玉米肽木薯面包的研制

劉建，高煜，段升霞，王姝婧，趙貴紅，張大虎*

1.菏澤學院農業與生物工程學院（菏澤 274000）；2.菏澤學院化工學院（菏澤 274000）；3.山東大樹達孚特膳食品有限公司（菏澤 274000）

玉米肽是從玉米蛋白中獲得的低分子量產品的總稱，是玉米蛋白經過蛋白的水解作用，或在微生物發酵的一系列作用后所得到的小分子量產物。玉米肽和水不溶性的玉米蛋白在功能特性上有很大不同，在水相中，玉米肽的溶解度顯著提高，玉米肽本身也有多種多樣的生物活性，如玉米肽可促進人體內酒精代謝、保護肝臟、抵抗疲勞、降低血糖、抑制血管緊張素對酶活性進行轉換、抗化學、抗炎癥、抗癌癥等，且易于消化吸收也是玉米肽的特性之一，在大范圍pH內溶于水，沒有渾濁和沉淀產生，其組成不易改變，具有熱穩定性[1]，玉米肽在食品、醫藥、保健食品等行業中有很好的發展潛力。玉米肽通過原國家食品藥品監督管理局的認證，入選我國第一批新資源食品清單。因此，玉米肽及其功能性產品的開發研制有助于增加玉米蛋白的市場價值。

木薯（Manihot esculenta Crantz）是六大糧食作物的一種，同時，木薯與番薯、馬鈴薯并稱為世界三大薯類。因為木薯的根系部分含有大量淀粉，木薯還被叫作“淀粉之王”“地下糧食”[2]，木薯在許多國家的熱帶和亞熱帶地區都得以大面積種植[3]，中國的廣西、廣東、海南、云南等省份都有大面積的種植基地。在新鮮土豆中，當氫氰酸含量不超過50 mg/kg時，被叫作食用木薯，食物中的熱能來源于具有甜味的木薯[4-5]，其食用時味道甘甜，風味較其他薯類特殊，木薯中含有非常高含量的淀粉和膳食纖維，同時還包含多種人體所需維生素和礦物質，脂肪、糖和鹽的含量很少，食用后有較強的飽腹感，木薯對于許多疾病，如肥胖、消化系統及心血管系統等，都能起到預防和控制作用[6-8]。在一些國家，木薯被稱作第三大食物來源，第一和第二位分別是水稻和玉米[9-10]，在非洲、南美洲等地區的一些國家，木薯是當地居民的基本主食之一[11]。在制作餅干、糕點、嬰幼兒食品的過程中，木薯也作為其加工原料之一。在中國，木薯屬于非糧能源作物的一種，在飼料、淀粉和酒精的生產過程中都加入了木薯[12]。中國市場上的木薯加工食品還很少。以添加木薯作為原料的烘焙食品研究的報道極為少見。木薯粉的原料成本低，能夠長期儲存；味道與新鮮土豆的原味相似，保留了新鮮木薯中所含的所有營養成分。木薯粉中有大量食物纖維、維生素、礦物質和其他營養素，顯著延長木薯的利用期并有效增加木薯的附加價值。生產食用級木薯粉替代部分高筋面粉制作優質面包，能夠充分發揮木薯的食用價值，并且對于更好解決糧食危機具有重大意義。

面包是以面粉為主要原料的烘焙制品，是很多人都喜愛吃的一種食物。由于其甘甜軟糯的口感，受到消費者的喜愛。面包中含有多種營養物質，口味多樣，易于消化吸收，食用方便。將玉米肽和木薯粉添加到面包中，并采用二次發酵法，通過單因素試驗和正交試驗旨在制成一種集營養與保健功能于一身的新型面包。

1 材料與方法

1.1 試驗材料試劑

玉米肽（山東大樹達孚特膳食品有限公司）；木薯粉（京山杰祥食品有限公司）；白砂糖（太古糖業有限公司）；奶粉（西安銀橋乳業集團有限公司）；酵母（安琪酵母股份有限公司）；黃油（恒天然商貿有限公司）；面包粉、雞蛋和食鹽（均購自菏澤學院三信超市）。

1.2 主要儀器與設備

RP11烤箱[雅世（廣州）餐飲設備有限公司]；XLY醒發箱（佛山市樂創網絡科技有限公司）；C21-SCA833多功能電磁爐（廣東太古電器科技有限公司），BDS-DJ電子天平（深圳市北斗星衡器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝步驟

原料預處理→稱取原料→面團揉制→初發酵→排氣、切割、成型→二次發酵→裝入烤盤→烘烤→取出冷卻→成品→感官評價

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 面團發酵

用天平分別稱取一定量的玉米肽、木薯粉、酵母、白砂糖、面包粉、奶粉、食鹽、黃油、雞蛋液和水，裝入碗中備用。在面板上均勻混合除黃油以外的所有原材料，持續對面團向前揉搓，直到面團變成柔軟的狀態。將預先融化成液體的黃油加入到面團中，繼續揉搓，直到面團能拉扯出透明且具有彈性的薄膜為止。初發酵：醒發箱的溫度調節為氣溫30 ℃，水溫70 ℃，將揉好的面團放進醒發箱中發酵2 h左右，面團發生膨脹，體積較大時，初發酵過程結束。第二次發酵：從醒發箱中取出第一次發酵后的面團，排除其內部的空氣，將其切分成小塊，捏成一定的形狀，使各個面團的大小和形狀一樣。將這些面團放入和初發酵的條件相同的醒發箱內再次發酵，約45 min后二次發酵完成。

1.3.2.2 面包烤制

烘烤面包時提前20 min將烤箱預熱，調節烤箱的溫度，面包上火170 ℃，面包下火180 ℃。將二次發酵后的面團從醒發箱中取出，放入調節溫度后的烤箱中開始烘烤，時間控制在20 min左右，當面包表面顏色變成金黃色時，面包烘烤結束。

1.3.2.3 放涼、進行感官評價

拿出烤箱中的面包，在室溫下使面包自然冷卻至平均溫度30 ℃，由進行感官評價人員從形態、口感、組織等方面對面包進行感官評價，評價方法見1.5小節。

1.4 面包配方的試驗設計

1.4.1 玉米肽木薯面包的單因素試驗

玉米肽、木薯粉、酵母和白砂糖的添加量不同對玉米肽木薯面包質量產生的差異通過單因素試驗研究測得。根據試驗經驗，每個配方中的基礎成分（以100 g面粉為基本質量，雞蛋、食鹽、水、黃油、奶粉的含量分別為22%，1%，25%，14%和4%）相同，進一步調節玉米肽添加量、木薯粉添加量、酵母添加量和白砂糖添加量4個因素在面包中的含量，并評估它們對玉米肽木薯粉面包產品質量的影響，進一步確定正交水平。

1.4.2 玉米肽木薯粉面包配方的優化

將經過專業人員得出的感官評分作為標準，以單因素試驗作為正交試驗的基礎，使正交試驗在四因素三水平上進行，正交試驗結束后就可以得到各種原料在制作玉米肽木薯粉面包的最適含量，表1所表示的為正交試驗的各水平及因素。

表1 正交試驗因素水平 單位：%

1.5 感官評價方法

參考GB/T 20981—2007《面包》中有關感官評價的相關要求，可以制定出玉米肽木薯面包的具體感官評價標準[13]，見表2。選擇5位了解感官評價標準的學生對面包作出評價，評價過程中采用盲標法，并探討4個因素對玉米肽木薯面包品質的影響。

表2 玉米肽木薯粉面包感官評定評分標準

1.6 面包含水量的測定

測定含水量時，參考GB/T 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中相關方法，用直接干燥法測定[14]。

1.7 面包抗氧化活性的測定

參考Hua等[15]和Thaipong等[16]方法制備樣品溶液，測定面包的DPPH自由基和ABTS自由基清除率。

DPPH測定：稱取0.005 9 g DPPH于250 mL的容量瓶中，并用70%的甲醇定容至刻度，配成DPPH工作液，備用。取0.5 mL不同濃度的樣品溶液加入試管，分別加入5 mL工作液混勻（其中一只試管加0.5 mL 70%甲醇溶液作為對照，另一只加0.5 mL的蒸餾水作空白），室溫避光30 min后，測定517 nm下吸光度，重復3次。

ABTS測定：將0.192 g ABTS（純度98%）與0.033 g過硫酸鉀各自于50 mL蒸餾水中溶解，混合均勻后，室溫暗處放置12～16 h后向母液中加入定量的蒸餾水稀釋至溶液在波長734 nm處測吸光度為0.7±0.02，作為ABTS+·工作液，備用。將0.5 mL樣品溶液加入到試管，于試管加中入5 mL工作液搖勻（取一試管加0.5 mL 70%的甲醇溶液作為對照組，另一試管中加0.5 mL的蒸餾水作為空白組），室溫避光10 min后，在734 nm下測定溶液吸光度，重復3次。

2 結果與分析

2.1 單因素對玉米肽木薯面包品質的影響

2.1.1 玉米肽添加量對玉米肽木薯面包品質的影響

玉米肽在100 g面包粉的添加量分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%和2.5%，其中，木薯粉、酵母和白砂糖的添加量分別是15%，1.5%和15%，面包中玉米肽含量不同，使得面包的指標也各不相同，根據這些不同指標評價面包品質。由圖1可知，隨著玉米肽添加量不斷增加，感官評分呈現先上升再下降又上升趨勢，由此可見，玉米肽添加量直接影響面包的品質。玉米肽添加量0.5%時，外觀較完整，呈暗黃色，但表面有裂痕。玉米肽添加量1%時，外觀較均勻完整，呈金黃色，內部氣孔均勻，口感松軟，評分最高。這可能是由于玉米肽是面包優良酵母的營養物質，可使酵母發酵旺盛，面包疏松多空，從而改善面包品質。玉米肽添加量1.5%時，表面略粗糙，呈淡黃色，內部氣孔不均勻。玉米肽添加量2%時，表面粗糙不光滑，有些許烤焦，內部有明顯大空洞，評分最低。玉米肽添加量2.5%時，表面光滑，呈淡金黃色，感官評分雖略有提高，但仍低于玉米肽添加量1%的面包。此外，由圖1可以了解到，面包的比容呈先上升再下降又上升趨勢，面包的質量和體積決定了面包的比容[17]。比容上升的原因可能與肽的分子量有關，其分子量低于蛋白質的分子量，高于氨基酸的分子量，可極大程度被酵母使用，因此使得酵母在發酵時一直處于良好環境，酵母發酵程度好，產生氣體的能力大幅提升，從而使面包的比容上升[18]。面包的比容下降可能是因為過量的肽使面團在發酵過程中發酵較差，進而導致面包體積減小，且在面包烘烤過程中，水分難以蒸出，導致面包質量變大，所以，面包的比容減小。經過對面包的感官評分和比容2項指標的具體分析，選擇0.5%～1.5%作為玉米肽添加量進行正交試驗。

圖1 玉米肽添加量對玉米肽木薯面包品質的影響

2.1.2 木薯粉添加量對玉米肽木薯粉面包品質的影響

木薯粉在100 g的面包粉中的添加量分別為5%，10%，15%，20%和25%，其中，玉米肽、酵母和白砂糖的添加量分別是1%，1.5%和15%。面包中木薯粉添加量不同，使得面包的指標也各不相同，再根據這些不同指標評價面包。由圖2可知，面包的感官評分呈現先增加再下降又上升趨勢。木薯粉添加量5%時，面包外觀完整，顏色微深，內部組織均勻。添加量10%時，外觀均勻稍有裂痕，氣孔均勻，感官評分和比容均明顯提高。添加量15%時，外觀均勻完整，呈淡金黃色，結構清晰，感官評分最高，但比容開始下降。添加量20%時，表面稍有裂痕，顏色較淺，組織均勻，感官評分下降，比容變化不明顯。添加量25%時，外觀均勻，氣孔稍大，顏色微深，感官評分低于木薯添加量15%時的評分。木薯粉加入到面包中后，可提高面團膨脹力，使面包體積和含水量增加，口感柔軟，延長面包保質期[19]。綜合感官評分和比容分析，選用10%～20%的木薯粉添加量進行正交試驗。

圖2 木薯粉添加量對玉米肽木薯面包品質的影響

2.1.3 酵母添加量對玉米肽木薯粉面包品質的影響

酵母在100 g的面包粉中的添加量分別為1.0%，1.5%，2.0%，2.5%和3.0%，玉米肽、木薯粉和白砂糖添加量分別是1%，15%和15%，面包中酵母添加量不同，使得面包的指標也各不相同，根據這些不同指標評價面包。由圖3可知，隨酵母添加量逐漸增多，面包的感官評分呈現先上升再下降趨勢。在酵母的影響下，面包的質地、氣孔的數量、彈性和硬度等都會發生不同變化，面包內部會形成蜂巢一樣的形狀，同時散發出面包特有的香氣香味[20-21]。向面包中加入的酵母越多，面包生長越快，發酵時間也相應縮短，面團不斷變大。伴隨著酵母不斷發酵生長，面包會變得越來越松軟，但當酵母添加量過高時就會導致面團發酵過度，為面包提供一定的酸度和酵母味，酵母添加量從1%增加到2.5%時，面包表面均勻，質地細膩，內孔均勻，感官評分和面包比容均為最高，但繼續添加至3%時，面包內部氣孔明顯變大，有酸味，這是由于酵母添加量過多導致。綜合分析，所以選用2%～3%的酵母添加量進行正交試驗。

圖3 酵母添加量對玉米肽木薯面包品質的影響

2.1.4 白砂糖添加量對玉米肽木薯粉面包品質的影響

白砂糖在100 g面包粉中的添加量分別為10%，15%，20%，25%和30%，其中，玉米肽、木薯粉和酵母的添加量分別是1%，15%和2.5%。面包中白砂糖添加量不同，使得面包的指標也各不相同，根據這些不同指標評價面包。由圖4可知，隨著白砂糖添加量逐漸上升，面包感官評分緩慢提高并保持平穩。在面包烘焙過程中，白糖能大量吸收水分，因此使面包內部含有大量水分，面包的質地變得松軟，在一定程度上還可以延長面包的保質期。面包中白砂糖添加量10%～20%時，面包組織均勻細膩，呈淡金黃色。添加量20%時，面包比容最高。添加量25%時，面包結構細膩，有良好風味，口感柔軟，感官評分最高，但面包比容降低。經討論后綜合分析，決定選用20%～30%的白砂糖添加量進行正交試驗。

圖4 白砂糖添加量對玉米肽木薯面包品質的影響

2.2 配方的優化試驗

對于不同組合的試驗結果（表3）分析，玉米肽是影響試驗面包的主要因素，隨后依次是木薯粉、酵母和白砂糖。正交試驗結果由K值顯示A2B1C1D3是該面包的最優配方組合，與正交表中感官評分最高的A2B1C2D3不統一。表4驗證試驗結果表明，組合A2B1C2D3感官評分高于A2B1C1D3，主要原因可歸因于酵母添加量的不同，組合A2B1C2D3相對較高的酵母添加量得到發酵充分的面包，內部氣孔均勻，發酵后的面包香氣濃郁，因此，試驗最佳配方為玉米肽添加量1%、木薯粉添加量10%、酵母添加量2.5%、白砂糖添加量30%。用此配方制作的面包，為玉米木薯的加工、新型產品的開發及發展提供思路。同時符合年輕人所崇尚的便捷、美味、健康、綠色的飲食理念，具有非常好的市場前景。

表3 正交試驗結果

表4 驗證試驗結果

將按照最佳配方制得的面包進行水分、比容和抗氧化性測定，分別加入玉米肽或木薯粉，面包的比容變化不大，但同時加入時，比容顯著高于對照面包（P＜0.05）。此外，玉米肽木薯面包的DPPH·清除率和ABTS·清除率均大于對照面包（P＜0.05），由此可見，玉米肽和木薯的加入，均能提高面包的抗氧化活性。尤其是將玉米肽和木薯同時加入時，面包的抗氧化活性最高，其中，相較于對照面包，玉米肽木薯面包對DPPH·清除率提高35倍，對ABTS·清除率提高1.3倍，表明試驗制備的玉米肽木薯面包具有較高的抗氧化活性。

表5 不同組別面包品質對比

3 結論

試驗開發的玉米肽木薯面包不僅具有玉米肽和木薯粉的營養成分，還含有較高的抗氧化活性。通過單因素試驗和正交試驗可以確定玉米肽、木薯粉、酵母、白砂糖的添加量不同時對面包品質產生的影響，并得到玉米肽木薯粉面包的最佳配方，即玉米肽1%、木薯粉10%、酵母2.5%、白砂糖30%、食鹽1%、黃油14%、奶粉4%、水25%、雞蛋22%（以100 g面粉計）。按照該配方生產的玉米肽木薯面包色澤、形態、氣味、組織狀態、滋味與口感均為最佳。相較于未添加玉米肽和木薯的面包，玉米肽木薯面包的抗氧化活性顯著提高，市場前景良好。