一种无麸质面包的工艺研究

顾荥荧，屠文超，邱鹤翔，孙汉巨，张 涛，刘淑芸，何辛洲，何述栋，步显勇，谢 艳

（1.合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽合肥 230009；2.安徽盼盼食品有限公司，安徽滁州 239000）

0 引言

“麸质”即面筋蛋白或麦胶，主要存在于小麦、黑麦及大麦等谷物中，是多种蛋白质的混合物，主要由麦醇溶蛋白和麦谷蛋白组成[1]。麸质过敏人群对小麦、黑麦及大麦等谷物中某些蛋白质不耐受，容易出现胃肠道症状，如腹痛、腹泻及乳糜泻，甚至导致便秘及大便带血等症状。乳糜泻是一种免疫介导的胃肠疾病，由对麦胶产生的固有免疫及适应性免疫反应所致[2]。常见的麸质食材有小麦、大麦、黑麦、苞米、乌冬、薏仁米、高梁、黑豆及燕麦等，常见的无麸质食材有藜麦、糙米、荞麦、高粱、木薯、大米、小米、玉米、大豆、葛根、乳制品、水果及蔬菜等。无麸质食品主要选用一些天然且不含麸质的原料，依照标准化操作和生产规定生产出的食品，该食品是麸质不耐受人群的最佳饮食方式[3]。据不完全统计，全球大约有1%的人群对麸质过敏。因此，为麸质过敏患者开发出无麸质面包等食品，是食品研究人员及食品生产企业义不容辞的责任。

水稻在我国被广泛种植，产量较高。水稻脱壳后，加工成的大米中不含面筋蛋白，具有营养丰富及易消化等特点。大米蛋白的生物价、氨基酸构成比例、蛋白质消化率及蛋白质净利用率，比小麦、大麦及玉米等禾谷类作物都高，具有较高的营养价值。因此，大米可作为无麸质面包原料之一[4]。土豆中含有蛋白质、淀粉、脂肪、粗纤维、维生素、钙、磷、镁及钾等营养元素。其蛋白质的营养价值能与鸡蛋蛋白相媲美，具有安全性和非过敏性[5]。鹰嘴豆中含有丰富的碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和微量元素。其中，含有蛋白质15～30%，与鸡蛋、鱼等优质蛋白质相接近[6]。其消化率高达93%，这在植物蛋白领域处于高水平。值得一提的是，鹰嘴豆中含有磷脂、多糖、酚类及异黄酮等多种活性成分，具有补肺、壮腰、生血、开胃、固发、祛斑等作用。银杏含有丰富的蛋白质、脂肪、淀粉及维生素等营养成分。另外，还含有银杏黄酮、银杏内酯、白果酸及白果酚等功能性成分，具有改善大脑功能、延缓老年痴呆、消炎及抑菌等功效。

由于无麸质面包中面筋蛋白的缺失，产品易出现塌陷及不成型的现象。添加乳清蛋白等外源蛋白质，可有效改善无麸质面包的质构特性。乳清蛋白是从牛奶中提取出来的蛋白质，易被人体消化吸收，应用于面包中能增大面包体积，提高面包水分含量，从而使面包变得柔软。黄原胶的添加可以有效改善发酵过程中面团的持气性，改善面团的质构特性[7]。

以米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、银杏粉为主要原料，研究土豆粉、鹰嘴豆粉、改良剂添加量，外源蛋白的种类及添加量对面包比容及感官的影响，优化确定原料配方和改良剂的添加量，以及最佳外源蛋白的种类和最优值，提高无麸质面包的品质。

1 材料与方法

1.1 原材料与试剂

大米，安徽过湾农业科技有限公司提供；土豆粉（食品级），雪川农业集团股份有限公司提供；鹰嘴豆粉（食品级），乌鲁木齐达坂城尚峰诚信农业科技有限公司提供；银杏粉（食品级），徐州大自然食品有限公司提供；黄油，安佳公司提供；干酵母（高活性干酵母），安琪酵母有限公司提供；黄原胶（食品级），新疆梅花氨基酸有限公司提供；乳清蛋白（WPC80），新西兰浓缩乳清蛋白；大豆分离蛋白（食品级），临沂山松生物制品有限公司提供；分子蒸馏单甘酯（食品级），广州美展科技事业有限公司。白砂糖、食盐、鸡蛋，购自合肥大润发超市。

1.2 仪器与设备

PE4500 型和面机，广东力然电器实业有限公司产品；SAM-501 型电热烤箱，无锡市双麦机械有限公司产品；800Y 型粉碎机，永康市铂欧五金制品有限公司产品；YP3002B 型分析天平，宁波金诺天平仪器有限公司产品；HH-2 型数显恒温水浴锅，江苏金坛市荣华仪器制造有限公司产品；TA-XTplus 型质构仪，英国Stable Micro System 有限公司产品。

1.3 无麸质面包的制备

1.3.1 工艺流程

①2%干酵母、35 ℃蒸馏水；

②原料（大米、土豆粉、鹰嘴豆粉、鸡蛋、黄油等） →预处理；

①+②→调粉→和面→一次醒发→分块搓圆→二次醒发→装盘→烘烤→冷却→包装→成品。

1.3.2 操作要点

（1） 原料预处理。大米预处理后，经过粉碎机粉碎，过80 目筛，备用。称量好米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、白砂糖等原料，将鸡蛋打散并称量，黄油称量后并融化。

（2） 调粉。将称量好的粉状原料混合均匀。

（3） 发酵液制备。称取原料质量2%干酵母，并取少量原料中的白砂糖，溶于35 ℃蒸馏水中，活化2～3 min。

（4） 和面。将混合均匀后的原料，用和面机进行混合。同时，将发酵菌液当中的水分计算在原料所需的水分当中，以减小误差。

（5） 一次醒发。将揉好的面团放入烤箱中，进行低温醒发，于45 ℃条件下醒发1.5 h。

（6） 分块、搓圆。醒发后，将面团进行分块及搓圆，每个面团质量为50～60 g。

（7） 二次醒发。将揉搓好的面团放入烤箱中，进行二次醒发，于45 ℃条件下醒发0.5 h。

（8） 装盘、烘烤。醒发完成后，将面团放入烤箱。烤箱的上层调至175 ℃，下层180 ℃，烘烤20 min[8]。

（9） 冷却。烘烤结束后，将面包冷却至室温。

（10） 包装、成品。将冷却后的面包进行包装，得到成品。

1.4 试验方法

1.4.1 原辅料添加量的单因素试验

（1） 土豆粉添加量对面包比容的影响。控制面团原料中米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉及银杏粉总质量为100 g。其中，土豆粉添加量分别为20%，25%，30%，35%，40%。其他原料中，鹰嘴豆9%，银杏粉2%，其余用米粉填充。添加剂的添加量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，乳清蛋白5%，黄原胶4%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%，进行土豆粉的单因素试验。面团醒发后，依次进行分块、搓圆、烘烤及冷却，制作出面包。测定面包的比容，确定最优的土豆粉添加量。

（2） 鹰嘴豆添加量对面包比容的影响。控制面团原料中米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、银杏粉总质量为100 g。其中，鹰嘴豆粉添加量分别为8%，9%，10%，11%，12%，其他原料中，土豆粉25%，银杏粉2%，其余用米粉填充。添加剂的添加量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，乳清蛋白5%，黄原胶4%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%，然后进行鹰嘴豆的单因素试验。面团醒发后，依次进行分块、搓圆、烘烤及冷却，制作出面包。测定面包的比容，确定鹰嘴豆添加量。

（3） 黄原胶添加量对面包比容的影响。控制面团原料中米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、银杏粉总质量为100 g。其中，鹰嘴豆粉添加量为9%，土豆粉为25%，银杏粉为2%，其余用米粉填充。添加剂的含量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，乳清蛋白5%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%。然后，黄原胶添加量分别为2%，3%，4%，5%，6%。对黄原胶进行单因素试验。面团醒发后，依次进行分块、搓圆、烘烤及冷却，制作出面包。测定面包的比容，确定黄原胶添加量。

（4） 外源蛋白的种类和添加量对面包比容的影响。试验选择的外源蛋白为乳清蛋白和大豆分离蛋白。控制面团原料中米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、银杏粉总质量为100 g。其中鹰嘴豆粉添加量9%，土豆粉25%，银杏粉2%，米粉64%，添加剂的含量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，黄原胶4%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%。再添加5%，6%，7%，8%，9%乳清蛋白，对乳清蛋白进行单因素试验。面团醒发后，依次进行分块、搓圆、烘烤及冷却，制作出面包。测定面包的比容，确定乳清蛋白添加量。

控制面团原料中米粉、土豆粉、鹰嘴豆粉、银杏粉总质量为100 g。其中，鹰嘴豆粉添加量9%，土豆粉25%，银杏粉2%，米粉64%。添加剂的含量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，黄原胶4%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%，将之前试验延伸，将其中使用的乳清蛋白用大豆分离蛋白替换与其对照试验。面团醒发后，依次进行分块、搓圆、烘烤及冷却，制作出面包。测定面包的比容，确定大豆分离蛋白添加量。得出的结果与对应百分比的乳清蛋白的结果进行比较，选出最优的外源蛋白质种类及添加量。

1.4.2 配方的正交试验

在单因素试验的基础上，选取对面包比容影响较大的3 个因素，并且减小各个因素的范围，乳清蛋白添加量分别为6%，7%，8%；土豆粉添加量分别为20%，25%，30%；黄原胶添加量分别为3%，4%，5%。

无麸质面包配方的正交试验因素与水平设计见表1。

表1 无麸质面包配方的正交试验因素与水平设计 / %

由表1 可知，根据因素及水平的设计，进行三因素三水平的L（934）正交试验。其余原料及添加量分别为鹰嘴豆9%，银杏粉2%，其余用米粉填充至100 g，添加剂的含量以这4 种原料粉末为基准进行计算，添加水80%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，黄油6%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%。面团醒发后，烤箱上层175 ℃，下层180 ℃，烘烤20 min。以硬度、感官品质和比容为综合指标，优化影响面包质量的主要原辅料添加量。

1.4.3 检测方法

（1） 感官评价。评分小组由10 人组成，采用100 分制评分法，分别从色泽、香味、外观、组织状态和口感5 个方面，对无麸质面包感官品质进行评价，得分分别为X1、X2、X3、X4和X5，X=X1+X2+X3+X4+X5，取平均值。

无麸质面包感官评分见表2。

表2 无麸质面包感官评分

（2） 质构（硬度） 特性的检测。面包在室温下放置24 h 后，取同一位置的面包切成厚度为3 cm 的方块（一个面团可切成2 个方块），置于质构分析仪上，采用TPA 模式及P/36 R 圆柱形探头，进行面包质构（硬度） 特性测定。测试速度1 mm/s，目标距离10 mm，触发点负载5.0 g。调整探头的高度，采用中上探头测定位置进行面包质构（硬度） 测定。

（3） 比容测定。无麸质面包体积测量通过油菜籽置换法。样品室放置面包时，样品所占体积将油菜籽排挤到玻璃刻度管中，该体积减去样品室不放样品时测得体积即为面包体积V。比容的计算如公式（1） 所示。

式中：C——面包的比容，cm3/g；

V——面包的体积，cm3；

m——面包的质量，g。

1.5 数据处理与分析

采用Microsoft Excel 处理数据；使用Origin 2021作图。试验数据平行3 次，取平均值。所有试验至少重复3 次，结果表示为平均值±标准偏差。

2 结果与分析

2.1 土豆粉添加量对面包比容的影响

土豆粉添加量对面包比容的影响见图1。

图1 土豆粉添加量对面包比容的影响

由图1 可知，随着土豆粉添加量不断上升，面包的比容快速上升。当土豆粉添加量达到25%，比容达到最大值1.42 cm3/g。随着土豆粉添加量进一步提高，比容逐渐降低。土豆粉添加量对面包比容的影响分析如下：当添加少量土豆粉时，土豆粉中蛋白质与米粉中的蛋白质或外源蛋白产生交联，从而增大了面包的持气能力，进而增大比容；土豆粉中含有丰富的钾、镁及氮等元素，在面包醒发过程中促进酵母生长，加速其发酵产气[9]。同时，土豆粉中的蛋白微凝胶具有较好的乳化性，可与面团里的脂质结合，增强面团的韧性和持气性，使面包的比容增加。当土豆粉添加过量，因其中含有丰富的碳水化合物，造成面包内部结构变差，减弱持气能力而降低比容。因此，选择土豆粉添加量为25%。

2.2 鹰嘴豆粉添加量对面包比容的影响

鹰嘴豆粉添加量对面包比容的影响见图2。

图2 鹰嘴豆粉添加量对面包比容的影响

由图2 可知，随着鹰嘴豆粉添加量的增加，面包比容不断上升。当鹰嘴豆粉添加量达到9%，比容达到最大值1.82 cm3/g。之后，鹰嘴豆粉添加量进一步提高，比容快速降低。当添加量达到11%～12%，比容虽然有所上升，但是趋向于平缓。可能的原因分析如下：鹰嘴豆当中富含蛋白质和粗纤维。添加少量鹰嘴豆粉时，鹰嘴豆蛋白质可以和米粉蛋白质或外源蛋白产生交联，从而增大了面包的持气能力，进而增大比容。另外，一定量粗纤维的存在也能提高面包整体的品质。鹰嘴豆粉比米粉、淀粉有更高的水合水平，导致面包体积增加，提高了面包屑柔软度和孔隙度[10]。当鹰嘴豆粉添加过量，粗纤维过多，碳水化合物量增多，造成面包内部结构变得松散，从而使其比容降低。虽然后续随着鹰嘴豆粉的继续添加，比容有所上升，但是比容大小已趋于平稳。可能是鹰嘴豆粉中的微量元素促进了酵母发酵产气，而这种作用无法与过多的碳水化合物对比容的影响抗衡，比容无法继续增大。因此，选择鹰嘴豆粉添加量为9%。

2.3 黄原胶添加量对面包比容的影响

黄原胶添加量对面包比容的影响见图3。

图3 黄原胶添加量对面包比容的影响

黄原胶是一种由假黄单胞菌属发酵产生的单孢多糖，由于其大分子特殊结构和胶体特性，具有乳化及增稠作用。水合作用是影响无麸质面包最终特性的关键因素。黄原胶的保水能力使面团的黏度增大，改善面包内部质地松散及掉渣的质量问题[11]。由图3 可知，随着面包中黄原胶添加量不断增大，面包的比容缓慢增大。当黄原胶添加量达到4%时，比容达到最大值1.66 cm3/g。尽管其不断增大，比容快速降低。黄原胶对面包品质的影响可分析如下：当黄原胶添加量小于4%时，添加量对面包的比容起到微弱的提升作用。此时面包内部结构较未添加黄原胶的面包变得质地好得多，不再松散掉渣；黄原胶在形成面团时能形成强凝胶，能够在发酵过程中保持气体。面包体积增加，导致其质地更加柔软[12]。黄原胶添加量超过4%，由于黄原胶使面包的内聚力不断增大，内部结构变得过于紧密，从而降低了内部的气体含量进而降低了比容。因此，选择黄原胶添加量为4%。

2.4 外源蛋白的种类和添加量对面包比容的影响

乳清蛋白添加量对面包比容的影响见图4。

图4 乳清蛋白添加量对面包比容的影响

乳清蛋白具有良好的乳化、发泡、凝胶和热稳定性。在烘烤时，乳清蛋白在面包表面发生美拉德反应使面包具有金黄色的外壳，改善面包的质地和风味[13]。随着乳清蛋白添加量不断上升，面包比容不断增大。当乳清蛋白的添加量达到7%，面包的比容达到最大值1.86 cm3/g。之后，随着乳清蛋白添加量继续增加，比容快速降低。乳清蛋白对面包比容的影响分析如下。添加一定的乳清蛋白（5%～7%），可使面包比容明显增大，是因为在无麸质面团形成过程中，乳清蛋白中球蛋白三级结构价键遭到一定破坏。蛋白质结构展开，乳清蛋白质分子和无麸质面团中其他大分子成分（如水溶性胶体、乳化剂和蛋白质） 相互作用，形成了类似面筋的网络结构，提高了面团的持气性，使面包比容增大。当乳清蛋白添加量超过7%，比容不再增大。这是因为乳清蛋白颗粒能在面团的介观层面产生类似小麦面团的应变强度和回复结果。其延伸性会变小，是内部过度交联所致[14]。

大豆分离蛋白添加量对面包比容的影响见图5。

图5 大豆分离蛋白添加量对面包比容的影响

大豆分离蛋白是一种全价蛋白类的食品添加剂，由低温脱溶大豆粕为原料生产而成，富含90%以上的蛋白质。大豆分离蛋白含有丰富的氨基酸，添加到面包中可以提高面包营养价值，改善面包口感[15]。由图5 可知，随着大豆分离蛋白添加量不断上升，面包的比容也逐渐增大。当大豆分离蛋白添加量达到6%，比容达到最大值1.45 cm3/g。尽管添加量逐渐增加，比容反而不断下降。可能的原因分析如下：大豆分离蛋白的加入，使大米淀粉结晶型由A 型转变为V 型，从而抑制了大米淀粉结晶的溶解，改善了大米淀粉的物理性质，提高了无麸质面包的品质[16]。当大豆分离蛋白添加量超过6%，面包的比容不再增大。这是因为米粉缺乏面筋蛋白，无法形成面筋网络，导致制作出的米粉面包变硬变小，面包内部持气能力下降，降低比容。

由图4、图5 可知，当乳清蛋白在面包中添加量为6%时，面包比容已经超过1.45 cm3/g；当添加量为7%时，面包的比容达到最大值1.86 cm3/g；当大豆分离蛋白在面包中的添加量到达6%时，面包的比容达到最大值1.45 cm3/g。此时面包的比容小于相同添加量下乳清蛋白组的面包比容。后续再添加大豆分离蛋白，面包比容不断减小。因此，选择乳清蛋白作为最佳的外源蛋白，在面包中的添加量为7%。

2.5 无麸质面包配方的正交试验

根据单因素试验结果，土豆粉、乳清蛋白及黄原胶对面包的比容影响较为显著，且多呈优化趋势，故选择这3 个因素，进行三因素三水平L9（34）正交试验，以硬度、比容及感官质量为综合指标，确定面包原辅料的最佳添加量。

无麸质面包配方的正交试验结果见表3。

表3 无麸质面包配方的正交试验结果

综合考查面包的硬度、比容及感官品质，最优方案确定为A3B2C3，即乳清蛋白、土豆粉及黄原胶的最佳添加量分别为8%，25%，5%。因此，该无麸质面包的配方中各组分添加量分别为水80%，土豆粉25%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，乳清蛋白8%，黄油6%，黄原胶5%，乳清蛋白5%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%。

2.6 无麸质面包的质构特性分析

无麸质面包质构特性见表4。

表4 无麸质面包质构特性

由表4 可知，无麸质面包的硬度、黏性、咀嚼性都比普通小麦面包大，相应的其弹性、回弹性都小于小麦面包，麸质在面包的发酵中起着主要作用，因为其具有凝聚力并促进CO2的保留发酵过程中产生。气体膨胀导致小麦面包增加体积并达到可接受的面包屑质地[17]。因此，在制作无麸质面包时要进一步利用其原材料的特性，改善其质构特性，进而进一步改善面包食用品质。已有研究发现，超声波处理后外源蛋白强化米粉可有效改善面团的糊化特性和微观结构[18]。磷酸化的米粉及发芽糙米也运用于无麸质面包质构特性的改善[19]。

3 结论

以米粉、土豆粉、乳清蛋白、黄原胶、鹰嘴豆粉及银杏粉为主要原辅料，开发一种适合麸质过敏人群食用的无麸质面包。以面包的比容为指标，开展了土豆粉、鹰嘴豆粉、黄原胶、乳清蛋白、大豆分离蛋白的单因素试验。在此基础上，以硬度、比容及感官品质作为综合指标，进行了L9（34）正交试验，优化了影响面包质量的主要因素，即乳清蛋白、土豆粉及黄原胶分别为8%，25%，5%。该面包的配方中各组分的添加量分别为水80%，土豆粉25%，白砂糖16%，鸡蛋液14%，乳清蛋白8%，黄油6%，黄原胶5%，干酵母2%，分子蒸馏单甘酯0.5%，食盐0.5%。同时，分析了面包的质构特性（硬度、黏性、弹性、咀嚼性及回弹性，可为麸质过敏人群提供了一种可食用的面包产品，能有效避免麸质过敏问题。