马铃薯在面包加工工艺中的研究

王莉，董欢，贺晓光，马莹

（宁夏大学农学院，宁夏银川750021）

马铃薯又名土豆，是仅次于小麦、稻谷和玉米的全球第四大重要的粮食作物，在世界范围内被广泛种植，中国是世界马铃薯总产最多的国家。2010年，马铃薯的世界产量已达到3亿2 418万1 889吨，而中国的的马铃薯产量近8 154万吨。

马铃薯富含丰富的维生素A、维生素C以及矿物质，优质淀粉含量约为16.5%，还含有大量的木质素等。并且还有三大主粮所没有的胡萝卜素，营养价值高。我国中医认为，马铃薯性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓解疼痛，通利大便。尽管如此，在我国大多数地区，马铃薯是作为蔬菜出现的。而数据显示，到2020年中国粮食的需求量将达到1 000亿斤以上，但受耕地资源的约束和种植效益的影响，小麦水稻等主粮品种将继续增产的空间变小、难度加大。而马铃薯属于“省水、省肥、省药、省劲儿”的“四省”作物，易种植。但是马铃薯存在不易长期保存的问题，因此，对马铃薯产品进行广泛的开发，既有助于提高马铃薯产业，增加广大农民的经济收入，又保证了我国将来的粮食供给[1-2]。

马铃薯全粉面包以优质马铃薯全粉和小麦粉为主要原料，采用新型降黏加工技术技术、3D环绕立体加热焙烤、及创新工艺而成的新型面包[3]。马铃薯全粉面包风味独特，集马铃薯特有风味与纯正麦香风味为一体，鲜美可口，软硬适中，适合作为马铃薯主粮产品得以广泛推广[4]。

1 材料、仪器设备及方法

1.1 试验材料

马铃薯：宁夏当地马铃薯；高筋面粉：宁夏中航郑飞塞外香清真食品有限公司；鸡蛋、白砂糖：市售；食盐：中盐枣阳盐化有限公司；安琪酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：宁夏塞上乳业有限公司；金龙鱼大豆油：益海（泰州）粮油工业有限公司。

1.2 仪器与设备

JA3102型分析天平：上海海康电子仪器厂；8012 150MM游标卡尺：上海赛拓五金工具有限公司；Hauswirt”HM750和面机、HO-405海氏电烤箱：青岛汉尚电器有限公司；时尚AB醒发箱：佛山市一达电器有限公司；TA-XT plus质构仪、HDP-BSW刀具：英国Stable MicroSystems有限公司。

1.3 评定方法

1.3.1 面包的感官评价

选择6位挑选有专业基础理论和对面包特性熟悉的评价员对每种面包都分别进行品尝。面包评分标准根据中国农科院《面包烘焙品质评分标准》制定具体评分标准见表1[5-7]。

表1 面包烘焙品质评分标准Table 1 Standard for evaluation of bread baking quality

面包评价总分为100分。在基本配方中仅分别变化马铃薯全粉、黄油、酵母、蛋清的添加量。

1.3.2 面包质构的测定及原理

质构仪主要包括仪器主机、专用软件、对应的探头和附件。主要构成结构为：对样品产生变形作用的机械装置，一个用于盛装样品的容器，一个记录对力、时间和变形率记录系统。通过对样品进行的压缩、切割、挤压和拉伸模具进行测试，得出能够表示一些质构特性及相关关系的曲线图[8-9]。

TPA质构测试又被称为两次咀嚼（TwoBiteTest，TBT），主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动，对固体、半固体样品进行两次压缩，测试与计算机软件相连接，通过界面输出质构测试曲线，从中可以分析质构特性参数，可根据样品的种类和试验的目的重点分析相关指标[10]。

1.4 研究方法

1.4.1 基本配方

马铃薯全粉20%，黄油10%，酵母3.2%，蛋清3.5%，盐1%，糖20%（各因素比例指占马铃薯全粉与小麦粉总质量的比例）[11-13]。

1.4.2 马铃薯全粉

挑选新鲜无伤无病害的马铃薯进行加工，工艺流程为：马铃薯→清洗→机械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度为3.0 mm）→隧道烘干机（70℃，8 h）→粉碎→成品。

1.4.3 马铃薯泥

挑选新鲜无伤无病害的马铃薯进行加工，工艺流程为：马铃薯→清洗→机械去皮→蒸煮（100℃，15 min）→切片（厚度为3.0 mm）→捣碎成泥

1.4.4 面包制作工艺

采用当前国内外广泛使用的方法，其生产工艺流程为：原辅料→调粉揉面→静置→切块→整形→装盘→醒发→烘焙→冷却→检验→成品。

1.4.5 调粉过程

1.5 操作要点

1）调粉：按照配方称取原辅料，将马铃薯全粉和面粉均匀混合，在搅拌机搅拌的同时加入预先活化好的酵母（经35℃的温水活化），搅拌5 min后加入三分之一的黄油和提前搅打均匀的鸡蛋清，然后依次缓慢加入食盐水和糖水继续搅拌（为防止加入过多的水，提前用称量好的水融化食盐和白砂糖）；每隔10 min加入黄油，将剩下的黄油分两次加入直到面团表面光滑，质地均匀柔软时停止搅拌；

2）整形：将搅拌好的面团分成35 g的小面团，并且揉成表面光滑的圆团[5]；

3）醒发：提前将醒发箱在30℃的条件下预热10 min，将面团放在抹有食用油的烤盘上，注意面团之间留有一定的距离，以防烤制时发生膨胀现象导致面包粘连；醒发时间过长会导致面包开裂，时间过短会导致面包内部不够膨松。本试验将最佳醒发时间设置为45 min。

4）焙烤：为了使面包呈现金黄的色泽，在醒发好的面团表面抹上薄薄的一层蛋液（比例为两个蛋黄一个蛋清）。烤箱的上火温度设置为上火150℃，下火152℃，时间为15 min。

2 试验设计

2.1 面包体积的测量

用游标卡尺测量面包醒发前、醒发后、烘烤后的高度和直径长度，作为其体积评分参考。将不同因素水平的面包取5个，分别测量，取其平均值作为这种面包高度和直径的增长值。

2.2 面包硬度（松软度）的测定

利用TA-Xri质构分析仪的压缩模式，弹性是指质构仪探头突破表皮对面包进行压缩，所产生的最大压力，直接反映了面包内部品质的松软程度。硬度值越大表示面包越松软，反之面包内部结构越实。测试参数：压缩前速度为1 mm/s，测中速度为5 mm/s，测后速度为5 mm/s压缩程度15%，触发力为5 g[14-15]。

2.3 面包弹性

变形样品在去除变形力后恢复到变形前的高度或体积的比率。数值越大，面包弹性越好，质地越松软。

2.4 黏聚性

该值可模拟表示样品内部黏合力，即将样品拉在一起的内聚力，其反义词为可压缩性。黏聚性越大，可压缩性越小，反之越大[16-17]。

2.5 单因素试验及正交试验设计

对于单因素试验，在面包制作的基本配方基础上，分别改变马铃薯全粉添加量、黄油添加量、蛋清添加量及酵母添加量，对面包进行质构测定及感官评定。在单因素试验的基础上，选取马铃薯全粉添加量、黄油添加量、蛋清添加量、酵母添加量为主要因素进行四因素三水平正交试验[5-6]，试验设计见表1（各因素比例指占马铃薯全粉与小麦粉总质量的比例）。

表2 正交试验水平因素表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

3 结果与分析

3.1 马铃薯全粉添加量对面包品质的影响

马铃薯全粉添加量对面包品质的影响见表3。

表3 马铃薯全粉添加量对面包品质的影响Table 3 The effect of potato flour addition on bread quality

由表3可以看出，马铃薯全粉添加量对面包的硬度、弹性、黏聚性及感官评分影响较大。随着马铃薯全粉添加量的增加，面包的硬度值呈现不规律变化，面包弹性值相差不大，但是黏聚性先降后升。当马铃薯全粉添加量为10%时，其硬度值最低，黏聚性较高，口感较差。当马玲薯粉添加量为30%时，面包表皮色泽发暗，面包的柔硬度增加，表皮较硬，内部气孔少，纹理结构不好，并带有焦苦味，口感较差[18-19]。这可能是因为添加了一定量的马铃薯全粉对改善面包品质与面团制作和面粉中面筋蛋白的添加量有很大关系。马铃薯的蛋白质添加量较低，且不含面筋蛋白，添加量过大时会影响面坯的面筋蛋白添加量，降低面筋网络结构的形成，造成面包烘烤后感官评定较差[20-21]。由表3可以看出，当马铃薯全粉添加量为20%时面包品质最佳。

3.2 黄油添加量对面包品质的影响

黄油添加量对面包品质的影响见表4。

由表4可以看出，黃油的添加量对面包品质有一定的影响。尤其是对硬度影响最大，黄油添加量为5%时面包硬度最大，随着黄油添加量增加其硬度降低，但是当黄油添加量增至15%时，品质出现下降现象，尤其表现在面包色泽深重，黄有气味浓厚。黄油添加量为10%时，面包具有最大弹性，最低黏聚性和最高感官评分。原因是黄油除了能够赋予食物丰富的能量，还能对面包起到膨松的效果。利用黃油的乳化性质，可以锁住面团中的水份，改变面团的湿黏性，延缓淀粉老化和面包硬化的过程，使面团的延展性有所增强[22]从而增强面包的蓬松度。过量使用也会产生副作用，比如影响酵母的渗透压，使发酵进程受阻，影响面团的面筋形成等[23-24]。因此可以总结出，黄油添加量为10%时，面包品质最好。

表4 黄油添加量对面包品质的影响Table 4 The effect of butter addition on bread quality

3.3 酵母添加量对面包品质的影响

酵母添加量对面包品质的影响见表5。

表5 酵母添加量对面包品质的影响Table 5 Effect of yeast addition on bread quality

由表5可以看出，酵母添加量增长其硬度值随之下降，酵母添加量为3.2%和4.0%其硬度值接近，面包膨松程度也相近。但是酵母添加量为4.0%时对应面包的感官评分要低于酵母添加量为3.2%的面包。主要表现在面包中酵母气味浓重，口感略带酸味。原因是，酵母在发酵过程中产生的二氧化碳使面团体积膨大、组织疏松，增强面筋的扩展，提高面团的保气性能。当酵母添加量少时，面包的膨胀体积小，发酵不好，内部气孔小[7]，面包质地较实；当酵母添加量过大时，容易导致面包变形、塌陷，且口感差，有较浓的酵母味，使感官评分降低。因此当酵母添加量为3.2%时，面包品质最佳。

3.4 蛋清添加量对面包品质的影响

蛋清添加量对面包品质的影响见表6。

表6 蛋清添加量对面包品质的影响Table 6 Effect of egg white addition on bread quality

由表6可以看出当蛋清添加量为0%时面包硬度最大，但其黏聚性也对应最高，其感官评分值最低。随着其蛋清添加量的增加至3.5%时，硬度值有所降低，即此时的面包较松软，口感更好。但是当继续增加蛋清添加量至7%时，面包上色变浅，内部结构松散，感官评分降低。原因是，蛋清被搅打时，空气进入并被包埋在蛋白质溶液中形成泡沫。在泡沫的形成过程中，气泡逐渐由大变小，而数目增多，最后失去流动性，通过加热可使之固定。剪切作用将空气混入蛋清中，部分气体与疏水基团结合，留在蛋清中，使泡沫体积迅速上升；继续搅打，由于剪切力作用，气体可以均匀的被蛋白质分子包围，并形成新的稳定结构，泡沫体积达到最大。气体充进面团，被加热后开始膨胀，增加了面团的体积，也是面团内部结构变得疏松多孔[27]。但是当蛋清添加量过多反而对面团的成型起到相反作用，甚至导致面团塌陷。综合分析认为当蛋清添加量为3.5%时，面包品质较优。

3.5 正交试验结果

以马铃薯全粉添加量、黄油添加量、酵母添加量、蛋清添加量为试验因素，面包成品的感官评分为考察指标，设计成四因素三水平的正交表，按L9（34）排列进行正交试验，结果见表7。

表7 正交试验结果Table 7 Results of orthogonal test

由正交表的极差可以看出，4个因素对马铃薯全粉面包品质影响的大小依次为：C＞A＞D＞B，即酵母添加量＞马铃薯全粉添加量＞蛋清添加量＞黄油添加量，其中最优配比为A2B2C3B2，马铃薯全粉添加量20%。黄油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%。采取最优组合通过验证，制作成的马铃薯全粉面包感官评分为92分，与正交试验结果中各因素最佳水平的组合得分接近[27]。故可确定A2B2C3B2为马铃薯全粉面包最优配方。

3.6 马铃薯泥对面包品质的影响

马铃薯泥对面包品质的影响见图1。

图1 马玲薯泥对面包品质的影响Fig.1 The influence of mashed potato on the quality of bread

试验结果表明当马铃薯全粉添加量20%，黄油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%时面包具有最佳口感。但是当把马铃薯全粉换成马铃薯泥，用同样的比例制作出的面包，其质地较软，但是口感与马铃薯全粉面包相比相差较大，面包表面粗糙，内部气孔较少且较黏，酵母味浓厚，不易上色。感官评分也较马铃薯全粉面包低很多。

4 结论

本试验结果表明当马铃薯全粉、黄油、酵母、蛋清添加量的多少会在一定程度上影响面包的质构和感官。当马铃薯全粉添加量20%，黄油添加量10%，酵母添加量4.0%，蛋清添加量3.5%时，面包品质最佳，风味独特，口感较好，松软有弹性，且口感优于同样配方制作下的马铃薯泥面包。因此马铃薯全粉面包应被广泛推广制作和食用。

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