天然酵母面包发酵粉配方优化研究

柴虹宇，田晓玲，孙 佳，李 晗

（辽宁农业职业技术学院，辽宁 营口 115009）

天然酵母面包是利用谷物、水果等制备的天然酵母发酵液发酵而制作成的面包[1]。天然酵母发酵液营养丰富，通过研究人员对天然酵母的成分分析，发现其内部富含蛋白质、B族维生素以及多种有益的矿物质[2]。目前学者们对天然酵母的研究仍以发酵液为主，但天然酵母面包发酵液在存储和运输的过程中存在不易保存，菌活力易下降的问题。将天然酵母面包发酵液制作成发酵粉，以期解决这一问题。本试验通过对天然酵母面包发酵粉工艺配方中影响因素的研究，得到天然酵母面包发酵粉的最佳工艺配方，为工业化生产天然酵母面包发酵粉提供理论支持。

1 材料与设备

1.1 试验材料

天然酵母发酵液采用辽宁农业职业技术学院实训基地酿酒葡萄园中的葡萄自制；河套高筋面包粉、麦芽糖浆、玉米面、黄豆粉，均为市售。

1.2 设备

鼓风干燥箱：苏珀电热恒温鼓风干燥箱；电子天平：花潮高科电子天平；醒发箱：新麦双层自动醒发箱；真空包装机：缘昊双仓真空包装机；干磨机：九阳全自动料理机。

2 试验方法

2.1 天然酵母面包发酵粉的基础配方

天然酵母面包发酵粉的基础配方为：高筋面粉100%，发酵液50%，熟玉米面50%，熟黄豆粉1%，麦芽糖1%。

2.2 天然酵母面包发酵粉的制备方法

将自制的天然酵母发酵液（发酵5 d）用纱布过滤，用保鲜盒称取发酵液并加入麦芽糖浆搅拌均匀后，密封，常温放置备用。称取的熟黄豆粉、一半量熟玉米面与高筋粉混合，一同加入到发酵液中。在保鲜盒中轻微搅拌至成团。将保鲜盒敞口置于醒发箱中，温度为28℃，无湿度设置，发酵时间为2 h。取出发酵好的面团加入另一半熟玉米面做成小颗粒团，放入干燥箱中常温鼓风干燥2 h，取出打成粉末。将粉末倒入真空袋中，真空包装。常温放置7 d后测定。

2.3 CO 2失重法测定天然酵母面包发酵粉的发酵力

称取天然酵母面包发酵粉50 g，30℃恒温备用。称取白砂糖2 g，NaCl 0.35 g，加水100 mL使之溶解，倒入250 mL锥形瓶中，将称量好的发酵粉倒入溶液中，混合均匀，并塞上软棉塞。将装有面糊的锥形瓶在电子天平上称重后，置于35℃醒发箱中静置培养，开始计时，每隔30 min称重一次，上一次的重量减去下一次的重量即为30 min内失去CO2的重量,本试验测定0.5 h～1.5 h的CO2失重量[3]。CO2失重量越大说明发酵粉的发酵力越强。

2.4 单因素试验

在基础配方不变的基础上，以发酵液的添加量（30%、40%、50%、60%、70%），玉米面的添加量（30%、40%、50%、60%、70%），黄豆粉的添加量（0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%）进行单因素试验，通过测定发酵粉的发酵力来判定天然酵母面包发酵液的品质。

2.5 响应面试验

在单因素试验的基础上，以Design-Expert 12软件为辅助手段进行响应面试验设计，采用Box-Behken中心组合做响应面分析试验。以天然酵母面包发酵粉的失重量为响应值，得出的数据使用Design-Expert 12软件进行分析，得出天然酵母面包发酵粉的最佳工艺配方[4]。

3 结果与分析

3.1 发酵液添加量对天然酵母面包发酵粉的影响

在基础配方及其他条件不变的情况下，研究发酵液的添加量对天然酵母面包发酵粉的影响，试验结果如图1所示。

图1 发酵液添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

发酵液添加量直接影响面团的软硬度和后期的干燥效果，由图1可知，当发酵液添加量为50%时，发酵粉的CO2失重量最高。这是由于当发酵液添加过少时，不利于微生物的生长，导致干燥前微生物生长不充分，微生物含有量低。而当发酵液添加过多时，干燥阶段水分挥发不完全，储存时微生物仍在继续生长，营养消耗，胀袋，产品品质下降。因此确定发酵液添加量为50%。

3.2 玉米面添加量对天然酵母面包发酵粉的影响

在基础配方及其他条件不变的情况下，研究玉米面的添加量对天然酵母面包发酵粉的影响，试验结果如图2所示。

图2 玉米面添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

玉米面的添加能够提高面团的营养、降低面团的筋性，同时提高产品的溶解性。由图2可知，当玉米面添加量为60%时，发酵粉的CO2失重量最高，这是由于当玉米面的添加量较低时，面团筋性较大，导致干燥不完全。当玉米面的添加量较高时，影响了微生物的生长，导致发酵力不足。因此确定玉米面添加量为60%。

3.3 大豆粉添加量对天然酵母面包发酵粉的影响

在基础配方及其他条件不变的情况下，研究大豆粉的添加量对天然酵母面包发酵粉的影响，试验结果如图3所示。

图3 大豆粉添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

添加大豆粉能够提高天然酵母面包发酵粉的蛋白质和多种营养物质的含量，同时大豆及其脂肪酸能够维持酵母形态不变，降低残糖等作用[5]，起到保持发酵粉中微生物的活力的作用。由图3可知，当大豆粉添加里为0.8%时，天然酵母面包发酵粉的CO2失重量最高，随着大豆粉添加量的增加，天然酵母面包发酵粉CO2失重量有所下降，这是由于大豆粉添加量的增加一方面加快了细菌的发酵速度，一方面发酵粉的豆腥味也随之增加，影响了天然酵母面包发酵粉的发酵力，因此最终确定大豆粉添加量为0.8%。

3.4 响应面试验结果与分析

3.4.1 响应面试验设计及结果

在单因素试验的基础上，采用Box-Behken中心组合进行三因素三水平的响应面设计试验，因素水平见表1，测定结果见表2。

表1 响应面因素水平表

以CO2失重量为响应值，运用Design Expert12软件对表2的数据进行多元回归拟合，得到预测模型如下：

表2 响应面分析试验设计与结果

对该预测模型进行方差分析，结果见表3。回归模型各项方差分析表明，该模型P值<0.001，A、C、AB、BC、A2、B2、C2都是高度显著的，且失拟项P值>0.05，不显著。由此确定该模型是高度显著的。同时模型确定系数R2=0.9991，调整确定系数R2adj=0.9980，说明该模型与实际试验有很好的拟合度。

表3 方差分析表

3.4.2 各因素交互作用对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

根据回归分析的结果，运用Design Expert12软件做出发酵液（A）、玉米面（B）、大豆粉（C）三者对天然酵母面包发酵粉影响的响应曲面图和等高线，结果见图4～6。

图4 发酵液添加量和玉米面添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

由图4可知，发酵液添加量和玉米面添加量两者之间存在交互作用，由等高线可以判断发酵液添加量比玉米面添加量对天然酵母面包发酵粉的影响更大。

由图5可知，发酵液添加量和大豆粉添加量两者之间存在交互作用，由等高线可以判断发酵液添加量比大豆粉添加量对天然酵母面包发酵粉的影响更大。

图5 发酵液添加量和大豆粉添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

由图6可知，玉米面添加量和大豆粉添加量两者之间存在交互作用，由等高线可以判断大豆粉添加量比与玉米面添加量对天然酵母面包发酵粉的影响更大。

图6 玉米面添加量和大豆粉添加量对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响

通过Design-Expert12软件优化，得到天然酵母面包发酵粉最佳配方为：发酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量为0.82%，此时天然酵母发酵粉的CO2失重量为0.85 g。应用这组理论最佳数据平行试验5次，发现CO2失重量与理论值接近，说明该回归方程能够真实的反映各因素配比对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响。

4 结论

天然酵母面包发酵粉的工艺配方对其产品发酵力有很大的影响，本试验通过单因素试验确定3个因素：发酵液、玉米面、大豆粉对天然酵母面包发酵粉发酵力的影响情况，并以单因素试验的结果为基础，采用Box-Behnken设计对这3种影响因素进行了优化，并得到优化模型：

最终得到天然酵母面包发酵粉的最优配方为：发酵液添加量51.7%、玉米面添加量58.8%、大豆粉添加量为0.82%，此时天然酵母发酵粉的CO2失重量为0.85 g。此时天然酵母面包发酵粉的发酵力可以满足天然酵母面包生产的需要。