馬鈴薯蒸饃的配方優(yōu)化

曹 賡，溫成榮，陳學亭，胡冰冰

（大連工業(yè)大學食品學院，國家海洋食品工程技術中心，海洋食品精深加工關鍵技術省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，遼寧大連 116034）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）又名洋芋、土豆，是茄科一年生草本植物[1]。從2017 年開始，中國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量居世界首位[2-3]。馬鈴薯中含有維生素B1、維生素B2、維生素C、礦物質(zhì)、鈣、鉀、鐵等，并且具有低脂肪、低熱量、低糖分的營養(yǎng)特點[4-5]。目前，我國的馬鈴薯工業(yè)化產(chǎn)品主要用于加工薯條、淀粉、全粉、粉絲、粉條等，產(chǎn)品種類較少、營養(yǎng)價值單一，同發(fā)達國家相比還有存在加工能力不強、產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善、加工產(chǎn)品單一等差距[5-6]。2015 年，我國政府提出馬鈴薯主食化戰(zhàn)略，將馬鈴薯作為第四大主糧進行主食產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)業(yè)推廣，有利于進一步發(fā)揮馬鈴薯作為主食的營養(yǎng)價值，推動馬鈴薯全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

蒸饃是我國傳統(tǒng)的發(fā)酵蒸制面食制品，在中國飲食文化中扮演著重要的角色，深受北方人民的喜愛。隨著市場的發(fā)展，人民消費水平的提升，蒸饃的種類不斷豐富，添加了薯類、豆類、雜糧等的蒸饃越來越受歡迎[7]。將小麥粉與馬鈴薯結合制備蒸饃，豐富了蒸饃的種類，增加了蒸饃的營養(yǎng)價值、也豐富了馬鈴薯主食產(chǎn)品[8]。而目前馬鈴薯蒸饃以添加馬鈴薯全粉為主，雖然馬鈴薯全粉可以較大程度的保持馬鈴薯中的維生素、礦物質(zhì)、氨基酸等營養(yǎng)成分，可以改善食品口感，調(diào)整食品營養(yǎng)結構，使用較為方便[9]，但是馬鈴薯全粉生產(chǎn)存在能耗高、營養(yǎng)成分損失、特征風味減弱等問題[10]，也增加了馬鈴薯蒸饃的生產(chǎn)成本。而將馬鈴薯制泥后直接添加到蒸饃中可以很好的解決這些問題，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)馬鈴薯薯泥添加量為30%的蒸饃具有較好的品質(zhì)[11]，添加量繼續(xù)升高會存在面團黏度大、發(fā)酵難、難成型等技術難題，從而導致蒸饃品質(zhì)下降[12]。提高蒸饃中馬鈴薯原薯的含量成為馬鈴薯主食化的一個重要研究方向。

本文研究了高含量馬鈴薯泥蒸饃，分析了谷朊粉與面粉、水與棕櫚油、酵母與小蘇打的比例對馬鈴薯蒸饃的品質(zhì)的影響；通過正交優(yōu)化方法，確定馬鈴薯蒸饃最優(yōu)配方。研究結果可為馬鈴薯系列產(chǎn)品開發(fā)提供理論基礎，豐富馬鈴薯主食產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大西洋品種馬鈴薯（干物質(zhì)24%，淀粉含量15%，還原糖含量0.16%） 甘肅薯香園農(nóng)業(yè)科技有限公司；低筋小麥粉 豫糧集團濮陽專用面粉有限公司；酵母 安琪酵母股份有限公司；小蘇打 吉林省杞參食品有限公司；谷朊粉 承德魁仙食品有限公司；食鹽 大連鹽業(yè)有限公司；棕櫚油 天津市聚龍糧油有限公司。

SCC-WE101 萬能蒸烤箱 德國Rational 公司；AB204 型電子天平 梅特勒-托利多儀器有限公司；YP6001N 型電子天平 上海精密科學儀器有限公司；BQPJ-1 切片機 中國艾博公司；北格第五代饸饹型壓面機 浙江金華華強機械公司；TA.XT Plus物性測試儀 英國SMS 公司；UltraScan PRO 測色儀 美國HunterLab 公司；KENWOOD-KM020 廚師機 英國凱伍德家電公司；TF-16 發(fā)酵箱 加拿大雷鳥食品機械公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 馬鈴薯蒸饃制作方法 將馬鈴薯置于蒸鍋中隔水加熱1.4 h，去皮切塊，用饸烙機擠壓3次得到馬鈴薯薯泥。采用面粉三次加入、面團三次發(fā)酵法進行發(fā)酵。首先，將活化好的酵母和馬鈴薯薯泥加入廚師機中攪拌均勻，依次加入83.33%低筋面粉、谷朊粉、小蘇打和食鹽，攪拌均勻，揉制成面團，置于溫度32 ℃、濕度75%條件下一次發(fā)酵2 h；然后揉入10%低筋面粉，二次發(fā)酵1 h；再揉入6.67%低筋面粉，三次發(fā)酵1 h；最后加入棕櫚油并揉至均勻，得到馬鈴薯蒸饃面團。將面團分成50 g 左右的蒸饃生胚，置于100 ℃蒸箱中蒸制30 min，得到馬鈴薯蒸饃。

1.2.2 單因素實驗 根據(jù)預實驗結果，基本配方為馬鈴薯50%、面粉30%、谷朊粉5%、水8.6%、棕櫚油2.4%、酵母2.1%、小蘇打1.6%、食鹽為0.3%。分別研究谷朊粉和面粉的總含量為35%，比例分別為1:34、3:32、5:30、7:28、9:26，其他物料比例不變；水和棕櫚油的總含量為11%，比例分別為10.2:0.8、9.4:1.6、8.6:2.4、7.8:3.2、7:4，其他物料比例不變；酵母和小蘇打的總含量為3.7%，比例為0.7:3、1.4:2.3、2.1:1.6、2.8:0.9、3.5:0.2，其他物料比例不變，馬鈴薯發(fā)酵面團特性和馬鈴薯蒸饃品質(zhì)。

1.2.3 正交試驗 根據(jù)單因素實驗結果，以谷朊粉和面粉比例、水和棕櫚油比例、酵母和小蘇打比例設計三因素三水平的正交試驗（表1），以感官評分為指標選出最佳配方。

表1 正交試驗因素與水平設計Table 1 Factor and horizontal design

1.2.4 發(fā)酵特性測定 采用小米體積替代法測定面團的體積，使用分析天平測得面團的重量，根據(jù)以下公式（1）計算面團比容。用游標卡尺測量蒸饃的直徑和高度，寬高比按公式（2）計算。

式中：λ為比容，mL/g；V 為面團體積，mL；M 為面團重量，g。

由好產(chǎn)業(yè)與好龍頭帶領，解決貧困人口收益機制問題。因利益機制不健全這一問題在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)扶貧中較為普遍，要將健全的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)扶貧利益機制相結合，共享理念貫徹落實其中，秉承長短結合的原則，使貧困人口真正受益。另外，推廣訂單幫扶模式，政府財政扶持資金根據(jù)相關比例落實到集體，村集體根據(jù)資產(chǎn)入股企業(yè)，與企業(yè)簽訂協(xié)議，建立合理的受益分配機制，企業(yè)形成利益機制，既能夠提高村民的收益，也能夠調(diào)動企業(yè)的積極性。

式中：R 為寬高比，cm；D 為面團直徑，cm；H 為面團高度，cm。

1.2.5 質(zhì)構測定 蒸饃質(zhì)構特性的測定采用質(zhì)構剖面分析（TPA）的方法[13]。選擇P50 探頭，測前速率1 mm/s，測試速率和測后速率均為2 mm/s；壓縮比例為50%；觸發(fā)力為5 g。

1.2.6 色差測定 采用測色儀測定馬鈴薯蒸饃的色差，從蒸饃的中心部位取樣，制成5 cm×4 cm×4 cm樣品，測定色差參數(shù)L*、a*、b*。此外，色度按下式計算[14]。

1.2.7 感官評價 將蒸饃冷卻到室溫，選取有感官評定經(jīng)驗的10 人進行評價，去掉最大值和最小值后，取平均值。感官評分標準參照GB/T 17320-2013《小麥品牌品質(zhì)分類》的蒸饃評定方法做部分修改（表2）[15]。

表2 馬鈴薯蒸饃感官評價標準Table 2 Standard for sensory evaluation of potato steamed bread

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010 進行實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用SPSS22.0 進行顯著性分析（P＜0.05），采用Origin 2018 進行作圖。

2 結果與分析

2.1 谷朊粉和面粉的比例對馬鈴薯蒸饃的影響

隨著谷朊粉和面粉中谷朊粉比例的增大，面團的比容先增大后減小（圖1A），寬高比先減小后增加（圖1B），面團的比容曲線升高和寬高比曲線降低的時間從140 min 延長至160 min；馬鈴薯蒸饃的硬度、膠著度、咀嚼度先顯著減小后顯著增大（圖1C，P＜0.05），感官評分先顯著升高后顯著降低（圖1D，P＜0.05），谷朊粉和面粉的比例在5:30 時，面團有最大的比容3.74 mL/g 和最小的寬為1.2，蒸饃的硬度、膠著度和咀嚼度最小值為1013.32 g、817、783.26，感官評分值達到最大值90 分。適量的谷朊粉可以增加面團中的面筋含量，改善面團的彈性、持氣性，制品松軟[16]，但體積過度膨大會引起產(chǎn)品氣孔不均，硬度、咀嚼度、膠著度過小。過量的谷朊粉會導致面團的面筋過多，使蒸饃硬度過大，口感降低[17-18]。周杰等[19]發(fā)現(xiàn)蒸饃的咀嚼度在1000 左右時，甘薯蒸饃口感較好。

由表3可知，隨著谷朊粉和面粉中谷朊粉比例的增大，L*值、a*值、b*值和色度呈現(xiàn)升高的趨勢，蒸饃的白亮度增強，偏向紅色和黃色。其中谷朊粉和面粉在3:32 和5:30 比例時，a*、b*值和色度都沒有顯著性差異（P＞0.05），隨后顯著性升高（P ＜0.05）；L*值在5:30 時出現(xiàn)顯著性升高（P＜0.05）。以感官評定為基礎，綜合考慮蒸饃事宜的硬度、膠著度、咀嚼度（圖1）和色度（表3），選擇谷朊粉和面粉的比例5:30、7:28、9:26 進行后續(xù)正交試驗。

圖1 不同谷朊粉和面粉比例對馬鈴薯面團和蒸饃的影響Fig.1 Effect of different gluten and flour ratios on potato dough and steamed bread

表3 不同谷朊粉和面粉比例下馬鈴薯蒸饃的色度Table 3 Color of potato steamed bread with different ratios of gluten and flour

2.2 水和棕櫚油的比例對馬鈴薯蒸饃的影響

隨著水和棕櫚油中棕櫚油比例的增加，面團的比容增大（圖2A），寬高比減小（圖2B），面團的比容曲線升高和寬高比曲線降低的從160 min 延長至180 min；馬鈴薯蒸饃的硬度、膠著度和咀嚼度顯著減小（圖2C，P＜0.05），感官評分顯著升高（圖2D，P＜0.05）；水和棕櫚油的比例在7:4 時，面團有最大的比容值3.99 mL/g 和最小的寬高比1.17，蒸饃的硬度、膠著度和咀嚼度有最小值為1456.62 g、982.03、928.25，感官評分值最高為88.70 分。這可能是因為棕櫚油具有疏水作用和潤滑作用，抑制水和淀粉結合，使酵母利用水和淀粉充分發(fā)酵，同時能促進面團的自由水與面筋蛋白結合，加速面筋網(wǎng)絡的形成，使面團質(zhì)地變得柔軟，增大面團體積[20]。

由表4 可以看出，隨著棕櫚油含量的增加，蒸饃的L*值、a*值和色度數(shù)值逐漸增大，蒸饃的表面白亮度增強，并且有偏紅色和黃色的趨勢，這與棕櫚油具有增加亮度的作用有關[21]。其中在水和棕櫚油的比列達到7.8:3.2 時，L*值從64.02 增加至66.70 顯著升高（P＜0.05），b*在二者比例為7:4 時從21.41 顯著升高至22.90（P＜0.05），色度在8.6:2.4 時從20.84顯著升高至21.16（P＜0.05）。以感官評定為基礎，綜合考慮蒸饃適宜的硬度、膠著度、咀嚼度（圖2）和色度（表4），選擇水和棕櫚油的比例8.6:2.4、7.8:3.2、7:4 進行后續(xù)正交實驗。

圖2 不同水和棕櫚油比例的馬鈴薯面團和蒸饃的影響Fig.2 Effect of different water and palm oil ratios on potato dough and steamed bread

表4 不同水和棕櫚油水平下馬鈴薯原薯蒸饃的色度Table 4 Color of potato steamed bread with different water and palm oil ratios

2.3 酵母和小蘇打的比例對馬鈴薯蒸饃的影響

隨著酵母和小蘇打中酵母比例增加，面團的比容（圖3A）逐漸升高和寬高比（圖3B）逐漸降低，比容曲線升高和寬高比曲線下降時間從140 min 延長至200 min；蒸饃的硬度、膠著度和咀嚼度顯著性降低（圖3C，P＜0.05），感官評分顯著性升高（圖3D，P＜0.05），酵母和小蘇打的比例在3.5:0.2 時，面團具有最大的比容為4.23 mL/g 和最小的寬高比為1.17，蒸饃具有最小的硬度、膠著度和咀嚼度為1255.25 g、1033.67、952.01，最大的感官評定值為91 分。隨著小蘇打含量降低，面團內(nèi)部的pH 降低，酵母菌數(shù)量增加，有利于酵母菌發(fā)酵，產(chǎn)生大量氣體，面團比容增大，寬高比減小，蒸饃的硬度、膠著度和咀嚼度減小[22-23]。

由表5 可以看出，隨著酵母和小蘇打中酵母比例增加，L*值、a*值、b*和色度逐漸增大。其中L*在0.7:3 和2.1:1.6，以及2.8:0.9 和3.5:0.2 之間具有顯著性差異（P＜0.05）；a*值開始顯著增加（P＜0.05），當二者比例從2.8:0.9 到3.5:0.2 升高不顯著；除了2.1:1.6 和2.8:0.9 之間，其他組的b*值存在顯著性差異（P＜0.05）。小蘇打調(diào)節(jié)面團pH 與酵母發(fā)酵產(chǎn)生協(xié)同作用使蒸饃變得更加亮白[24]，蒸饃色澤由暗褐色變?yōu)楣饬撩髌G。以感官評定為基礎，綜合考慮蒸饃事宜的硬度、膠著度、咀嚼度（圖3）和（表5），蒸饃的硬度值較低相應的膠著度和咀嚼度較低，口感降低，綜合考慮選擇酵母和小蘇打比例2.1:1.6、2.8:0.9、3.5:0.2進行后續(xù)正交試驗。

表5 不同酵母和小蘇打比例下馬鈴薯蒸饃的色度Table 5 Color of potato steamed bread with different ratios of yeast and baking soda

圖3 不同酵母與小蘇打比例對馬鈴薯面團和蒸饃的影響Fig.3 Effect of different yeast and baking soda ratios on potato dough and steamed bread

2.4 正交試驗優(yōu)化馬鈴薯蒸饃的配方

根據(jù)單素實驗結果，選取面粉和谷朊粉比例、水和棕櫚油比例、酵母和小蘇打比例進行L9（33）正交實驗，確定各組分的最佳添加量。正交試驗結果如表6所示。

從表6～表7可知，對馬鈴薯蒸饃感官評分的影響因素主次關系為：水和棕櫚油比例＞酵母和小蘇打比例＞面粉和谷朊粉比例。最優(yōu)組合為A1B3C3，即面粉和谷朊粉比例為5:30，水和棕櫚油比例為7:4，酵母和小蘇打比例3.5:0.2，此時感官評分為90.50 分。可得馬鈴薯蒸饃的最佳配方為馬鈴薯原薯50%、面粉30%、谷朊粉5%、水7%、棕櫚油4%、酵母3.5%、小蘇打0.2%、鹽0.3%。但是方差分析得出面粉和谷朊粉比例、水和棕櫚油比例、酵母與小蘇打比例對馬鈴薯蒸饃感官品質(zhì)沒有顯著性影響。

表6 正交試驗結果Table 6 Results of orthogonal experiment

表7 正交試驗結果方差分析Table 7 Analysis of variance of orthogonal test results

3 結論

以馬鈴薯薯泥含量為50%，輔以面粉、谷朊粉、棕櫚油等制備的蒸饃表面光滑、色澤亮麗、質(zhì)地松軟、外觀飽滿。通過單因素實驗和正交試驗得到馬鈴薯蒸饃的最優(yōu)配方為：馬鈴薯薯泥50%、面粉30%、谷朊粉5%、水7%、棕櫚油4%、酵母3.5%、小蘇打0.2%、鹽0.3%，所制得的蒸饃綜合加權評分最高，90.5。此時馬鈴薯香味濃郁，具有較高的接受度。綜上，添加馬鈴薯泥可提高蒸饃的營養(yǎng)價值，降低馬鈴薯蒸饃的生產(chǎn)成本，未來還需對馬鈴薯蒸饃的生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化，減少面團發(fā)酵時間，本研究為該產(chǎn)品工業(yè)化推廣提供參考。