馒头是人们日常主食之一，在我国已有2 000 年的历史[1]，根据馒头的制作工艺，人们普遍认为有2 种馒头类型，即传统风味馒头和商业酵母馒头。传统发酵馒头是将面粉和水进行混合进行第一次发酵[2]，取部分发酵产物（酸面团）按照质量比再次加入辅料进行二次发酵，蒸制而成。与传统发酵馒头相比，商业酵母馒头由于制作简单、快捷成为主流，但其容易老化且缺少风味。随着消费意识的增强，传统风味馒头由于风味独特、更耐储藏的特点引起了人们的兴趣[3-5]。近年来关于传统风味馒头的研究大多集中在以下几个方面：酸面团菌群结构与菌群分析代谢产物对馒头的影响[6-7]；添加谷物粉对面团及馒头品质的影响[8]；冷冻和储藏温度对馒头品质的影响[9]。然而，关于加工工艺对馒头品质影响的研究较少。
面粉品质改良剂是用于改善小麦面粉及其成品品质、延长保质期和提高成品营养价值的一种化学合成或天然物质。品质改良剂的研究大部分集中在面包以及烘焙食品中，如添加亲水胶体可以改善面包组织结构粗糙、气孔不均匀等方面问题[10]。米粉面包中添加一定量的单甘酯可以有效降低面包的硬度，提高面包弹性、黏聚性和回复性[11]。米糠面包中加入谷朊粉可以改善其粗糙口感[12]。Tebben 等[13]通过研究面包屑储存7 d 的硬化率证明了添加乳化剂可以延缓面包的老化。钟蓓[14]研究发现黄原胶与瓜尔豆胶均能抑制小麦淀粉冻融过程中的老化，浓度越大抑制老化的能力越强。然而，品质改良剂在馒头中的应用鲜有报道。
本研究从传统风味馒头的工艺研究出发，通过正交试验确定最佳工艺，将增稠剂瓜尔豆胶、乳化剂单甘酯和增筋粉谷朊粉3 种品质改良剂应用于传统风味馒头的生产中，以感官评分为评价指标，选取最佳添加量，然后根据感官最佳结果进行保质期试验，为馒头品质的优化改良提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
小麦粉：石家庄市豪雪面粉有限公司；高活性干酵母、食用碱（均为食品级）：安琪酵母股份有限公司；谷朊粉（食品级）：河南濮阳市凯利粮业有限公司；瓜尔豆胶（食品级）：菀晟食品添加剂（上海）有限公司；单甘酯（食品级）：丹尼克斯（中国）有限公司。
1.2 仪器与设备
搅拌机（B20-G）：广东恒联食品机械有限公司；全自动压面机（银鹰350）：济南慧峰机械设备有限公司；醒发柜（HX-XF12）：郑州昊博机械设备有限公司；电热快速蒸箱（kz-80）：广东德玛仕智能厨房设备有限公司；体积测定仪（JMTY 型）：广州瑞丰实验设备有限公司；质构仪（ILC-S 1000N）：上海Mecmesin 仪器公司。
1.3 试验方法
1.3.1 工艺流程
酸面团的制作→发酵→酸面团、水、面粉、食用碱、酵母→和面→压面→成型→醒发→蒸制→成品
1.3.2 单因素试验
以100 g 小麦粉为基准，加水量为40%、发酵温度25 ℃、相对湿度85%，第一次发酵6 h。取30 g 发酵好的酸面团，加入100 g 面粉，发酵温度35 ℃、相对湿度85%，第二次发酵45 min。在上述工艺条件基础上，以感官评分为评价指标，分别考察加水量、加水温度、压面次数、碱添加量对馒头品质的影响[15]。
1.3.3 正交试验
根据1.3.2 的试验结果，以传统发酵馒头的感官评分为指标，设计四因素三水平正交试验，确定传统发酵馒头的最优工艺参数。
表1 正交试验因素与水平
Table 1 Orthogonal test factors and levels
?
1.3.4 传统发酵馒头的感官评价
组织10 位经过专业培训的人员进行感官评价，传统发酵馒头感官评价标准见表2，结果取10 个人的平均值[16]。
表2 感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation form
项目 满分 评分标准外观形状 15 表面光滑，无起泡硬块（11～15）表面有小起泡，存在小硬块（6～10）表面粗糙，起泡、硬块明显且严重（1～5）内部结构 15 气孔微小且均匀（11～15）气孔大小不均（6～10）气孔粗大且不均匀（1～5）弹性 10 手指复压回弹2/3（8～10）手指复压回弹1/3（4～7）手指复压回弹1/4（1～3）嚼劲 10 嚼劲适中（8～10）嚼劲稍差或稍强（4～7）嚼劲差或嚼劲过强（1～3）黏性 10 爽口且不黏牙（8～10）稍黏牙（4～7）咀嚼不爽口，黏牙（1～3）风味 15 麦香味明显，很香的发酵味，无碱刺激气味（11～15）有麦香味以及发酵味道（6～10）无麦香味以及发酵味，有碱刺激性气味（1～5）
续表2 感官评价标准
Continue table 2 Sensory evaluation form
项目 满分 评分标准色泽 10 洁白好看（8～10）颜色适中（4～7）灰暗、发黑（1～3）比容 15 以2.3 mL/g 为9 分每减少0.01 mL/g 减去1 分增加0.01 mL/g 增加1 分
1.3.5 馒头比容的测定
馒头体积采用菜籽置换法测定，馒头体积精确到1 mL。馒头比容按照下列公式进行计算[17]，计算结果保留一位小数。
式中：λ 为馒头的比容，mL/g；V 为馒头体积，mL；m 为馒头质量，g。
1.3.6 馒头质构的测定
使用质构仪，选择75 mm 的圆形探头，采用全质构分析（texture profile analysis，TPA）测试模式，测定馒头的质构。将蒸制好的馒头冷却1 h 后，选择形体正常、无起泡发瘪的馒头进行测试。测试参数设置为测试速度60 mm/min，触发力1 N，形变百分量30%。
1.3.7 品质改良剂对馒头感官评分的影响
本试验选择谷朊粉、瓜尔豆胶、单甘酯3 种不同的品质改良剂，考察谷朊粉添加量（1.0%、2.0%、3.0%、4.0%）、瓜尔豆胶添加量（0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）、单甘酯添加量（0.3%、0.4%、0.5%、0.6%）对馒头感官评分的影响。
1.3.8 品质改良剂对馒头储存硬度的影响
以最佳工艺制作的馒头作对照，在对照组工艺的基础上，在1.3.7 得出谷朊粉、瓜尔豆胶、单甘酯的最佳添加量条件下制作馒头，在相同储存条件下（20 ℃）进行存放，每6 h 进行1 次硬度检测，考察品质改良剂对馒头储藏硬度的影响。
1.3.9 品质改良剂对储存过程中馒头霉菌总数的影响
以最佳工艺制作的馒头作对照，在对照组工艺的基础上，在1.3.7 得出谷朊粉、瓜尔豆胶、单甘酯的最佳添加量条件下制作馒头，在相同储存条件下（20 ℃）进行储存，每24 h 取样1 次，根据GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》进行霉菌总数检测，探究品质改良剂对馒头储藏过程中霉菌总数的影响。
1.4 数据分析
应用Excel 2010 对试验数据汇总分析，运用IBM SPSS Statistics 25 对试验数据进行差异显著性分析，应用SPSS 2017 软件对数据进行正交优化分析，使用Origin 2019b（9.65）处理试验数据并作图。
2 结果与分析
2.1 单因素试验结果
图1 为单因素试验结果。
图1 加水量、加水温度、碱添加量、压面次数对馒头感官评分的影响
Fig.1 Effect of water content，water temperature，alkali addition，the number of noodles pressing on the sensory score of steamed bread
由图1A 可知，当加水量为44%时，感官评分最高。在面粉中加入水，醇溶蛋白与麦谷蛋白逐渐吸水膨胀，黏结组合，形成面筋网络，流动性加强，面团柔软有弹性[18-19]。当加水量较少时，醇溶蛋白与麦谷蛋白吸水不充分，面团弹性以及黏性较差，面团较硬，韧性大，馒头质量较差，感官评分较低；当加水量过多时，淀粉流动性增大，形成的面筋网络很难包裹住淀粉颗粒，馒头质量较差，感官评分较低。
由图1B 可知，当加水温度为34 ℃时，感官评分最高。在合适加水温度下，面粉中淀粉的吸水性和膨胀性增强，发生糊化，蛋白质变性形成面筋[20]，面团中的水分可以进行迁移，面筋结构完善，使面团柔韧且富有黏性。当加水温度升高时，淀粉糊化和面筋变性导致面团结构被破坏，酵母停止生长繁殖甚至死亡，在醒发过程中很容易因酵母不产气导致面团塌陷，出现塌陷现象，变成死面[21]，所以感官评分下降。
由图1C 可知，当碱添加量为1.0%时，感官评分最高。食用碱的加入可以中和面团中的乳酸菌和醋酸菌发生的生化反应以及面团酵母菌有氧、无氧呼吸[22]而产生的酸性物质。此外，食用碱的添加中和酸味的同时，还会促进丁酸乙酯、吡啶高氯酸等化合物的生成，这些化合物可能是加碱后风味物质的来源[23]。当碱添加量为1.2%时，感官评分下降，这是由于碱添加量过多，馒头进入口腔有灼烧感且颜色暗黄；当碱添加量较低时，馒头味道偏酸，感官评分较低。
由图1D 可知，当压面次数为16 次时，感官评分最高。压面可以使已经水和的面筋结构在空间上发生延展、理顺，使蛋白交叠均匀[24]。面团内的气体随着压面次数的增加而减少，成品馒头内瓤变得细腻，品质变好。过度压面使面团内部刚刚形成的面筋受到挤压，尚不稳定的空间结构被破坏，筋力下降，口感变差。
2.2 正交试验结果分析
正交试验结果见表3。
表3 馒头正交试验结果
Table 3 Sensory result table of steamed bread orthogonal test
试验号 A 加水量 B 加水温度 C 压面次数 D 碱添加量 评分1 1 1 1 1 76 2 1 2 2 2 84 3 1 3 3 3 75 4 2 1 2 3 82 5 2 2 3 1 85 6 2 3 1 2 90 7 3 1 3 2 75 8 3 2 1 3 70 9 3 3 2 1 68 k1 78.333 77.667 78.667 76.333 k2 85.667 79.667 78.000 83.000 k3 71.000 77.667 78.333 75.667 R 14.667 2.000 0.667 7.333
由表3 可知，影响馒头感官评分的因素排序为A＞D＞B＞C，即加水量＞碱添加量＞加水温度＞压面次数，最佳工艺为A2B2C1D2，即加水量44%、加水温度34 ℃、压面次数14 次、碱添加量1.0%。
由正交试验得出对馒头感官评分影响较大的因素为加水量、碱添加量和加水温度，本文后续研究这3个因素对馒头质构及比容的影响。
2.3 加水量对馒头品质的影响
和面时的加水量直接影响蛋白质的二级结构及不可溶性麦谷蛋白大聚体含量。蛋白大聚体质量及数量与馒头质构特性密切相关。
加水量对馒头品质的影响如表4 所示。
表4 加水量对馒头品质的影响
Table 4 Effect of adding water on the quality of steamed bread
注：同列不同字母代表差异性显著（P＜0.05）。
加水量/% 比容/（mL/g） 硬度/N 咀嚼度/mJ 38 2.09±0.02d 33.90±0.27a 368.91±4.68a 40 2.54±0.02c 31.50±0.30b 329.70±3.12b 42 2.65±0.01b 28.87±0.31c 322.92±3.26b 44 2.72±0.02a 27.20±0.36d 276.69±2.16d 46 2.60±0.01b 27.67±0.21d 286.35±4.18c
由表4 可知，加水量为44%时，馒头的比容最高，硬度随着加水量的增加呈现先降低后升高的趋势，咀嚼度随着加水量的增加呈现先降低后升高的趋势。加水量为44%时，硬度、咀嚼度均为最小。加水量较少时，面团发硬，面筋网络不能很好地形成，且酵母在缺水的情况下不能充分产气，所以馒头体积较小，比容较低，弹性较差，咀嚼度高；加水量过多时，多余的可冻结水分与面团内酵母有氧呼吸产生的液态水滞留在面团内，这些水分在醒发和蒸制时会使面筋负重过大，气泡破裂，出现塌陷，馒头表面容易出现较大面积的瘪皱，馒头硬度与咀嚼性均升高。
2.4 加水温度对馒头品质的影响结果
表5 为加水温度对馒头品质的影响。
表5 加水温度对馒头品质的影响
Table 5 Effect of water temperature on the quality of steamed bread
注：同列不同字母表示差异性显著（P＜0.05）。
加水温度/℃ 比容/（mL/g） 硬度/N 咀嚼度/mJ 26 2.44±0.02d 34.77±0.31a 301.67±3.41b 30 2.49±0.01c 32.43±0.32c 295.32±2.58c 34 2.66±0.02a 28.77±0.25e 282.56±2.99c 38 2.69±0.01a 30.53±0.31d 286.33±1.93c 42 2.60±0.01b 33.50±0.30b 307.65±3.99a
加水温度的升高会使面粉中的蛋白质、淀粉颗粒的膨胀性和持水性得到增加，面筋的结构完善，延展性增加，持气能力增强。由表5 可知，馒头的比容在加水温度为38 ℃时达到最高，硬度随着加水温度的升高呈现先降低后上升的趋势，咀嚼度随着加水温度的升高呈现先降低后上升的趋势。当加水温度为34 ℃时，硬度和咀嚼度最小。当加水温度继续升高时，酵母会停止繁殖甚至死亡，导致产气变差，出现塌陷情况；另一方面，面筋在高温条件下结构会被破坏，导致比容降低，结构不均匀，硬度上升，内聚性变大，咀嚼度增加。
2.5 碱添加量对馒头品质的影响
表6 为碱添加量对馒头品质的影响。
表6 碱添加量对馒头品质的影响
Table 6 Effect of alkali addition on the quality of steamed bread
注：同列不同字母表示差异性显著（P＜0.05）。
碱添加量/% 比容/（mL/g） 硬度/N 咀嚼度/mJ 0.9 2.55±0.01c 30.50±0.26a 316.31±5.16b 1.0 2.73±0.00a 28.07±0.32c 297.77±5.66c 1.1 2.63±0.02b 28.53±0.31b 307.06±2.82c 1.2 2.56±0.02c 29.53±0.31a 340.02±4.55a
当加入食用碱时，能够明显降低面筋间的疏水性相互作用力。由表6 可知，当碱添加量为1.0%时，比容最高，硬度随着碱添加量的增加呈现先减小后增加的趋势，咀嚼度随着碱添加量的增加呈现先下降后上升的趋势。碱的增加会影响蛋白质的聚合，并改变面团黏弹性[25]，蛋白质聚合性的增强会提高面筋的结构强度，蛋白质交联，面筋之间的相互支撑力变大，使面团中的孔隙容量变大[26]。碱添加量为1.0%、1.1%时，硬度和咀嚼度均较小。当碱添加过量时，疏水性相互作用逐渐降低，水分不能在面筋蛋白之间迁移，面团韧性变强，从而馒头的体积变小、比容降低，硬度和咀嚼度升高。
2.6 品质改良剂对馒头感官评分的影响
品质改良剂对馒头感官评分的影响如图2 所示。
图2 谷朊粉、单甘酯、瓜尔豆胶添加量对馒头感官评分的影响
Fig.2 Effect of gluten，monoglyceride，guar gum addition on sensory score of steamed bread
由图2A 可知，馒头的感官评分随着谷朊粉添加量的增加呈现先升高后降低的趋势，当谷朊粉添加量为2%时，感官评分最高。添加谷朊粉能提高混合粉面团的面筋含量和质量，增大面团的弹性和筋力，提高面团的持气能力[27]，从而提高馒头的感官评分。当面团中谷朊粉添加量过大时，蛋白质小聚体增多，硬度增加，馒头难于咀嚼，松软度降低，感官评分降低。
由图2B 可知，馒头的感官评分随着单甘酯添加量的增加呈现先升高后降低的趋势，当单甘酯添加量为0.5%时，馒头的感官评分最高。油脂类添加剂具有疏水性和游离性，当面团加入单甘酯时会包裹住蛋白质与淀粉粒，影响面团吸水性，使面团硬度降低、延伸性增强[28]，从而提高馒头的感官评分。当面团中单甘酯添加量过大时，面团中油脂含量过大，面筋黏合性变差，内部结构松散，馒头的感官评分下降。
由图2C 可知，在瓜尔豆胶添加量为1.2%时，馒头的感官评分最高。亲水胶体类添加剂具有较强的吸水性，能够较强地锁住部分水分。胶体有助于面筋结构的形成，提高面团中气泡的界面强度，持气能力增强，留存气体更多，使馒头更加柔软，延缓馒头的失水硬化[29]。然而，当瓜尔豆胶添加量过多时，馒头水分含量大，馒头的感官评分下降。
综上，谷朊粉最佳添加量为2%，单甘酯最佳添加量为0.5%，瓜尔豆胶最佳添加量为1.2%。
2.7 品质改良剂对馒头储存硬度的影响
图3 为品质改良剂对馒头储存硬度的影响。
图3 添加不同品质改良剂馒头的储存硬度变化曲线
Fig.3 Storage hardness change curve of steamed bread with different quality improvers
由图3 可知，谷朊粉、单甘酯和瓜尔豆胶的添加均在一定程度上降低了传统发酵馒头的硬度，其中单甘酯与瓜尔豆胶较大程度地降低了传统发酵馒头储存24 h 时的最终硬度。对照组馒头与添加品质改良剂的馒头硬度增幅由大到小依次为对照组＞谷朊粉＞瓜尔豆胶＞单甘酯。通过斜率可得单甘酯与瓜尔豆胶对于延缓馒头硬化起到了较好的作用。添加谷朊粉对于储存18 h 以内馒头的硬化有一定的正向作用，超过18 h硬化程度与未添加馒头相差不大。其中，单甘酯改善效果最为明显，原因是单甘酯能够与淀粉形成复合物，包裹淀粉，阻止淀粉颗粒之间的再结晶，从而抑制淀粉的老化现象[30]，另一方面，淀粉由于被包裹，膨胀空间有限，使其与蛋白质分子的交联受到影响，进而抑制馒头硬化。瓜尔豆胶能够吸附水分，使馒头内部水分流失难度加大，保持馒头内部的含水量，延缓因失水导致的发干、发硬现象，延缓淀粉回生，使馒头品质更加稳定[31]；谷朊粉的增加使馒头中蛋白质含量增加，吸水较多，在储存前期对于延缓硬化有一定作用，但随着储存时间的延长，馒头中水分流失、蛋白质含量较高，导致馒头硬度大幅上升。
2.8 品质改良剂对储存过程中馒头霉菌总数的影响
图4 为品质改良剂对馒头储存过程中霉菌总数的影响。
图4 添加不同品质改良剂馒头中霉菌总数的变化曲线
Fig.4 Variation curve of the total number of molds in steamed bread with different quality improvers
由图4 可知，在相同储存条件下，随着储存时间的延长，前24 h 内添加品质改良剂对于馒头的霉菌总数变化的影响不大，超过24 h 后，添加单甘酯的馒头的霉菌总数增长速度比对照组以及添加谷朊粉的馒头慢，说明添加一定比例的单甘酯会延缓馒头的腐败变质。而添加谷朊粉对于延长馒头保质期来说作用较小。谷朊粉类似于面筋蛋白，能够给细菌提供营养源，使其生长繁殖。添加瓜尔豆胶的馒头霉菌总数最多，是因为添加瓜尔豆胶的馒头持水性较强，水分保留较多，可供霉菌生长繁殖利用。
3 结论
本试验在单因素试验基础上通过正交试验对传统风味馒头生产工艺进行优化，结果表明，最佳工艺为加水量44%、加水温度34 ℃、压面次数14 次、碱添加量1.0%。在该条件下，馒头的硬度适中，表面光滑，色泽良好，内部结构均匀，口感松软、有嚼劲、蓬松且带有独特发酵香气。正交试验结果表明，影响馒头感官评分因素的排序为加水量＞碱添加量＞加水温度＞压面次数。各因素对馒头质构以及比容影响的结果表明，加水量为44%时，比容最高、咀嚼度最小。当加水温度为34 ℃时，硬度最小。碱添加量为1.0%时，咀嚼度最低。3 种品质改良剂对馒头感官评分的影响结果表明，谷朊粉最佳添加量为2%、瓜尔豆胶最佳添加量为1.2%、单甘酯最佳添加量为0.5%。以品质改良剂的最佳添加量进行保质期试验，得出瓜尔豆胶和单甘酯对馒头储存硬度变化改善效果较好，谷朊粉在馒头储存前18 h内对其硬度变化具有改善效果，且随时间延长硬化速率变快。单甘酯的添加在一定程度上可以抑制馒头在储存期间霉菌的生长，瓜尔豆胶和谷朊粉抑制霉菌能力差。
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