紅馬鈴薯面包的加工及營養品質

孫靜，李剛剛，效碧亮，程椿琳

蘭州理工大學技術工程學院（蘭州 730050）

面包作為先發酵后焙烤獲得的一類常見主食產品，因其食用方便，營養全面，易于消化吸收，廣受大眾青睞[1]。但在面包保藏過程中，隨著時間延長，其中所含淀粉會逐漸結晶老化而導致面包掉屑、硬化、彈柔性變差、風味物質損失，現普遍加入添加劑去改善這一老化現象，但添加劑的加入又會給食品安全帶來了一定程度的挑戰[2]。甘肅省定西市是我國馬鈴薯的三大主產地之一，也是我國最大的脫毒種薯繁育基地。經研究發現其出產的紅馬鈴薯富含花青素和大量微量礦物質元素[3-4]，具有補氣血、抗氧化、延緩衰老、預防高血壓和心臟病等效能，食療效果好，營養價值高。同時薯類富含天然磷酸基團，可使面團增稠、吸水和持水性良好，對改善和提高面包的品質具有重要意義[5]。在面包中添加一定量的紅馬鈴薯全粉，不僅可以提高面包的營養價值，而且可以使面包的保藏品質得到改良。此次試驗首次采用甘肅定西紅馬鈴薯為原料，研究了紅馬鈴薯全粉面包的最佳原料配方及加工工藝條件，同時檢測了其主要營養指標，以期為紅馬鈴薯全粉面包的生產和紅色馬鈴薯資源的綜合利用提供一些理論依據。

1 材料、設備與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

髙筋小麥粉；紅色馬鈴薯（產地：甘肅省定西市）、白砂糖、活性干酵母、雞蛋、奶粉、食鹽、植物油。

1.1.2 儀器與設備

YXD-10型分層式烘焙箱（上海紅連機械電器制造有限公司）；WGX-12型霧化面包發酵箱（萬豐廚具電器有限公司）；FW135型中草藥粉碎機（天津市泰斯特儀器有限公司）；MC-SH215電磁爐（廣東美的生活電器制造有限公司）；101型電熱鼓風干燥箱（北京科偉永興儀器有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 紅馬鈴薯全粉加工工藝流程

紅馬鈴薯→清洗→去皮→切片→蒸煮→搗碎→烘干（60 ℃，13 h）→粉碎→過篩（孔徑0.180 mm）→紅馬鈴薯全粉[1]

1.2.2 紅馬鈴薯全粉面包加工工藝流程

白砂糖、酵母、食鹽、植物油稱量溶解→高筋粉、紅馬鈴薯全粉→加水和面→醒發→二次成形（8 min）→焙烤→冷卻→產品

1.2.3 單因素試驗

對紅馬鈴薯全粉面包的原料配方，分別考察紅馬鈴薯全粉質量分數（5%，10%，15%，20%和25%）、白砂糖質量分數（5%，10%，15%，20%和25%）、酵母質量分數（1%，2%，3%，4%和5%）、食鹽質量分數（0.5%，1%，1.5%，2%和2.5%）對面包品質的影響。對紅馬鈴薯全粉面包的加工工藝條件，分別考察醒發時間（40，50，60，70和80 min）、上火烘焙溫度（160，170，180，190和200 ℃）、下火烘焙溫度（170，180，190，200和210 ℃）、烘焙時間（9，12，15，18和21 min）對面包品質的影響。

1.2.4 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，考察酵母質量分數、食鹽質量分數、馬鈴薯全粉質量分數、白砂糖質量分數4個因素對紅馬鈴薯全粉面包品質的影響，采用四因素三水平L9(34)正交試驗（見表1）確定紅馬鈴薯全粉面包的最佳原料配方。考察醒發時間、上火烘焙溫度、下火烘焙溫度、烘焙時間4個因素對紅馬鈴薯全粉面包品質的影響，采用四因素三水平L9(34)正交試驗（見表2）確定紅馬鈴薯全粉面包的最佳工藝條件。

表1 原料配方的正交試驗因素水平 單位：%

表2 加工工藝的正交試驗因素水平

1.2.5 感官評定

參考GB/T 35869—2018《小麥粉面包烘焙品質評價》進行紅馬鈴薯全粉營養面包的感官評定[6]。待烘焙的紅馬鈴薯全粉面包冷卻1 h后，對面包的色澤、質地、內部組織、口感滋味等指標進行評分，滿分為100分，取其算術平均值作為最終的感官評定結果。感官評分標準見表3。

表3 紅馬鈴薯全粉營養面包感官評分標準

1.2.6 普通高筋粉面包及紅馬鈴薯面包營養指標檢測

普通高筋粉面包加工時不添加薯粉，高筋面粉量變為65 g，其他配料及加工條件同紅馬鈴薯面包保持一致。

1.2.6.1 花青素質量分數測定

參照王宏茲等[7]的方法，取1 cm厚面包片，凍干后磨碎過0.600 mm（30目）孔徑篩得到面包樣品末。然后在30 ℃用石油醚將樣品脫脂8 h，在通風櫥脫去殘留溶劑，即得脫脂樣品末。用乙醇-HCl（體積比為95∶5）經超聲-微波萃取，然后離心收集上清液即得樣品中的花青素提取液，于4 ℃冰箱保存備用。

樣品中花青素的質量分數計算可用消光系數法[8]。取花青素的提取液，以提取溶劑作空白，于525 nm波長測吸光度，并按式（1）計算其質量分數[9]。

式中：V為稀釋倍數×定容體積，mL；m為面包樣品的質量，g；A525nm為525 nm波長處測定的吸光度；98.2為花青素克分子消光系數。

1.2.6.2 其他營養指標的測定

參考GB 5009.6—2016（第二法）進行面包中脂肪質量分數的測定；參考GB 5009.5—2016（第一法）進行面包中蛋白質質量分數的測定；參考GB 5009.88—2014進行面包中總膳食纖維質量分數的測定。

2 結果與分析

2.1 紅馬鈴薯全粉面包原料配方的確定

2.1.1 各原料質量分數對面包感官品質影響

馬鈴薯全粉質量分數、白砂糖質量分數、酵母質量分數、食鹽質量分數對面包感官品質的影響如圖1所示。

從圖1可以看出，當馬鈴薯全粉質量分數較少時，制得的面包表皮色澤較淡，口感較差；隨著馬鈴薯全粉質量分數的不斷增加，面包的品質越來越好。當馬鈴薯全粉質量分數為15%時，制得的面包品質最佳。當白砂糖質量分數為10%時，面包的彈柔性較好，面包的感官評分最高。當酵母用量少時，面包的膨脹體積小，發酵不好，內部氣孔小；當酵母用量過大時，容易導致面包變形、塌陷，且口感差，有較濃的酵母味，感官評分降低；當酵母質量分數為3%時，面包的感官評分最高。食鹽可使面筋質地變密，增加面筋的彈性和筋力，還可改善面包的口感。當食鹽質量分數為1.5%時，面包的感官評分最高。

圖1 各原料質量分數對面包感官品質的影響

2.1.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗基礎上，選取酵母質量分數、食鹽質量分數、紅馬鈴薯全粉質量分數、白砂糖質量分數4個因素，進行L9(34)正交試驗設計，以面包的感官評分為指標進行試驗，正交試驗結果如表4所示。

表4 紅馬鈴薯全粉面包原料配方的正交試驗結果

由表4可知，影響紅馬鈴薯全粉面包感官品質的4個配方因素按影響大小順序依次為A＞D＞B＞C，即馬鈴薯全粉質量分數＞食鹽質量分數＞白砂糖質量分數＞酵母質量分數。由表5正交試驗的方差分析可知，馬鈴薯全粉質量分數對面包品質影響極顯著。綜合考慮最佳原料配方組合為A3B1C3D1，即馬鈴薯全粉質量分數20%、白砂糖質量分數10%、酵母質量分數4%、食鹽質量分數1%。

表5 正交試驗方差分析

2.2 紅馬鈴薯全粉面包加工工藝條件的確定

2.2.1 加工條件對面包感官品質影響

醒發時間、上火溫度、下火溫度及焙烤時間對面包感官品質的影響如圖2所示。

從圖2可以看出，隨著醒發時間的延長，面包的感官品質逐漸提高，到60 min時感官評分最高，之后品質急劇下降。因此，面包的最佳發酵時間為60 min。隨著上火烘焙溫度、下火烘焙溫度的升高，面包的感官得分先增高后急劇下降，上火溫度170 ℃、下火溫度180 ℃時面包的感官評分最高。烘焙時間短，面包上色不均勻，且顏色較淺，面包有點發黏；時間太長，面包表皮顏色發暗，表皮較硬，感官和品質都較差。烘焙時間為12 min時面包的感官評分最高。

圖2 加工條件對面包感官品質的影響

2.2.2 正交試驗結果分析

在單因素試驗的基礎上，選取醒發時間、上火烘焙溫度、下火烘焙溫度、烘焙時間4個因素，進行L9(34)正交試驗設計，以面包的感官評分為指標進行試驗，正交試驗結果如表6所示。

由表6可知，影響紅馬鈴薯全粉面包感官品質的4個工藝參數按影響大小順序依次為A＞B＞C＞D，即醒發時間＞上火烘焙溫度＞下火烘焙溫度＞烘焙時間。由表7正交試驗的方差分析可知，醒發時間對面包品質影響顯著。綜合考慮，最優的工藝條件組合為A2B2C2D1，即醒發時間60 min、上火烘焙溫度170 ℃、下火烘焙溫度180 ℃、烘焙時間9 min。

表6 馬鈴薯全粉面包加工工藝的正交試驗結果

表7 正交試驗方差分析

2.3 紅馬鈴薯全粉面包營養品質檢測

取最優配方及工藝條件下烘焙完成并冷卻4 h后的面包樣品，分別測定普通高筋粉面包及紅馬鈴薯全粉面包中所含花青素、蛋白質、脂肪、膳食纖維的質量分數，結果如表8所示。

表8 面包營養指標檢測

紅馬鈴薯中的蛋白質品質相當于雞蛋，屬于優質蛋白，易被消化吸收，同時其含有禾谷類主食所缺失的胡蘿卜素，脂肪含量低、熱量少，紅馬鈴薯又富含花青素。由表8可以看出，相較于普通高筋粉面包不含花青素，紅馬鈴薯全粉面包的花青素質量分數高達27.32 mg/100 g；其脂肪質量分數比普通高筋粉面包低1%；膳食纖維質量分數比普通高筋粉面包高近2%，蛋白質質量分數只比普通高筋粉面包低1%，因此添加一定量的薯類泥有利于提升面包的營養品質。

3 結論與討論

通過單因素試驗和正交試驗，確定了紅馬鈴薯全粉面包的最佳原料配方和工藝條件：馬鈴薯全粉質量分數20%，白砂糖質量分數10%，酵母質量分數4%，食鹽質量分數1%；醒發時間60 min、上火烘焙溫度170 ℃、下火烘焙溫度180 ℃、烘焙時間9 min。根據此配方和工藝制作的面包綜合營養指標優于普通高筋粉面包，成品色澤誘人、柔軟適口、組織狀態良好，具有濃郁的焙烤香味和薯香味。試驗首次利用了甘肅定西產優質紅馬鈴薯進行了面包品質的改良，開發馬鈴薯面包既響應國家馬鈴薯主食化的號召，對于優化薯類產業結構，推進薯類深加工也具有深遠意義。研究后期還將進一步研究馬鈴薯面包的保藏特性及焙烤特性，以期為馬鈴薯面包的研究開發提供更詳實有力的理論支撐。