不同添加量对全麦面包品质的影响？
以自制的全麦面包为实验样品，研究了菊粉对全麦面包形状和品质的影响。通过优化菊粉全麦面包的配方工艺，并通过感官评定，对面包的柔软度、大小、气味、口感、质地等感官品质因素进行评分，确定菊粉在全麦面包中的最佳添加量。结果发现，全麦面包的比容先增大后减小，含水量先增大后减小，保水性继续增大。总体上呈先上升后下降的趋势。菊粉添加量达到6%时，水分含量达到45.91%，比容达到6.92 ml/g，此时感官评价最高，可以生产出风味和质地良好的全麦面包。
关键词:全麦面包；菊粉；影响
1简介
菊粉概述1.1菊粉又称菊粉，是19世纪初通过纯化旋覆花的根茎结晶得到的一种果聚糖，称之为菊粉。在自然界中，菊芋菊苣中菊粉的含量非常丰富，分别为14% ~ 19%和15% ~ 20%[1]。
1.1.1菊粉在自然界的各种生物中都有发现，但它在自然界植物中的含量远高于细菌和真菌。相关科研成果表明，含菊粉的草本植物种类已达3万多种，包括百合科、禾本科等单子叶草本植物，以及菊科、桔梗科、龙胆科等双子叶草本植物[2]。由于自然界中菊苣和菊芋中含有丰富的菊粉，它们常被用作菊粉加工业的原料。在国外，菊粉主要是从菊苣中提取的，而在国内，菊芋主要是通过喷雾干燥提取的，还有水热法和微波法加工的[3]。
1.1.2菊粉的结构由D-呋喃果糖组成，D-呋喃果糖是一种线性多糖，末端有葡萄糖残基，有β(2→1)键。具体化学式如图1.1所示。
图1.1菊粉化学结构式菊粉的聚合度(DP)一般为2~60。一般来说，平均水分DP≤10的菊粉主要属于短链多环菊粉或其他短链低聚果糖，平均DP≥23的菊粉称为长链菊粉或多聚果糖。从天然植物中提取的菊粉含有短链和多聚果糖。单糖和双糖在短链菊粉和天然菊粉产品中都很常见，味道微甜；长链菊粉基本不含单糖和二糖，所以没有甜味[4]。
1.1.3菊粉的营养价值和生理功能作为一种可溶性膳食纤维，菊粉具有比普通膳食纤维、果蔬、谷类、豆类、菌类等更突出的生理功能。，经常被用作研究其他益生元功效的标准参考。其具体生理功能如下:
(1)控制血脂菊粉能有效控制人体血脂，是因为它能通过控制低密度脂蛋白胆固醇和血清总胆固醇的含量，改变高密度脂蛋白在人体血清总胆固醇中的比例。通过调查发现，在50-90岁的人群中，坚持每天摄入8g菊粉的人血液中甘油三酯和总胆固醇含量低于不摄入的人[5]；通过对18名糖尿病患者连续两周每天摄入8g菊粉的频率变化进行临床研究，发现人体血清中胆固醇含量下降了7.9%，但HDL-胆固醇保持不变。与对照组相比，机体功能没有变化[6]。Brighenti等人[7]通过对12名年轻健康男性的多项研究发现，在平时早餐中摄入9g菊粉后，四周后，甘油三酯下降了8.2% [8]。
(2)降血糖菊粉属于碳水化合物，不会直接引起患者尿液中尿酸中基础葡萄糖激素含量的明显升高。它一般位于人体胃肠道的上部，不会因水解而变成单糖，因此对控制血糖和胰岛素有重要作用。相关科学研究结果证实，胃和结肠细胞中的低聚果糖结合，可以通过利用短链饱和脂肪酸的含量，直接降低人体血糖系统中的脂肪含量[9]。
(3)提高矿物质利用率菊粉还有助于人们消化吸收富含Ca2+、Mg2+、Zn2+等矿物质的食物。已经证明，青少年如果长期食用8g/d(天然菊粉)，可以提高身体骨骼中Ca的利用率。增强人体骨骼中的脂质密度和矿物质的综合含量。
具体途径有:①体粘膜隐窝在菊粉的作用下变浅，在发酵作用下产生短链脂肪，促进菊粉的吸收；(2)在发酵作用下，酸含量进一步扩大，降低了结肠的pH值，加速了矿物质的溶出，提高了生物利用度；③菊粉能促进植酸酶的分泌，释放大量植酸，进一步促进矿物质的吸收。
(4)调节肠道菌群平衡菊粉作为一种优质的水溶性膳食纤维，不会直接受到人体胃酸浓度的影响，而是在胃和结肠多种微生物的共同作用下，有效改善人体肠道的无菌环境。相关研究数据证实，人体大肠内初始双歧杆菌的数量决定了其繁殖速度。如果初始双歧杆菌较少，菊粉的效果更显著，如果初始双歧杆菌较多，菊粉的效果较差。摄入菊粉还能有效地帮助增强所有胃肠道和大肠的正常蠕动，增加胃肠的消化功能，提高人的食欲，增强人体自身的免疫力。
(5)降低有毒发酵产物的繁殖速度，保护肝脏，防止结肠癌食物被运送到结肠。在各种肠道菌群的作用下，会迅速产生大量有毒的生物代谢氧化产物，新生成的短链脂肪酸会增加结肠环境的酸度，有效减缓腐生菌的繁殖速度，大大减少有毒物质的产生，保护肠壁的健康。在菊粉的作用下，有毒的致癌物质可以显著减少。随着人们排便生活质量的不断提高，粪便中酸度急剧增加，使有毒致癌物质菊粉迅速排出体外，促进大量短链饱和脂肪酸的产生，有效降低结肠癌的发病率。
(6)抗便秘和治疗肥胖膳食纤维使食物消化更快，改善粪便的排出，对预防便秘有显著作用。这些饮食中的纤维还可能大大提高这些食物的消化粘度，使这些食物直接进入肠道和小肠的蠕动速度明显减慢，从而减少饥饿感，有效控制食量。
(7)菊粉中有少量的2-9个低聚果糖。相关科学研究结果证实，在低聚果糖的刺激下，大脑皮层细胞营养代谢因子的表达水平会迅速升高，可有效帮助保护糖皮质激素诱导的脑神经元，消除抑郁情绪[10]。
(8)降低患癌风险，提高免疫力菊粉可能与病原体的外源凝集素受体结合，使其受体不能粘附在细菌的肠壁上。菊粉还可以通过促进双歧杆菌的生长和增殖，刺激免疫系统，激活吞噬细胞，产生抗生素，减少有毒物质的产生，平衡肠道菌群[11]。菊粉在人体大肠溶液中催化发酵产生的反式乳酸和短链反式脂肪酸明显降低β-葡萄糖苷酶的活性，有利于抑制亚硝胺、吲哚等致癌物在大肠中的合理排出[12] [13]。
1.1.4菊粉在食品工业中的应用菊粉具有良好的食品加工性能，如菊粉的外观为白色和白色粉末，它具有类似燕麦粉的有机粉末的加工特性，且没有不良的化学气味。与常见的燕麦膳食纤维、大豆膳食纤维等膳食蛋白纤维相比，菊粉还具有良好的有机水溶性，微甜，能迅速形成光滑细腻的凝固脂肪橡胶纤维结构。在烘焙产品中加入菊粉，使面团更稳定，促进水分的吸收，扩大面包的体积，使面包更有弹性。
菊粉也是食品和饮料的主要生产材料，几乎所有的食品都含有菊粉。菊粉会存在于烘焙日常食品、零食、婴儿用品、护肤文化用品、冰淇淋中。菊粉对高温加热非常稳定。因此，在其他未焙烤面团和面制品中添加菊粉或香料，可以有效改善其他焙烤面团的外观、质地和更好更有效的弹性，在其他焙烤面团制品中给面团消费者带来更好的口感。研究表明，菊粉能增加面团的铺展时间，使面团更有弹性，它与菊粉一起提高了小麦蛋白的乳化活性和β-折叠含量，并降低了其含量。菊粉是一种优质的功能性成分，在世界范围内广泛使用，作为主要的膳食补充剂，在各种产品中都有它的存在。
1.2全麦面包全麦面粉是指用各种全麦面包淀粉经过或不经过完全去除麦麸和小麦胚芽而制成的全麦面包。麦麸富含多种膳食蛋白纤维等营养价值很高的成分，营养价值极高[16]。随着我国社会主义经济的稳步发展，人们在基本解决温饱需求后，更加关注食品健康。全谷物食品已经成为人们的主要食物。全麦面包作为一种全谷物食品，比白面包口感更醇厚，营养价值更高。但麦麸的持水性和膨胀率较高，影响面团的水分分布，破坏其稳定性。此外，麦麸中的纤维会稀释蛋白质网络结构，影响面筋的膨胀，导致面包口感粗糙、质地坚硬、缺乏弹性等问题，导致面包的感官特性[17]。
1.3本文主要研究内容围绕全麦面包中菊粉的含量，以全麦面包为研究重点，以体积、保水性、水分含量、比容、感官评价等特征指标为评价体系，研究不同菊粉含量对全麦面包品质的影响，从而开发出口味适宜、营养丰富的全麦面包，为新型食品原料的开发提供方向。
2材料和方法2.1材料和试剂
全麦面包粉，新乡市良润全谷物食品有限公司；酵母，安琪酵母有限公司；天然菊粉，重庆王娇田然制品有限公司；植物油(金龙鱼)、嘉里粮油有限公司；盐，湖北严光蓝天盐化有限公司；河北古松农副产品白糖有限公司
NaOH(AR)，天津北辰方正试剂厂；C20H14O4(AR)，天津登封化学试剂厂。
2.2仪器设备MB25水分测定仪，美国奥豪斯；JA5003B MAX电子天平，上海悦平科学仪器；佛山南海杨刚机电设备有限公司艾尔巴烤箱；PHS-3C酸度计，上海宏盖仪器；BCD-206SM冰箱，海尔/海尔；B40和面机，广州连横。
2.3测试方法
2.3.1全麦面包制作工艺基础配方:全麦面粉400g，干酵母5g，维生素C 15μg，糖7g，盐2g，植物油25g，温水280mL。烘烤前，需提前将温度升至260℃，烤箱预热10min[18]。
具体操作如下图2.1所示:
如果面团开始，可以去掉塑料薄膜，先把面包放入烤箱5min静置5分钟，然后升温到190℃，烤大约18到20分钟。最后，拿出来检查面包是否熟了。可以敲一下，看看里面有没有空心的声音。取出面包，在室温下冷却，得到成品。用塑料薄膜覆盖锡制模具，在发酵箱(34-40℃)中发酵30分钟。放一碗热水进去增加发酵程度，把面团发酵到手指大小的两倍大。
在桌子上撒上面粉，把面团放在上面揉10min。为了让面筋形成的尽可能充分，你需要用后掌将面团拉伸，然后击打面团。最后，用塑料薄膜覆盖面团。将听模放入烤箱预热，然后取出，清洗内表面油污。最后去掉塑料薄膜，快速揉搓定型。中间位置需要折叠切口，可以让面团和听模的大小差别不大。放入试听模具时，要把光滑的一面朝上。
首先准备一个器皿，放入维生素C、酵母、糖、水等多种材料，然后快速搅拌均匀。其次，放在温暖的地方(34-40℃)，然后静置10min，直到产生泡沫。
然后准备一个塑料盒，把盐、面粉、油、菊粉、未使用的糖放进去，把未使用的水和发泡的酵母液混合搅拌，直到面团成型。
图2.1全麦面包工艺流程图
2.3.2菊粉添加量的确定制作7组全麦面包，分别添加0%、2%、4%、6%、8%、10%和12%菊粉。冷却后，用成品测定面包的体积、水分、酸度和感官评价，通过分析得出菊粉的最佳添加量。
2.3.3全麦面包的质量检验
2.3.3.1水分含量全麦面包室温冷却后快速切片提取，称取3-4g全麦面包芯，105℃烘干至恒重，计算重量差和水分含量。
2.3.3.2保水率通常用来表示食物的保水能力。全麦面包的面包芯放在自然通风的室温环境中，内部在室温下冷却。1h后，将全麦面包芯快速切片提取，用试纸称重并记录。用双层玻璃袋或纸袋放在自然通风的环境中，每24小时称一次面包质量。
根据公式2.1计算失水率。
2.3.3.3面包体积选择合适的容器，选择合适的填充物，如小米，盖上面包，取出填充物，测量填充物体积，计算容器体积与填充物体积之差[19]。
2.3.3.4面包比容P=公式2.2按照国家标准GB/T 20981-2007的实验方法，实验测定了各种面包体积、面包品质等指标。根据公式2.2，综合计算出每个面包的比容[20]。
上述公式中的字母表示:
——面包的比容，单位为毫升/克(ml/g)；
——面包体积，单位为毫升(ml)；m——面包质量，g。
根据GB/T20981-2007 [20]测定2.3.3.5的酸度。具体测定步骤如图2.2所示:
准备一个200ml三角烧瓶，放入25ml滤液，加入2-8滴酚酞指示剂，然后用氢氧化钠标准溶液(0.1mol/L)滴定至微红色，保持30s，记录消耗的溶液体积。同时选择蒸馏水进行对比试验。
先静置10分钟，再摇动2分钟，静置10分钟，再用滤纸或纱布过滤。
取25g面包芯，需精确至0.1g，然后放入60ml不含二氧化碳的蒸馏水中，捣碎后转移至250mL容量瓶中，定容至刻度，摇匀。
图2.2酸度测定方法
根据公式2.3计算面包酸度。
T=c×V1-V2m×1000(公式2.3)
其中:
——酸度，用？；
——氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为摩尔/升(mol/L)；
——滴定试液时消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，单位为毫升(mL );
——空白试验消耗的氢氧化钠标准溶液的体积，ml；m——样品的质量，g。
2.3.3.6的感官评定标准参照GB/T20981-2007《面包感官评定方法》。评价团队12人，全部是感官评价方面的专业人士，从颜色、质地、形状、气味等多个方面对面包进行评分。[20].具体评价标准见表2.1。
表2.1全麦面包感官评价标准:2020-16.1:均匀一致，无焦烧或发白；16-12.1:均匀一致，有轻微烧焦；12-0.焦烧现象8.1-0:颜色不均，有热烫现象，形状2020-16.1:完好，塑形效果好，与形状一致，表面光滑无凹凸不平和斑点16-12.1: 0。有少量斑点12-8.1分:比较完整，表面有裂纹，光泽度差8.1-0分:有缺损，裂纹，黑点，表面有粗糙气味2020-16.1分:有强烈的烤面包味，新鲜无味。无异味:12-8.1；轻度烘焙面包香气:8.1-0；无明显面包特有的香气质地:2020-16.1；毛孔排列紧密如蜂巢，纹理清晰，压后能快速回弹，不掉渣:18。压后反弹快，掉渣不明显。12-8.1分:局部发硬，压后反弹慢，断裂掉渣。8.1-0分:坚硬，质地不均匀，压后不易反弹，有断裂和掉渣现象。口感:2020-16.6438.2000006066无异味16-12.1:软，不太粘，不咬，无异味12-8.1:硬而粘，8.1-0相比咬。
灰分的检测采用GB 5009.4-2016，[21]。
蛋白质的检测采用GB 5009.5-2016[22]。
脂肪按GB 5009.6-2003检测[23]。
膳食纤维的检测采用GB 5009.88-2008[24]。
碳水化合物的检测采用GB/Z 21922-2008[25]。。
3结果和分析
3.1菊粉对全麦面包水分含量的影响如下图所示，是菊粉对面包水分含量的影响。从图中可以看出，菊粉添加越多，面包的水分含量越低，这可能主要是由于菊粉中还含有一种具有良好亲和力和疏水性的化学成分，加强了面团与水的结合力。当面粉添加剂用量较低时，菊粉的添加会使发酵面团中的表面筋膜在发酵软化过程中迅速充分形成和充分膨胀，并完全束缚发酵面团中的水分。如果添加量过大，菊粉会与面筋蛋白和淀粉竞争吸水，影响面筋的延伸，削弱其对CO2的滞留，加速水分流失。
图3.1添加菊粉对全麦面包水分含量的影响
3.2菊粉对全麦面包保水率的影响如图3.2，菊粉添加量对全麦面包保水率的影响。从图3.2中，我们可以清楚地看到，面包存放的时间越长，面包中的水分流失越快，然后就越慢。原因是在面包储存的初期，面包表面的自由水容易流失，随着时间的推移，自由水容易完全流失。在贮藏后期，面包表面的自由水已经完全丧失，面包结构中的结合水也开始丧失。和自由水相比，束缚水不是特别容易流失。在相同的储藏时间下，与其他不添加菊粉的全麦面包和添加菊粉的全麦面包相比，前者的失水率更低，且前者的失水率也为正负值。这主要是因为菊粉是一种低聚糖，亲水性好，保水性好。当菊粉的化学含量约为65438±0.2%时，整个面包中菊粉的失水率应该是最低的。菊粉存放6天后，面包失水率为9.3%，而不加菊粉的面包失水率为12.7%。
图3.2添加菊粉对全麦面包保水率的影响
3.3菊粉对全麦面包体积的影响如下图3.3所示，每组菊粉全麦面包的体积就是大小。
从下图可以看出，随着菊粉量的增加，面包的体积先增大后减小。这是因为少量的菊粉可以促进面筋的形成；添加量过大时，菊粉会稀释面筋中的蛋白质含量，影响面筋网络的形成，从而降低持气量，使孔洞变大，内部质地更粗糙，体积更低。
图3.3添加菊粉对全麦面包体积的影响
3.4菊粉对全麦面包比容的影响各组面包的比容测定结果如图3.4所示。随着菊粉含量的增加，面包的比容先增大后减小。当菊粉含量达到6%时，其比容最大，其值明显大于不添加菊粉的空白全麦面包。菊粉面团的结构会影响面包的比容。在低添加量的情况下，菊粉可以强化面筋的结构，提高强度和保气性，所以面包的比容增大。如果添加量过大，菊粉中的成分会使面团体系分布不均匀，影响面筋网络的形成，降低面筋的结构稳定性，因此面包的比容也降低。
图3.4添加菊粉对全麦面包比容的影响
3.5菊粉对全麦面包酸度的影响每组面包的酸度如图3.5所示。从图3.5可以看出，菊粉全麦面包的酸度在不同添加量之间没有明显变化，但数值都小于6？t，符合GB/T20981-2007中软质面包的酸度要求。
图3.5添加菊粉对全麦面包酸度的影响
3.6菊粉对全麦面包感官品质的影响各面包组的感官评分如图3.6所示。
图3.6菊粉添加量对全麦面包感官评分的影响从图3.6可以看出，随着菊粉全麦添加剂添加量的增加，全麦面包的食品感官评分水平先逐渐升高后降低，全麦面包的感官间隙评分随着菊粉添加剂添加量的增加先逐渐降低后升高。分别对添加不同类型变量的菊粉全麦面包的外观、颜色、风味、口感和总分进行评分。
3.7最佳配方的确定以不同菊粉添加量为单因素，可知菊粉添加量为6%时面包的感官评分最高，菊粉全麦面包的保水性、含水量和比容均优于其他添加量。当菊粉的用量在一定范围内时，全麦面包的体积会随着用量的增加先增大后减小。当菊粉添加量为6%和8%时，分别比菊粉添加量为0%时提高0.24和0.22个百分点。菊粉用量为1%时，比容会降低，内部质地会变得。可以得出结论，当菊粉含量为6%时，全麦面包的综合评分最高，最终确定最佳配方为菊粉含量为6%。
3.8营养成分的检测结果对菊粉含量为6%的面包进行分析检测，发现其水分含量为4.59g/100g，灰分含量为1.83g/100g，脂肪含量为7.9g/100g，蛋白质含量为14g/65438。
4结论
本文讨论了菊粉作为食品添加剂对全麦面包品质的影响。结果表明，添加菊粉制作的面包可以帮助人们制作出营养更均衡、膳食纤维含量更高的面包。与添加菊粉的面包相比，添加0%菊粉的全麦面包含水量更高，质地和质感更细腻，更有弹性和弹性，口感效果更好，外观和颜色效果更饱满。随着全麦面包中菊粉含量的增加，全麦面包的品质先上升后逐渐下降。菊粉含量为6%时，全麦面包的品质最好。因此，本实验中以菊粉制作的全麦面包品质最好，并对最佳配方制作的全麦面包的主要营养成分进行了检测。测试结果如下:水分和灰分分别为45.91g/100g，1.83g/100g，脂肪和蛋白质分别为7.9g/100g，14.5g/100g。因此，菊粉对我国全麦面包产品的色泽、口感和主要营养价值特征的持续改进具有重要作用，极大地提高了全麦面包的营养品质，为今后丰富我国全麦面包产品的品种和菊粉全麦面包的连续工业化生产工艺提供了重要的理论依据。
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在实验过程中，不可避免地会有许多错误。在此，我要感谢各专业课的老师们在本科四年的学习生活中的悉心教导，让我在简历的时候有足够的知识储备去检查和改正自己的错误。
我也要感谢我的父母，是他们养育了我，在背后默默的支持我。我无法回报这份感情和爱。只愿父母身体健康，生活舒适，万事如意！
最后，感谢老师们的辛勤付出。由于现阶段知识水平有限，论文写作水平不成熟，论文可能还存在一些不完善的地方，希望老师指出来。