蛹虫草是一种虫草属真菌[1]，其富含氨基酸、多糖、虫草素等活性物质，具有免疫调节、抑菌消炎、保肝解毒、抗肿瘤等作用，一直以来被人们视为珍贵的滋补品[2-4]。目前，它被广泛应用于食品、保健品、药品[5]。玉米富含蛋白质、维生素及多种矿物质，能够有效提高肌体细胞的免疫功能、延缓衰老，也能预防并辅助治疗心脑血管疾病和癌症。它是粗粮中不可多得的佳品，经常食用有益于人体健康[6-7]。
馒头作为以小麦为基础的传统发酵食品，在中国已有两千多年的历史。将蛹虫草和玉米结合，开发一款营养馒头，不仅符合大众对健康化、营养化、多元化食品的需求，也为蛹虫草和玉米的经济价值及食用价值开发提供新的思路。本文通过试验优化蛹虫草玉米馒头的加工工艺，为其规模化生产提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验原料
蛹虫草干制品：江门市山海堂虫草有限公司；玉米粉：江苏新禾润世家食品有限公司；小麦粉（中筋粉）：益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司；泡打粉、干酵母：安琪酵母股份有限公司；绵白糖：南京甘汁园糖业有限公司。
1.2 主要仪器与设备
1000Y高速多功能粉碎机：浙江省永康市铂欧五金制品有限公司；STX622ZH电子天平：上海奥豪斯仪器有限公司；SHM02和面机：浙江苏泊尔股份有限公司；JK-1215奥朗达料理机：迈豹科技（深圳）有限公司；浙江苏泊尔股份有限公司；QJCK-350恒温箱：上海倾技仪器仪表科技有限公司；SCD39-Z2M7电蒸箱：宁波方太厨具有限公司；TMS-PRO质构仪：美国FTC公司；CR-400色差计：日本柯尼卡美能达公司；FE28台式pH计：梅特勒-托利多仪器国际贸易有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
原料预处理→调制面团→面团发酵→成型→醒发→蒸制→冷却→成品。
1.3.2 操作要点
原料预处理：将蛹虫草干制品用粉碎机粉碎，然后过140目筛备用。
调制面团：将面粉、蛹虫草粉、泡打粉拌匀后倒入和面机，然后将干酵母和绵白糖放入（30±4）℃温水中溶解后再倒入和面机，慢速和面至成团，且表面光滑有弹性。
面团发酵：将调制好的面团放入盆中，封上保鲜膜，于恒温箱40℃发酵30 min。
成型：将发好的面团揉至内部气体排出且揉匀揉光，分成60 g的面剂，并制成大小一致的半球形生坯。
醒发：将成型的面团生坯继续放在恒温箱中发酵，30℃发酵15 min。
蒸制：将醒发后的馒头置于100℃的电蒸箱中蒸制20 min。
冷却、成品：蒸制结束后静置5 min后再取出冷却，即为成品。
1.3.3 蛹虫草玉米馒头单因素试验
在预试验的基础上，确定蛹虫草玉米馒头基础配方为中筋面粉100 g，玉米粉20 g，蛹虫草粉6 g，酵母2 g、泡打粉 1.7 g、白糖 4 g、温水 70 g。参考文献[8-9]的方法，选定影响馒头品质的玉米粉添加量、蛹虫草粉添加量、酵母添加量、水添加量为试验因素。在配方中的其他条件不变的情况下，分别设置玉米粉添加量（10、20、30、40、50g）、蛹虫草粉添加量（3、6、9、12、15 g）、酵母添加量（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g）、水添加量（60、65、70、75、80 g），评定蛹虫草玉米馒头的感官品质，并测定其质构特性。
1.3.4 蛹虫草玉米馒头响应面设计试验
基于单因素试验的结果，以玉米粉添加量、蛹虫草粉添加量、水添加量作为影响因素，以感官评分作为响应值，优化设计响应面试验。采用Box-Behnken试验方法，试验设计因素与水平见表1。
表1 响应面设计因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface design
水平 因素A玉米粉添加量/g B蛹虫草粉添加量/g C酵母添加量/g-1 20 6 1.5 0 30 9 2.0 1 40 12 2.5
1.3.5 感官评价
邀请10位感官品评员对蛹虫草玉米馒头进行感官评定，参考文献[10]制定评分标准，评分细则如表2所示。
表2 蛹虫草玉米馒头感官评分细则
Table 2 Rules for sensory score of C.militaris corn steamed bread
项目 感官描述 得分外观形态（20分）形态完整，表面光滑 15～20形态较完整，表面局部有塌陷或皱缩 8～<15形态不完整，表面大部分有塌陷或皱缩 0～<8成品色泽（10分）颜色均匀一致，有光泽 8～10颜色较均匀，无光泽 4～<8颜色不均，大面积发暗 0～<4组织结构（30分）内部组织均匀，呈海绵状结构，有弹性 21～30内部组织较均匀，呈海绵状结构，弹性较小 11～<21内部组织不均，没有弹性 0～<11成品口感（20分）无生感，咀嚼爽口，不粘牙，无粗糙感 15～20存在生感，局部粘牙，有略微粗糙感 8～<15大部分有生感和粗糙感，咀嚼不爽口，大部分粘牙0～<8成品风味（20分）具有蒸制后馒头香味，蛹虫草和玉米特有的清香，无异味15～20蒸制后馒头香味较淡，蛹虫草和玉米特有气味较淡或较浓，无异味8～<15蒸制后馒头香味过于清淡，没有蛹虫草和玉米特有气味，有异味0～<8
1.3.6 质构特性测定
参考文献[10-11]的方法，利用质构仪测定馒头的质构特性，将冷却后的馒头切成厚度25 mm的薄片，测定程序为TPA32，采用P25探头对样品进行两次压缩试验。测前速率1 mm/s，测中速率60 mm/min，间隔时间15 s，每次循环目标位移20 mm，压缩程度50% ，起始力为0.5 N。通过仪器分析，获得硬度（N）、黏附性（N·s）、内聚性、弹性（mm）、咀嚼性（N）参数，平行试验3次后取平均值。
1.3.7 理化指标及主要营养成分含量测定
1.3.7.1 比容测定
根据GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》规定的方法对馒头的比容进行测定，体积采用小米置换法测量[12]。
1.3.7.2 色差的测定
在馒头芯部取约0.5 cm厚度的馒头块，使用色差计进行馒头色差的测定。平行试验3次，记录L*、b*值的平均值。
1.3.7.3 pH值测定
参考文献[13]的方法，称取50 g馒头样品，将其撕碎后放入料理机中，加入150 mL蒸馏水（经煮沸后冷却），打成均一的糊状，用pH计测其pH值。
1.3.7.4 主要营养成分含量测定
水分、蛋白质、脂肪、灰分含量均依据GB 5009—2016《食品安全国家标准食品理化检验方法》中的规定进行测定[14]；膳食纤维含量参考GB/T 5009.88—2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》的中性洗涤和酶解法进行测定；碳水化合物含量通过差减法计算，即碳水化合物=100-（蛋白质+脂肪+水分+灰分+膳食纤维）[15]。
1.4 数据处理
使用SPSS 22.0对数据进行分析，通过Graphpad Prism8.0进行单因素作图，并利用Design-Expert 8.0.6软件对Box-Behnken Design响应面试验进行分析。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果与分析
2.1.1 玉米粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
玉米粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响见图1。
图1 玉米粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
Fig.1 Effects of corn flour addition on the quality of C.militaris corn steamed bread
不同小写字母表示差异显著，P＜0.05。
由图1可知，随着玉米粉添加量的增加，馒头的硬度、咀嚼性、黏附性逐渐增大，弹性、内聚性和比容逐渐减小，其硬度和感官评分具有显著性差异（P＜0.05）。当玉米粉添加量为30 g时，蛹虫草玉米馒头的感官品质最好，成品外形完整，口感松软，弹性好，具有玉米特有的清香气味。玉米粉的添加会影响馒头的口感风味、组织结构和弹性。主要因玉米粉不含有面筋蛋白，缺少黏弹性而严重阻碍面团面筋网络的形成[16]，致使蒸出来的馒头体积小、弹性小、质地不均，馒头硬度和咀嚼性增加[17]。综合考虑，选取玉米粉添加量30 g为下一步响应面试验的中心点。
2.1.2 蛹虫草粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
蛹虫草粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响见图2。
图2 蛹虫草粉添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
Fig.2 Effects of C.militaris powder addition on the quality of C.militaris corn steamed bread
不同小写字母表示差异显著，P＜0.05。
由图2可知，当蛹虫草粉添加量不超过9 g时，黏附性、内聚性、弹性和咀嚼性无显著差异（P＞0.05）。馒头的感官评分先上升后下降，当蛹虫草粉添加量为9 g时，蛹虫草玉米馒头感官评分最高。添加量超过9 g时，感官评分逐渐降低。一方面是因为蛹虫草粉颜色较深，添加量过多会影响成品色泽。另一方面是因为蛹虫草粉没有面筋蛋白，难以形成面筋蛋白的网络结构，致使面团的产气与持气能力降低，影响了馒头的结构和弹性，从而使馒头的感官评分降低[18-19]。因此，选取蛹虫草粉添加量9 g为下一步响应面试验的中心点。
2.1.3 酵母添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
酵母添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响见图3。
图3 酵母添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
Fig.3 Effects of yeast addition on the quality of C.militaris corn steamed bread
不同小写字母表示差异显著，P＜0.05。
由图3可知，酵母添加量为0.5 g～2.0 g时，馒头的硬度、黏附性和咀嚼性呈现下降趋势，原因在于酵母量增多，面团的产气速率加快，面筋网络得到延展，馒头体积变大，使得馒头硬度和咀嚼性逐渐减小，感官评分也逐渐增高[20]。当酵母添加量超过2.0 g时，酵母产气量持续增加使面团发酵过度，面筋网络破裂，进而导致馒头内部组织结构变硬、黏附性和咀嚼性增加，馒头外观形态较差，弹性降低，感官评分下降[21]。当酵母粉添加量在2.0 g时，蒸制出来的馒头感官评分较高，质构特性较好。因此，选择酵母添加量2 g为下一步响应面试验的中心点。
2.1.4 水添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
水添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响见图4。
图4 水添加量对蛹虫草玉米馒头品质的影响
Fig.4 Effects of water addition on the quality of C.militaris corn steamed bread
不同小写字母表示差异显著，P＜0.05。
由图4可知，随着水添加量的增加，馒头的硬度、黏附性、咀嚼性先降低后增加，弹性、内聚性、比容及感官评分先增加后降低。当水添加量为75 g时，馒头的硬度和咀嚼性较小、内聚性、弹性和比容较大，色泽鲜亮，内部气孔细小均匀，感官品质最好；当水添加量为60 g时，馒头的硬度、黏附性和咀嚼性最大，面团较硬，馒头体积较小，内部组织结构粗糙；当水添加量为80 g时，馒头硬度增大、黏度增加，制作过程中面团难以成型，且馒头成熟后表皮易塌陷，外观不完整，口感也较差[22]。与图1～图3进行对比，馒头质地受水添加量影响的幅度最小，可认为其影响不如其他3个因素显著，故不将其列入响应面试验[23]。
2.2 响应面试验结果与分析
2.2.1 试验结果
响应面设计方案及试验结果见表3。
表3 响应面设计方案及试验结果
Table 3 Scheme and results of response surface design
试验号 A玉米粉添加量/g B蛹虫草粉添加量/g C酵母添加量/g Y感官评分40 9 1.5 63 2 1 30 12 2.5 72 3 30 6 2.5 76 4 30 6 1.5 82 5 30 9 2.0 88 6 20 12 2.0 75 7 30 9 2.0 86 8 30 9 2.0 87 9 30 9 2.0 88 10 30 12 1.5 75 11 30 9 2.0 88 12 40 9 2.5 75 13 20 9 2.5 70 14 40 12 2.0 63 15 20 9 1.5 85 16 20 6 2.0 79 17 40 6 2.0 73
2.2.2 试验分析
对响应面的试验结果进行分析，回归模型的方差分析见表4。
表4 回归模型的方差分析
Table 4 Variance analysis of the regression model
注：**表示差异极显著，P＜0.01；*表示差异显著，P＜0.05。
来源 平方和 自由度 均方 F值 P值 显著性模型 1 107.99 9 123.11 96.29 ＜0.000 1 **A 153.12 1 153.12 119.76 ＜0.000 1 **B 78.12 1 78.12 61.10 0.000 1 **C 18.00 1 18.00 14.08 0.007 1 **AB 9.00 1 9.00 7.04 0.032 8 *AC 182.25 1 182.25 142.54 ＜0.000 1 **BC 2.25 1 2.25 1.76 0.226 3 A2 337.27 1 337.27 263.79 ＜0.000 1 **B2 149.06 1 149.06 116.59 ＜0.000 1 **C2 113.85 1 113.85 89.05 ＜0.000 1 **残差 8.95 7 1.28失拟项 5.75 3 1.92 2.40 0.208 9纯误差 3.20 4 0.80总和 1 116.94 16
由表4可知，回归模型的F值为96.29，P值＜0.000 1，相关性极显著，且方程失拟项不显著，相关系数R2=0.992 0，说明该模型与实际结果的拟合度较高，试验可靠有效。模型中一次项A、B、C显著性较高（P＜0.01）；交互项AB作用显著（P＜0.05），交互项AC影响极显著（P＜0.01），BC 交互项不具有显著性（P＞0.05）；A、B、C 的二次项均具有极显著差异（P＜0.01）。
依据Design-Expert 8.0.6软件的优化处理，对馒头的感官品质和加工工艺进行回归与拟合，所得标准方程为Y=87.40-4.37A-3.12B-1.50C-1.50AB+6.75AC+0.75BC-8.95A2-5.95B2-5.20C2。
2.2.3 交互因素对蛹虫草玉米馒头感官品质的影响
利用Design-Expert 8.0.6软件对数据的处理，得到响应面三维曲面图，见图5～图7。
图5 玉米粉添加量和蛹虫草粉添加量对馒头感官品质的影响
Fig.5 Effects of corn flour and C.militaris powder addition on sensory quality of steamed bread
图6 玉米粉添加量和酵母添加量对馒头感官品质的影响
Fig.6 Effects of corn flour and yeast addition on sensory quality of steamed bread
图7 蛹虫草粉添加量和酵母添加量对馒头感官品质的影响
Fig.7 Effects of C.militaris powder and yeast addition on sensory quality of steamed bread
由图5～图7可知，交互项BC的响应曲面图坡度较为均匀平缓，等高线图接近圆形，说明B和C的交互作用不明显，即交互项BC对蛹虫草玉米馒头的感官品质影响较小。交互项AB、AC响应曲面图坡度较为陡峭，等高线图呈椭圆形，表明A和B、A和C的交互作用更明显，对蛹虫草玉米馒头的感官品质影响较大。在一定范围内，蛹虫草粉的添加量随着玉米粉添加量的增加而增加，使得成品风味更浓，避免玉米风味过于突出。随着玉米粉添加量的增加，酵母的添加量也要增加，成品才能发酵完全，质地均匀，蓬松绵软。否则馒头体积较小，成品内部气孔小，口感较差。
2.2.4 最佳工艺结果的确定及验证
经Design-Expert 8.0.6软件处理可得，方程的极值点为玉米粉添加量为26.23g、蛹虫草粉添加量为8.28g、酵母添加量为1.80 g、此时的感官评分为88.907。根据实际情况调整参数，进行试验验证。在玉米粉添加量为26 g、蛹虫草粉添加量为8 g、酵母添加量为2 g的工艺条件下，重复试验3次，得到蛹虫草玉米馒头的感官评分为89.35±0.23，与理论预测结果基本相同。
2.2.5 理化指标及主要营养成分含量测定结果
2.2.5.1 理化指标测定结果
蛹虫草玉米馒头和普通小麦馒头的理化指标测定结果见表5。
表5 馒头的理化指标测定结果
Table 5 Determination result of physicochemical indexes of steamed bread
组别 质构特性 色度值硬度/N弹性/mm内聚性 L* b*普通小麦馒头17.24±0.11蛹虫草玉米馒头42.34±0.30 17.82±0.15 0.59±0.01 82.67±0.61 43.84±0.68 17.63±0.29 0.57±0.02 68.21±0.68 47.63±0.29 pH值5.65±0.16 5.83±0.16比容/（mL/g）2.40±0.02 2.37±0.03
由表5可知，普通小麦馒头与蛹虫草玉米馒头在以上理化指标方面无显著性差异。虽然蛹虫草玉米馒头的L*值低于普通小麦馒头，但其色泽亮度仍在可接受范围内，且颜色偏黄。蛹虫草玉米馒头的比容和pH值均符合国家标准GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》对小麦粉馒头的要求，也说明成品馒头的松软程度较好，此工艺具有可操作性。
2.2.5.2 主要营养成分含量测定结果
蛹虫草玉米馒头和普通小麦馒头的主要营养成分含量测定结果见表6。
表6 馒头主要营养成分含量测定结果
Table 6 Determination result of major nutritional ingredients in steamed bread
样品 水分/g 蛋白质/碳水化合物/g普通小麦馒头g 脂肪/g 灰分/g 膳食纤维/g 45.33±0.24蛹虫草玉米馒头44.48±0.21 7.53±0.04 1.04±0.02 0.25±0.00 1.38±0.02 42.47±0.19 9.15±0.02 1.92±0.04 0.68±0.00 2.82±0.05 42.95±0.14
根据表6可知，蛹虫草玉米馒头的水分含量为42.47% ，小于45.0% ，符合国家标准GB/T 21118—2007《小麦粉馒头》要求。且相比于普通小麦馒头，蛹虫草玉米馒头的蛋白质、脂肪和膳食纤维的含量更加丰富，馒头的营养价值更高。
3 结论
通过单因素试验和响应面试验，得到影响蛹虫草玉米馒头感官品质的因素顺序依次为玉米粉添加量＞蛹虫草粉添加量＞酵母添加量。其最佳工艺配方为中筋面粉100 g、玉米粉26 g、蛹虫草粉8 g、酵母2 g、泡打粉1.7 g、白糖4 g、水75 g。制得的成品形态完整，表面光洁，色泽明亮，内部气孔均匀，风味清香，爽口不粘牙。蛹虫草玉米馒头的开发不仅丰富了馒头的种类，也提高了馒头的营养价值，为菌菇在主食方面的应用提供新的思路和方法。
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