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老面冷冻面团馒头生产工艺研究

2016/01/05 阅读:

馒头发酵的方法主要有酵母发酵、老面发酵和酵子发酵。酵母是纯种发酵,酶系单一,因其发酵能力强而被广泛应用,但制作的产品风味较平淡,香味不浓。传统酵子是采用面粉、麸皮、玉米粉或米粉等原料制作而成的活菌培养物,即把原料蒸熟后接种菌种,在适合的温度下培养后凉干而成。老面是指发面蒸馒头剩下的经过长时间发酵的面团。酵子和老面制作工艺不同,但都属于多菌种混合发酵,除了酵母菌外,还含有一定数量的其他微生物种群,在多种微生物糖化、发酵、酯化的协同进行下,生成醇、酯、醛、酮等多种风味物质。虽然发酵力较酵母弱,但其发酵的产品一般要比酵母发酵食品质地细致而且香醇可口,深受广大消费者的喜爱,因此仍被一些馒头作坊和某些北方家庭使用。

随着社会的进步,人们对食物的要求越来越高,传统主食发酵剂因其独特的风味再度受到关注。丁长河等比较了酵头馒头与工厂化馒头品质的差别,结果显示,酵头馒头咀嚼性、凝聚性以及表面结构、外观形状都显著高于工厂化馒头;马智刚等研究了馒头面团发酵过程,发现发酵过程中的pH总体上呈下降趋势,水分活度的变化呈波浪形变化。冷冻面团技术的应用,使消费者能够随时吃上新鲜的面食,为主食工业化提供了条件。杜浩冉等研究了酵子冷冻面团发酵工艺,发现酵子冷冻面团馒头较酵母馒头食用品质好。与酵母和酵子相比,混合菌种发酵的酸面团不仅能够改善产品的风味和质构,增加谷物产品的营养价值,还能延长货架期,防止因真菌和细菌引起的产品腐败等。然而,老面在冷冻面团中的应用还未见报道。

本实验将传统发酵方法老面发酵与冷冻面团技术相结合,选定老面添加量、加水量和解冻后的发酵时间(以下简称发酵时间)3个主要因素的3水平进行中心组合试验,通过响应面分析,得出老面冷冻面团馒头生产的最佳工艺条件,以期为老面冷冻面团馒头的工业化生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1原料神象高筋粉:郑州海嘉食品有限公司;活性干酵母:安琪酵母股份有限公司。

1.2主要仪器设备JXFD–7醒发箱、JHMZ–200针式和面机、JMTD–168/140实验压片机:北京东孚久恒仪器技术有限公司;KLT–4020高低温试验箱:无锡科隆实验设备有限公司;TA.XTPlus质构仪:英国StableMicroSystem公司;TXB622L电子精密天平:上海冠唯仪器有限公司;电子数显卡尺:上海台海工量具有限公司。

1.3方法

1.3.1老面制作方法称取面粉1kg,按酵母添加量1%、加水量50%添加,置于和面机内和面10min,然后放置于容器内,盖上湿布,于醒发箱内(温度35℃,湿度85%)发酵12h。

1.3.2老面冷冻面团馒头制作工艺面粉100g→老面添加量50g→加水40mL→和面→压片→成型→预醒发30min(温度35℃、湿度85%)→速冻1h(–35℃)→袋封冻藏7d(–18℃)→解冻1h(温度35℃,湿度85%)→醒发60min(温度35℃,湿度85%)→蒸制(30min)→成品具体过程:称取50g老面加入盛有100g面粉的和面钵中,加入40mL温水,搅拌混匀,和面4min,将和好的面团用压片机压片5次,搓圆成型。将面团于醒发箱(温度35℃、湿度85%)中预醒发30min,随后将其放入–35℃的速冻机里速冻1h,取出后装在自封袋里于–18℃冷藏7d。将冷冻面团在温度35℃、湿度85%条件下解冻1h,然后在温度35℃、湿度85%条件下发酵60min,最后置于蒸锅上蒸30min,可得成品馒头。

1.3.3馒头比容测定方法馒头比容采用菜籽置换法测定。

1.3.4馒头感官评价标准与方法参照馒头品尝标准〔10〕,结合冷冻面团馒头的特点,制定了冷冻面团馒头的感官品尝评价标准,见表1。蒸制好的馒头室温下放置1h后,组织10个品评人员进行感官评价,感官总分取10个人的平均值。

1.3.5馒头质构测定方法采用TA.XTPlus质构仪测定馒头芯的硬度、黏聚性、弹性和咀嚼性等指标。将馒头在常温下冷却1h,用切片机将其从竖直方向切成厚度为15mm的均匀薄片,取中部两片,采用P35探头进行质构测试。参数设定:预先测试速率为3.00mm/s,测试速率为1.00mm/s,测试后速率为1.00mm/s,下压程度为50.00%,测试力为5.0g。

1.3.6单因素实验分别以不同的老面添加量、加水量、发酵时间进行单因素实验,考察各单因素对馒头感官品质的影响。

1.3.7中心组合试验根据Box–Benhnken的中心组合试验设计原理,在单因素实验基础上,确定中心组合试验因素与水平,以馒头的比容、硬度和感官总分为响应值,试验因素及水平编码如表2所示。

2结果与讨论

2.1单因素实验结果

2.1.1老面添加量对冷冻面团馒头品质影响老面添加量对冷冻面团馒头品质的影响如图1所示。由图1可知,随着老面添加量的增加,馒头感官总分呈先上升后下降的趋势,添加量为50g时,感官总分最高。当老面添加量较少时,面团发酵不充分,成品馒头比容较小,硬度较大,馒头气孔过于细密;老面添加量过多时,面团发酵力增强,馒头胚醒发过快,易产生大气孔,速冻时造成馒头胚塌陷,成品馒头比容变小,挺立度不够,且稍有酸味,口感也变差,感官总分下降。

2.1.2加水量对冷冻面团馒头品质影响加水量对冷冻面团馒头品质的影响如图2所示。由图2可知,随着加水量的增加,馒头的感官总分升高,加水量大于40mL时,感官总分又开始下降。加水量较少时,面团吸水不足,面筋网络结构不能充分形成,面团表皮干裂不光滑,成品馒头表皮易产生气泡和开裂,且硬度较大;同时微生物内的水分会向环境中迁移,从而使微生物细胞的原生质收缩发生质壁分离现象,导致微生物的死亡。当加水量过大时,面筋可能会被水化〔15〕,面团流散性增大,导致面团承压力变小,容易造成面团塌陷;在冷冻时易形成过多的冰晶区,破坏面筋网络结构,导致馒头的柔软度较差,内部结构粗糙;过多的水也会使微生物细胞吸水膨胀,从而导致微生物死亡。

2.1.3发酵时间对冷冻面团馒头品质影响发酵时间对冷冻面团馒头品质的影响如图3所示。由图3可知,当醒发时间为60min时,冷冻面团馒头感官总分最高。发酵时间较短时,面团发酵不充分,内部气孔过于细腻,硬度较大,比容较小;醒发时间过长时,成品馒头表皮易开裂,内部易形成大的气孔,挺立度不够,感官总分降低。

2.2响应面分析法优化老面冷冻面团馒头生产工艺结果分析

2.2.1试验结果分析以老面添加量X1、加水量X2、发酵时间X3为自变量,分别以比容(Y1)、硬度(Y2)、感官评价(Y3)为响应值,使用DesignExpert8.0.5软件设计3因素3水平共15个试验。这15个试验分为两类:其中12个析因点为自变量取值在各因素所构成三维顶点;零点为区域中心点,重复3次,用以估算试验误差。分析方案及试验结果见表3。

2.2.1.1老面添加量、加水量、发酵时间对冷冻面团馒头比容影响由表4可知,加水量的一次项对冷冻面团馒头比容的影响达到了显著水平,老面添加量和发酵时间的影响不显著,老面添加量和加水量的交互项达到了显著水平,其响应曲面如图4所示。从F值可知,各因素的影响大小排列依次为加水量、老面添加量、发酵时间。由于各因素对冷冻面团馒头比容的影响不是简单的线性关系,为了更明确各因子对响应值Y1的影响,采用SAS统计软件对表4数据进行多元回归分析。从表4方差分析可知,用该回归方程描述各因子与响应值之间关系时,其应变量与全体自变量之间的多元回归关系显著。对回归模型进行可信度分析,得到回归模型总相关系数为0.9284,说明模型拟合程度好,可用该方程对不同老面添加量、加水量、发酵时间的冷冻面团馒头工艺进行预测。以Y1取最大值时,对X1、X2、X3进行优化,则可求出3个因素的最优条件为老面添加量52.33g、加水量39.38mL、发酵时间65.80min,此时得到冷冻面团馒头比容最大值为2.57mL/g。

2.2.1.2老面添加量、加水量、发酵时间对冷冻面团馒头硬度影响由表5可知,老面添加量、加水量的一次项对冷冻面团馒头硬度的影响达到了显著水平,发酵时间的影响不显著,老面添加量和加水量的交互项达到了显著水平,其响应曲面图如图5所示。从F值可知,各因素的影响大小排列依次为加水量、老面添加量、发酵时间。由于各因素对冷冻面团馒头硬度的影响不是简单的线性关系,为了更明确各因子对响应值Y2的影响,采用SAS统计软件对表4数据进行多元回归分析。从表5方差分析可知,该回归模型ρ=0.0073<0.01,方程模型达到极显著,失拟项ρ=0.3228>0.05,不显著,表明该模型方程极显著,用该回归方程描述各因子与响应值之间关系时,其应变量与全体自变量之间的多元回归关系显著。对回归模型进行可信度分析,得到回归模型总相关系数为0.9546,说明模型拟合程度好,可用该方程对不同老面添加量、加水量和发酵时间的冷冻面团馒头工艺进行预测。以Y2取最小值时,对X1、X2、X3进行优化,则可求出3个因素的最优条件为老面添加量51.64g、加水量40.46mL、发酵时间63.67min,此时得到冷冻面团馒头硬度最小值为2424.81g。

2.2.1.3老面添加量、加水量、发酵时间对冷冻面团馒头感官总分影响由表6可知,老面添加量的一次项对冷冻面团馒头感官总分的影响达到了极显著水平,加水量和发酵时间的影响不显著,加水量和发酵时间的交互项达到了极显著水平,其响应曲面图如图6所示。从F值可知,各因素的影响大小排列依次为老面添加量、加水量、发酵时间。由于各因素对冷冻面团馒头感官评分的影响不是简单的线性关系,为了更明确各因子对响应值Y3的影响,采用SAS统计软件对表4数据进行多元回归分析,得到回归模型。从表6方差分析可知,用该回归方程描述各因子与响应值之间关系时,其应变量与全体自变量之间的多元回归关系显著。对回归模型进行可信度分析,得到回归模型总相关系数为0.9424,说明模型拟合程度好,可用此方程对不同老面添加量、加水量、发酵时间的冷冻面团馒头工艺进行预测。以Y3取最大值时,对X1、X2、X3进行优化,则可求出3个因素的最优条件为老面添加量52.71g、加水量40.77mL、发酵时间65.25min,此时得到冷冻面团馒头感官总分最大值为80.9354分。

2.2.1.4老面添加量、加水量、发酵时间最优参数确定在Y1取最大值、Y2取最小值、Y3在优等范围条件下,对X1、X2、X3进行优化,则可求出3个因素的最优化条件为老面添加量51.79g、加水量40.10mL、发酵时间62.42min,此时得到冷冻面团馒头比容为2.5548mL/g,硬度为2443.61g,感官总分为80.478分。

2.3最佳工艺条件检验为检验响应面分析法的可靠性,采用上述最优条件进行验证试验,同时考虑操作的方便性,将生产工艺参数修正为老面添加量51g、加水量40mL、发酵时间62min,实际测得的馒头比容为2.56mL/g,硬度为2531.418g,感官总分为81分。因此,基于响应面法所得的优化工艺参数准确可靠,具有实用价值。

3结论

回归分析结果显示:加水量对冷冻面团馒头比容、硬度有显著影响,老面添加量对冷冻面团馒头硬度、感官总分的影响达到了极显著水平,老面添加量和加水量的交互作用对冷冻面团馒头比容、硬度达到了显著水平,加水量和发酵时间的交互作用对冷冻面团感官总分达到了极显著水平。

响应面分析结果表明:老面添加量是影响馒头品质的最关键因素,各因素对老面冷冻面团馒头品质的影响顺序为老面添加量>加水量>发酵时间。选取最佳工艺参数为老面添加量51.79g、加水量40.10mL、发酵时间62.42min,此时预期的老面冷冻面团馒头比容为2.5548mL/g,硬度为2443.61g,感官总分80.478分,实际测得的馒头比容为2.56mL/g,硬度为2531.418g,感官总分为81分。结合验证试验结果,说明本试验分析得到的最佳工艺参数具有实际参考价值。

作者:姚阳 刘翀 郑学玲 韩小贤 田建珍 卞科 单位:河南工业大学粮油食品学院

老面冷冻面团馒头生产工艺研究

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