模糊数学法优化酸面团面包工艺研究

赵闪闪，白 雪，张一凡，祁冰洁，赵秀红

(沈阳师范大学粮食学院，辽宁 沈阳 110034)

酸面团是由谷物、水和具有活性的微生物(比如乳酸菌和酵母菌)经自然发酵制得的一种面团[1-2]。用酸面团制作的面包叫做酸面包，酸面团的添加除了能提高面包面团的流变学特性和营养特性外，还具有增加面包的风味、改善面包芯的质构、提高面包比容、延缓面包的老化等作用[3-6]。目前国内市场上销售的面包大多是由单一面包酵母经快速发酵法生产，用这种方法生产的面包往往口感和风味较差、营养价值较低[7]。因此，对酸面团面包的制作工艺进行研究具有现实意义。

感官评价是由味觉、视觉等感觉器官所引起的反映，常用于食品的质量评价。但是，感官评定数据具有模糊性和主观性，使得感官评定的结果具有不稳定性和不确定性[8]。模糊综合评判是运用模糊数学的原理分析评价具有“模糊性事物”的系统分析方法，其评价结果更加准确、客观[9-10]。本试验拟采用模糊数学和正交试验相结合的方式研究酸面团面包的制作工艺参数，以此确定二者相结合用于酸面团面包工艺优化的可行性及效果。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

高筋面包粉，新良食品有限公司；高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司；黄油，Anchor有限公司；食盐、白砂糖，市售；氢氧化钠，沈阳科之翼实验公司；植物乳杆菌(Latobacillusplantarumstrain)15891，辽宁丹东酸面团中分离而得。

1.2 仪器与设备

HMJ-A35A1小型全自动和面机，佛山市小熊厨房电器有限公司；YPK-60烤箱，无锡市金城环保炊具设备有限公司；OMJ-CV-5醒发箱，河北欧美佳食品机械有限公司；CT3质构仪，常州锐品精密仪器有限公司；EYELA东京理化SLI-700培养箱，东京理化器械株式会社。

1.3 试验方法

1.3.1乳酸菌酸面团的制备

将植物乳酸菌在无菌条件下接种于MRS液体培养基中于37℃下活化2次，然后以2%接种量将乳酸菌接种到50 ml的MRS液体培养基中37℃培养8 h后制作面团，面团和无菌水比例为2∶1，接种量为108CFU/g面粉，将得到的面团置于30℃醒发箱中醒发至pH值低于4.0即可[11]。

1.3.2酸面团面包的烘焙

面包配方：发酵好的酸面团30 g、面包粉130 g、绵白糖18 g、食盐1.2 g、酵母2.25 g、水72.5 g。将除黄油外的的原料放入和面机中，搅拌20 min至成膜后再加入黄油12 g搅拌10 min使其均匀，室温下静置10 min，分割整形后再放入30℃、相对湿度为80%的醒发箱中发酵70 min，最后在上下火均为180℃的烤箱中烘烤20 min，在室温下冷却1 h后备用。

1.3.3单因素试验

在预试验基础上，以1.3.2中配料为基本配料，其中食盐、绵白糖、黄油的添加量固定不变，分别将酸面团添加量(10%、20%、30%、40%、50%)、酵母添加量(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%)、水分添加量(45%、50%、55%、60%、65%)、鸡蛋添加量(2%、6%、10%、14%、18%)、发酵时间(50、60、70、80、90 min)定为单一变量，进行单因素试验，最终确定正交试验因素水平如表1所示。

表1 因素水平表

1.3.4面包的感官评定

选取20位评委对面包样品进行评分。感官评定标准依据孙莹[12]方法进行，具体评价标准如表2所示。

表2 酸面团面包的评分标准

1.3.5模糊综合评价数学模型的建立

评价对象集(Y)的建立，对象集是研究中感官评价的产品的集合。

Y={Y1，Y2，Y3，Y4，Y5，Y6，Y7，Y8，Y9，Y10，Y11，Y12，Y13，Y14，Y15，Y16，Y17，Y18}，其中Y1～Y18分别表示正交试验中制作的18组酸面团面包。用Yj表示18组面包的综合评价，其中j=1，2，3……，18。

评价因素集(U)的建立，所谓因素集在本研究中指产品的感官质量所构成因素的集合。U={U1，U2，U3，U4，U5}，其中U1～U5分别代表色泽、形态、香味、口感、触感等指标。

评语集(V)的确定，评语集是每个因素评价的集合，V={V1，V2，V3，V4，V5}，其中V1～V5分别代表优、良、中、差和极差。

评价权重X的确定，各因素对评价对象质量的影响程度不同，可以确定各因素的权重，权重集X各元素的综合为1。本试验采用用户调查法[13]和二次对比决定法[14]，权重集，X={X1，X2，X3，X4，X5}，根据20位评判员的打分来确定，评判员根据自己的感官对面包的色泽、形态、香味、口感、触感做一权重评分，总分100分，由此可以计算出各因素的权重。

1.3.6面包品质的测定

比容的测定，采用小米替代法测定面包的体积[15]；面包的比容=面包体积(ml)/面包重量(g)。

面包高径比的测定，借助游标卡尺测定面包的高和直径；面包的高径比=面包高度/面包直径。

面包质构的测定，采用CT3质构仪测定面包芯的硬度，将面包切成3 cm×3 cm×2.5 cm的小块进行测定，仪器参数为[16]：探头，TA4/100；形变量，40%；触发点负载，5.0 g；测试速度，6.00 mm/s。

面包芯持水力的测定，准确称取已烘干的样品m0(g)，向其中加入20℃去离子水，浸泡1 h后滤纸滤干，将其置于表面皿m1(g)，其总重量m2(g)。计算公式[17]为：

2 结果与分析

2.1 酸面团面包的感官评价

20位感官评价员对18组酸面包的评价结果如表3所示。

表3 酸面团面包的感观评价结果

2.2 模糊矩阵的建立

表4是权重评分的结果，由此可得权重集：X=[0.195,0.18,0.245,0.22,0.16]。

表4 权重评分结果

将18组试验的数据分别除以感官评定总人数可得到18个模糊评判矩阵，分别对应1～18号试验，例如1号样品的模糊矩阵如下所示：

同理可以得到R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18。

2.3 综合隶属度

对j号样品的评价结果可根据模糊变换的原理：

Y=X·R计算得出。

Yj=X·Rj，以1号组样品为例，评价结果为：

按照此方法对18组正交样品进行综合分析，得到的评判结果Yj如表5所示。

表5 综合评判结果

2.4 正交试验结果

参照孙莹[15]的方法计算感官评价得分，每个样品的最终得分如表6所示。

由表6可知，酸面团面包制作的最优方案为A2B2C2D1E3，即酸面团添加量为20%，水分添加量为55%，酵母添加量为1.5 %，鸡蛋添加量为6%，醒发时间为80 min；由于RA>RC>RB>RD>RE，所以各因素对酸面团面包制作的影响主次顺序为：A(酸面团的添加量)>C(酵母的添加量)>B(水分的添加量)>D(鸡蛋的添加量)>E(醒发时间)。

表6 正交试验结果

2.5 酸面团面包的烘焙品质

对优化后的酸面团面包及未加酸面团面包的烘焙品质进行测定结果见表7。由表7可知，最优组面包与未加酸面团面包的烘焙品质基本相近，其中最优组面包和未加酸面团的面包在感官评分上具有显著性差异。酸面团的加入明显提升了面包的感官品质，使其具有独特的风味，更受消费者欢迎。

表7 面包的烘焙品质

注：不同的小写字母表示差异显著(P<0.05)。

3 结论

综合运用模糊数学评判模型和正交试验得出酸面团面包的最佳工艺参数为：酸面团添加量20%，水分添加量为55%，酵母添加量为1.5%，鸡蛋添加量为6%，醒发时间为80 min，按此条件制作的面包与未加酸面团面包的烘焙品质基本相近，但其感官品质得到明显提升，表明该方法用于确定酸面团面包的最佳工艺参数准确、可靠，可推广用于研制高质量的各种面包。