酵母用量對叉燒包面團發酵和蒸制特性的影響研究

李志成, 方嘉沁, 楊 搏, 阮 征, 馮小勇, 成鈺瑩 , 李 君, 蔡辰昊

(1.廣州酒家集團利口福食品有限公司, 廣州 511445) (2.華南理工大學食品科學與工程學院, 廣州 510640)

叉燒包是一種典型的發酵蒸制面制品,以小麥粉為主要原料,制作過程包括和面、壓延、成型、發酵和蒸制[1-2]。叉燒包在蒸制時頂部要自然形成三瓣狀,微微露餡而不流汁液,這些特征與面團發酵關系極大。發酵過程中,酵母利用面團中的小分子糖進行繁殖代謝,通過呼吸作用將糖轉化為二氧化碳、水及一些小分子酸類和醇類物質,而二氧化碳填充在面團中,揉制時形成小氣孔,隨著發酵的繼續,更多的氣體使面團膨脹變大。面團良好的發酵性能使叉燒包具有獨特的外形和均勻蓬松的內部組織,同時具有特殊的風味和口感[3-4]。

有很多因素會影響發酵類面制品的品質,小麥粉品質是最重要的因素,而酵母種類、活性、用量,發酵溫度和發酵時間等也很重要[5-7]。研究表明,酵母用量不僅影響面制品品質,也影響面制品生產成本[8]。彭義峰等[9]研究發現,隨著酵母用量的增加,發酵產氣速度加快,面團體積膨脹速度加快,但會導致面團內部結構破壞;唐帥等[10]在探究加工熱歷程對發酵包子傳質、傳熱和食用品質的影響中發現,面皮升溫曲線和面皮水分含量存在顯著關系;路雪純等[11]對冷凍包子的研究發現,酵母的酵母用量對面團彈性影響較小,而對面團的硬度有顯著影響;艾志錄等[12]研究表明,不同的發酵劑對饅頭的質構和感官特性有顯著的差異,其中pH值變化較大且對成品饅頭的影響極顯著;徐曉琴等[13]研究表明,饅頭在發酵過程中淀粉顆粒只有輕微的變化,而在蒸制過程中淀粉形狀及晶體結構都發生了不可逆的變化。

制作叉燒包,酵母的選擇及用量、發酵時間都非常重要,決定面團發酵的質量,目前有關酵母用量對叉燒包的發酵和蒸制特性研究還較少。本研究以中筋小麥粉為原料,采用工業化工藝流程生產叉燒包,研究酵母用量對面團發酵特性及叉燒包品質的影響。

1 材料和方法

1.1 實驗原料

中筋小麥粉(濕面筋含量24.0%,吸水量56.1 mL),酵母,廣州酒家集團利口福食品有限公司提供;白糖、膨松劑、鹽,市售。

1.2 儀器和設備

SINMAG-SM120A和面機,新麥機械(中國)股份有限公司;HX-500蒸柜,廣州恒新西廚設備有限公司;RheoF4流變發酵儀,法國Chopin公司;Power3000溫度驗證系統,深圳市研工科技有限公司;DHG-9070A電熱恒溫鼓風干燥箱,上海申賢恒溫設備廠;pHS-3C數顯pH計,上海精密科學儀器有限公司;BLXK-YP1002電子天平,西化儀(北京)科技有限公司;TA-XT2物性測試儀,上海精密科學儀器有限公司;CR-400色彩色差計,KONICAMINOLTA投資有限公司等。

1.3 實驗方法

1.3.1 面團和叉燒包的制備

面團和叉燒包樣品均取自工業化生產流水線。

面團的基本配方:小麥粉500 g、白糖80 g、膨松劑5.5 g、鹽1 g、清水190 g,酵母用量分別為8、9、10 g。面團制備采用立式和面機慢速攪拌4 min(131 r/min)和快速攪拌6 min(262 r/min),再經自動壓面機軋皮100 s。

叉燒包采用自動包餡機制備,皮餡比為2∶1,選擇2個規格,分別是37.5 g/個的小包(代碼XB)和75 g/個的大包(代碼DB)。相應的,酵母用量8～10 g的小包樣品分別命名8-XB、9-XB、10-XB,大包樣品分別命名8-DB、9-DB、10-DB。醒發條件:環境溫度37～39 ℃,相對濕度70%～75%;蒸制條件(滿載):小包0.03 MPa、390 s;大包0.025 MPa、600 s。

1.3.2 酵母用量對面團醒發和蒸制過程熱歷程的影響

采用Power3000溫度記錄儀對叉燒包面團醒發和蒸汽蒸制過程的溫度變化進行跟蹤測定。

1.3.3 酵母用量面團的發酵特性

采用RheoF4流變發酵儀對生產車間現場制備的面團進行發酵特性跟蹤測試。發酵參數:溫度38 ℃,時間60 min。采用表1特性參數描述面團發酵特性[14]。

表1 特性參數及其含義

1.3.4 叉燒包品質指標的檢測

(1) 蒸制前后的質量變化率。稱量叉燒包蒸制前后的質量,按式1計算質量變化率。

(1)

(2)皮層pH的測定。叉燒包皮層破碎,取10 g溶于100 g水,參照采用GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》附錄B規定的方法測定[15]。

(3)皮層色澤的測定。采用CR-400色彩色差計分別測定蒸制后叉燒包外皮的L*值(亮度)、a*值(紅度,正值偏紅,負值偏綠)和b*值(黃度,正值偏黃,負值偏藍),按式(2)計算叉燒包白度[16]。

(2)

(4)比容的測定(置換法)。叉燒包比容采用GB/T 21118—2007《小麥粉饅頭》附錄A規定的方法測定,質量采用感量為0.01 g的天平稱,叉燒包比容(mL/g)為體積與質量之比。

(5)質構特性(TPA)的測定。采用TA-XTPlus物性分析儀進行叉燒包質構特性的測定。測定參數:P100探頭,連續3次壓縮測試。測前速度1.0 mm/s,測試速度1.0 mm/s,測后速度3.0 mm/s,壓縮比50%,觸發力5 g,2次壓縮間隔5 s。

1.4 數據處理方法

所有項目平行測定不少于3次,結果以有效數據的均值±方差表示。數據采用Excel 2021、SPSS 22.0及Origin 2021處理,Duncan新復極差分析法進行分析,置信區間95%(P<0.05)。

2 結果與討論

2.1 酵母用量對面團發酵特性影響

酵母用量對面團發酵特性影響情況見圖1、圖2和表2。

圖1 面團的發酵高度曲線

圖2 面團的氣體曲線

表2 面團發酵特性指標

從圖2面團的發酵高度曲線可以看出:酵母用量越多,發酵速度越快;相同發酵時間,酵母用量越多,面團體積越大。10 g酵母用量面團的最大高度Hm為57.1 mm,分別比9 g和8 g酵母用量的面團高了18.0%和28.3%;當發酵高度達到30 mm時,8 g酵母用量需要45 min,9 g酵母用量需要43 min,而10 g酵母用量需要37 min。說明酵母用量減少時需延長發酵時間,才能得到相同高度的包子。

圖3氣體曲線表明:10 g酵母用量面團的氣體釋放曲線最大高度最大,達101.4 mm,總的發酵產氣量為951 mL。9 g和8 g酵母用量面團的產氣量分別為888 mL和862 mL,無顯著差異。在整個60 min的發酵過程中,面團產生的CO2總體積與保留CO2總體積相同,CO2保留率為99.9%～100%,說明面團在這個過程中氣體均未溢出,但10 g酵母用量面團膨脹過快,可能存在面筋網絡破壞、面團內部結構不均勻的現象[16]。

圖3 酵母用量對叉燒包醒發環節的熱歷程影響

2.2 酵母用量對叉燒包醒發和蒸制過程傳熱的影響

叉燒包醒發和蒸制過程的熱歷程檢測結果如圖3和圖4所示。

圖4 叉燒包蒸制環節的熱歷程

首先考察了醒發間內,包點在蒸車上層和下層不同位置的傳熱效果。圖3a的小包,酵母用量10 g,上層和下層小包中心的升溫曲線基本重合,說明醒發環境下的熱分布較為均勻。在醒發間環境溫度為37～39 ℃,滿負載的條件下,酵母用量9 g的大包(圖3b)和小包(圖3c)的表皮溫度分別維持在30～32 ℃,32～34 ℃,而中心溫度呈緩慢上升趨勢。由于大包的升溫速度低于小包,醒發50 min后(起始溫度同為23 ℃),大包中心溫度與表皮溫度仍有2～3 ℃的差距,而小包在醒發45 min后,中心溫度達到表皮溫度。由于溫度是酵母生長代謝和產氣的重要影響因素,所以需要根據包點醒發的初始溫度和實際升溫情況適當調整醒發時間。

圖3d反映不同酵母用量的小包中心溫度的變化情況,8 g和9 g酵母用量的小包升溫速度基本相同,而10 g用量的小包升溫速度明顯變緩。進一步比較大包和小包的升溫效果(圖3e),盡管8 g和9 g酵母用量大包的升溫速度也基本相同,但大包的升溫速度總體低于小包。其原因可能是酵母用量大,大規格包點的面筋網絡結構穩定,體積蓬松和持氣效果好,導致升溫速度放緩。這點與后續的比容測量結果具有很好的一致性。

與醒發環節類似,圖4a反映蒸制環節的熱歷程,同樣印證了包點規格是影響熱穿透的主要因素,而酵母用量的影響不顯著。對于同樣規格的叉燒包,8 g和9 g酵母用量對于升溫曲線無影響,但大包和小包的升降溫速率差異明顯。由于傳熱速率的差異,導致包點中心溫度的變化也受影響。圖4b是9 g酵母用量的小包,在現有蒸制條件下中心溫度最高能達到環境蒸汽溫度100 ℃,而圖4c的大包的中心溫度最高能達到90 ℃左右。升溫速度不同可能也與剛開始的起始溫度不同有關,相較于大包,小包升溫更快,到達環境溫度速度也更快。

2.3 酵母用量對叉燒包品質的影響

2.3.1 酵母用量對叉燒包蒸制后的質量影響

酵母用量對叉燒包蒸制前后的質量影響情況如表3所示。

表3 酵母不同用量叉燒包蒸制前后的質量變化情況

較高的吸水性和低蒸煮損失率通常被認為是理想面條的品質特征[17],叉燒包作為蒸制食品也是如此。由表3可以看出,蒸制后,叉燒包會有一定程度的增重,大包增重效果明顯高于小包,而同樣規格的叉燒包,酵母用量變化對其蒸制前后的質量變化率影響無顯著差異。

2.3.2 酵母用量對叉燒包皮層pH的影響

酵母用量對叉燒包皮層pH值的影響情況如表4所示。叉燒包皮層pH在5.9～6.5之間,酵母用量對叉燒包皮層pH值的影響較大。

表4 酵母用量對叉燒包皮層pH值的影響

發酵過程中,酵母菌利用碳水化合物(如葡萄糖)作為其主要能源來源,酵母菌通過糖酵解將葡萄糖分解成丙酮酸和乳酸,同時釋放出能量(ATP),除了丙酮酸和乳酸,酵母菌還會產生其他代謝產物,如乙醇、二氧化碳和酸等[3]。從檢測結果可以看得出,酵母用量從8 g到10 g,隨著酵母用量的增加,面團發酵時間相應地縮短,8 g酵母用量面團發酵時間最長,產生酸類物質最多,導致pH值偏低。這與李晨[18]的研究結論一致,不同類型的酵母發酵時間越長,面團的pH值越低。

2.3.3 酵母用量對叉燒包蒸制前后色澤的影響

表5和表6反映了大包和小包蒸制前后色澤的變化。

表5 酵母用量對大包蒸制前后色澤的影響

表6 酵母用量對小包色澤的影響

叉燒包的白度值越大,表明其色澤越亮,顏色越白,無黃色斑點。由表5可知:蒸制后的叉燒包的L*增大,a*和b*減小,說明蒸制后叉燒包亮度增加,綠值和黃度值減小;三種大包蒸前a*有顯著性差異,蒸制后無顯著性差異;9-DB蒸制后L*最大,亮度最高。蒸制前白度最大的是10-DB,但三種大包蒸制后則無顯著性差異。

表6是酵母用量對小包色澤的影響。由表6可知:小包蒸制前后L*沒有顯著差異,說明不同酵母用量在蒸制前后對小包的亮度均沒有顯著影響;a*在蒸制前沒有顯著差異,但蒸制后9g酵母用量的小包色澤更淺。b*的結果與a*一致。從計算的白度結果可以看出,小包9 g酵母用量在蒸制前后均表現為白度更高。

2.3.4 酵母用量對叉燒包比容的影響

比容反映叉燒包的發酵持氣性和蒸制后的膨松程度,酵母用量對兩種規格叉燒包比容的影響如表7所示。3種酵母用量下,大包的比容都大于小包,這可能是由于廣式叉燒餡料帶芡汁,具有多汁性,對于面筋網絡的形成和穩定有一定的破壞。而大包的皮層相對較厚,面筋網絡受到餡料的影響要弱于小包。對于相同規格的包點,酵母用量對大包的比容沒有顯著性差異;對于小包,酵母用量10 g的叉燒包比容最大。

表7 酵母用量對叉燒包比容的影響

2.3.5 酵母用量對叉燒包質構特性的影響

表8和表9是酵母用量對叉燒包質構特性影響的檢測結果?？梢钥闯?大包和小包的質構特性參數在組間存在顯著性差異,大包的硬度和咀嚼性均顯著高于小包,而彈性、內聚性和回復性則明顯低于小包。對于大包而言,酵母用量9 g時彈性最高,其他指標在各酵母用量下均無顯著性差異。小包的回復性也不受酵母用量的影響,酵母用量8 g呈現出最高的硬度和咀嚼性,以及最低的彈性和內聚性。其原因可能是8 g酵母用量時面團pH較低,酸性較大,更高的酸性對面筋筋力造成較大的破壞,導致其蓬松度差,彈性差。

表8 酵母用量對大包質構特性的影響

表9 酵母用量對小包質構特性的影響

2.3.6 酵母用量對叉燒包外觀品質的影響

檢測發現,隨著酵母用量的增加,同規格的叉燒包在相同醒發和蒸制條件下,包點體積均增大。

從大包外觀與剖面看,酵母用量9 g的叉燒包形狀外觀更為飽滿,挺立度更好,表皮白度高,光滑度好,內部組織結構較為細膩,孔隙均勻。而酵母用量8 g的叉燒包體積最小,白度略低,組織密實。酵母用量10 g的叉燒包體積最大,白度高,但形狀不勻稱,可能是發酵太快導致內部結構較差。

從小包外觀與剖面看,酵母用量10 g的叉燒包體積最大。酵母用量8 g的叉燒包體積最小,組織結構較密實。但用量9 g的叉燒包表皮更加白亮,內部組織更加松軟。

3 結語

(1)三種酵母用量情況下,面團在60 min發酵時間內均無破皮漏氣現象,持氣性良好。酵母用量10 g時,面團發酵速度最快,高度最大,產生氣體最多。酵母用量8 g和9 g的產氣量差異不大。

(2)叉燒包規格大小對發酵和蒸制過程的傳熱有顯著影響,但酵母用量多少對同一規格的叉燒包影響不顯著。兩種規格叉燒包蒸制前后的質量變化率不受酵母用量多少影響,質構指標中的咀嚼性、回復性均無顯著性差異。酵母用量對叉燒包皮層的pH值、色澤影響較大。從質構特性結合外觀品質來看,10 g酵母用量的叉燒包由于膨發體積過大,容易出現內部結構不均勻,而8 g和9 g酵母用量對叉燒包外觀品質無顯著影響。