以自制的全麥面包為實驗樣品，研究了菊粉對全麥面包形狀和品質的影響。通過優化菊粉全麥面包的配方工藝，並通過感官評定，對面包的柔軟度、大小、氣味、口感、質地等感官品質因素進行評分，確定菊粉在全麥面包中的最佳添加量。結果發現，全麥面包的比容先增大後減小，含水量先增大後減小，保水性繼續增大。總體上呈先上升後下降的趨勢。菊粉添加量達到6%時，水分含量達到45.91%，比容達到6.92 ml/g，此時感官評價最高，可以生產出風味和質地良好的全麥面包。
關鍵詞:全麥面包；菊粉；影響
1簡介
菊粉概述1.1菊粉又稱菊粉，是19世紀初通過純化旋覆花的根莖結晶得到的壹種果聚糖，稱之為菊粉。在自然界中，菊芋菊苣中菊粉的含量非常豐富，分別為14% ~ 19%和15% ~ 20%[1]。
1.1.1菊粉在自然界的各種生物中都有發現，但它在自然界植物中的含量遠高於細菌和真菌。相關科研成果表明，含菊粉的草本植物種類已達3萬多種，包括百合科、禾本科等單子葉草本植物，以及菊科、桔梗科、龍膽科等雙子葉草本植物[2]。由於自然界中菊苣和菊芋中含有豐富的菊粉，它們常被用作菊粉加工業的原料。在國外，菊粉主要是從菊苣中提取的，而在國內，菊芋主要是通過噴霧幹燥提取的，還有水熱法和微波法加工的[3]。
1.1.2菊粉的結構由D-呋喃果糖組成，D-呋喃果糖是壹種線性多糖，末端有葡萄糖殘基，有β(2→1)鍵。具體化學式如圖1.1所示。
圖1.1菊粉化學結構式菊粉的聚合度(DP)壹般為2~60。壹般來說，平均水分DP≤10的菊粉主要屬於短鏈多環菊粉或其他短鏈低聚果糖，平均DP≥23的菊粉稱為長鏈菊粉或多聚果糖。從天然植物中提取的菊粉含有短鏈和多聚果糖。單糖和雙糖在短鏈菊粉和天然菊粉產品中都很常見，味道微甜；長鏈菊粉基本不含單糖和二糖，所以沒有甜味[4]。
1.1.3菊粉的營養價值和生理功能作為壹種可溶性膳食纖維，菊粉具有比普通膳食纖維、果蔬、谷類、豆類、菌類等更突出的生理功能。，經常被用作研究其他益生元功效的標準參考。其具體生理功能如下:
(1)控制血脂菊粉能有效控制人體血脂，是因為它能通過控制低密度脂蛋白膽固醇和血清總膽固醇的含量，改變高密度脂蛋白在人體血清總膽固醇中的比例。通過調查發現，在50-90歲的人群中，堅持每天攝入8g菊粉的人血液中甘油三酯和總膽固醇含量低於不攝入的人[5]；通過對18名糖尿病患者連續兩周每天攝入8g菊粉的頻率變化進行臨床研究，發現人體血清中膽固醇含量下降了7.9%，但HDL-膽固醇保持不變。與對照組相比，機體功能沒有變化[6]。Brighenti等人[7]通過對12名年輕健康男性的多項研究發現，在平時早餐中攝入9g菊粉後，四周後，甘油三酯下降了8.2% [8]。
(2)降血糖菊粉屬於碳水化合物，不會直接引起患者尿液中尿酸中基礎葡萄糖激素含量的明顯升高。它壹般位於人體胃腸道的上部，不會因水解而變成單糖，因此對控制血糖和胰島素有重要作用。相關科學研究結果證實，胃和結腸細胞中的低聚果糖結合，可以通過利用短鏈飽和脂肪酸的含量，直接降低人體血糖系統中的脂肪含量[9]。
(3)提高礦物質利用率菊粉還有助於人們消化吸收富含Ca2+、Mg2+、Zn2+等礦物質的食物。已經證明，青少年如果長期食用8g/d(天然菊粉)，可以提高身體骨骼中Ca的利用率。增強人體骨骼中的脂質密度和礦物質的綜合含量。
具體途徑有:①體粘膜隱窩在菊粉的作用下變淺，在發酵作用下產生短鏈脂肪，促進菊粉的吸收；(2)在發酵作用下，酸含量進壹步擴大，降低了結腸的pH值，加速了礦物質的溶出，提高了生物利用度；③菊粉能促進植酸酶的分泌，釋放大量植酸，進壹步促進礦物質的吸收。
(4)調節腸道菌群平衡菊粉作為壹種優質的水溶性膳食纖維，不會直接受到人體胃酸濃度的影響，而是在胃和結腸多種微生物的共同作用下，有效改善人體腸道的無菌環境。相關研究數據證實，人體大腸內初始雙歧桿菌的數量決定了其繁殖速度。如果初始雙歧桿菌較少，菊粉的效果更顯著，如果初始雙歧桿菌較多，菊粉的效果較差。攝入菊粉還能有效地幫助增強所有胃腸道和大腸的正常蠕動，增加胃腸的消化功能，提高人的食欲，增強人體自身的免疫力。
(5)降低有毒發酵產物的繁殖速度，保護肝臟，防止結腸癌食物被運送到結腸。在各種腸道菌群的作用下，會迅速產生大量有毒的生物代謝氧化產物，新生成的短鏈脂肪酸會增加結腸環境的酸度，有效減緩腐生菌的繁殖速度，大大減少有毒物質的產生，保護腸壁的健康。在菊粉的作用下，有毒的致癌物質可以顯著減少。隨著人們排便生活質量的不斷提高，糞便中酸度急劇增加，使有毒致癌物質菊粉迅速排出體外，促進大量短鏈飽和脂肪酸的產生，有效降低結腸癌的發病率。
(6)抗便秘和治療肥胖膳食纖維使食物消化更快，改善糞便的排出，對預防便秘有顯著作用。這些飲食中的纖維還可能大大提高這些食物的消化粘度，使這些食物直接進入腸道和小腸的蠕動速度明顯減慢，從而減少饑餓感，有效控制食量。
(7)菊粉中有少量的2-9個低聚果糖。相關科學研究結果證實，在低聚果糖的刺激下，大腦皮層細胞營養代謝因子的表達水平會迅速升高，可有效幫助保護糖皮質激素誘導的腦神經元，消除抑郁情緒[10]。
(8)降低患癌風險，提高免疫力菊粉可能與病原體的外源凝集素受體結合，使其受體不能粘附在細菌的腸壁上。菊粉還可以通過促進雙歧桿菌的生長和增殖，刺激免疫系統，激活吞噬細胞，產生抗生素，減少有毒物質的產生，平衡腸道菌群[11]。菊粉在人體大腸溶液中催化發酵產生的反式乳酸和短鏈反式脂肪酸明顯降低β-葡萄糖苷酶的活性，有利於抑制亞硝胺、吲哚等致癌物在大腸中的合理排出[12] [13]。
1.1.4菊粉在食品工業中的應用菊粉具有良好的食品加工性能，如菊粉的外觀為白色和白色粉末，它具有類似燕麥粉的有機粉末的加工特性，且沒有不良的化學氣味。與常見的燕麥膳食纖維、大豆膳食纖維等膳食蛋白纖維相比，菊粉還具有良好的有機水溶性，微甜，能迅速形成光滑細膩的凝固脂肪橡膠纖維結構。在烘焙產品中加入菊粉，使面團更穩定，促進水分的吸收，擴大面包的體積，使面包更有彈性。
菊粉也是食品和飲料的主要生產材料，幾乎所有的食品都含有菊粉。菊粉會存在於烘焙日常食品、零食、嬰兒用品、護膚文化用品、冰淇淋中。菊粉對高溫加熱非常穩定。因此，在其他未焙烤面團和面制品中添加菊粉或香料，可以有效改善其他焙烤面團的外觀、質地和更好更有效的彈性，在其他焙烤面團制品中給面團消費者帶來更好的口感。研究表明，菊粉能增加面團的鋪展時間，使面團更有彈性，它與菊粉壹起提高了小麥蛋白的乳化活性和β-折疊含量，並降低了其含量。菊粉是壹種優質的功能性成分，在世界範圍內廣泛使用，作為主要的膳食補充劑，在各種產品中都有它的存在。
1.2全麥面包全麥面粉是指用各種全麥面包澱粉經過或不經過完全去除麥麩和小麥胚芽而制成的全麥面包。麥麩富含多種膳食蛋白纖維等營養價值很高的成分，營養價值極高[16]。隨著我國社會主義經濟的穩步發展，人們在基本解決溫飽需求後，更加關註食品健康。全谷物食品已經成為人們的主要食物。全麥面包作為壹種全谷物食品，比白面包口感更醇厚，營養價值更高。但麥麩的持水性和膨脹率較高，影響面團的水分分布，破壞其穩定性。此外，麥麩中的纖維會稀釋蛋白質網絡結構，影響面筋的膨脹，導致面包口感粗糙、質地堅硬、缺乏彈性等問題，導致面包的感官特性[17]。
1.3本文主要研究內容圍繞全麥面包中菊粉的含量，以全麥面包為研究重點，以體積、保水性、水分含量、比容、感官評價等特征指標為評價體系，研究不同菊粉含量對全麥面包品質的影響，從而開發出口味適宜、營養豐富的全麥面包，為新型食品原料的開發提供方向。
2材料和方法2.1材料和試劑
全麥面包粉，新鄉市良潤全谷物食品有限公司；酵母，安琪酵母有限公司；天然菊粉，重慶王嬌田然制品有限公司；植物油(金龍魚)、嘉裏糧油有限公司；鹽，湖北嚴光藍天鹽化有限公司；河北古松農副產品白糖有限公司
NaOH(AR)，天津北辰方正試劑廠；C20H14O4(AR)，天津登封化學試劑廠。
2.2儀器設備MB25水分測定儀，美國奧豪斯；JA5003B MAX電子天平，上海悅平科學儀器；佛山南海楊剛機電設備有限公司艾爾巴烤箱；PHS-3C酸度計，上海宏蓋儀器；BCD-206SM冰箱，海爾/海爾；B40和面機，廣州連橫。
2.3測試方法
2.3.1全麥面包制作工藝基礎配方:全麥面粉400g，幹酵母5g，維生素C 15μg，糖7g，鹽2g，植物油25g，溫水280mL。烘烤前，需提前將溫度升至260℃，烤箱預熱10min[18]。
具體操作如下圖2.1所示:
如果面團開始，可以去掉塑料薄膜，先把面包放入烤箱5min靜置5分鐘，然後升溫到190℃，烤大約18到20分鐘。最後，拿出來檢查面包是否熟了。可以敲壹下，看看裏面有沒有空心的聲音。取出面包，在室溫下冷卻，得到成品。用塑料薄膜覆蓋錫制模具，在發酵箱(34-40℃)中發酵30分鐘。放壹碗熱水進去增加發酵程度，把面團發酵到手指大小的兩倍大。
在桌子上撒上面粉，把面團放在上面揉10min。為了讓面筋形成的盡可能充分，妳需要用後掌將面團拉伸，然後擊打面團。最後，用塑料薄膜覆蓋面團。將聽模放入烤箱預熱，然後取出，清洗內表面油汙。最後去掉塑料薄膜，快速揉搓定型。中間位置需要折疊切口，可以讓面團和聽模的大小差別不大。放入試聽模具時，要把光滑的壹面朝上。
首先準備壹個器皿，放入維生素C、酵母、糖、水等多種材料，然後快速攪拌均勻。其次，放在溫暖的地方(34-40℃)，然後靜置10min，直到產生泡沫。
然後準備壹個塑料盒，把鹽、面粉、油、菊粉、未使用的糖放進去，把未使用的水和發泡的酵母液混合攪拌，直到面團成型。
圖2.1全麥面包工藝流程圖
2.3.2菊粉添加量的確定制作7組全麥面包，分別添加0%、2%、4%、6%、8%、10%和12%菊粉。冷卻後，用成品測定面包的體積、水分、酸度和感官評價，通過分析得出菊粉的最佳添加量。
2.3.3全麥面包的質量檢驗
2.3.3.1水分含量全麥面包室溫冷卻後快速切片提取，稱取3-4g全麥面包芯，105℃烘幹至恒重，計算重量差和水分含量。
2.3.3.2保水率通常用來表示食物的保水能力。全麥面包的面包芯放在自然通風的室溫環境中，內部在室溫下冷卻。1h後，將全麥面包芯快速切片提取，用試紙稱重並記錄。用雙層玻璃袋或紙袋放在自然通風的環境中，每24小時稱壹次面包質量。
根據公式2.1計算失水率。
2.3.3.3面包體積選擇合適的容器，選擇合適的填充物，如小米，蓋上面包，取出填充物，測量填充物體積，計算容器體積與填充物體積之差[19]。
2.3.3.4面包比容P=公式2.2按照國家標準GB/T 20981-2007的實驗方法，實驗測定了各種面包體積、面包品質等指標。根據公式2.2，綜合計算出每個面包的比容[20]。
上述公式中的字母表示:
——面包的比容，單位為毫升/克(ml/g)；
——面包體積，單位為毫升(ml)；m——面包質量，g。
根據GB/T20981-2007 [20]測定2.3.3.5的酸度。具體測定步驟如圖2.2所示:
準備壹個200ml三角燒瓶，放入25ml濾液，加入2-8滴酚酞指示劑，然後用氫氧化鈉標準溶液(0.1mol/L)滴定至微紅色，保持30s，記錄消耗的溶液體積。同時選擇蒸餾水進行對比試驗。
先靜置10分鐘，再搖動2分鐘，靜置10分鐘，再用濾紙或紗布過濾。
取25g面包芯，需精確至0.1g，然後放入60ml不含二氧化碳的蒸餾水中，搗碎後轉移至250mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻。
圖2.2酸度測定方法
根據公式2.3計算面包酸度。
T=c×V1-V2m×1000(公式2.3)
其中:
——酸度，用？；
——氫氧化鈉標準溶液的濃度，單位為摩爾/升(mol/L)；
——滴定試液時消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積，單位為毫升(mL );
——空白試驗消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積，ml；m——樣品的質量，g。
2.3.3.6的感官評定標準參照GB/T20981-2007《面包感官評定方法》。評價團隊12人，均為感官評價專業人員，從顏色、質地、形狀、氣味等多個方面對面包進行評分[20]。具體評價標準見表2.1。
表2.1全麥面包感官評定標準:2020-16.1:均勻壹致，無焦燒或發白；16-12.1:均勻壹致，有輕微燒焦；12-0.焦燒現象8.1-0:顏色不均，有熱燙現象，形狀2020-16.1:完好，塑形效果好，與形狀壹致，表面光滑無凹凸不平和斑點16-12.1: 0。有少量斑點12-8.1分:比較完整，表面有裂紋，光澤度差8.1-0分:有缺損，裂紋，黑點，表面有粗糙氣味2020-16.1分:有強烈的烤面包味，新鮮無味。無異味:12-8.1；輕度烘焙面包香氣:8.1-0；無明顯面包特有的香氣質地:2020-16.1；毛孔排列緊密如蜂巢，紋理清晰，壓後能快速回彈，不掉渣:18。壓後反彈快，掉渣不明顯。12-8.1分:局部發硬，壓後反彈慢，斷裂掉渣。8.1-0分:堅硬，質地不均勻，壓後不易反彈，有斷裂和掉渣現象。口感:2020-16.6438.2000006066無異味16-12.1:軟，不太粘，不咬，無異味12-8.1:硬而粘，8.1-0相比咬。
灰分的檢測采用GB 5009.4-2016，[21]。
蛋白質的檢測采用GB 5009.5-2016[22]。
脂肪按GB 5009.6-2003檢測[23]。
膳食纖維的檢測采用GB 5009.88-2008[24]。
碳水化合物的檢測采用GB/Z 21922-2008[25]。。
3結果和分析
3.1菊粉對全麥面包水分含量的影響如下圖所示，是菊粉對面包水分含量的影響。從圖中可以看出，菊粉添加越多，面包的水分含量越低，這可能主要是由於菊粉中還含有壹種具有良好親和力和疏水性的化學成分，加強了面團與水的結合力。當面粉添加劑用量較低時，菊粉的添加會使發酵面團中的表面筋膜在發酵軟化過程中迅速充分形成和充分膨脹，並完全束縛發酵面團中的水分。如果添加量過大，菊粉會與面筋蛋白和澱粉競爭吸水，影響面筋的延伸，削弱其對CO2的滯留，加速水分流失。
圖3.1添加菊粉對全麥面包水分含量的影響
3.2菊粉對全麥面包保水率的影響如圖3.2，菊粉添加量對全麥面包保水率的影響。從圖3.2中，我們可以清楚地看到，面包存放的時間越長，面包中的水分流失越快，然後就越慢。原因是在面包儲存的初期，面包表面的自由水容易流失，隨著時間的推移，自由水容易完全流失。在貯藏後期，面包表面的自由水已經完全喪失，面包結構中的結合水也開始喪失。和自由水相比，束縛水不是特別容易流失。在相同的儲藏時間下，與其他不添加菊粉的全麥面包和添加菊粉的全麥面包相比，前者的失水率更低，且前者的失水率也為正負值。這主要是因為菊粉是壹種低聚糖，親水性好，保水性好。當菊粉的化學含量約為65438±0.2%時，整個面包中菊粉的失水率應該是最低的。菊粉存放6天後，面包失水率為9.3%，而不加菊粉的面包失水率為12.7%。
圖3.2添加菊粉對全麥面包保水率的影響
3.3菊粉對全麥面包體積的影響如下圖3.3所示，每組菊粉全麥面包的體積就是大小。
從下圖可以看出，隨著菊粉量的增加，面包的體積先增大後減小。這是因為少量的菊粉可以促進面筋的形成；添加量過大時，菊粉會稀釋面筋中的蛋白質含量，影響面筋網絡的形成，從而降低持氣量，使孔洞變大，內部質地更粗糙，體積更低。
圖3.3添加菊粉對全麥面包體積的影響
3.4菊粉對全麥面包比容的影響各組面包的比容測定結果如圖3.4所示。隨著菊粉含量的增加，面包的比容先增大後減小。當菊粉含量達到6%時，其比容最大，其值明顯大於不添加菊粉的空白全麥面包。菊粉面團的結構會影響面包的比容。在低添加量的情況下，菊粉可以強化面筋的結構，提高強度和保氣性，所以面包的比容增大。如果添加量過大，菊粉中的成分會使面團體系分布不均勻，影響面筋網絡的形成，降低面筋的結構穩定性，因此面包的比容也降低。
圖3.4添加菊粉對全麥面包比容的影響
3.5菊粉對全麥面包酸度的影響每組面包的酸度如圖3.5所示。從圖3.5可以看出，菊粉全麥面包的酸度在不同添加量之間沒有明顯變化，但數值都小於6？t，符合GB/T20981-2007中軟質面包的酸度要求。
圖3.5添加菊粉對全麥面包酸度的影響
3.6菊粉對全麥面包感官品質的影響各面包組的感官評分如圖3.6所示。
圖3.6菊粉添加量對全麥面包感官評分的影響從圖3.6可以看出，隨著菊粉全麥添加劑添加量的增加，全麥面包的食品感官評分水平先逐漸升高後降低，全麥面包的感官間隙評分隨著菊粉添加劑添加量的增加先逐漸降低後升高。分別對添加不同類型變量的菊粉全麥面包的外觀、顏色、風味、口感和總分進行評分。
3.7最佳配方的確定以不同菊粉添加量為單因素，可知菊粉添加量為6%時面包的感官評分最高，菊粉全麥面包的保水性、含水量和比容均優於其他添加量。當菊粉的用量在壹定範圍內時，全麥面包的體積會隨著用量的增加先增大後減小。當菊粉添加量為6%和8%時，分別比菊粉添加量為0%時提高0.24和0.22個百分點。菊粉用量為1%時，比容會降低，內部質地會變得。可以得出結論，當菊粉含量為6%時，全麥面包的綜合評分最高，最終確定最佳配方為菊粉含量為6%。
3.8營養成分的檢測結果對菊粉含量為6%的面包進行分析檢測，發現其水分含量為4.59g/100g，灰分含量為1.83g/100g，脂肪含量為7.9g/100g，蛋白質含量為14g/65438。
4結論
本文討論了菊粉作為食品添加劑對全麥面包品質的影響。結果表明，添加菊粉制作的面包可以幫助人們制作出營養更均衡、膳食纖維含量更高的面包。與添加菊粉的面包相比，添加0%菊粉的全麥面包含水量更高，質地和質感更細膩，更有彈性和彈性，口感效果更好，外觀和顏色效果更飽滿。隨著全麥面包中菊粉含量的增加，全麥面包的品質先上升後逐漸下降。菊粉含量為6%時，全麥面包的品質最好。因此，本實驗中以菊粉制作的全麥面包品質最好，並對最佳配方制作的全麥面包的主要營養成分進行了檢測。測試結果如下:水分和灰分分別為45.91g/100g，1.83g/100g，脂肪和蛋白質分別為7.9g/100g，14.5g/100g。因此，菊粉對我國全麥面包產品的色澤、口感和主要營養價值特征的持續改進具有重要作用，極大地提高了全麥面包的營養品質，為今後豐富我國全麥面包產品的品種和菊粉全麥面包的連續工業化生產工藝提供了重要的理論依據。
此時此刻，我懷著無比激動的心情，向幫助我完成論文和實驗的同學、老師，最重要的是我的導師張丹先生表示誠摯的感謝。在我準備畢業論文的過程中，無論是同學的幫助，還是導師的專業指導，都給了我很大的鼓勵，讓我在不知所措的時候看到了希望的曙光，尤其是導師，他總是提醒和督促我們，還不厭其煩地對我的論文提出寶貴的意見和詳細的評論。
在實驗過程中，不可避免地會有許多錯誤。在此，我要感謝各專業課的老師們在本科四年的學習生活中的悉心教導，讓我在簡歷的時候有足夠的知識儲備去檢查和改正自己的錯誤。
我也要感謝我的父母，是他們養育了我，在背後默默的支持我。我無法回報這份感情和愛。只願父母身體健康，生活舒適，萬事如意！
最後，感謝老師們的辛勤付出。由於現階段知識水平有限，論文寫作水平不成熟，論文可能還存在壹些不完善的地方，希望老師指出來。