冷藏中种发酵法制作酸面团馒头及工艺参数的优化

李继锋，王香玉，王新伟，赵仁勇

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

冷藏中种发酵法制作酸面团馒头及工艺参数的优化

李继锋，王香玉，王新伟，赵仁勇*

（河南工业大学 粮油食品学院，河南 郑州 450001）

利用实验室延续培养的传统酸面团酵种（简称酸种），采用冷藏中种发酵法制作酸面团馒头。研究了酸种扩培时间、酸种添加量、冷藏发酵时间，以及中种面团中小麦粉的添加量等参数对酸面团馒头品质的影响。在单因素试验的基础上通过L9（34）正交试验，优化出了冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的最佳工艺参数：酸种扩培时间为15 h，酸种添加量为40%，冷藏发酵时间为24 h，中种面团中小麦粉的添加量为70%。此工艺条件下制作的酸面团馒头的比容较大，感官评分较高，具有传统老面馒头特有的风味和口感。采用不同的小麦粉原料制作的酸面团馒头均具有较好的外观品质和食用品质，表明冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的工艺技术具有较强的原料适宜性。

酸面团；中种；冷藏；馒头；发酵

0 引言

馒头是中国传统的发酵蒸制面食，凭借其特有的原料配方、发酵剂、制作工艺和蒸制技术，具有乳白、喧软、麦香味浓郁等优点，是中国北方人的日常主食食品。酸面团是谷物发酵食品生产中应用最古老的生物技术之一，是国外常见的一种面包烘焙发酵剂，除制作方式和主要优势菌的差异外，与国内的老面团相似。酸面团主要应用于黑麦面包的制作[1]，可以帮助提升面包的口感、风味和质构等品质特性，同时增加比容，延缓老化，可在一定程度上抑制有害菌的生长，对改善面包的营养特性也具有一定的积极作用[2-7]。在国外，酸面团的相关研究已有一百多年的历史，酸面团发酵技术已经得到工业化应用，主要借助多种微生物共生、混菌发酵的优势，利用优势菌株糖化、发酵、酯化的协同作用，产生醇、酯、醛、酚等多种风味物质，并增强发酵面团的持气性，为酸面团发酵制品提供独特的风味和口感。故可以利用酸面团发酵的优势制作品质更优良的酸面团馒头。

国外利用传统酸面团制作酸面包时一般采用低温冷藏发酵法[8-9]：将酸种扩大培养后，将其作为发酵剂与小麦粉等原辅料混合制成面团；经预发酵、分割、成型后在低温条件下进行冷藏发酵；经缓苏、醒发、切口后焙烤。制作过程易于控制，烤出的面包皮层较厚，表皮棕黄，内部孔洞大，内芯色泽光亮，酸味适中且风味浓郁。而有关同时采用中种法和低温冷藏发酵技术生产传统酸面团馒头的文献报道极少。

在我国，传统的面食发酵剂有老面、酵子等[10-12]，类似于国外制作面包用的酸面团，具有悠久的使用历史。其中的老面，也称面肥、面头或面起子，通常是把上一次做馒头留下来的发酵面团以一定的比例和小麦粉、水混合形成面团，过夜发酵，次日在面团中添加小麦粉和适量碱，二次和面，分割、成型、醒发后蒸制。与酸面团制作面包不同的是，有关馒头加工时老面延续培养方面的应用或研究很少有文献报道。随着酵母的推广使用及其带来的极大方便性，老面等传统馒头发酵剂逐渐被酵母替代；但与混菌体系发酵相比，酵母馒头具有口感平淡、缺乏老面馒头特有的风味、容易老化且复蒸性能差等缺陷[13]。由于在风味、口感、营养特性等方面存在优势，传统发酵剂馒头正受到越来越多消费者的青睐以及研究者的关注[5，11-12]。

作者借鉴国外生产酸面团面包的基本原理，采用实验室延续培养的酸种，开发出一种基于冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的工艺：扩培后的酸种作为发酵剂以一定的比例和小麦粉、水混合形成中种面团（Sponge Dough）；2～6℃条件下冷藏发酵；室温条件下静置、缓苏后添加适量的小麦粉、水、碱以及少量酵母，混合形成主面团（Main Dough）；分割、成型、醒发后蒸制。作者研究了酸种的扩培时间、酸种添加量、冷藏发酵时间以及中种面团中小麦粉的添加量等工艺条件对馒头品质的影响，优化制作酸面团馒头的工艺参数，以期为工业化生产以及生产过程中酸面团馒头的品质调控提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

高级雪花粉：河北黑马小麦粉有限责任公司；馒头基础粉1：新乡市思丰粉业有限公司；馒头基础粉2：中粮集团郑州海嘉食品有限公司；酸种：由本实验室工作人员延续培养得到；即发活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；氢氧化钠（分析纯）：天津市恒兴化学试剂制造有限公司；食用碱（碳酸钠）：南京甘汁园糖业有限公司。

1.2 仪器与设备

AB204-S分析天平：瑞士Mettler Toledo公司；101A-2电热鼓风干燥箱：上海实验仪器厂有限公司；SX2-5-12马弗炉：天津市中环实验电炉有限公司；8400凯氏定氮仪：瑞典Foss Tecator公司；1800降落数值仪、2200面筋洗涤系统、BVM 6630体积测定仪：瑞典Pertern公司；粉质仪、拉伸仪、黏度仪：德国Brabender公司；SM-10和面机：新麦机械（无锡）有限公司；GC-1183冻藏发酵箱：惠州高比烘焙设备有限公司；精密pH计：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；恒温磁力搅拌器：环球佳仪器（北京）有限公司；DM-5电动家用面条机：龙口市复兴机械制造厂；多功能电热锅：山东淄博周村黎星电器厂；冰柜：昆山金博特制冷设备有限公司；SM-302N切片机：新麦机械（无锡）有限公司；TA.XT plus质构仪：英国Stable Micro System公司。

1.3 试验方法

1.3.1 小麦粉的理化特性

水分、灰分、粗蛋白及湿面筋含量的测定分别参 考 GB/T 21305—2007、GB/T 5505—2008、GB/T 5511—2008和GB/T 5506.2—2008标准方法；降落数值、糊化及黏度特性的测定分别参考GB/T10361—2008和 AACC 76—21[14]标准方法。

1.3.2 面团的流变学特性

面团揉混特性、延展特性的测定分别参考GB/T 14614—2006和GB/T 14615—2006标准方法。

1.3.3 酸种的扩培

将延续培养的酸种与新鲜的小麦粉和水按2∶6∶3的比例混合后形成面团，置于室温下，用保鲜膜覆盖，培养一段时间（9～24 h）后即为扩大培养后的酸种；可根据需要连续扩培，直至满足中种面团对酸种使用量的要求。

1.3.4 酸面团馒头的制作

以1 kg小麦粉为基础，中种面团配方见表1，主面团配方见表2。

表1 中种面团配方Table 1 The formula of sponge dough

表2 主面团配方Table 2 The formula of main dough

酸种、小麦粉和水（见表1）混合搅拌（慢速1.5 min，快速3 min）后制成的中种面团（温度＜10℃）在 2～6 ℃条件下冷藏发酵（15～30 h）。

冷藏发酵后的中种面团在室温下松弛20 min左右，测定面团的酸度并计算加碱量，将中种面团、小麦粉、水、酵母及碱（见表2）一并搅拌混合（慢速 2 min，快速4 min），形成主面团（温度 25～28℃），压面机压面8次（一档），分割并揉制成半球形馒头坯150 g/个，然后在温度35～38℃、相对湿度80%～85%的条件下醒发1 h左右，汽蒸20 min，冷却1 h后评价馒头的质量。

1.3.5 单因素试验

针对酸种添加量（%）、酸种扩培时间（h）、冷藏发酵时间（h）以及中种面团中小麦粉的添加量（%）4个因素进行试验，研究各因素对馒头品质的影响。

1.3.5.1 酸种添加量对馒头品质的影响

酸种扩培时间为15 h，冷藏发酵时间为24 h，中种面团中小麦粉的添加量为60%，酸种添加量分别为10%、20%、30%、40%和50%。

1.3.5.2 酸种扩培时间对馒头品质的影响

冷藏发酵时间为24 h，酸种添加量为30%，中种面团中小麦粉的添加量为60%，酸种扩培时间分别为 9 h、12 h、15 h、18 h、21 h 和 24 h。

1.3.5.3 冷藏发酵时间对馒头品质的影响

酸种扩培时间为15 h，酸种添加量为30%，中种面团中小麦粉的添加量为60%，中种面团的冷藏发酵时间分别为 15 h、18 h、21 h、24 h、27 h 和30 h。

1.3.5.4 中种面团中小麦粉的添加量对馒头品质的影响

酸种扩培时间为15 h，冷藏发酵时间为24 h，酸种添加量为30%，中种面团中小麦粉的添加量分别为40%、50%、60%、70%和80%。

1.3.6 正交试验

在单因素试验结果的基础上进行L9（34）的正交试验，优化出冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的最佳工艺参数。

1.4 酸面团馒头的品质评价

1.4.1 主面团加碱量的确定

取发酵好的中种面团10 g，加入90 mL蒸馏水后用高速匀浆机打碎制成悬浮液，在磁力搅拌器搅拌的同时，用0.1 mol/L的氢氧化钠标准溶液滴定面团匀浆液至pH为8.60[15]。主面团加碱量为：

式中：m为加碱量，g；ΔV为消耗的氢氧化钠溶液体积，mL；M为中种面团总质量，g。

1.4.2 体积和比容的测定

参照AACCI 10—14.01[16]标准方法，将冷却后的馒头置于体积仪的支架上，测定并记录馒头的体积、质量、比容、高径比等数据。

1.4.3 质构特性的测定

将冷却后的馒头切成厚度为15 mm的均匀薄片，取中间3片，测定馒头的质构特性[17-18]。质构仪的测定参数为：TPA模式；P/36R铝探头；测试前速率1.0 mm/s，测试速率 1.0 mm/s，测试后速率 3.0 mm/s，压缩程度50%，触发力5 g，两次压缩时间间隔5 s。

1.4.4 感官评价

参照SB/T 10139—93中的附录A[19]和苏东民[20]的评价方法，将酸面团馒头的比容评分量化，更准确地对酸面团馒头进行感官评价，评分标准见表3。

1.5 数据处理与分析

方差分析采用SAS 9.1统计软件进行处理，通过Origin 8.5和Microsoft Excel进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 原料基本组成及特性分析

如表4所示，3种小麦粉的理化特性非常类似，均适合制作馒头[21]。但3种小麦粉其面团的流变学特性（表5）差异较大，其中高级雪花粉的吸水率高，形成时间和稳定时间长，弱化度低，拉伸阻力及拉伸面积大，属于典型的强筋小麦粉，适宜制作长时间发酵的酸面团馒头。因此，本研究以高级雪花粉为主要的试验材料，优化酸面团馒头的制作工艺；同时，选用两种馒头基础粉，考察优化后的工艺条件对不同小麦粉原料的适宜性。

2.2 单因素试验结果与分析

2.2.1 酸种添加量对馒头品质的影响

如图1所示，随着酸种添加量的增加，馒头感官评分先上升后下降，当酸种添加量40%时达到最大；馒头比容整体呈上升趋势。酸种添加量过低时，它所提供的菌群数量较少导致面团发酵力较弱，面团结构密实，制作的馒头体积较小，过于挺立，硬度大，内部气孔小，风味清淡。酸种添加量的增加使面团发酵力增强，改善馒头内部组织结构，馒头比容提高。酸种添加量过高时，馒头无光泽，结构酥软，弹性降低，极易出现皮层分离现象，在添加量为50%时馒头稍有异味，馒头的香味和滋味下降。

表4 试验用小麦粉的理化特性Table 4 Physicochemical properties of wheat flour

表5 试验用小麦粉的面团流变学特性Table 5 Rheological properties of the dough of wheat flour

图1 酸种添加量对馒头比容和感官评分的影响Fig.1 Effect of percentage of sour on specific volume and sensory score of steamed bread

2.2.2 酸种扩培时间对馒头品质的影响

对酸种进行扩大培养的目的主要是为了提高单批次使用的酸种量，满足中种面团对酸种使用量的要求。如图2所示，随着扩培时间的延长，馒头的感官评分和比容先上升后下降，在扩培时间为15 h时达到最大；扩培时间15 h和18 h时，馒头感官评分之间没有显著差异（P＞0.05）。酸面团发酵时，酵母菌和乳酸菌具有一定的相互抑制作用[22]：发酵初期，酵母菌的生长消耗大量还原糖，乳酸菌因缺乏营养物质而生长缓慢，之后由于乳酸菌的繁殖代谢产酸降低了环境的pH值，在一定程度上抑制酵母菌的生长。酸种扩培时间较短时，酵母菌和乳酸菌数量的不足会影响面团发酵产气和风味代谢物质的生成；扩培时间适宜时，酸种中含有足够数量的酵母菌，乳酸菌也处于增殖期，制作的酸面团馒头比容较高，同时能够提升馒头的品质；扩培时间过长时，酵母菌数量下降，乳酸菌发酵产酸过多导致种面团发酵力减弱，影响馒头比容和风味。

图2 酸种扩培时间对馒头比容和感官评分的影响Fig.2 Effect of the maturing time of sour on specific volume and sensory score of steamed bread

2.2.3 中种面团冷藏发酵时间对馒头品质的影响

如图3所示，随着冷藏发酵时间的延长，馒头感官评分先上升后下降，在冷藏发酵时间为24 h时达到最大，馒头的比容有整体上升的趋势。冷藏发酵时间不足时，菌种生长代谢产物积累少，制作的酸面团馒头挺立，比容小，硬度高，表面不光滑，出现小气泡，风味欠佳；冷藏发酵时间的增加有利于提高馒头比容，赋予馒头浓郁的发酵香味；但发酵超过24 h后，馒头的结构变得脆弱，缺乏弹性，内芯粗糙且气孔不均匀，容易出现塌陷或皮瓤分离，风味变差。对中种面团而言，适当的冷藏发酵时间既增加酸面团馒头的体积，也能改善馒头的综合感官品质。

图3 中种面团冷藏发酵时间对馒头比容和感官评分的影响Fig.3 Effect of the retarding time on specific volume and sensory score of steamed bread

2.2.4 中种面团中小麦粉的添加量对馒头品质的影响

如图4所示，随着中种面团中小麦粉添加量的增加，馒头感官评分先上升后下降，在小麦粉添加量达到70%时最大；馒头的比容呈整体上升趋势。小麦粉的添加量较少时，醒发阶段的发酵活力不足，馒头体积较小，结构紧密，硬度大，风味欠佳。相反，中种面团中小麦粉的烘焙比例过高时，主面团的产气、持气能力下降，馒头结构脆弱，分层严重，口感粗糙，风味差。

2.3 正交试验结果与分析

依据以上单因素试验结果，选择酸种添加量（A），酸种扩培时间（B），冷藏发酵时间（C），中种面团中小麦粉的添加量（D）4个因素，以馒头比容和感官评分为评价指标，进行L9（34）正交试验。正交试验各因素与水平如表6所示，结果与方差分析如表7、表8所示。

由表7和表8可以看出，影响馒头感官品质的因素主次顺序为A>B>D>C，决定馒头感官品质的最优组合为A2B2C2D2，即最佳工艺参数为：酸种添加量40%，酸种扩培时间15 h，中种面团的冷藏发酵时间24 h，中种面团中小麦粉的添加量70%，与各单因素试验结果一致。

图4 中种面团中小麦粉的添加量对馒头比容和感官评分的影响Fig.4 Effect of percentage of flour in sponge dough on specific volume and sensory score of steamed bread

表6 L9（34）正交试验因素与水平Table 6Factors and levels of L9（34）orthogonal test

表7 正交试验结果与分析Table 7 The results and analysis of orthogonal experiment

表8 正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of experimental results

2.4 验证试验结果与分析

由表9知，在最佳工艺条件下，采用高级雪花粉制作出的酸面团馒头比容大、风味浓郁、感官评分高，优化的工艺参数可靠，具有一定的参考价值。同时，采用市场上认可度较大的两种馒头基础粉制作的酸面团馒头同样具有较好的外观品质和食用品质，表明开发的冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的工艺技术对小麦粉的要求不苛刻，具有较强的原料适宜性。

表9 验证试验结果Table 9 The results of confirmatory experiment

3 结论

本研究借鉴国外生产酸面团面包的基本原理，开发出冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的工艺技术，通过单因素试验和正交试验优化出了最佳工艺参数：酸种添加量40%，酸种扩培时间15 h，中种面团的冷藏发酵时间24 h，中种面团中小麦粉的添加量70%。采用最佳技术条件制作的酸面团馒头的体积和比容较大，具有传统老面馒头特有的风味和口感，外观品质和食用品质较好，而且配方简单，耐冻、耐复蒸，对小麦粉原料也具有较强的适宜性。尽管冷藏中种发酵法制作酸面团馒头的工艺复杂、生产周期较长，但关键参数可控，利于工业化、规模化生产，较适合高档馒头产品的开发，具有进一步研究的价值。

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PRODUCTION OF SOURDOUGH STEAMED BREAD BY RETARDING SPONGEDOUGH METHOD AND PARAMETERS OPTIMIZATION

LI Jifeng，WANG Xiangyu，WANG Xinwei，ZHAO Renyong
（School of Food Science and Technology，Henan University of Technology，Zhengzhou 450001，China）

Sourdough steamed bread was produced by retarding sponge-dough method using a sour continuously replenished in our laboratory. Effects of the maturing time of sour，the retarding time of sponge，percentage of sour and percentage of flour in sponge on specific volume and sensory score of steamed bread were investigated.The optimum parameters of making sourdough steamed bread were obtained through orthogonal experiment on the base of single factor experiments，which were shown as follows: sour maturing time of 15 h，percentage of sour of 40%，sponge retarding time of 24 h，and percentage of flour in sponge of 70%. Sourdough steamed bread prepared under the optimum parameters had higher sensory score，large specific volume and unique flavor and taste. Furthermore，steamed bread with desirable appearance and eating quality were also produced even using different wheat flours as raw material，which demonstrated that the technology of making sourdough steamed by retarded sponge-dough method had high suitability of raw materials.

sourdough；sponge；retarding；steamed bread；fermentation

TS201.2

B

1673-2383(2017)06-0041-07

http://kns.cnki.net/kcms/detail/41.1378.N.20171226.1723.016.html

网络出版时间：2017-12-26 17:24:10

2017-03-09

公益性行业（农业）科研专项（201303070-01）；省属高校基本科研业务费专项资金项目-青年支持计划（2015QNJH03）；河南省属高等学校重点科研项目（17A550009）

李继锋（1990—），女，河南新密人，硕士研究生，研究方向为粮食资源利用与转化。

*通信作者