杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化:
杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,随着人们对杂粮保健功能的深入认识，粗杂粮食品已日渐受到人们的喜爱。 但是传统的杂粮食品多是以单一杂粮粉为原料制成，消化吸收性较差，长期单 纯食用初级加工的杂粮食品，会影响人体对蛋白质、无机盐及某些微量元素的 吸收。因此，开展杂粮食品的深加工研宄是当务之急。本文主要研宄了杂粮面 包粉的流变学性质，优化复合品质改良剂，并较系统研宄了杂粮面包的制备工 艺与贮藏稳定性，旨在制备出适合现代人营养需求的杂粮面包。主要结论如下：
依据谷物营养互补与复配原理，选择燕麦粉、荞麦粉、玉米粉、糯米粉、 红薯淀粉为杂粮原料。参考中国食物成分营养表，在对原料进行基本成分分析 的基础上，利用Excel，运用线性规划法，设计出杂粮面包粉的原料配方为： 燕麦粉15%、荞麦粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、红薯淀粉4%及面包粉66%。 此时，杂粮面包粉的粉质特性参数为：吸水率58.4%，形成时间3.9min，稳定 时间4.7min，粉质指数56。
在单因素试验基础上，确定出谷朊粉、硬脂酰乳酸钠(SSL)、黄原胶及瓜尔 豆胶为杂粮面包粉的品质改良剂，通过响应面分析试验，以面团综合得分为响 应值，得出复合改良剂的最佳配方为：杂粮面包粉为基重，谷朊粉3.77%， SSL0.35%，黄原胶1.08%，瓜尔豆胶0.35%。添加复合改良剂后杂粮面包粉的 稳定时间上升到14.2min，粉质指数上升到192,综合评分由-0.32上升到了 0.8, 其流变学特性有很大程度改善，达到制作杂粮面包的粉质要求。
在单因素基础上，确定出糖、盐及酵母添加量为面包辅料的考察因素，得 出最佳的杂粮面包辅料配方为：杂粮面包粉为基重，白砂糖添加量20%、盐1.2% 及酵母2.4%。优化获得最佳的杂粮面包加工工艺参数为：和面25min、二次发 酵3.5h及烘烤20min。按此配方及工艺生产出来的面包，硬度5998.060g，弹 性0.886，质地柔软，色泽金黄色，口感较细腻。
面包产品随贮藏时间的增加，产品硬度逐渐增大，弹性逐渐减小。杂粮面 包的保质期明显大于普通面包，在室温下密封保存达15天左右，产品的酸度与 pH保持稳定。微观结构扫描对比研宄发现，杂粮面包微观结构较普通面包气孔 更加均匀连续，但表面比较粗糙。市售的普通面包与杂粮面包相比，较细密， 但气孔比杂粮面包小。
1.1杂粮的概述
1.1.1杂粮的营养价值
杂粮，也称之为粗粮，指除稻谷、小麦以外的所有粮食种类[1-2]。具体细分 为谷类：包括稻米（大米、糯米和籼米）、玉米、荞麦、燕麦、谷子、高粱、糜 子、薏仁、青稞、籽粒苋。豆类：包括大豆(黄豆、青豆和黑豆)和其他豆类(蚕 豆、豌豆、绿豆、小豆、芸豆、小扁豆、豇豆等）。薯类：包括番薯（又称甘薯、 红薯、白薯）、芋头、马铃薯[3-4]。我国杂粮资源十分丰富，品种繁多，产量巨 大且稳定，分布地域辽阔，有着长期生产和食用的优良传统和丰富经验，在世 界杂粮生产中占有举足轻重的地位。杂粮具有很高的营养价值，丰富的碳水化 合物，既是人们每日膳食能量的主要来源，也是蛋白质、B族维生素和矿物质 的重要供应者。此外，杂粮还富含人体需要的膳食纤维，是维持身体健康所必 需的，被认为是人体所需要的“第七营养素” [5-6]。因此，杂粮被视为现代保健 珍品[7-8]。
1.1.1.1燕麦的营养价值
燕麦即莜麦，是我国第五大粮食作物[9]。裸燕麦中蛋白质和脂肪含量均居 小麦、水稻、玉米、大麦、荞麦、高粱、谷子等食粮之首，特别是降血脂有效 成分葡聚糖在所有谷物中含量最高，具有调节血糖、增强免疫的功能[10-12]。 燕麦纤维具有调节血脂，润肠通便，减肥的功效。燕麦还含有其他谷物粮食中 所没有的皂甙，微量的皂甙可与植物纤维结合，吸取胆汁酸，促使肝脏中的胆 固醇转变为胆汁酸随粪便排走，间接降低心血管和肝脏中的胆固醇。此外，燕 麦内含有一种燕麦精，具有谷类的特有香味。燕麦中所含的这些营养物质使它 具有通便、防肠癌、改善睡眠的功能[13]。
1.1.1.2荞麦的营养价值
荞麦，又名三角麦，素有“五谷之王”的美称，荞麦粉含18种氨基酸，8 种必需氨基酸组成合理，赖氨酸、精氨酸含量丰富，可与豆类蛋白相媲美[14-16]。 荞麦中富含丰富的烟酸，可以增强血管壁的弹性、韧度和致密性，降低血脂， 故具有保护血管的作用。荞麦中含有大量的黄酮类化合物，尤其富含独有的芦 丁，可以提高毛细血管的通透性，维持微血管循环，加强维生素C的代谢作用 及促进其在机体内蓄积的功能[17]。
1.1.1.3玉米的营养价值
玉米，被称为是抗癌防衰的粗粮保健佳品。玉米中含有大量的天然维生素
E，有促进细胞分裂、延缓老化、降低血清胆固醇、防治皮肤病的功能。同时
维生素E还能延缓人体衰老、防止脑功能衰退引起的“早年性痴呆”、减轻动脉
粥样硬化等作用。玉米中含胡萝卜素，在体内可转化为维生素A，对视力十分
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有益，具有抑制化学致癌物引起肿瘤的作用。玉米含有的黄体素、玉米黄质可 以预防眼睛老化。对防治老年常见的眼干燥、气管炎、皮肤干燥及神经麻痹等 也有辅助疗效。
1.1.1.4糯米粉及红薯的营养价值
糯米粉味甘性温，能温补脾胃，益肺养气。具有蜡质玉米和高粱共有的黏 度特性，其淀粉中直链淀粉含量低于2%，并有较多的a-淀粉酶。糯米粉宜制作 黏韧柔软的糕点；由于糯米的胚乳为粉状淀粉，排列疏松，含糊精较多，在结 构上全部是支链淀粉，糊化后黏性很大，其制品具有韧性而柔软，能吸收大量 的油和糖，适宜生产重油重糖品种。可作增稠剂用，搭配在饼皮馅料中，在糕 点的馅心中加入糕粉，既起黏结作用，又可避免走油或跑糖现象[13]。
红薯又称甘薯、地瓜，是一种高产的杂粮，有“抗癌之王”的美誉[18]。以 淀粉等糖类物质为主要成分，蛋白质组成比较合理，其氨基酸构成近似大米， 但赖氨酸含量较高；味道甜美，营养丰富，其淀粉很容易被人体消化吸收，它 们所含的蛋白质和维生素C、维生素B1、维生素B2比苹果高得多，其蛋白质质 量比大豆好，可弥补大米白面中的营养缺失，经常食用可提高人体对主食中营 养的利用率，将薯类与谷类食物搭配食用，可使营养更全面。
1.1.2杂粮食品的开发利用现状 1.1.2.1五谷杂粮类食品行业概况
如今，粗杂粮食品已日渐受到人们的喜爱，我国的杂粮食品生产历史悠久、 花样繁多、制作考宄、造型精美。主要分为七大类：（1)速食米制品类，各类 杂粮速食米[1]。（2)面条类制品，包括挂面、湿面（生）、速食湿面、烘干方便 面、油炸方便面、面条粉、水饺粉等[19]。（3)馒头类制品，包括馒头粉、馒头 自发粉、馒头、包子、烙饼等5类。（4)烘焙类食品，包括面包粉、面包、饼干 粉、饼干等。（5)快餐粉类制品，包括快餐粉、膨化型营养快餐粉、混合型营 养快餐粉等。（6)米粉（条）类制品，包括米粉（条）、湿米粉（条）、方便米 粉（条）等。（7)糕团类制品，包括汤团粉、汤团、发糕、年糕、煎饼、蒸饺 等。
第一类是杂粮籽粒的制品，即各类杂粮的速食米。第二至第五类制品，它 们都是以配合粉为原料制成的，配合粉中有各杂粮的精制粉、膨化粉以及谷朊 粉、增稠剂等按配方混合而成，主要利用膨化粉、谷朊粉和增稠剂的黏连性水 溶液成型。第六至第七制品，它们是以单一杂粮粉为原料制成的，其特点是利 用淀粉糊化和老化的原理。依据传统工艺制取各式米粉、糕团。
在国外，杂粮食品已成为谷物早餐和营养保健食品的代名词，发达国家对 杂粮食品的消费量呈上升趋势[20]。日本、加拿大、美国等在杂粮加工和商品化 方面处于领先地位。在加拿大，燕麦食品中已有170余种上市，初级产品包括面 粉、麸皮与抽提物。对初级产品进行改良并应用新型纯化技术进行处理，可以
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得到燕麦蛋白、燕麦油、燕麦淀粉和燕麦膳食纤维等二、三级产品。在美国， 不但有传统的燕麦纤维、燕麦片、燕麦麸皮产品，而且Nutrim、Oatrim与Ztrim 等新兴商品化配料也得到了广泛应用。这些国家通过将食用豆类蛋白进行改性 并将产品广泛应用于谷类面粉、通心粉、软饮料、婴儿食品、布丁等面条类、 烘焙类及其他高碳水化合物食品中以强化蛋白质或改善功能产品品质。在欧洲， 荞麦功能性食品引起了极大的兴趣，有将富含蛋白质、膳食纤维、维生素Bi、 维生素B2、维生素B6与微量元素的荞麦麸皮强化到传统食品中。在日本，一些 学者对荞麦蛋白转化为荞麦生物活性肽进行研宄，从荞麦蛋白水解产物中分离 出具有降血压的肽段，具有显著的生物学活性[21]。
1.1.2.2我国杂粮类食品加工现状及发展趋势[22-23]
我国的杂粮品种齐全，产量较高，山东、山西等地是盛产杂粮的省市。国 内已有多家杂粮深加工企业正凭借着这种资源优势不断地在为中国杂粮食品行 业的发展而努力。
在国内，燕麦产品主要有燕麦全粉、燕麦精粉、燕麦米、燕麦饮料、燕麦 方便面、燕麦片、燕麦葡聚糖、燕麦淀粉、燕麦蛋白质、高纤维麸皮和燕麦油 等，除燕麦片外，其余的燕麦产品均没有形成规模。近年，国内学者有对荞属 植物活性肽有所研宄，发现荞麦蛋白复合物对生物体有一定的抗衰老作用，荞 麦麸皮的蛋白水解物具有降血压作用。食用豆类的加工主要是以初级加工为主， 包括传统的蒸煮食品、发酵制品、休闲油炸食品、豆馅、粉丝、豆芽、分离蛋 白与淀粉等。在技术研宄中，以粗粉碎分级利用、乙醇浸提、高温熟化、真空 包装等传统技术为主。超微粉碎技术、挤压膨化技术、微波提取技术红外线灭 酶技术、和超临界流体萃取技术等高新技术已逐渐得到应用。
在过去，我国对粮食加工的研宄主要集中在大宗粮食的利用上，而对杂粮 的基础特性与深度开发利用缺乏系统深入的研宄。普遍存在的问题有：加工企业 规模小、创新能力弱；初级加工多，深加工少；原料质量不稳定，缺乏系统衔接；科 技投入少；缺乏对系统的杂粮原料及加工制品的品质评价指标体系与方法。
同时，由于杂粮本身的一些固有特性，如麦类杂粮的面筋含量极低，影响 了其在方便面条、烘焙食品等方便食品的品质；杂粮食品口感差，影响产品的 适口性；杂粮含有很多抗营养因子，大部分杂粮消化性差等原因大大限制了杂 粮的食用与消费。单纯食用初级加工的杂粮食品，会影响人体机能对蛋白质、 无机盐以及某些微量元素的吸收，甚至还会影响到人体的生殖能力。例如过量 食用杂粮，过多的纤维素可导致肠道阻塞、脱水等急性症状，长期单纯食用杂 粮，会使人体缺乏许多基本的营养元素，导致营养不良等。随着人们对杂粮保 健功能的深入认识与对健康的关注，国际国内市场对“多样化、营养、健康、 安全、方便”的杂粮食品需求日益增强，对杂粮食品的研宄与深度开发自然也 就引起了学者的极大兴趣。因此，深入开展谷物杂粮的营养性、功能性、食品
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物性以及深加工性等的研宄是当务之急，充分了解这些特性，对研发相关的方 便食品至关重要，有利于实现满足食品的营养性和功能性要求。
我国人口众多，向一个潜在需求如此巨大的市场提供适合于多种消费倾向 的杂粮小食品[24]，应成为我国食品工业最重要与迫切的任务。我国五谷杂粮类 食品工业今后发展动向主要表现在以下几个方面：营养、保健型杂粮食品；相 关杂粮食品彳丁业，如食品机械、基础原料、调味品、食品添加剂、包装机械、 包装材料等。
因此，针对当前杂粮食品普遍存在的适口性差、面筋含量极低、消化性差、 加工繁琐和功能性组分含量低等状况，采用现代高新技术手段，将多种杂粮与 小麦进行复配组合加入面包中，以期最大程度上保留杂粮的营养成分，并通过 面包的加工方式改善杂粮的口感，同时，保留其特有的风味，使杂粮最大程度 地发挥资源优势，研制新一代营养健康性杂粮食品，实现杂粮的高质化利用， 具有重要意义。
1.1.3杂粮面包发展现状
面包，是一种发酵的烘焙食品，以小麦粉为主要原料，以酵母、盐和水为 基本原料，添加适量糖、油脂、乳品、鸡蛋及添加剂等辅料，经搅拌、发酵、 整型、成型、醒发、焙烤、冷却等过程加工制成体积膨大、组织松软、富有弹 性的食品[25]。面包中常见的杂粮有燕麦、黑麦、玉米、黄豆、赤豆、亚麻籽、 马铃薯等。面包营养价值较高，经酵母发酵烘烤，风味醇香，组织膨胀，造型 美观，易于消化，食用方便，易于携带，易于机械化和大规模生产，耐储存等 多种特点[26]。随时代发展，科技进步，现如今当人们不再为温饱发愁，饮食除 了饱腹之外，更重要的是要追求健康、营养，而低纤维高能量饮食会带来肥胖、 糠尿病等文明疾病的高发，为此，过去那种低纤维高热量的食品不再受到青睐， 而高纤维低热量的面包反而备受关注，成为当今的营养食品[27-30]。
在杂粮面包的研宄上，刘云宏等[31]对浓缩杂粮面包预拌粉的配方及添加剂 的用量进行了研宄，得出浓缩杂粮面包预拌粉的配料（以500g为基准）为谷朊 粉15%，燕麦粉10%，芝麻8%，亚麻籽10%，葵花籽15%，小米7%，玉米粒 8%，麦芽粉15%，蔗糖8.6%，奶粉2%。何宏等[32]用汉生胶与高粱制成无面粉 原料的高粱面包，与普通面粉制作的面包相比，有完全不同的特殊风味。
邱向梅等[33]将燕麦粉和小麦粉以不同的比例混合制成面包，当添加10%的 燕麦粉，并采用直接发酵法，制作出的面包工艺性能最佳。郭玲玲等[34]人采用 一次发酵法生产薯泥杂粮面包，通过正交试验确定了制作薯泥杂粮面包的最佳 配方：红薯泥8%，马铃薯泥6%，改良剂0.5%，酵母1.5%。徐海菊[35]，李昌 文等[36]，对红薯面包的添加量及制作工艺进行研宄，红薯粉的添加量在15%〜 18%，发酵时间60〜210min。田芳[37]用番茄汁完全代替水，添加20%的红薯泥， 采用二次发酵法制得番茄红薯面包。任洪涛等[38]将不同配比的杂粮粉加入到面
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粉中，随着杂粮粉比例的增加，湿面筋含量、干面筋含量、沉降值、降落值都 有降低的趋势，添加20%左右的杂粮粉，可使饼干的色泽和香味得到改善，综 合得分有所增加。高秀兰[39]将膨化粗杂粮粉添加于焙烤食品中，一方面提高了 膨化焙烤食品的营养价值，另一方面也促进了粗杂粮的产业应用发展。王蕊[40] 研宄了板栗营养面包生产工艺，采用二次发酵工艺制作的板栗面包，营养价值 高、皮薄、体积大、内部结构细密、弹性好、香味浓、口感好、商家保鲜时间 长。黄宝玺[41]等对高膳食纤维面包工艺进行了研宄，最终确定生产高膳食纤维 面包的最佳发酵方法为二次发酵法，且添加5%的玉米纤维及1%的面包改良剂 为最佳方案。马涛等[42]添加20%的膨化糙米粉，采用二次发酵法制作糙米面包。 王树林等[43]通过正交试验筛选了裸燕麦面包的最佳工艺：醒发温度33°C，醒发 时间2.0h，烘焙温度180°C，烘烤时间20min。计红芳等[44]研宄了小米粉面包 的生产配方及工艺，得出最佳生产工艺为：发酵温度35C，发酵时间80min， 烘烤温度200C，烘烤时间20min。
尽管现有的粗粮面包品种繁多，但却面临着品种单一、长期食用营养不均 衡的尴尬境地。因此，为了应对市场的变化，满足广大消费者的消费需求，并 发挥我国特产丰富的优势，开发出可以长期食用而又营养均衡的杂粮面包，其 市场发展潜力巨大[45-47]。
在制作杂粮面包的过程中，影响面包质量的主要因素是面团的流变学特性 [48-50]。面团流变学试验是评价小麦粉物理品质的主要方法，是面团耐揉性和粘 弹性的综合表现，其中，面团稳定性和评价值是最重要指标[51]。它既受面粉蛋 白质含量、面筋含量等组成成分的影响，又决定着面包、馒头、面条加工等最 终产品的加工品质，可以给小麦粉的分类和用途提供一个实际的、科学的依据。 面团是在面粉中加一定量的水经揉和而制成的，它是小麦从小麦粉加工成食品 的重要中间阶段，面团质量的好坏直接关系到面制食品的质量。面粉和面团本 身存在着较大的差异，在面团形成过程中，加水量、揉和时间与方式对面团的 质量影响均很大，虽然面筋含量与质量是决定面食的主要因素，但面团性质与 面制食品品质的关系比面筋更直接。面团形成前后所表现的耐揉性、粘弹性、 延伸性等称为流变学特性。因此，对研宄杂粮流变学性质的研宄是制作杂粮类 食品的前提和依据。
1.1.4杂粮粉流变学性质研宄概况
流变学是研宄物质的流动和变形的科学，主要研宄作用于物体上的应力和 由此产生的应变规律，是力、变形和时间的函数。流变特性与质构有很强的关 联性，人们的咀嚼过程是使食物不断变形和细化的过程，是一个流变学问题， 而口腔对食物的接触感受是食品质构问题，黏稠、滑软、强韧、嫩、脆等特性 都与流变和质构相关[52-53]。在食品制作过程中利用调节中间产品的流变特性方 法可达到调节食品组织结构的目的。如，在制面条或制面包工艺中采用测定面
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团黏弹性的方法，可简单地了解面团面筋的网络形成程度。可用于食品产品货 架期的预测。主要粉质参数的定义及意义如下：
吸水率是面包粉一项十分重要的经济技术参数，它直接影响到面包的出品 率，关系到面包生产厂家的经济效益。美国的有关部门要求面包粉的吸水率达 到62%以上，小于57%则拒收。目前，影响吸水率的面粉改良剂除了活性谷朊 粉外还有葡萄糖氧化酶，脂肪酶等少数几个品种，其添加成本都比较高；在面 粉其他的各项流变参数都还不错的情况下，如果只有吸水率较低，那么可以不 进行改良；如其它参数相应较差，则可在改良效果与经济效益之间进行综合考 虑，考虑是否添加改良剂，并确定其添加含量。一般来说，只要没有特殊要求， 对吸水率这一指标可适当放宽，不必苛求。
形成时间越长，表示面粉的筋力越强，面包的烘培品质也越好。美国面包 粉的形成时间要求5〜8min。但根据一些试验表明，如果面包粉的形成时间短 而稳定时间长，也是可以得到很好的烘培效果。因此，当由于原料的原因而使 形成时间较短时，可适当放宽对形成时间的要求，相应加强对其它技术指标及 烘培品质的监控。
稳定时间是面包专用粉最重要的技术参数之一，是指粉质曲线达到标准稠 度500FU到离开500FU的时间。代表了面团的耐搅拌性及面筋筋力的强弱。稳定 时间越长，面团的韧性越好，耐衰落性就越好，面筋强度越大，即使长时间搅 拌，也不会产生弱化现象，加工处理性能就越好。一般情况下特等粉的稳定性 好。在制作面包的操作过程中耐搅拌、耐醒发、面团的持气能力越强，面包的 烘培效果就越好[54]。好的面包专用粉稳定时间在12min以上。由于小麦本身品 种质量的限制，国内标准要求大于7min。稳定时间太短，不利于生产速冻面包、 大方包等要求筋力较高的面包品种，稳定时间过高，面团难以达到最佳的水合 状态，醒发速度缓慢，从而影响面包厂的劳动生产率，严重的还会影响面包的 体积与质量。
弱化度是指粉质曲线达到峰值后12min，谱带中心线自500FU标线下降的距 离。弱化度越大，表示面粉在形成面筋后继续搅拌的过程中筋力下降得越快， 面团越易流变和塌陷变形[55]，即面粉的耐搅拌性、耐醒发能力较差，不易于加 工。面包专用粉较理想的弱化度应小于50FU，其中冷冻面包或主食面包的要求 严些，花色面包的要求则可相应放宽。
评价值是粉质图中的一个综合参数，此值较高，面粉的筋力越强。国外面 包粉的评价值要求在65以上，好的面包粉则要求达到80以上。
粉质质量指数是指从和面开始到曲线达到最大稠度后以图形中线为基准再 下降30FU处的距离，其值是用到达该点所用的时间(min)乘以10来表示。
在粉质图的所有参数中，形成时间对评价值的影响最大，稳定时间的影响 也不小，第三是弱化度。
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目前，国内外非常重视面团流变学特性的研宄。主要集中于粉质拉伸特性、 揉混特性和吹泡仪特性等的研宄上。粉质仪和拉伸仪是通过测试小麦粉在一定 的负载曲线中应力与时间的关系以及面团的抗拉阻力与应变的关系，是一种方 便测试小麦粉面团流变学特性的专用仪器设备。应用于面粉加工业、食品加工 业和相关研宄机构对小麦粉的品质进行检测。随着科学技术的不断发展，计算 机在粮食检测行业的普及应用，现大都采用先进的电子式粉质仪和拉伸仪[56]。
流变学指标在一定程度上直接决定了面制食品的品质，与面条、饼干、面 包等烘焙食品的质量之间有很强的关联性。张艳等[57]利用Mixolab分析仪、粉 质仪、拉伸仪测定了不同种小麦的有关参数和面包品质，分析Mixolab分析仪、 粉质仪、拉伸仪相关参数的关系及预测面包品质的可靠性，结果表明可以用 Mixolab的形成时间、稳定时间等来预测粉质仪和拉伸仪的品质参数，预测面包 质地和弹性，了解蛋白质特性和面包烘烤品质的关系，明确了淀粉品质对面包 品质的显著影响。楚炎沛等[58]针对面包产品的外观、口感、风味、质地等品质 特性，用感官评定指标及仪器测定指标，提出了综合、科学的评价方法。刘艳 玲[59]等研宄了面团流变学特性与面包加工品质的关系，通过面团的流变学特性 对面包评分的通径分析研宄，指出影响面包评分的面团流变学主要因素是稳定 时间、最大拉伸阻力、其次是和面时间和粉质质量指数等。通过面团流变学特 性的测定可以用来了解面粉与小麦的品质，对于指导面粉品质的改良、保证面 粉质量稳定、制定各种专用粉标准等，都有十分重要的意义[60]。
粉质曲线和拉伸曲线中的技术参数与面包的烘培品质之间有着非常显著的 相关性，它们对面包质量的影响既相互制约，又相辅相成。粉质曲线可对面包 粉的品质定性，它表示面包粉的筋力强弱和面包制作过程中耐搅拌、耐醒发的 程度及持气能力的大小；而拉伸曲线的延伸性和抗延伸性阻力的大小及它们之 间的比值则与面包体积的关系更直接、更密切，对面包的形状、表皮的质量及 内部结构的影响不容忽视。因此，在常规化验的基础上，用粉质仪、拉伸仪对 原粮进行全面的流变学特性监测，用烘培试验来验证检测结果，可确保面包粉 的质量和稳定性，为面包粉的生产奠定基础。
Shinoj等[61]，Fustier等[62]，林金剑等[9]人用布拉德粉质仪和拉伸仪研宄分 析了荞麦粉、燕麦粉、玉米粉对面团流变学性质的影响。结果表明：随着杂粮 添加量的增加，各种混粉面团的稳定时间、评价值、抗拉阻力和延伸度都有所 减小，弱化度增大；荞麦和玉米粉混粉面团的吸水率和形成时间均减小，但燕 麦粉混粉面团的吸水率是先减小后增大的，但是随着杂粮粉的添加，其混粉面 团的弱化度都是逐渐增大的。为了调整液态食品的流动性，或形态与口感，往 往要对分散介质添加稳定剂。稳定剂的添加，对分散介质的流变性质影响很大。 因此，也影响液体整体的黏度。食品中常用的稳定剂除明胶、琼脂、海藻酸盐 类、直链淀粉、支链淀粉、CMC (羧甲基纤维素）外，用得较多的还是胶类[63]。
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1.1.5添加剂在改善面粉品质中的应用
我国小麦的筋力较差，较难适应制作高质量面食的多种要求，为了解决我 国传统加工中的面食缺乏良好口感，粘弹性差，溶出率高，储存性差，光泽度 差，以及面粉面筋含量很难满足烘焙食品的需要等缺点，需要在面食中添加必 要的品质改良剂，对于面制食品的流变学特性有一定的改善作用[64]。目前用于 面团品质改良的有氧化剂、还原剂、乳化剂、增稠剂，以及酶制剂等[65]。 1.1.5.1氧化剂对面粉及面制品改良作用
氧化剂的作用机理：（1)通过将面筋蛋白质分子中的硫氢键(-SH)氧化成二硫 键(-S-S-)[66]，使蛋白质分子结合成大分子海绵状网络结构骨架，从而改善面粉 的加工品质。（2)通过抑制蛋白酶活性，-SH是蛋白酶的激活剂，蛋白酶会强烈 分解面粉中的蛋白质，使面团筋力下降。氧化剂将-SH氧化，丧失激活蛋白酶 的能力，从而保护面团的筋力和工艺性能[67]。
常用的氧化剂有L-抗坏血酸(Vc)、Ca〇2、KBr〇3、偶氮甲酰胺等。由于KBr〇3 有致癌作用，已经被世界大多数国家限制或禁止使用。我国规定最大使用量不 得超过30mg/kg。Vc在混和的面团中，被包含在面团中的氧所氧化，生成脱氢 抗坏血酸，接着与硫氢基反应生成二硫键，发挥其氧化剂的功能。抗坏血酸用 于快速发酵法效果甚为显著。抗坏血酸和溴酸钾虽同是氧化剂，但亦有不同之 处。抗坏血酸属速效性，而KBrO3是迟效性[68]。CaO2作为面粉处理剂，其残 留物为钙，能作为钙元素强化剂留在面粉中。CaO2对面包感官评分影响比Vc、 偶氮甲酰胺影响大[69]。
1.1.5.2 乳化剂对面粉及面制品改良作用
乳化剂主要与面粉中的淀粉、蛋白质和脂质相互作用，是指使互不相溶的 两相相互混溶，形成均匀分散体或乳化体的物质。面粉中的淀粉分为直链淀粉 和支链淀粉，乳化剂能与直链淀粉发生作用，形成a-螺旋结构，通过氢键连接 到支链淀粉的亲水层上，形成支链淀粉-乳化剂复合物，可以减少淀粉的吸水性 和膨胀性，提高糊化温度，调整淀粉的糊化粘度，减少直链淀粉的老化。乳化 剂中有极性亲水基和非极性亲油基，其亲水基能与面粉中的麦胶蛋白结合，而 亲油基则与面粉中的麦谷蛋白结合，通过这个两性基团形成一个大分子结构的 面筋蛋白质网络骨架，从而增强面筋网络，改进面团的耐混捏性。而阳离子或 非离子乳化剂的这种作用较小，虽然非离子型乳化剂不易与面团中蛋白质电荷 发生作用而形成结合力，但它能够通过氧乙烯基团与蛋白质形成氢键，从而改 善面团质量，强化面筋强度[70-71]。乳化剂可以乳化非极性脂质，从而抵消非极 性脂质对小麦粉的副作用，提高烘烤效果。
广泛用于面粉制品中的乳化剂主要有：硬脂酰乳酸钠（SSL)、硬脂酰乳酸 钙（CSL)、单硬脂酸甘油酯(GMS)、双乙酰酒石酸单甘酯(DATEM)、卵磷脂、 蔗糖酯。各种乳化剂在面包生产中均起到不同的作用，但由于它们各自的特性
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不同，往往对面包的品质只起到一定的作用，如果将其复配则可获得相得益彰 的效果。在面包制作中添加乳化剂可以使面团面筋网络细致有弹性，提高面包 韧性、弹性、延伸性、延长保鲜期和防止面包老化。
黄德民等[72]研宄了乳化剂与小麦面粉蛋白质的相互作用，作用历程包括和 面阶段、醒发阶段和烘烤阶段；滕月斐等[73]研宄了乳化剂对新鲜及冷冻面团面 包品质的研宄，结果表明：SSL可显著改善冷冻面团面包感官品质；张兴振等
[74]探宄了添加剂对面包配粉品质改良的效果，试验结果表明：SSL的添加量为 1.0%时，面团的形成时间、稳定时间延长，面筋质量得到改善，烤制的面包体 积增大明显，面包质构提高，口感更好；添加谷朊粉可以使面筋含量增加，增 强面团的粘性，提高耐混和性和吸水率，改良面团弹性。
1.1.5.3增稠剂对面粉及面制品改良作用
增稠剂是通过主链间的氢键等非共价键作用力形成具有一定粘弹性的连续 三维凝胶网络结构，这种网络结构起着类似面筋网络结构的功能，与蛋白质相 互结合形成大分子基团，淀粉嵌于网络中间，形成坚实的整体构结，增强了面 粉中蛋白质的黏结力，从而改良面团的流变特性[75]。
根据增稠剂的来源可分为以下几类：（1)从海藻中提取的海藻胶；（2)由 植物种子、植物溶出液制取的植物胶；（3)从动物的皮、骨、筋、乳等动物性 原料制取的动物胶，其主要成分是蛋白质；（4)由微生物代谢生成的，如真菌 或细菌转化淀粉类物质产生的黄原胶，这是将淀粉全部分解成单糖，紧接着这 些单糖又发生缩聚反应再缩合成新的分子；（5)以纤维素、淀粉等天然物质为 原料在酸、碱、盐的作用下经过水解、缩合、化学修饰等工艺制得制成的糖类 衍生物[76]。面粉中常用的增稠剂有：海藻酸钠、卡拉胶、瓜尔豆胶、黄原胶、 变性淀粉等。
丁士勇[77]，孙辉[78]，钟昔阳等[79-81]研宄了变性淀粉及谷朊粉对面团特性的 影响，指出了添加3%的谷朊粉时，面团形成时间及稳定时间均有较大增加。卢 健鸣等[82]对杂粮保鲜湿面的配料进行优化，选用谷朊粉、沙蒿籽胶和瓜尔豆胶 复配使用。邵颖等[83-85]在板栗面包中应用复配型面包品质改良剂，通过正交优 化得出，按面包粉重添加1.5%黄原胶、0.01%a-淀粉酶、0.3%单甘脂时，面包 具有良好的焙烤品质，且延缓了面包老化，延长了板栗面包的货架期。郑捷等 [86]，研宄了食品添加剂对蔬菜杂粮方便面品质影响的研宄，结果表明：随着瓜 尔豆胶、黄原胶的添加，方便面的断条率减少，吸水率增大。
1.2本试验研宄的意义
本次设计所选用的杂粮主要有燕麦、荞麦、玉米、糯米和红薯淀粉。将这 五种杂粮粉与面包粉混合制成的杂粮面包具有很高的营养价值。目前，将荞麦 粉，燕麦粉，玉米粉，糯米粉和红薯淀粉等分别添加到小麦粉中，研宄它们对 面团流变学特性影响及复合添加剂对杂粮面包粉流变学特性影响的报告很少
9
见。大多集中在杂粮于面包、馒头的工艺应用上及复合添加剂对小麦粉流变学 特性的影响方面。在杂粮面包工艺上基本都是添加单一杂粮制作面包，多数侧 重于面包配方研宄，而对杂粮面包工艺的系统研宄文献报道不多。本文针对当 前杂粮食品普遍存在的适口性差、加工繁琐和功能性组分含量低等状况，以多 种复配杂粮粉为原料制作面包，研制新一代营养功能性杂粮食品，并优化其制 备工艺，研宄结果可为高营养杂粮面包的开发提供参考。
复合添加剂可以有效改善面包粉的流变学特性，从而制作出更好的杂粮面 包。本课题旨在研宄这五种粉分别添加到小麦粉中，对其面团流变特性影响的 变化规律，及复合添加剂对杂粮面包粉流变学特性的影响，为人们更好利用这 五种粉及做出更好更有营养的杂粮面包起到参考作用。
1.3主要研究内容
1.3.1杂粮营养面包的配方设计研宄
从营养学角度，多种杂粮相结合可营养互补，并查阅文献确定出玉米、糯 米、荞麦、燕麦及红薯淀粉为复配杂粮面包粉的主要原料，应用线性规划法并 结合杂粮面包的制作，进行杂粮面包配方的科学设计，确定出面包的基本配方， 同时，对市售的杂粮粉、面包粉及谷朊粉中的基本组分如蛋白质、水分、灰分、 膳食纤维、脂肪等的含量进行检测。结合膳食营养表，以普通人群为食用对象， 确定杂粮面包粉的添加比例。
1.3.2杂粮面包粉流变学性质研宄
探索杂粮粉自身流变学性质的变化规律，以面团的吸水率、面团形成时间、 面团稳定时间、弱化度、评价值为评价指标，对单一杂粮粉及复配型杂粮粉进 行粉质试验。选择谷朊粉、硬脂酰乳酸钠、黄原胶、瓜尔豆胶作为面包粉添加 剂，做粉质试验，研宄单一添加剂及复配添加剂对杂粮面包粉流变学性质的影 响，并用响应面试验进行原料配方的优化。
1.3.3杂粮面包工艺优化研宄
考察不同种酵母、不同的发酵方法及烘烤方式对面包品质的影响，确定出 适合杂粮面包制作的酵母种类、发酵方法及烘烤方法。以酵母、糖、盐的添加 量为考察因素，分析其对面包品质的影响，并对面包辅料进行正交优化。选择 加工工艺参数中的和面时间、发酵时间及烘烤时间为考察因素，研宄其对杂粮 面包品质的影响，以面包的硬度、弹性为综合指标，用正交试验优化工艺参数， 找出适合杂粮面包制作的最佳工艺。
1.3.4杂粮面包贮藏性研宄
对上述杂粮面包进行产品品质的检测，与市场同类产品相比较，做出感官 评价、理化评价及质构综合分析比较。用扫描电镜研宄本产品与市场同类产品 在常温下的感官、理化及质构变化进行产品的稳定性对比。
10
第二章杂粮面包粉的流变学性质研宄及配方设计
面团流变学试验是面团耐揉性和粘弹性的综合表现，其中，面团稳定性和 评价值是最重要的指标[50-51]。利用面团的流变学特性，可以用来了解面粉品质， 对于指导面粉品质的改良、稳定面粉质量、制定各种专用粉的标准等，都有十 分重要的意义[60]。Shinoj等[61_62]用布拉班德粉质仪研宄了荞麦粉、玉米粉及燕 麦粉的面团流变学性质。结果表明：随着杂粮混合粉添加量的增加，面团的稳 定时间、评价值都有所减小，弱化度增大。张艳等[57]人利用Mixolab分析仪、 粉质仪、拉伸仪测定了不同种小麦的有关参数和面包品质，表明可以用Mixolab 的形成时间、稳定时间来预测粉质仪的品质参数。刘艳玲等[59]人研宄面团的流 变学特性与面包加工品质的关系，通过面团流变学特性对面包评分的通径分析 研宄，指出影响面包评分的面团流变学主要因素是稳定时间、最大拉伸阻力、 其次是和面时间和粉质质量指数等。
本文拟选择燕麦粉、荞麦粉、玉米粉、糯米粉为主要的杂粮粉，考察杂粮 粉本身的流变学性质及复配型杂粮面包粉的混合流变学性质变化规律。同时， 本文选择了小麦活性面筋（谷朊粉），乳化剂，硬脂酰乳酸钠（SSL)及增稠剂， 黄原胶和瓜尔豆胶为杂粮面包粉的品质改良剂，优化出适合杂粮面包的最佳改 良剂配方。
2.1材料与方法
2.1.1试验材料
燕麦粉、玉米粉、糯米粉、荞麦粉，来自安徽燕之坊食品有限公司；杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,面包 专用粉购自潍坊风筝面粉有限责任公司；谷朊粉来自安徽瑞福祥股份有限公司。
红薯淀粉购于南京攀源食品有限公司；瓜尔豆胶购于北京矿治研宄院；硬 脂酰乳酸钠、海藻酸钠、黄原胶购自河南正通化工有限公司，均为食品级改良
剂。
2.1.2试验主要试剂及仪器设备
2.1.2.1 主要试剂
试剂名称级别厂家
乙醚AR天津市博迪化工有限公司
硝酸GR国药集团化学试剂有限公司
高氯酸GR国药集团化学试剂有限公司
氧化镧AR国药集团化学试剂有限公司
硫酸AR宜兴市辉煌化学试剂厂
硼酸AR广东汕头市西陇化工厂
硫酸铜AR天津市博迪化工有限公司
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硫酸钾AR天津市博迪化工有限公司
甲基红指示剂AR中国医药上海化学试剂公司
溴甲酚绿指示剂AR中国医药上海化学试剂公司
碳酸钙AR国药集团化学试剂有限公司
氢氧化钠AR广东.汕头市西陇化工厂
盐酸AR国药集团化学试剂有限公司
乙醇AR上海中试化工总公司
乙酸AR天津市博迪化工有限公司
2.1.2.2 主要仪器设备
仪器设备生产单位
全自动凯氏定氮仪VELP Scientifica srl
脂肪测定仪VELP Scientifica srl
SX2-4-10高温箱型电炉上海博讯实业有限公司
AL104电子天平梅特勒-托利多仪器有限公司
HH-2数显恒温水浴锅国华电器有限公司
DHG-9240A恒温干燥箱上海-恒科学仪器有限公司
JFZD电子式粉质仪北京东方孚德技术发展中心
JMLD150面团拉伸仪北京东方孚德技术发展中心
GM2200型面筋测定仪杭州大成光电仪器有限公司
FN型降落值测定仪杭州大成光电仪器有限公司
2.1.3 试验方法
2.1.3.1杂粮面包粉的配方设计依据
参考中国食物成分表，利用Excel的线性规划求解[87]，对目标单元格价格
进行求解，得到最优化的各种杂粮粉配比。
2.1.3.2不同杂粮粉与面包专用粉的混合流变学试验
将燕麦粉、荞麦粉、糯米粉、玉米粉分别按5%、10%、15%、20%、25%、 30%、35%、40%的比例与面包粉混合，红薯淀粉按2%、4%、6%、8%、10%、
12 %的比例与面包粉混合，分别测定其面团粉质特性。
2.1.3.3复配杂粮粉的混合流变学试验
根据线性规划法及上述杂粮粉流变学试验，初步选取一定的杂粮添加比例， 作为杂粮面包粉的基础配方，并进行复配杂粮的流变学试验，测定复配杂粮粉 的粉质特性。
面团粉质特性测定：参照GB/T14614-2006,将杂粮粉按设计比例直接加入 面粉中并混合均匀，做三次平行试验取平均值。以面团的吸水率、稳定时间、 形成时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。以综合评分为主要考察指标，综合 评分[88]=吸水率*0.1+形成时间*0.2+稳定时间*0.3-软化度*0.2+粉质指数*0.2。
2.1.3.4添加剂对纯面包粉的单因素试验
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(1)硬脂酰乳酸钠对纯面包粉的单因素试验将硬脂酰乳酸钠(SSL)按 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%的比例添加到纯面包粉中，做粉质仪试 验，以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(2)谷朊粉对纯面包粉的单因素试验将谷朊粉按2%、4%、6%、8%、 10%、12%、14%、16%、18%、20%的比例添加到纯面包粉中，做粉质仪试验， 以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(3)瓜尔豆胶对纯面包粉的单因素试验将瓜尔豆胶按0.2%、0.4%、0.6%、 0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的比例添加到纯面包粉中，做 粉质仪试验，以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲 线指标。
(4)黄原胶对纯面包粉的单因素试验将黄原胶按0.1%、0.3%、0.5%、 0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%、1.7%的比例添加到纯面包粉中，做粉质仪试 验，以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(5)海藻酸钠对纯面包粉的单因素试验将海藻酸钠按0.2%、0.4%、0.6%、 0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的比例添加到纯面包粉中，做 粉质仪试验，以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲 线指标。
2.1.3.5添加剂对杂粮面包粉的单因素试验
(1)硬脂酰乳酸钠对杂粮面包粉的单因素试验将硬脂酰乳酸钠(SSL)按 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到杂粮面包粉中，做粉质仪 试验，以以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指
标。
(2)谷朊粉对杂粮面包粉的单因素试验谷朊粉按2%、3%、4%、5%、 6%、7%、8%的比例添加到杂粮面包粉中，做粉质仪试验，以面团的吸水率、 形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(3)瓜尔豆胶对杂粮面包粉的单因素试验瓜尔豆胶按0.1%、0.2%、0.3%、
0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到杂粮面包粉中，做粉质仪试验，以面团的吸水 率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(4)黄原胶对杂粮面包粉的单因素试验黄原胶按0.1%、0.3%、0.5%、 0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%、1.7%的比例添加到杂粮面包粉中，做粉质仪 试验，以面团的吸水率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
(5)海藻酸钠对杂粮面包粉的单因素试验海藻酸钠按0.1%、0.2%、0.3%、 0.4%、0.5%、0.6%的比例添加到杂粮面包粉中，做粉质仪试验，以面团的吸水
率、形成时间、稳定时间及粉质质量指数为粉质曲线指标。
2.1.3.6 响应面优化试验
在前面试验基础上，分析数据并选取因素及水平做响应面优化分析，按照 响应面得出的组合进行添加剂的复配试验，最后得出最佳组合，并做出复合添
13
加剂对杂粮面包粉粉质特性影响的响应面图。
2.1.3.7 验证试验
按响应面分析得出的最佳复合添加剂组合加入到杂粮面包粉中，测其粉质 参数，与纯杂粮面包粉的粉质参数进行对比。
2.1.4分析方法
2.1.4.1水分的测定按GB/T 5009.3-2010中直接干燥法进行原料水分含量的
测定。
2.1.4.2蛋白质的测定按GB/T 5009.5-2010中凯氏定氮法进行蛋白质含量的
测定。
2.1.4.3脂肪的测定按GB/T 5009.6-2003中索氏抽提法进行脂肪含量的测
定。
2.1.4.4灰分的测定按GB/T 5009.4-2010测定。
2.1.5数据处理与分析
所有试验进行2〜3次重复，试验结果以平均值表示。使用Excel对试验数 据进行处理。
2.2结果与分析
2.2.1杂粮面包粉的线性规划法设计
参考中国食物成分表[89]，测定各种杂粮粉的基本成分如表2-1。
表2-1杂粮粉基本组分的含量
Tab. 2-1 The content of the essential components of the grains powder
项目玉米粉荞麦粉燕麦粉糯米粉谷朊粉面包粉
水分/°%13.4412.6611.2912.406.311 3.50
蛋白/°%8.709.3015.007.6079.6312.30
灰分/°%1.341.681.470.200.50
粗脂肪/°%3.802.709.800.701 .50
湿面筋/°%---------------33.10
参考中国食物成分表，利用Excel的线性规划求解，对目标单元格价格进 行求解，得到最优化的各种杂粮粉配比，如表2-2所示。
14
表2-2面包配方规划表 Tab. 2-2 Bread recipe planning table
原料配方(kg)能量(kcal)蛋白质(g)脂肪(g)膳食纤维(g)碳水化合物(g)成本/元
玉米0.05167.54.351.93.2033.300.36
荞麦0.051624.651.153.2533.250.79
燕麦0.15550.522.510.057.9592.401.44
糯米0.051743.650.50.4038.750.59
红薯0.04134.41.080.080.0432.320.20
小麦0.66231073.929.913.86471.901.98
合计13498.4110.1523.5828.7701.925.36
表2-3面包粉与杂粮小麦粉配方对比 Tab. 2-3 Comparison of bread flour and grains of wheat flour recipe
项目能量(kcal)蛋白(g)脂肪(g)膳食纤维(g)碳水化合物(g)
面包312083515581
杂粮35001102429702
从表2-3可以看出，利用线性规划求得的杂粮面包粉组成，成分数据相比， 其热量、蛋白及膳食纤维比一般的面包均高，且脂肪含量低。故确定出杂粮面 包粉的基础配方为：燕麦粉15%、荞麦粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、红薯 淀粉4%。
对上述复配杂粮面包粉进行粉质仪试验，其粉质特性试验图见图2-2。潍 坊风筝面粉有限责任公司生产的面包粉为原料面包粉，其粉质特性试验图见图 2-1。
15
图2-2杂粮面包粉的粉质曲线图 Fig. 2-2 The farinagrams graph of grain bread flour
由图2-1可得出该面包粉相应的各粉质参数为：形成时间6.8min，杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,稳定时 间6.5min，粉质指数85，适宜做面包。由图2-2，线性规划出的杂粮配方粉其 粉质参数为：吸水率58.4°%，形成时间3.9min，稳定时间4.7min，粉质指数56。 显然还达不到做面包的要求，需要加添加剂进行改良。
2.2.2不同杂粮粉与面包专用粉的混合流变学试验 2.2.2.1燕麦粉与面包粉混合粉的粉质特性
将燕麦粉与面包粉按一定比例混合均匀后用粉质仪测出粉质相关参数，结 果如图2-3。
图2-3燕麦粉与面包粉混合粉的粉质特性 Fig. 2-3 Silty characteristics of oat flour and bread flour mixed powder
如图2-3，随着燕麦粉添加量的增大，面团吸水率先减少后增大，变化幅
度较小，因为随着燕麦粉的添加，混合粉的面筋含量越来越少，导致吸水量降
低，但是由于燕麦蛋白含有的a-葡聚糖吸水能力强，最终导致在燕麦粉添加量
超过10%时，吸水量又微弱的增大。形成时间和稳定时间随着燕麦粉添加量的
16
增大，均是先减小后有上升趋势。在燕麦粉添加量0〜15%时，粉质指数迅速 降低；添加量进一步增加，其值略微上升但变化不大。燕麦粉产生的这种特殊 的流变学现象与其所含的高蛋白质及a-葡聚糖有很大的关系[21]。
2.2.2.2荞麦粉与面包粉混合粉的粉质特性
00
将荞麦粉与面包粉按一定比例混合均匀后用粉质仪测出粉质相关参数，结 果如图2-4。
图2-4荞麦粉与面包粉混合粉的粉质特性 Fig. 2-4 Silty characteristics of buckwheat flour and bread flour mixed powder
如图2-4，随着荞麦粉添加量的增大，面团的吸水量呈微弱的下降趋势， 幅度变化不大。因为随着荞麦粉比例的增加，混合粉中的面筋迅速被破坏，从 而导致了面团吸水率的降低。在荞麦粉添加量0〜25%时，面团的形成时间和 稳定时间随着荞麦粉含量的增加而减少，在添加量40°%时，有最低值。在荞麦 粉添加量0〜20%时，粉质指数变化较小；当荞麦粉添加量进一步增加时，粉 质指数值迅速减少。这是因为荞麦粉中不含面筋，虽然荞麦粉中谷蛋白含量较 高，占蛋白质总量的24.5°%〜26.1°%，但醇溶蛋白质含量低（1.7°%〜2.5°%)，两种 蛋白质比例失衡，不能形成空间的立体网络结构。随着荞麦粉用量的增加，面 团中面筋可以包裹一部分的杂粮粉，当超过一定的比例时，面筋被完全地破坏， 从而各项指标迅速降低。
2.2.23 玉米粉与面包粉混合粉的粉质特性
将玉米粉与面包粉按一定比例混合均匀后用粉质仪测出粉质相关参数，结 果如图2-5。
17
图2-5玉米粉与面包粉混合粉的粉质特性 Fig. 2-5 Silty characteristics of corn flour and bread flour mixed powder
如图2-5，随着玉米粉添加量的增大，面团的吸水率、形成时间、稳定时 间和粉质指数均呈不同程度地下降。这是由于玉米粉的增加，混合粉中面筋含 量迅速降低，稀释了小麦面粉中的面筋蛋白，加上玉米粉的吸水率相对较低， 造成了上述现象。
2.2.2.4糯米粉与面包粉混合粉的粉质特性
将糯米粉与面包粉按一定比例混合均匀后用粉质仪测出粉质相关参数，结 果如图2-6。
图2-6糯米粉与面包粉混合粉的粉质特性 Fig. 2-6 Silty characteristics of glutinous rice flour and bread flour mixed powder
从图2-6可以看出，随着糯米粉添加比例的增加，面团吸水率逐渐上升， 这是因为糯米粉的吸水率相对较高。而形成时间和稳定时间都在不同程度地下 降，粉质指数在糯米添加量为0〜30%逐渐下降且下降幅度很大，超过30%后 又逐渐上升。
18
2.2.2.5红署淀粉与面包粉混合粉的粉质特性
024681012
红I淀粉添加量/%
将红薯粉与面包粉按一定比例混合均匀后用粉质仪测出粉质相关参数， 果如图2-7。
图2-7红薯淀粉与面包粉混合粉的粉质特性 Fig. 2-7 Silty characteristics of sweet potato starch and bread flour mixed powder
由图2-7可以看出，随着红薯淀粉添加量的增加，吸水率呈现微弱的下 变化幅度不大，稳定时间逐渐降低但降低幅度不大，形成时间在添加量为 6°%时变化不大，超过6°%后迅速减少。粉质指数随着红薯淀粉添加量的增方 大幅减少。
2.2.3添加剂对面包专用粉粉质特性的影响 2.2.3.1单甘脂对面包粉粉质特性的影响
获
00.20.40.60.811.21.41.61.82
单甘脂添加量/%
将单甘脂按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 得粉质曲线相关参数，结果如图2-8。
图2-8单甘脂对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-8 The impact of monoglyceride on the silty characteristics of the bread flour 19
从图2-8中可以看出，单甘脂对面包粉的形成时间和稳定时间均无明显改 变。因此在后续试验筛除。
2.2.3.2魔芋粉对面包粉粉质特性的影响
将魔芋粉按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图，获 得粉质曲线相关参数，结果如图2-9。
一校芷吸水mL/100g+粉质指数_■一形成时间min_i—稳定时间min
图2-9魔芋粉对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-9 The impact of konjac flour on the silty characteristics of the bread flour
从图2-9中可以看出，魔芋粉对面包粉粉质特性的改善不明显，甚至对于 面包粉的稳定时间，随着魔芋粉添加量的增加有下降趋势。因此，在后续试验 中予以筛除。
2.2.3.3硬脂酰乳酸钠(SSL)对面包粉粉质特性的影响
校正吸水mL/100g_«_粉质指数形成时间min =稳定时间min
将SSL按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图，获得 粉质曲线相关参数，结果如图2-10。
图2-10 SSL对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-10 The impact of SSL on the silty characteristics of the bread flour
20
从图2-10可以看出，SSL对面包粉粉质特性的影响是很显著的，稳定时间 和形成时间随着添加量的增加而大幅延长。添加量为1.2%时，稳定时间由 6.6min显著增加到16.7min。这是由于乳化剂与面筋中的蛋白质发生作用，形 成蛋白质脂肪链，这样可增加面团对机械碰撞、发酵温度及时间的耐受性从而 起到调整面筋，提高面团的流变学特性。
2.2.3.4瓜尔豆胶对面包粉粉质特性的影响
将瓜尔豆胶按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 获得粉质曲线相关参数，结果如图2-11。
图2-11瓜尔豆胶对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-11 The impact of guar gum on the silty characteristics of the bread flour
从图2-11可以看出，随着瓜尔豆胶添加比例的增加，稳定时间小幅上升， 形成时间先上升后又大幅减少，软化度减小，而粉质指数略微上升。瓜尔豆胶 是一种高粘度的天然多糖化合物，粘度极高。其成分是半乳甘露聚糖，由甘露 糖与半乳糖单位组成支链，含有大量的亲水基因，是一种能溶于水的氢化胶体。 这种凝胶多糖可通过主链间氢键等非共价键作用力形成具有一定粘弹性的连续 的三维凝胶网络结构。当它添加到面粉中时，这种网络结构起着类似面筋结构 的功能，因此改变了面团的流变学特性。一般使用比列为0.5%〜5%。
2.2.3.5黄原胶对面包粉粉质特性的影响
将黄原胶按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图，获 得粉质曲线相关参数，结果如图2-12。
21
图2-12黄原胶对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-12 The impact of xanthan gum on the silty characteristics of the bread flour
由图2-12可以看出，随着黄原胶添加比例的增加，稳定时间先增大后减少， 在添加比例为0.9°%时达到最大，达到11.3min，形成时间先增加后减小，软化 度大幅降低，粉质指数逐渐增大，黄原胶有良好的分散作用和乳化稳定作用。 2.2.3.6谷朊粉对面包粉粉质特性的影响
将谷朊粉按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图，获 得粉质曲线相关参数，结果如图2-13。
图2-13谷朊粉对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-13 The impact of wheat gluten on the silty characteristics of the bread flour
谷朊粉又称活性面筋，是小麦加工后从麦麸中提取的产物。其蛋白质主要
是麦谷蛋白和麦胶蛋白，含量在80%以上，而且氨基酸组成也很齐全，是物美
价廉、营养丰富的植物性蛋白源。谷朊粉吸水后会形成具有网络结构的湿面筋，
具有很好的热凝固性、乳化性、黏弹性、延伸性和薄膜成型性。由图2-13可以
看出，随着谷朊粉添加量增加，面团的吸水率、形成时间和粉质指数逐渐提高，
22
稳定时间先降低后增加，但变化幅度不大。随着谷朊粉添加，直观地增加了混 合粉面团中面筋蛋白质含量。蛋白质胶粒犹如一个渗透袋，使面团吸水能力增 大。当谷朊粉加入到混合粉中搅拌成面团后，可与小麦粉中面筋相互作用连成 一体，从而增加面团的耐揉性，提高面团的耐搅拌力，使稳定时间延长。 2.2.3.7海藻酸钠对面包粉粉质特性的影响
将海藻酸钠按不同比例直接加入面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 获得粉质曲线相关参数，结果如图2-14。
图2-14海藻酸钠对面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-14 The impact of sodium alginate on the silty characteristics of the bread flour
海藻酸钠是从褐藻类的马尾藻或海带中提取的一种多糖类碳水化合物，是 海藻酸衍生物中的一种，其分子式为〔C6H7O6Na〕n，相对分子量在32000〜 200000左右。由图2-14可以看出，随着海藻酸钠添加量的增加，稳定时间变 化不大，甚至有下降的趋势，形成时间大幅增加，软化度减小，粉质指数增加。 可以看出它对面团粉质特性改善效果不明显，故在杂粮粉试验中不采用海藻酸 钠作为添加剂。
2.2.4单一添加剂对杂粮面包粉粉质特性的影响 2.2.4.1硬脂酰乳酸钠(SSL)对杂粮面包粉粉质特性的影响
将SSL按不同比例直接加入杂粮面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 获得粉质曲线相关参数，结果如图2-15。
23
图2-15 SSL对杂粮面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-15 The impact of SSL on the silty characteristics of the grain bread flour
对比图2-10，由图2-15可以看出，随着SSL添加量的增加，同样地面团 形成时间先降低后保持平稳，稳定时间延长，粉质指数增高。说明SSL对杂粮 面包粉的粉质特性有一定的改善作用，但效果没有SSL对面包粉作用显著。选 取0.2°%、0.3°%、0.4°%作为后面响应面分析试验中SSL的三个水平。
2.2.4.2瓜尔豆胶对杂粮面包粉粉质特性的影响
将瓜尔豆胶按不同比例直接加入杂粮面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线 图，获得粉质曲线相关参数，结果如图2-16。
图2-16瓜尔豆胶对杂粮面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-16 The impact of guar gum on the silty characteristics of the grain bread ^our
由图2-16可以看出，当瓜尔豆胶添加比例为0〜0.4%时，形成时间上升， 稳定时间有一定幅度的上升，粉质指数上升，但幅度都不是太大。超过0.3%后， 稳定时间又开始下降，软化度上升。当瓜尔豆胶的添加量达到0.3%时，混合粉 面团的粘性增大，空间网络结构稳定，不再出现断裂现象，仅有一次峰出现，
24
形成时间锐减[67]。所以瓜尔豆胶适宜的添加比例为0.2%、0.3%、0.4%，以此 作为响应面分析试验中瓜尔豆胶的三个水平。
2.2.4.3黄原胶对杂粮面包粉粉质特性的影响
将黄原胶按不同比例直接加入杂粮面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 获得粉质曲线相关参数，结果如图2-17。
—♦—校正吸水m L/100g_«_粉质指数形成时间mi n —稳定时间min
图2-17黄原胶对杂粮面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-17 The impact of xanthan gum on the silty characteristics of the grain bread flour
图2-17可以看出，黄原胶对杂粮面包粉粉质特性的改善作用很明显。随着 黄原胶添加量的增加，稳定时间先降低后大幅增高，当添加比例为1.7%时，稳 定时间达到13.1min，软化度大幅降低，形成时间变化不大，粉质指数也是大 幅升高。从中选取0.7%、0.9%、1.1%作为响应面试验黄原胶的三个水平。 2.2.4.4谷朊粉对杂粮面包粉粉质特性的影响
-I-
将谷朊粉按不同比例直接加入杂粮面包粉中并混合均匀，通过粉质曲线图， 获得粉质曲线相关参数，结果如图2-18。
图2-18谷朊粉对杂粮面包粉粉质特性的影响 Fig. 2-18 The impact of wheat gluten on the silty characteristics of the grain bread ^our
25
由图2-18可以看出，随着谷朊粉添加量的增加，形成时间逐渐升高，稳定 时间有一定程度的增加，在添加比例为3%时达到最大5.2min，之后便呈下降 的趋势。谷朊粉吸水后形成具有网络结构的湿面筋，有明显的增强面筋作用。 当将谷朊粉加入面粉中搅拌成团后，谷朊粉与面粉中的面筋连成一体，形成了 规模更大、功能更强的网络结构，从而使面团的稳定性增加[64]。当添加量超过 4%后，稳定时间呈下降趋势，因为谷朊粉本身在水中易水化成小面筋球，不但 不能发挥其增强面团结构的作用，还会阻碍面团中其它面筋形成强持气性结构 [78]。谷朊粉在面类食品中的添加量一般为0.5%〜8%。在综合比较，选取2%、 3%、4%作为响应面分析试验中谷朊粉的三个水平。
2.2.5复合添加剂对杂粮面包粉粉质特性影响的响应面设计
以硬脂酰乳酸钠（SSL)、瓜尔豆胶、黄原胶、谷朊粉四种添加剂为自变 量，以综合评分为响应值，设计了四因素三水平共29个试验点的响应面分析试 验。响应面设计水平表如表2-4所示，其中响应值综合评分是综合了杂粮面包 粉多个粉质特性值而得出来的。其公式如下：
综合评分=吸水率*0.1+形成时间*0.2+稳定时间*0.3-软化度*0.2+粉质指数*0.2
表2-4复合添加剂对杂粮面包粉粉质特性影响的响应面设计水平 Tab. 2-4 Level of response surface design of the composite additives on grain bread flour silty
characteristics influence
因素代码编码水平
-101
谷朊粉（g)A5.9( 2%)8.9 (3%)11.9 (4%)
SSL (g)B0.60.2%)0.9 (0.3%)1.2(0.4%)
黄原胶（g)C2.1(0.7%)2.7 (0.9%)3.3(1.1%)
瓜尔豆胶（g)D0.6(0.2%)0.9 (0.9%)1.2(0.4%)
26
表2-5复合添加剂对杂粮面包粉粉质特性影响的响应面设计结果 Tab. 2-5 Response surface results of the composite additives on grain bread flour silty characteristics
influence
编号ABCD综合评分
18.91.22.10.90.396
28.90.63.30.90.479
38.90.62.71.20.440
48.90.93.30.90.366
58.90.92.71.20.393
68.91.23.30.90.557
78.90.62.70.60.354
811.90.93.30.90.572
911.90.92.71.20.497
1011.90.62.70.90.321
115.90.62.70.90.303
1211.90.92.70.60.398
138.91.22.71.20.567
148.90.92.70.90.408
1511.90.92.10.90.351
168.90.93.31.20.626
178.90.92.70.90.430
185.91.22.70.90.253
198.90.62.10.90.357
208.90.92.70.90.443
218.91.22.70.60.421
228.90.93.30.60.412
235.90.92.10.90.229
248.90.92.70.90.372
258.90.92.70.90.398
265.90.92.10.60.307
2711.91.22.11.20.403
285.90.92.70.60.208
2911.91.22.70.90.575
27
2.2.5.1 方差分析
利用软件对试验结果进行二次多元回归拟合，对表2-6的数据进行方差分 析后得到结果如表2-7所示。失拟项不显著（P=0.25>0.05)，而模型的P<0.0001， 说明模型高度显著。从表2-7中还可以看出，因素一次项（A，B，C，D)， 交互项（AB)，二次项（A2)对结果影响是高度显著的(P<0.0001);交互项（AC， AD，CD)，交互项（C2，D2)对结果影响是显著的（P<0.05);交互项（BC， BD)，二次项（B2)对结果影响不显著（P>0.05)。其模型的二次回归方程为: 综合评分
=0.41+0.080*A+0.047*B+0.081*C+0.064*D+0.076*A*B+0.021*A*C-0.022*A*D
-2.840E-003*B*C+0.015*B*D+0.042*C*D-0.055*A2+8.751E-003*B2+0.019*C2+
0.022*D2
表2-6响应面方差分析 Tab. 2-6 Variance analysis of response surface
变异源总方差自由度均方差F值P值显著性
模型0.3140.02158.880< 0.0001**
A-谷朊粉0.07710.077214.060< 0.0001**
B-SSL0.02710.02773.550< 0.0001**
C-黄原胶0.07810.078216.920< 0.0001**
D-瓜尔豆胶0.0510.05137.910< 0.0001**
AB0.02310.02363.630< 0.0001**
AC1.77E-0311.77E-034.9000.0439*
AD1.87E-0311.87E-035.1600.0394*
BC3.23E-0513.23E-050.0890.7696
BD9.00E-0419.00E-042.4900.137
CD7.06E-0317.06E-0319.5100.0006*
AA20.01910.01953.590< 0.0001**
BA24.97E-0414.97E-041.3700.2609
CA22.35E-0312.35E-036.5000.0231*
DA23.03E-0313.03E-038.3700.0118*
残差5.07E-03143.62E-04
失拟项1.94E-03101.94E-040.250.9667不显著
纯误差3.13E-0347.83E-04
总变异0.328
注：P<0.0001为高度显著，用**表示；P<0.05为显著，用*表示；P>0.05为不显著。 2.2.5.2回归模型优化分析
由于交互项（BC，BD)和二次项（B2)对结果影响不显著，因此采用手
动优化的方法对其进行剔除，进行模型的优化，优化结果如表2-7所示。经优
28
化的方程为：综合评分
=0.42+0.080*A+0.047*B+0.081*C+0.064*D+0.076*A*B+0.021*A*C-0.022*A*D
+0.042*C*D-0.056*A2+0.017*C2+0.020*D2
由表2-7可以看出失拟项不显著（P=0.9425>0.05)，而模型P<0.0001，表
明高度显著。软件分析复相关系数R2=97.86%，经校正后的R2Adj=96.47%，变 异系C.V=4.79%，表明该模型拟合程度较好，有一定的试验误差，但误差较小， 说明可以用此模型进行分析和预测；在所选取的因素水平范围内，各因素对结 果的影响排序为：黄原胶 > 谷朊粉 > 瓜尔豆胶>88匕。
表2-7优化后的响应面方差分析表 Tab. 2-7 Optimized response surface analysis of variance table
变异源总方差自由度均方差F值P值显著性
模型0.297110.02770.627< 0.0001**
A-谷朊粉0.07710.077202.730< 0.0001**
B-SSL0.02710.02769.660< 0.0001**
C-黄原胶0.07810.078205.435< 0.0001**
D-瓜尔豆胶0.05010.050130.610< 0.0001**
AB0.02310.02360.265< 0.0001**
AC0.00210.0024.6430.0458*
AD0.00210.0024.8880.0410*
CD0.00710.00718.4780.0005*
AA20.02110.02155.872< 0.0001**
CA20.00210.0025.3220.0339*
DA20.00310.0037.0080.0169*
残差0.006170.0004
失拟项0.003130.00030.3310.9425不显著
纯误差0.00340.0008
总变异0.30328
注：P<0.0001为高度显著，用**表示；P<0.05为显著，用*表示；P>0.05为不显著。
29
Figure 2-21 Contour map and response surface diagram about wheat gluten and xanthan gum grain
bread flour composite score
30
图2-22黄原胶和瓜尔豆胶对杂粮面包粉综合评分影响的等高图和响应面图 Figure 2-22 Contour map and response surface diagram about xanthan gum and guar gum grain bread
flour composite score 2.2.5.4 最佳添加剂配方的预测
利用软件分析，使用最大值优化，优化得到的最佳添加剂配方为：谷朊粉 11.19g (3.77%)，SSL1.03g (0.35%)，黄原胶 3.22g (1.08%)，瓜尔豆胶 1.05g
(0.35°%)。该条件下综合评分的理论值为0.8。
2.2.5.5验证对比试验结果
按响应面分析得出的最佳添加剂配方加入到杂粮面包粉中，测其粉质参数， 得出粉质曲线图与没加添加剂的杂粮面包粉（即空白试验组）的粉质曲线图进 行对比，结果如图2-23和2-24。
31
2.3结论
(1)面包粉的粉质特性随各种杂粮粉的添加，变化比较大。面团的稳定 时间、粉质指数均总体上呈下降趋势；加入荞麦和玉米后面团的吸水率随着添 加量的上升呈下降趋势，加入燕麦后面团吸水率则是先减后增，而加入糯米后 面团吸水率呈上升趋势，加入红薯淀粉后面团吸水率变化不大。
(2)在单因素试验基础上，利用多因素试验得出杂粮面包粉的配方为： 燕麦粉15%、荞麦粉5%、玉米粉5%、糯米粉5%、红薯淀粉4%。其粉质特性 参数为：吸水率58.4°%，形成时间3.9min，稳定时间4.7min，粉质指数56。该 杂粮面包粉还达不到做面包的要求，必须添加必要的面包改良剂进行面粉品质 的优化。
(3)谷朊粉、硬脂酰乳酸钠(SSL)、黄原胶及瓜尔豆胶能够显著改善面包 粉和杂粮粉的流变学特性，通过单因素试验研宄了添加剂对面包粉和杂粮面包 粉的流变学特性的影响，在此基础上通过响应面分析试验，得出复合添加剂的 最佳配方为：1000g杂粮面包粉为基重，谷朊粉3.77%，SSL0.35%，黄原胶1.08%， 瓜尔豆胶0.35%。各因素对杂粮面包粉综合评分的影响排序为：黄原胶，谷朊 粉，瓜尔豆胶，SSL。
(4) 添加后杂粮面包粉的稳定时间由4.7min显著上升到了 14.2min，粉 质指数由原来的56上升到了 192,综合评分由-0.32上升到了 0.8,纯面包粉的 稳定时间为6.5min，粉质指数为85。其流变学特性得到很大程度的改善。
32
第三章杂粮面包的制备工艺优化研宄
杂粮面包通过将具有特有风味的杂粮粉与面包粉混合，经过基础发酵、醒 发和烘烤，所制成的蓬松状食品。其疏松的内部组织更有利于人体消化吸收。 如今，粗粮面包已成为一种时尚食品，具有越来越多的消费人群。在杂粮面包 的研宄上，有对杂粮预拌粉配方和添加剂进行研宄的，但大多数多集中于某一 种杂粮粉制成的面包配方或添加剂优化，且单一杂粮粉的添加量均不超过20%， 对于面包的制作工艺上也多是集中考察发酵工艺或是烘烤单元。本文是以燕麦 粉、玉米粉、荞麦粉、糯米粉及红薯淀粉等复配杂粮粉为原料制作面包，对杂 粮面包的制备工艺进行系统优化，研宄结果可为高营养杂粮面包的开发提供参 考。
3.1材料与方法
3.1.1材料与试剂
燕麦粉、玉米粉、糯米粉及荞麦粉来自合肥燕之坊食品有限公司，均过80 目筛；谷朊粉来自安徽瑞福祥食品有限公司；面包粉、红薯淀粉、酵母、白糖、 盐、黄油、烘焙乳粉及各种添加剂均为市售产品。
3.1.2仪器与设备
气流粉碎机，Jet Pulverizer 公司；英国 Stable Micro System 公司；HS-20
双动双速和面机，佛山市顺德区利宝达厨具有限公司；EF-22二次发酵箱，广 州白云德威热力设备厂；烤箱，广州德宝厨房设备有限公司；TA.XT plus质构 仪，FA-N/JA-N电子分析天平，奥豪斯国际贸易上海有限公司；DHG-9240A 恒温干燥箱，上海林频仪器设备有限公司。
3.1.3复配杂粮的加工工艺
杂粮选择与处理—过筛—调粉—辅料添加—和面—静置—切块—整型—装 盘—发酵—醒发—烘烤—冷却包装
操作要点：将计划加入的各种配料按比例由多到少的顺序加入，先在和面 机中预混，待拌匀后再加水，加水量为45%。盐采用迟加盐法，即面团和至九 成时再加入。和好的面团在室温下静置10min，再进行分割和整型。发酵时相 对湿度75%，温度27〜29°C。成品自然冷却1h后包装。
3.1.4试验设计
试验先确定发酵方法与烘烤方法，再考察面包配方与工艺的试验优化。 3.1.4.1发酵及烘烤方法的确定
发酵方法有3种：发酵方法1:直接发酵法，和面时按配方一次全部投料 制成面团进行发酵，发酵成熟后直接进行成型；发酵方法2:二次发酵法，将 一部分原料调粉进行第一次发酵，再将其余原材料全部加入，进行第二次调粉 和第二次发酵；发酵方法3:二次搅拌一次发酵法，第一次搅拌后面团静置1 小时，酵母在第二次搅拌结束时加入，进行发酵方法的比较，其它操作方式一 致：和面时间25min，烘烤温度上火160°C、下火180°C20min。烘烤方法有3 种：烘烤方法1:上火180°C、下火160°Cl7min;烘烤方法2:上火160°C、下 火180°Cl7min;烘烤方法3:上火160C、下火180°C5min，上火175C、下火 180°C5min，上火185°C、下火180°C7min进行烘烤方式的比较，其他操作方式 一致：直接发酵法，和面时间25min。
3.1.4.2面包配方与工艺的单因素试验方法
预试验研宄确定原料配比为：燕麦粉15%，荞麦粉5%，玉米粉5%，懦米 粉5%，红薯淀粉4%和面包粉66%。添加剂配方为：杂粮面包粉为基重，谷朊 粉3.8%，黄原胶1%，硬脂酰乳酸钠0.3%，瓜尔豆胶0.4%。面包中其他辅料 配方为：乳粉4%、水45%及蛋液10%。研宄白砂糖添加量、盐添加量及酵母 添加量对杂粮面包品质的影响。最后考察和面时间、发酵时间及烘烤时间对杂 粮面包品质的影响，以质构分析中的硬度和弹性作为主要考察指标。其中，硬 度表示物体变形所需要的力，弹性表示物体在外力作用下发生形变，当撤去外 力后恢复原来状态的能力[90,33]。
(1) 白砂糖添加量单因素试验以面包粉质量为基重，固定酵母添加量 为1.6%，盐添加量为1.2%，进行白砂糖添加量单因素试验，共5个水平，分 别为 5%、10%、15%、20%及 25%。
(2)盐添加量单因素试验以面包粉质量为基重，固定酵母添加量为 1.6%，白砂糖添加量为20%，进行盐添加量单因素试验，共5个水平，分别为 0.8%、1.2%、1.6%、2.0%及 2.4%。
(3)酵母添加量单因素试验以面包粉质量为基重，固定白砂糖添加量 为20%，盐添加量为1.2%，进行酵母添加量单因素试验，共5个水平，分别为 0.8%、1.6%、2.4%、3.2%及 4.0%。
(4)和面时间单因素试验固定发酵时间为3h，烘烤时间为20min，进 行和面时间单因素试验，共5个水平，分别为15、25、35、45、55min。
(5)发酵时间单因素试验固定和面时间为30min，烘烤时间为20min， 进行发酵时间单因素试验，共5个水平，分别为2、2.5、3、3.5、4h。
(6)烘烤时间单因素试验固定和面时间为30min，发酵时间为3h，进 行烘烤时间单因素试验，共5个水平，分别为14、17、20、23、26min。
3.1.4.3面包配方与工艺的正交试验优化
在上述单因素试验基础上，按L9(34)正交表进行试验，以面包硬度，弹性 作为面包配方优化试验评价指标。各因素及水平见表3-1。
表3-1面包配方的正交试验因素与水平表 Tab. 3-1 Factors and levels of bread formulation orthogonal tests
水平因素
A砂糖添加量/%B盐添加量/%C酵母添加量/%
1101.21.6
2151.62.4
3202.03.2
在上述单因素试验基础上，按L9(34)正交表进行试验，以面包硬度，弹性 作为面包工艺优化试验评价指标。各因素及水平见表3-2。
表3-2面包工艺的正交试验因素与水平表 Tab. 3-2 Factors and levels of bread process orthogonal tests
水平因素
A和面时间/minB烘烤时间/minC发酵时间/h
115172.5
225203
335233.5
3.1.5分析方法
复配杂粮面包硬度和弹性的测定[90]:取同等重量规格的面包，用质构仪测 定复配杂粮面包的硬度。试验参数为：P/100探头；操作模式：压力测定；操 作类型：TPA;测试前速度：1.0mm/s;测试速度：1.0mm/s;测试后速度：10.0mm/s; 测试距离：50%(样品厚度的百分数)，硬度的测试结果以感应力(g)来表示。试 验重复5次，选取3个数值取其平均值。
3.2结果与分析
3.2.1发酵及烘烤方法对面包品质的影响
按照发酵1，发酵2,发酵3,进行发酵方法的比较。按照烘烤1，烘烤2, 烘烤3,进行烘烤方式的比较。检测不同发酵方式及烘烤方式对杂粮面包的硬 度和弹性影响，结果如图3-1和图3-2所示。
图3-2发酵方法与烘烤方式对杂粮面包弹性的影响 Fig.3-2 Effects of the fermentation method and baking way on the elasticity of grain bread
由图3-1可以看出，3种发酵方法制作的面包，发酵方法3二次搅拌一次 发酵的硬度最大，当面团搅拌过度会破坏面团的网络结构，使持气力降低。发 酵方法1和2比较，直接发酵法比二次发酵法略低。可能是由于发酵不足会导 致杂粮面包的老化速度快。由图3-2比较面包的弹性可以看出，二次发酵法的 弹性最大。因为二次发酵的目的是为了使面团产生新的气体恢复面团的柔韧性 和延伸性，便于造型，综合硬度和弹性两个指标，在后续的面包配方、工艺优 化的单因素试验和正交优化试验中，都选择二次发酵法。
由图3-1可以看出，3种烘烤方式制作的面包，烘烤方式2上火160°C、下 火180°C17min，烘烤的硬度最小，其他2种相近。由图3-2比较面包的弹性可 以看出，烘烤方式3的弹性最大。面包烘烤分为3个阶段：面包体积膨胀阶段， 面包成熟阶段，面包增加色香味阶段，在这3阶段其温度变化遵循从低到高再 到低的规律。刚开始炉温过高，面包表皮形成过早，会减弱烘焙急胀作用，限 制面团的膨胀，成品体积变小；若炉温过低，烘烤急胀时间太长，超过正常体
36
积，易出现塌陷现象[91]。综合硬度和弹性两个指标，在后续的面包配方、工艺 优化的单因素试验和正交优化试验中，选择烘烤方式3。
3.2.2面包配方对面包品质的影响 3.2.2.1白砂糖添加量对面包品质的影响
按照白砂糖添加量5%、10%、15%、20%及25%，进行白砂糖添加量单因 素试验，检测不同白砂糖添加量对杂粮面包的硬度和弹性影响结果如图3-3所
度
硬
性
aj
不。
图3-3白砂糖添加量对杂粮面包硬度和弹性的影响 Fig.3-3 Effects of the sugar amount on the hardness and the elasticity of grain bread
由图3-3可以看出，随着白砂糖添加量的增大，面包的硬度先减小后增大， 弹性先增后减。这是因为糖类作为酵母营养物质来源，促进酵母发酵产气。糖 含量过高则抑制酵母发酵，延长发酵时间，会产生大量的酸类物质，使面团pH 下降很快，降低面筋的强度[92]。图3-3显示砂糖添加量为15%时，硬度最小， 弹性最大。因此后续的正交试验采用砂糖添加量为10%、15%和20%三个水平。 3.2.2.2 盐添加量对面包品质的影响
按照盐添加量0.8%、1.2%、1.6%、2.0%及2.4%，进行盐添加量单因素试
验，检测不同盐添加量对杂粮面包的硬度和弹性影响结果如图3-4所示。
由图3-4可以看出，随着盐添加量的增大，面包的硬度先减小后增大，弹 性先增后减。这是因为食盐具有强化面筋，提高面团稳定性的功能；食盐添加 量过高，会抑制酵母发酵作用，还可抑制酶类活性，影响面团发酵进程，面团 成熟作用会受影响，进而影响面团持气能力[92]。图3-4显示盐添加量为1.6%时， 硬度最小。因此后续的正交试验采用盐添加量为1.2%、1.6%和2.0%三个水平。
3.2.2.3酵母添加量对面包品质的影响
按照盐添加量0.8、1.6、2.4、2.8及3.2%，进行酵母添加量单因素试验， 检测不同酵母添加量对杂粮面包的硬度和弹性影响结果如图3-5所示。
38
表3-3面包配方的正交试验设计与结果
Tab. 3-3 Arrangement of the bread formulation orthogonal array design and corresponding
experimental results
试验号ABCD(空列）硬度/g弹性
1111111877.8500.869
2122211443.3300.731
3133313599.9420.875
4212310009.0770.883
5223112784.9150.871
6231213226.5550.879
731329005.8820.899
832139354.8230.699
933219046.8600.683
Ki12307.04110297.60311486.40911236.542
K212006.84911194.35610166.42211225.256
硬度
K39135.85511957.78611796.91310987.947
R3171.1861660.1831630.491248.595
Ki0.8250.8840.8160.808
K20.8780.7670.7660.836
弹性
K30.7600.8120.8820.819
R0.1180.1170.1160.028
由表3-3直接分析可知，杂粮面包硬度和弹性最优的试验组合为A3B1C3。 杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,方差分析结果见表3-4。
表3-4硬度与弹性的方差分析 Tab. 3- 4 Variance analysis of the hardness and the elasticity
因素偏差平方和自由度F比显著性
硬度弹性硬度弹性F临界值
A18389138.9400.0212155.5222119.000**
B4143196.5610.021235.0402119.000*
C4497277.4570.020238.0352019.000*
、a -V^-
误差118241.6500.002
从表3-4的方差分析结果可以看出，以硬度为指标，面包配方的组成对硬 度的影响因素主次关系为A>C>B;以弹性为指标，面包配方的组成对弹性的 影响因素主次关系为A>B>C。从表3-3正交试验数据中，硬度的极差，B和 C在误差允许内，对面包硬度的影响基本一致，综合硬度和弹性两个指标，确
39
定因素的主次关系为A>B>C，即糖>盐>酵母。其中B和C对面包品质的 影响均显著，A极显著。
综合硬度和弹性两个指标来看，选择对面包硬度影响最小和弹性最大的配 方组成。由硬度的方差分析得到的杂粮营养面包配方中的糖、盐、酵母的最优 组合为A3B1C2，即糖20%、盐1.2%、酵母2.4%。由弹性的方差分析得到的杂 粮营养面包配方中的糖、盐、酵母的最优组合为A2BIC3，即糖15%、盐1.2%、 酵母3.2%。与直观分析得到的较优方案不一致，因此以A3B1C3为对照，对 A3B1C2和A2B1C3分别进行验证试验。添加糖20%、盐1.2%、酵母2.4%组的杂 粮面包硬度为9007.850g、弹性为0.908，弹性明显优于对照组，硬度在误差范 围内影响不大；而添加糖15%、盐1.2%、酵母3.2%组的杂粮面包硬度为 9706.995g、弹性0.868，该组硬度比对照组数组值大，且弹性小。因此，各因 素的最佳组合为A3B1C2。
3.2.3面包工艺对面包品质的影响 3.2.3.1和面时间对面包品质的影响
分别按15、25、35、45、55min和面时间搅拌面团，其它工艺参数为发酵 时间为3 h，烘烤时间为20 min，检测面包的硬度和弹性，结果如图3-6所示。
40
度
硬
性
图3-7发酵时间对杂粮面包硬度和弹性的影响 Fig.3-7 Effects of the fermentation time on the hardness and the elasticity of grain bread
由图3-7可以看出，随着发酵时间的增大，面包的硬度先减小后增大，弹 性先增后减。这是因为随着发酵时间的增加，致使面团中产气量增多，面团内 的气孔壁迅速变薄，短时间内面团持气性很好，但时间延长后，面团很快成熟 过度，持气性变劣。只有当酵母的产气力与面团的持气力同时达到最大时，烘 焙的面包体积最大，同时其内部组织，颗粒状况及表皮颜色都很理想[90,1]。图 3-7表明，发酵时间为3h时硬度最小。后续的正交试验，采用发酵时间为2.5、 3、3.5h三个水平。
3.2.3.3烘烤时间对面包品质的影响
分别采用14、17、20、23、26min的烘烤时间，其他的工艺参数按和面时
度
硬
性
间30min和发酵3h,检测面包的硬度和弹性，结果如图3-8所示。
图3-8烘烤时间对杂粮面包硬度和弹性的影响 Fig.3-8 Effects of the baking time on the hardness and the elasticity of grain bread
由图3-8可以看出，随着烘烤时间的增大，面包的硬度先增加后减小再增 加，弹性先增加后略减小。烘烤时间长短受烘烤温度、粗粮面包大小、炉内湿 度、模具和烤盘、粗粮面包形状等因素影响[91]。本文所制作面包为切割时重80g 的圆面包，其它操作均一致。图3-8显示烘烤时间为20min时硬度最小。后续
41
的正交试验将采用烘烤时间为17、20、23min三个水平。
3.2.3.4 面包工艺的正交试验
从以上的单因素试验中选出和面时间、烘烤时间及发酵时间三因素的三个 水平，按L9(34)正交表进行试验，结果如表3-5所示。
表3-5面包工艺的正交试验设计与结果
Tab. 3-5 Arrangement of the bread process orthogonal array design and corresponding
experimental results
试验号ABCD (空列）硬度/g弹性
111117678.5710.599
212227634.1030.651
313337552.3730.770
421326851.5330.810
522137060.4670.630
623215998.0600.886
731237904.2730.871
832319105.5260.842
933128159.0710.815
K17621.6827478.1267632.7037564.052
硬K26636.6877903.3657178.8127548.236
度K38359.6237236.5017806.4777505.704
R1722.936666.864627.66558.348
K10.6730.7600.6810.776
弹K20.7750.7080.8030.759
性K30.8430.8240.8070.757
R0.1700.1160.1260.019
由表3-5直接分析可知，杂粮面包硬度和弹性最优的试验组合为A2B3C2。 方差分析结果见表3-6。
表3-6硬度与弹性的方差分析
Tab. 3-6 Variance analysis of the hardness and the elasticity
因素偏差平方和自由度F比_ F临界值显著性
硬度弹性硬度弹性
A4483284.1400.0442820.5784419.000极显著
B683918.6870.0202125.1782019.000显著
C630178.3290.0312115.3423119.000显著
、a -V^-
误差5463.5700.002
42
从正交试验和方差分析结果可以看出，以硬度为指标，面包工艺的组合对 硬度的影响因素主次关系为A>B>C;以弹性为指标，面包工艺的组合对弹性 的影响因素主次关系为A>C>B。从表3-5正交试验数据中，硬度的极差，B 和C在误差允许内，对面包硬度的影响基本一致，综合硬度和弹性两个指标， 确定因素的主次关系为A>C>B,即和面时间>发酵时间>烘烤时间。其中B 和C对面包品质的影响均显著，A极显著。
综合硬度和弹性两个指标来看，选择对面包硬度影响最小和弹性最大的工 艺条件。从硬度的方差分析得到的杂粮营养面包配方中的和面时间、烘烤时间、 发酵时间的最优组合为A2B3C2,即和面时间25min、发酵时间3.5h及烘烤时间 20min。从弹性的方差分析得到的杂粮营养面包配方中的和面时间、烘烤时间、 发酵时间的最优组合为A3C3B3，即和面时间35min、烘烤时间23min及发酵时 间3.5h。考虑实际的操作过程中和面时间不宜太长，所以选择最优的工艺条件 为A2B3C2。与直观分析的相一致。
3.3结论
采用复配杂粮为原料，较大程度地保持了物料原有的生物活性和营养成分， 改善了食品的风味。且在口感上也有很大的改善。本研宄所制作的复配型杂粮 面包，杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,经正交试验优化后的最佳面包配方：杂粮面包粉为基重，白砂糖添加量 20%、盐1.2%及酵母2.4%;最佳工艺参数：和面25min、二次发酵3.5h及烘 烤20min。按此配方及工艺生产出来的面包，硬度为5998.060g，弹性为0.886, 具有质地柔软，色泽金黄色，口感较细腻。
43
第四章杂粮面包产品对比与贮藏稳定性研究
面包在贮藏过程中营养成分会发生变化，产品特性也会发生不同的改变， 从而影响面包的食用品质。普通的面包常温下保存3-5天，便会很快腐败变质， 有的保存期久的水分也会渐渐消失，变干，发硬，长霉，从而被撤离货架。因 此，本章检测了普通面包和杂粮面包的营养成分，并在原料成分、表面微观结 构、功能特性等方面与市场同类产品对比，同时探讨杂粮面包的特性在贮藏过 程中的变化规律，为杂粮面包的合理贮藏与食用提供理论依据。
4.1材料与方法
4.1.1 试验材料
本试验室自主研发的普通面包和杂粮面包以及购自市场某品牌的杂粮面包 与普通面包，市场购得的面包与试验室产品均为同一天生产日期。
厂家
国药集团化学试剂有限公司 上海振企化学试剂有限公司 天津市博迪化工有限公司 国药集团化学试剂有限公司
生产单位
北京松原华兴科技发展有限公司 日本电子制造
英国 Stable Micro System 公司
佛山市顺德区利宝达厨具有限公司 广州白云德威热力设备厂 广州德宝厨房设备有限公司 奥豪斯国际贸易上海有限公司 上海林频仪器设备有限公司
4.1.2.1 主要试剂
试剂名称级别
酚酞AR
乙醇AR
氢氧化钠AR
邻苯二甲酸氢钾AR
4.1.2.2 主要仪器设备
仪器设备
LGJ冷冻干燥
JEOL.JSM-6490LV型扫描电镜 TA.XT plus质构仪 HS-20双动双速和面机 EF-22二次发酵箱
烤箱
FA-N/JA-N电子分析天平 DHG-9240A恒温干燥箱 4.1.3 试验方法
4.1.2试验主要试剂及仪器设备
室温环境产品贮藏稳定性试验取室温密封袋装的普通面包和杂粮面包 在室温下避光储藏，每隔一定的贮藏天数测定其质构中的硬度、弹性，坚实度， 水分含量，酸度和pH，考察指标变化趋势。
44
4.1.4 分析方法
4.1.4.1水分、蛋白质、脂肪和灰分的测定
水分、蛋白质、脂肪和灰分的检测方法同2.1.5。
4.1.4.2质构的测定
硬度和弹性的测定方法同3.1.5。复配杂粮面包坚实度的测定[94]:取同等重 量规格的面包，用质构仪测定复配杂粮面包的。试验参数为：P/36R探头；操作 模式：压力测定；操作类型：TPA;测试前速度：1.70mm/s;测试速度：1.0mm/s； 测试后速度：10.0mm/s;测试距离：40%(样品厚度的百分数)。坚实度是指将面 包片压到规定的高度所需要的力，可以用来研宄添加剂或其他处理对延长面包 货架期的作用。试验重复5次，选取3个数值取其平均值。
4.1.4.3 扫描电镜观察
在铝质样品台上贴上双面胶，取干燥后的少许产品散落在导电双面胶上， 真空喷镀一层厚度为20nm金粉后，在10、15kV的工作压力下电镜扫描观察产品 的微观表面结构，并拍照记录。
4.1.4.4面包酸度的测定
按GB/T 20981-2007进行面包酸度的测定。
4.1.4.5 面包pH的测定[93]
取搅拌完的待测的面团10g溶入90mL水中，均质2min后，用pH计测定 pH，杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,即为面团的pH，面团的pH控制在5.0〜5.8。
4.1.5数据处理与分析
所有试验进行3次重复，试验结果以平均值表示。采用Excel对数据进行 处理并绘制图形。
4.2结果与分析
4.2.1 质构的测定
试验室制得的面包在室温下随贮藏天数的增加，用质构仪测得的面包硬度 与弹性的变化如图4-1，变化如图4-2。
45
图4-1普通面包在常温下的硬度和弹性随贮藏天数的变化 Fig.4-1 The change of the hardness and elasticity of ordinary bread with the storage days at room
temperature
由图4-1可以看出，随着贮藏天数的增加，普通面包的硬度呈上升趋势， 弹性呈下降趋势。分析原因，可能是随着贮藏时间的延长，面包放在室温条件 下，会随着水分的慢慢流失，香味的损失而逐渐变硬[95]，随之，弹性也慢慢变 小。
图4-2普通面包与杂粮面包的坚实度随贮藏天数的变化 Fig.4-2 The change of the firmness of ordinary bread and grain bread with the storage days
由图4-2可以看出，随着贮藏天数的增加，普通面包的坚实度是上升后下 降的，并且，普通面包在贮藏第七天时，已发霉变质。而杂粮面包的坚实度随 着贮藏时间的延长，也是先上升后略微下降。实际上，本试验中的杂粮面包在 贮藏期超过15天都未有明显的腐败变质现象。
4.2.2水分含量的测定
试验室制得的普通面包与杂粮面包，随贮藏天数，水分含量的变化如图4-3。
46
20 8 6 4 2
33 2 2 2 2
%/劇如负爷
图4-3普通面包与杂粮面包的水分含量随贮藏天数的变化 Fig.4-3 The change of the moisture content of ordinary bread and grain bread with the storage days
由图4-3可以看出，随着贮藏天数的增加，普通面包的水分含量是波动的， 但是总体趋势是呈下降的。杂粮面包的水分含量随贮藏时间的延长下降较快。 原因可能是因为，杂粮本身粗糙的内部组织结构，导致杂粮失水速度加快，而 普通面包，一般的小麦粉因面筋含量较大的缘故，其吸水性较强，故而保水性 较杂粮面包好些。
4.2.3酸度的测定
试验室制得的普通面包与杂粮面包，随贮藏天数，酸度变化情况如图4-4。
图4-4普通面包与杂粮面包的酸度随贮藏天数的变化 Fig.4-4 The change of the acidity of ordinary bread and grain bread with the storage days
由图4-4可以看出，随着贮藏天数的增加，普通面包和杂粮面包的酸度基 本维持稳定。
4.2.4面包pH的测定
试验室制得的普通面包与杂粮面包，随贮藏天数，酸度变化情况如图4-5。
47
图4-6面包粉与小麦粉的微观结构图 Fig.4-6 The microstructure of FIG about bread ^our and wheat ^our
由图4-6可以看出，面包粉与普通小麦粉的微观结构图相比，其表面微观 结构更加平滑、完整、细密及紧凑。普通小麦粉是有一般小麦粉经过简单的初 级加工制得，而面包粉在加工过程，由于加入了一些必要的面包改良剂，其作 用有的是为了提高面包粉的稳定性，有的是为了延长面包粉的稳定时间，有的 是为了增加面包粉的筋度。其最终目的都是使面包粉更加的均一、稳定。在面 包制作过程中，面包粉比普通的小麦粉具有更好的持气性及产气能力。
48
A:试验室普通面包B:试验室杂粮面包C:市售普通面包D:市售杂粮面包
图4-7试验室与市售的面包产品微观结构图 Fig.4-7 The microstructure of FIG about laboratory and commercial bread products
面包是由小麦粉等经搅拌、发酵、焙烤等过程加工制成的体积膨大、组织 松软、富有弹性的食品。在面团搅拌过程中，其内部的麦谷蛋白和麦醇蛋白通 过二硫键、氢键和疏水相互作用形成三维面筋网络结构[96]。应用扫描电镜可观 察到面包的微观结构。由图4-7可以看出，在试验室制得的和市售的普通面包 和杂粮面包的微观结构扫描图中，均存在着圆形的、不规则的空洞[97]。圆形的 气孔大多是酵母发酵产气和搅拌过程带来的空气。试验室所制作的杂粮面包， 其微观结构较普通面包，气孔均匀连续，但是微观结构表面粗糙，不平滑。原 因杂粮面包在制作过程加入了大量的复配杂粮粉，杂粮粉本身就很粗糙、在于 小麦粉混合后形成面筋网络，因为杂粮本身不具有面筋，在面筋网络中只能被 小麦蛋白所包裹。市售的普通面包与杂粮面包相比，组织结合的较细密，但气 孔没有杂粮面包的大。杂粮面包气孔大，其疏松的空间结构位阻就小，有利于 消化液的渗透和酶解，便于人体肠胃的消化吸收[73]。试验室所得的杂粮面包与 市售杂粮面包，微观结构基本一致，均连续且均匀，然而市售的杂粮面包，其
49
气孔较大，可能是因为实际操作中，由于操作手法的不熟悉或者是市售面包配 方不一致所致。
4.3结论
产品在贮藏过程中会随着贮藏时间的增加，营养物质会逐渐流失，产品也 开始慢慢腐败变质。试验室所指的面包，随着贮藏天数的增加，其质构和水分 含量的变化是明显的。无论是普通面包还是杂粮面包，其硬度均随时间的延长 而呈显著的上升趋势，弹性也在下降。坚实度上虽然面包都在开始慢慢变硬腐 败，但是杂粮面包的变化小于普通面包，其保质期达到15天以上，是普通面包 的一倍以上。面包的水分也随之慢慢流失，但杂粮面包的水分变化缓慢，其保 水性优于普通的面包。面包产品的pH和酸度变化基本维持稳定，两者变化趋 势相一致。从扫描电镜图中可以看出，面包粉的微观结构比小麦粉平滑、完整、 细密及紧凑。试验室所制作的杂粮面包，其微观结构较普通面包，气孔均匀连 续，但是微观结构表面较粗糙且不平滑。杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,市售的普通面包与杂粮面包相比，较 细密，但气孔没有杂粮面包的大。试验室所得的杂粮面包与市售杂粮面包，微 观结构基本一致。
50
第五章结论与展望
5.1本文主要结论
5.1.1杂粮面包粉的配方设计研宄
(1)参考中国食物成分营养表及对原料进行基本成分分析的基础上，依 据谷物营养互补与复配原理，选择燕麦粉、荞麦粉、玉米粉、糯米粉、红薯淀 粉为杂粮面包粉的杂粮原料。
(2)利用Excel，应用线性规划法原理，对杂粮面包粉的基础配方进行 设计。杂粮面包粉的原料配方为：燕麦粉15%、荞麦粉5%、玉米粉5%、糯米 粉5%、红薯淀粉4%及面包粉66%。该杂粮面包粉的粉质特性参数为：吸水率 58.4°%，形成时间3.9min，稳定时间4.7min，粉质指数56。随着各种杂粮粉的 增加，混合粉的稳定时间及粉质指数均呈下降趋势。加入玉米粉和荞麦粉的混 合粉随添加量的增加，面团的吸水率呈缓慢的下降。加入燕麦粉的面团吸水率 是先下降后上升的趋势。加入糯米后的面团吸水率呈上升趋势。加入红薯淀粉 的面团吸水率变化不大。
(3)在单因素试验基础上，确定出谷朊粉、硬脂酰乳酸钠(SSL)、黄原胶 及瓜尔豆胶为杂粮面包粉的品质改良剂，通过响应面分析试验，以面团粉综合 得分为响应值，得出复合改良剂的最佳配方为：1〇〇〇g杂粮面包粉基重，谷朊 粉3.77%，SSL0.35%，黄原胶1.08%，瓜尔豆胶0.35%。各因素对杂粮面包粉 综合评分的影响排序为：黄原胶 > 谷朊粉 > 瓜尔豆胶>881。添加复合改良剂后杂 粮面包粉的稳定时间上升到14.2min，粉质指数上升到192,综合评分由-0.32326 上升到了 0.8，其流变学特性得到了很大程度的改善。
5.1.2杂粮面包的制备工艺优化研宄
(1)在单因素的基础上，确定了辅料配方中的糖、盐及酵母添加量为考 察因素，进行正交优化试验，做面包的烘焙，以面包的质构为优化指标，经正 交的方差分析，得出影响杂粮面包硬度和弹性的辅料因素顺序为糖 >盐>酵母， 其中糖的添加量影响是极显著的。最佳的杂粮面包辅料配方为：以杂粮面包粉 为基重，白砂糖添加量20%、盐1.2%及酵母2.4%。
(2)在单因素的基础上，确定了面包加工工艺中的和面时间、发酵时间 及烘烤时间为考察因素，进行正交优化试验，做面包的烘焙，以面包的质构为 优化指标，经正交的方差分析，得出影响杂粮面包硬度和弹性的工艺参数顺序 为和面时间 > 发酵时间>烘烤时间，其中和面时间的影响极显著。最佳的杂粮面 包加工工艺参数为和面25min、二次发酵3.5h及烘烤20min。按此配方及工艺 生产出来的面包，硬度为5998.060g，弹性为0.886，具有质地柔软，色泽金黄 色，口感较细腻。
51
5.1.3产品的对比及贮藏稳定性研宄
(1)随着贮藏时间的增加，产品的硬度、弹性、坚实度及水分含量变化 较大。杂粮面包粉流变学性质研究及面包工艺优化,产品的硬度均随贮藏时间的增加明显增大，弹性也明显减小。相比普通 面包，杂粮面包的下降缓慢，且保质期明显大于普通面包，在室温下密闭保存 达15天左右，是普通面包的一倍以上。杂粮面包的水分含量变化不大，其保水 性较普通面包好。在一定的保质期内，产品的酸度和pH变化不大。且面包的 pH和面包的酸度表现出一致性。可在以后的面包中，考虑用面包pH代替面包 酸度，这样避免了传统的酸度测定法，费时费力的缺点。
(2)面包粉和小麦粉的扫描电镜图对比发现，面包粉的微观结构明显比 小麦粉平滑、完整、细密及紧凑。在面包制作过程中及表现出更好的持气性及 产气能力。对比试验室制得的和市售的普通面包和杂粮面包的微观结构扫描图， 试验室所制作的杂粮面包，其微观结构较普通面包，气孔均匀连续，但是微观 结构表面较粗糙且不平滑。市售的普通面包与杂粮面包相比，较细密，但气孔 没有杂粮面包的大。试验室所得的杂粮面包与市售杂粮面包，微观结构基本一 致。
5.2本文创新点
(1)采用多种谷物杂粮粉进行杂粮面包的生产，避免了单一杂粮的营养 不均衡性，丰富了面包的不同口味，在满足现代人对营养追求的同时，也满足 了现代人追求食品风味的需求。
(2)首次将杂粮面包粉从性质研宄到制备工艺优化及最终产品的贮藏稳 定进行研宄，得出了适合杂粮面包的配方，并观察杂粮面包在贮藏过程中的变 化规律。
5.3展望
本文对杂粮面包粉的原料选择、配方优化、工艺选择及贮藏稳定性进行了 系统的研宄，由于时间和条件的限制，仍有一些问题需要进一步的深入研宄和 探讨。
(1)本文选择5种杂粮粉作为杂粮面包的原料，材料选择有限，可尝试 采用其它杂粮粉进行复配，开发出具有不同口味的新产品和适宜特殊人群食用 的保健产品。
(2)对杂粮面包进行批量生产的全程进行质量控制体系研宄，使其早日 实现工业化生产。
本文推荐企业：山东东达生物化工有限公司（http://www.sddasw.com/)，是专业的瓜尔胶和瓜尔豆胶生产厂家，专业生产瓜尔胶和瓜尔豆胶。拥有雄厚的技术力量，先进的生产工艺和设备。山东东达生物化工有限公司全体员工为海内外用户提供高技术,高性能，高质量的瓜尔胶和瓜尔豆胶产品。热忱欢迎国内外广大客户合作共赢。