，避免了繁瑣的制作過程[1]。因此包子加工成預制調理食品能夠滿足消費者對方便、衛生和營養的需求[2]。

預制調理包子以我國傳統飲食文化中的工藝和精品名吃的配方為依據，經速凍和工業化加工而成，集美味和營養為一體，是發展最快的調理食品，深受國內外消費者的歡迎[3]。預制調理包子的品質受多種因素的影響。Xie等[4]研究表明，通過添加蛋白粉可以改善粗面粉的質地和烹飪質量；Zhen等[5]研究表明，通過添加葡聚糖可以改善面筋網絡結構，進而提高面團的品質。現有很多商家為節省制作包子的時間，使用冷凍面團生產包子皮。Johannes等[6]研究表明，具有強面筋網絡的面粉最適合生產冷凍面團，冷凍面團的品質直接影響預制調理包子的品質。發酵劑的選擇也會影響預制調理包子的品質，Clarke等[7]研究表明混合菌株發酵劑能夠顯著提高饅頭的感官評分，因此可以運用混合菌株發酵劑生產包子皮。以上研究大多數是關于添加改良劑提高發酵面食的品質。朱在勤等[8]分析了蒸制火力對包子的影響，結果表明，最佳火力是大火，對于不同餡料的包子蒸制時間不同。為了優化揚州包子速凍生坯的制作工藝，顧晗燁[9]以揚州包子坯皮面團為研究對象，研究其最適宜的速凍工藝和解凍工藝，得出揚州包子冷凍面團復配改良劑的配方。唐帥[10]通過研究不同熱加工階段分析包子品質發生變化的現象和原因，為包子食用品質的保持和提升提供理論依據和實踐指導。劉艷芳[11]研究了不同餡料對包子品質的影響，結果表明不同餡料的含水量不同導致速凍過程中包子降溫速率不同。

眾多學者從不同方向研究改善包子品質的方法，但系統地從酵母添加量、餡料面粉比、醒發時間、發酵時間等方面對預制調理包子的品質研究還沒有深入開展。本文通過單因素試驗研究各個單因素對預制調理包子品質的影響，得出單因素的最優參數。然后通過響應面優化試驗進行加工工藝的優化，最后通過分析儲藏溫度對預制調理包子質構和感官評分分析，得到預制調理包子的最優加工工藝及最優速凍溫度。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

中筋面粉：益海嘉里食品營銷有限公司產品；干酵母和發泡粉：安琪酵母股份有限公司產品；豬肉餡：購于家樂福超市；食鹽：中糧集團有限公司產品。

1.1.2 儀器與設備

C23-ST2206型電磁爐，廣東美的生活電器制造有限公司；DHG-807A型電子天平，上海上蝶牌儀器制造有限公司；TA.XTPlus型物性分析儀，英國Brabnder公司；804302型本拉布德粘度儀，上海怡通進出口有限公司；SPD-2000螺旋速凍裝置，常州嘉定冷鏈裝備股份有限公司；KT360+DT209型盧氏和面機，賽諾制造有限公司（杭州）；BCD-100KZ9型冰箱，TCL集團股份有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

原材料→配料+面粉→和面→發酵→包餡→成型→二次醒發→汽蒸→冷卻→速凍→包裝→凍藏

1.2.2 操作要點

和面：用溫水加糖對干酵母進行活化，直至酵母水的表面起一層泡沫，說明干酵母活化工作完成。將酵母水慢慢倒入面粉中，再揉成光滑的面團。

發酵：將和好的面團蓋上保鮮膜，置于溫度35℃，相對濕度80%條件下發酵。待面團呈現蜂窩狀時表示發酵工作完成，繼續揉面團直至表面光滑。面團揉得越均勻，蒸出的包子皮就越光滑。

二次醒發：將成型的包子放置于案板上醒發，同時用蒸籠布蓋住，防止外皮干裂。

1.2.3 預制調理包子制作工藝優化試驗設計

1.2.3.1 單因素試驗

初步選定酵母添加量1%（占面粉質量）、面團發酵時間80 min、餡料面粉比（質量比）4∶5、醒發時間30 min為基礎條件，以硬度、黏性、彈性、回復性、咀嚼性等物性和感官評價為指標，研究酵母添加量（0.5%、1.0%、1.5%、2.0%）、發酵時間（50、65、80、95 min）、餡料面粉比（2∶5、3∶5、4∶5、5∶5）、醒發時間（10、20、30、40 min）對預制調理包子品質的影響。

1.2.3.2 響應面試驗

基于單因素試驗結果，結合Design Expert 8.0.6軟件中心組合設計的原則，將A酵母添加量、B發酵時間、C餡料面粉比、D醒發時間設置為變量，試驗因素編碼及水平見表1。

表1 響應面試驗因素和水平Table 1 Response surface test factor and level

1.2.4 感官評價

選取10名具有感官評定經驗及理論知識的食品專業學生組成評定小組，對蒸制后的包子分別從色澤、組織形態、質地、滋味、氣味和口感進行感官評價。蒸制條件為沸水蒸制15 min，燜1 min。每個測試樣品的感官評分數據去掉最高和最低分后取算術平均值作為最終評分。參考SB/T 10412—2007[12]和GB 19295—2011[13]及文獻[14-17]中的內容制定包子感官評分標準，詳見表2。

表2 預制調理包子的感官評分標準Table2 Sensory evaluation criteria of pre-prepared steamed buns

1.2.5 質構分析方法

按照不同配方及工藝制作的預制調理包子，沸水蒸制15 min，燜1 min后進行質構測定，每個樣品平行試驗3次。使用全質構物性分析儀測定預制調理包子的質構指標，質構參數：探頭P/100，測前速度2 mm/s，測試速度2 mm/s，測后速度2 mm/s，壓縮率50%，觸發力5.0 g，時間間隔5 s。

1.2.6 數據處理

每組試驗均進行3組平行試驗。采用Excel 2010以及Origin 9.1軟件對數據進行統計分析，采用響應面設計軟件Design-Expert V8.0.6進行響應面分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果及分析

2.1.1 酵母添加量對預制調理包子品質的影響

如表3所示，隨著酵母添加量的增加，包子的咀嚼性先增加后下降，包子的硬度先下降后增加，而感官評分先上升后下降。酵母添加量為1.0%時，感官評分最高。杜浩冉等[18]研究表明當發酵不足時，成品饅頭的比容較小；發酵過強時，成品的挺立度不夠，易塌陷，內部粗糙。酵母添加量過多時，包子皮發酵力增強，包子胚醒發過快，易產生大氣孔，挺立度不夠，且稍有酸味，口感也變差。

表3 酵母添加量對預制調理包子品質的影響Table 3 Effect of yeast addition on pre-prepared steamed stuffed buns quality

2.1.2 發酵時間對預制調理包子品質的影響

如表4所示，隨著發酵時間的增加，包子的硬度呈下降后穩定的趨勢，而感官評分先增加后下降。發酵時間為65 min時，感官評分達到最大。當發酵時間延長，面皮的持氣能力增強，比容隨之增加[19]。但發酵時間過長時，內部形成氣孔過多，面筋網絡結構被破壞，內部結構崩塌使得包子挺立度不夠，感官評分降低[20]。感官評分先上升后降低，可能是由于發酵時間的增加，硬度降低而致[21]。

表4 發酵時間對預制調理包子品質的影響Table4 Effect of fermentation timeon pre-prepared steamed stuffed bunsquality

2.1.3 餡料面粉比對預制調理包子品質的影響

結果如表5所示，隨著餡料比重的增加，硬度呈上升趨勢，感官評分先上升后下降。餡料面粉比為4∶5時，感官評分分值較高。當餡料較少時，感官評分低，可能是因為餡多的包子比較受歡迎。但餡料過多時，相應的面皮就會變薄，蒸制時面皮吸水能力下降，從而口感略差，感官評分降低。

表5 餡料面粉比對預制調理包子品質的影響Table 5 Effect of filling-lour ratio on pre-prepared steamed stuffed bunsquality

2.1.4 醒發時間對預制調理包子品質的影響

如表6所示，隨著醒發時間的增加，包子的硬度先增加后降低。醒發20 min與30 min時的咀嚼性相比有明顯變化。感官評分先增加后降低。醒發時間達到40 min時，感官評分最高。已經成形的包子在醒發過程中由于酵母產氣使得面團逐漸增大，而且被打亂的面筋蛋白網絡逐漸形成，因此醒發時間對發酵包子的品質影響較大[22]。有研究表明，醒發時間過長，酵母產氣過多使包子皮塌陷，從而導致包子的比容降低[23]。

表6 醒發時間對預制調理包子品質的影響Table 6 Effect of pro of ingtime on pre-prepared steamed stuffed bunsquality

2.2 預制調理包子制作工藝響應面優化試驗結果與分析

在單因素試驗結果的基礎上，以酵母添加量、發酵時間、餡料面粉比和醒發時間對預制調理包子制作工藝進行響應面優化試驗，以感官評分為響應值，對試驗結果進行二次多元回歸擬合，得到相關回歸方程。響應面試驗設計與結果見表7，二次響應面回歸模型方差分析見表8。

表7 響應面試驗設計與結果Table 7 Response surface test design and results

表8 二次響應面回歸模型方差分析Table 8 ANOVA for response surfacequadratic model

采用軟件Design-Expert V8.0.6進行響應面分析得到的回歸方程為：Y=82.12-0.05A-2.30B-0.12C-1.20D-1.07AB-1.90AC-6.27AD-1.43BC-7.15BD+1.47CD-4.08A2-6.95B2-3.90C2-4.88D2。

由圖1～6可知，在各個因素的考察范圍內，隨著各因素值的增加，響應值感官評分均先增大后減小，響應曲面開口向下，說明有極大值。分析各因素的交互作用，可看出兩兩因素之間均有交互作用，酵母添加量（A）與醒發時間（D）、發酵時間（B）與醒發時間（D）交互作用較強。

圖1 酵母添加量與發酵時間的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面圖Fig.1 Responsesurfacemap of effect of interaction between yeast dosage and fermentation timeon quality of pre-prepared steamed stuffed buns

圖2 酵母添加量與餡料面粉比的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面圖Fig.2 Response surface map of effect of interaction between yeast dosage and filling-flour ratio on quality of pre-prepared steamed stuffed buns

圖3 酵母添加量與醒發時間的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面圖Fig.3 Response surface map of effect of interaction between yeast dosage and pro of ingtime on quality of pre-prepared steamed stuffed buns

圖4 發酵時間與餡料面粉比的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面圖Fig.4 Responsesurfacemap of effect of interaction between fermentation time and filling-flour ratioon quality of preprepared steamed stuffed buns

圖5 發酵時間與醒發時間的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面Fig.5 Response surfacemap of effect of interaction between fermentation timeand pro of ingtimeon quality of pre-prepared steamed stuffed buns

圖6 餡料面粉比與醒發時間的交互作用對預制調理包子品質影響的響應曲面圖Fig.6 Response surface map of effect of interaction between filling-flour ratioand pro of ingtimeon quality of pre-prepared steamed stuffed buns

2.3 最佳配比產品感官評分結果

按照最優配方制作預制調理包子并對其進行感官評價驗證，考慮到實際操作，取酵母添加量1.01%，發酵時間79 min，餡料面粉4∶5，醒發時間40 min進行驗證試驗。進行3組平行試驗，所得感官評分分別為80.15、82.54、83.98，平行試驗的得分都在80分以上，平均得分為82.22，說明最優配方具有良好的可實施性。

2.4 儲藏溫度的優化

儲藏溫度對預制調理包子的品質尤其重要。將預制調理包子分別于5、-10、-20、-40、-60、-80℃的條件下儲藏5 d，然后分析預制調理包子質構和感官評分的變化，篩選預制調理包子的最優儲藏溫度，結果見表9。

由表9可知，隨著溫度的降低，預制調理包子的硬度和咀嚼性先下降后升高，感官評分先上升后下降。溫度為-20℃時，感官評分最高且硬度最低，具有良好的彈性和回復性。

表9 儲藏溫度對預制調理包子品質的影響Table 9 Effect of storage temperatureon thequality of steamed bun

4 結論

通過單因素試驗及響應面法優化試驗，得出酵母添加量、發酵時間、餡料面粉比和醒發時間對預制調理包子感官品質影響的主次順序為：發酵時間＞醒發時間＞餡料面粉比＞酵母添加量，結合實際操作性，得到最優工藝條件為：酵母添加量1.01%，發酵時間79 min，餡料面粉比4∶5，醒發時間40 min。對優化后的條件進行驗證試驗，得到的產品形狀挺拔完整，呈乳白色，質地柔軟，香氣突出，口感良好，感官評分為82.22。對不同儲藏溫度所得產品進行質構和感官評分分析，得出-20℃為最佳儲藏溫度。