王 璇,朱 玲,孔欣欣
(郑州科技学院 食品科学与工程学院,河南 郑州 450064)
馒头是我国日常主食之一,随着食品工业发展,主食类产品加工精细化程度越来越高,普通小麦馒头易消化且血糖生成指数(GI)较高。长期食用GI值过高的食物会引发糖尿病、肥胖、心脑血管等疾病[1]。低GI食品在预防和治疗糖尿病方面具有重要作用,已被作为指导糖尿病人饮食的有效指标,可作为糖尿病人膳食干预的指导依据[2]。杂粮含有丰富的必需氨基酸和膳食纤维,将其加入馒头中,可减少馒头中淀粉的相对含量,降低馒头的GI值,改变馒头的感官品质和质构特性[3]。以小麦粉、高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉为主要原料,开发一款GI值较低的杂粮保健馒头,研究最优生产工艺,并通过质构测试和体外模拟消化试验,验证其感官及消化功能特性,对开发特定人群可食用的保健主食具有重大意义。
高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉、小麦粉,均购自丹尼斯超市;即发活性干酵母,安琪酵母股份有限公司提供;胃蛋白酶、α-淀粉酶、葡萄糖苷酶,美国Sigma-Aldrich公司提供。
和面机,青岛汉尚电器有限公司产品;压片机,北京俊媳妇压面机有限公司产品;食品发酵箱,广州市泓锋食品机械有限公司产品;低温保存箱,青岛海尔特种电器有限公司产品;食品电子温度计,北京恒瑞鑫达科技有限公司产品;TA-XTplus型质构仪,英国Stable Micro System公司产品。
1.2.1 工艺流程
燕麦粉+荞麦粉+高粱粉+黑豆粉+薏米粉+小麦粉→预混→和面(加入安琪干酵母+水)→发酵→压片→成型→醒发→蒸制→冷却→成品。
1.2.2 操作要点
(1)调制面团。称取适量小麦粉、高粱粉、燕麦粉、荞麦粉、薏米粉、黑豆粉与溶有酵母的温水加入和面机中迅速搅拌5 min,直至无生粉,柔软、不黏手、富含弹性和外表光滑的程度。将和好的面团包裹保鲜膜,在相对湿度70%,温度35℃的发酵箱中发酵60 min。
(2)成型。调制好的面团使用压面机反复折叠压面10次,使面团中的气泡全部排出且表面光滑,分成大小相等的面胚,搓揉成型。
(3)醒发。把成型的面坯置于湿度70%,温度35℃的恒温发酵箱中醒发30 min。
(4)蒸制。待水沸腾后,将醒发好的馒头放入锅中,蒸制25 min。
(5)冷却。出锅,自然冷却至室温,进行试验。
1.2.3 单因素试验设计
经多次预试验,以小麦粉质量为基准,杂粮粉添加量30%,水添加量60%,酵母添加量1.1%,醒发时间30 min,蒸制时间25 min的条件下,杂粮粉最佳配比为高粱粉40%,荞麦粉20%,燕麦粉25%,薏米粉7.5%,黑豆粉7.5%。在此基础上,分别考查杂粮粉添加量(10%,20%,30%,40%,50%)、酵母添加量(0.7%,0.9%,1.1%,1.3%,1.5%)、水添加量(50%,55%,60%,65%,70%)、醒发时间(15,20,25,30,35 min)4个因素对杂粮馒头感官评价的影响。
1.2.4 正交试验设计
在单因素试验基础上,小麦粉质量为基准,将杂粮粉添加量、酵母粉添加量、水添加量、醒发时间作为试验因素,设计L9(34)正交试验,确定杂粮保健馒头的最优工艺。
正交试验因素与水平设计见表1。
表1 正交试验因素与水平设计
1.2.5 产品感官评价指标
邀请10名有经验的人员对杂粮保健馒头进行感官评分,结果取平均值。杂粮保健馒头的感官评分标准参考国标[4]。
感官标准见表2。
表2 感官标准
1.2.6 杂粮保健馒头质构测定
用TPA质构模拟咀嚼运动,对杂粮样品和普通馒头样品进行质构测试,对比分析硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性和回复性等参数。参数设定为P/36R型压盘式探头,压缩率50%,测前速率2.0 mm/s,测试速率1.0 mm/s,测试后速率1.0 mm/s。
馒头蒸制好后冷却1 h,竖刀切割成厚度为25 mm的片状,取2片进行TPA测试,每一样品重复3次,结果取平均值。
1.2.7 杂粮保健馒头消化特性测定
馒头样品液用酸水解淀粉,以葡萄糖为标品,测定样品液中还原糖含量,并换算成葡萄糖当量。
总淀粉含量=葡萄糖当量×0.9.
馒头血糖生成指数(GI)测定参照李珊[1]、许芳溢[5]、马雨洁[6]等人方法制成样品消化液并测定。以葡萄糖为标液,测定消化液中还原糖含量,并换算成淀粉含量,计算淀粉水解率。
以淀粉水解率为纵坐标,时间为横坐标绘制淀粉水解曲线。计算杂粮保健馒头样品和参考样品小麦粉馒头在0~180 min期间淀粉水解曲线下的面积(AUC样品和AUC参考)。以小麦粉馒头作为参考,得出样品淀粉水解指数(HI);样品的血糖生成指数(GI)按下式计算。
以葡萄糖GI值定为100,GI值大于75为高血糖食物,GI值在55~75为中血糖食物,GI值小于55为低血糖食物[7]。
2.1.1 杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响
杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响见图1。
图1 杂粮粉添加量对馒头感官品质的影响
按照1.2.3方法进行试验,杂粮粉添加量为30%时,其感官评分最高,口感达到较佳,同时具有良好的组织状态;当杂粮粉添加量大于30%时,面团呈现粗糙感且难以成团,杂粮保健馒头的口感过于粗糙、发散、干硬;杂粮粉添加量小于30%时,形成的面团光滑,易成型,口感虽好,但杂粮馒头本身的特色却被掩盖。所以,杂粮粉的最适添加量为30%。
2.1.2 酵母添加量对馒头感官品质的影响
酵母添加量对馒头感官品质的影响见图2。
制作馒头的过程中,添加酵母使面团蓬松,蒸制后的馒头具有松软的口感。酵母利用面团中的糖类进行发酵,产生大量的二氧化碳[8],面团在发酵的过程中形成面筋网络,将产生的二氧化碳保留在组织内部,从而形成馒头疏松多孔的结构,提高面团的持气能力,馒头的体积随之增大[9]。按照1.2.3方法进行试验,由图2可知,当酵母添加量为1.3%时,其口感达到较佳,同时具有良好的组织状态;当添加酵母小于1.3%时,造成相同时间内面团发酵不成熟,发酵体积过小,使馒头口感发硬,无弹性和韧性;当酵母添加量大于1.3%时,面团发酵过度,乳酸产生过多,产生明显酸味,影响杂粮保健馒头的组织状态,内部组织过大。所以,酵母的最适添加量为1.3%。
图2 酵母添加量对馒头感官品质的影响
2.1.3 水添加量对杂粮保健馒头感官品质的影响
水添加量对馒头感官品质的影响见图3。
图3 水添加量对馒头感官品质的影响
制作馒头的过程中,添加一定量的水,使小麦粉中的面筋蛋白可以形成良好的面筋网络,蒸制后的馒头具有蓬松的口感。由图3可知,当水添加量大于65%,面团过软易粘手,制成的杂粮保健馒头口感过于软绵;当水添加量小于65%,形成的面团过硬,不利于成型,且难以发酵,馒头口感发硬;在水添加量为65%时,其口感达到较佳,同时具有良好的组织状态。所以,水的最适添加量为65%。
2.1.4 醒发时间对馒头感官品质的影响
醒发时间对馒头感官品质的影响见图4。
图4 醒发时间对馒头感官品质的影响
随着醒发时间的逐渐增加,面团产气量变大,面团内气孔壁变薄,面团的持气性也随之增强,但随着醒发时间延长,面团成熟过度后,持气性开始慢慢变差。只有当酵母的产气力和面团的持气力同时最大时[10],面制品的体积才能达到最大,同时产品的内部结构,表面色泽都达到最佳[11]。由图4可知,当醒发时间30 min时,馒头口感达到较佳,同时具有良好的组织状态;当醒发时间小于30 min时,馒头口感过硬,不够松软;当醒发时间大于30 min,馒头坯就会出现软化、软塌的情况,馒头发酵过度,形状变差,内部组织增大,酸味增加,影响产品组织形态和口感,导致感官评分降低。所以,醒发时间控制在30 min较好。
正交试验结果分析见表3。
表3 正交试验结果分析
由表3中的R值可知,影响杂粮保健馒头品质的因素依次是杂粮粉添加量、酵母添加量、醒发时间、水添加量。根据正交试验数据,通过极差分析推测出杂粮保健馒头的优水平组合为A2B2C2D2,即杂粮粉添加量30%,水添加量65%,酵母添加量1.3%,醒发时间30 min。
按照正交试验最优工艺组合A2B2C2D2条件进行验证,并与上表3中感官试验最高分A2B2C3D1因素进行比对。
验证试验见表4。
表4 验证试验
由表4可知,验证试验中感官评分较高的仍为A2B2C2D2得94分,与A2B2C3D1相比,馒头没有酸味,颜色较均匀,外观形状较好,内部组织均匀细腻,口感筋道有嚼劲,复原性好,具有麦香和杂粮粉淡淡的香气。所以,正交试验优化方案可行。
通过正交试验得到杂粮保健馒头最佳配方如下:以小麦粉质量为基准,杂粮粉添加量30%,酵母添加量1.3%,水添加量65%,醒发时间30 min,蒸制时间25 min;杂粮粉配比为高粱粉40%,荞麦粉20%,燕麦粉25%,薏米粉7.5%,黑豆粉7.5%。
通过质构仪对杂粮保健馒头和普通小麦粉馒头进行质构测定。
馒头质构特性对比见表5。
由表5可知,杂粮馒头硬度、胶着性、咀嚼性、回复性显著高于普通小麦粉馒头。杂粮馒头因杂粮粉的添加,对蛋白组成具有较大影响,使得面团的网络结构产生改变,硬度增大较多[12]。
表5 馒头质构特性对比
对杂粮保健馒头和普通小麦粉馒头进行体外模拟消化分析。
2种馒头淀粉水解率见图5。
图5 2种馒头淀粉水解率
2种馒头在模拟消化过程中,杂粮保健馒头水解率明显低于小麦粉馒头。2种样品前30 min水解速率最快,其后水解速率减缓,并于120 min后逐渐趋于平稳。
GI值,即血糖生成指数是衡量食物餐后血糖反应的指标。GI值大于75为高血糖食物,GI值在55~75为中血糖食物,GI值小于55为低血糖食物[7]。杂粮保健馒头水解指数(HI)为25.3,GI值为53.6,属于低血糖食物,对餐后血糖控制具有一定作用,可作为糖尿病患者和肥胖者的日常主食食用。
采用单因素试验和正交试验确定杂粮保健馒头最佳配方和工艺参数,按照该配方和工艺制作的杂粮保健馒头呈现色泽均匀、外观形态较好、内部组织均匀且大小一致、口感筋道有嚼劲、复原性好,具有麦香和杂粮粉淡淡的香气。
杂粮保健馒头最佳配方和工艺参数:以小麦粉质量为基准,杂粮粉添加量30%,酵母添加量1.3%,水添加量65%,醒发时间30 min,蒸制时间25 min;杂粮粉配比为高粱粉40%,荞麦粉20%,燕麦粉25%,薏米粉7.5%,黑豆粉7.5%。通过对杂粮保健馒头、普通小麦粉馒头质构评价和体外消化特性测定,杂粮保健馒头硬度、胶着性、咀嚼性、回复性显著高于正常小麦粉馒头,且其GI值较低,属低血糖食物,可作为糖尿病患者和肥胖者的日常主食食用。
随着人们对健康的认识发生改变和对营养的关注逐渐增多,消费理念也发生了变化,消费者变得更多地去追求食品的营养化、多样化、功能化、方便化。作为杂粮保健馒头,既能满足人们对于营养的需要,又能很好地降低血糖,还有一定的降低血脂、血压作用,具有非常广阔的发展前景,将会成为人民喜爱的健康食品。