碳水化合物配料對麵糰發酵及產品品質影響之探討

 碳水化合物配料對麵糰發酵及產品品質影響之探討

摘要

在冷凍調理食品市場中佔有相當地位之包子類產品,在提供現代人便利性及普及性的同時亦面臨廣泛的品質問題,為對現有包子類產品之生產及販售品質問題有所了解,乃進行三項試驗,除欲解決現有問題外,更希冀提升該產品之品質。

此三項試驗分別包括:一、五種市售麵粉原料及兩種廠商生產用麵粉,其麵粉性質及麵糰性質之分析比較。二、包子類產品生產加工條件之探討。三、不同配料(麵質改良劑、修飾澱粉、膠類)對包子類樣品品質之影響。由試驗結果獲知，當選用不同性質之麵粉原料時,將影響包子類產品製造時之加工適性，而生產時吸水量、發酵時間、整型方法、蒸煮等加工條件，更與最終產品品質息息相關。當應用配料作為包子類產品品質提升之用時，不同種類之配料對於品質改進具有不同層面之效益,益麵777AQ之添加可使產品外型更趨圓挺，而關華豆膠(guar gum)之使用則對產品色澤有顯著改進，未添加配料之控制組其外皮皺縮，因此配料之選用將視產品特性而異。

前言

三千多年前於中國黃河流域一帶即出現大規模的小麥栽種,其應運而生的產品不僅種類繁多,更於中國飲食上扮演重要的角色。 的麵食產品包括:饅頭、包子、麵條、水餃、烘焙食品、糕點及餅乾等等。而作為中國飲食主食之一的包子類產品在北方之麵食產品中具有百分之七十的佔有率,其生產的歷史更可追溯至西漢時代(206BC-24AD)(Huang and Miskelly, 1991)。此一具有歷史性的傳統食品除提供人類所需之能量外,在冷凍調理食品多元化發展之現代亦帶來高度的便利性,經由工廠大量化的生產及市場普及性的販售,使冷凍包子之生產金額於1994年達八億五千萬元(中華民國冷凍食品年鑑, 1995),占冷凍調理食品總量之百分之十七,僅次於水餃類產品而位居第二位。

傳統包子類食品之製造方式常見的為:中種法及直接法,前者因製程時間長及製造流程繁複,較不適於工業化量產之用,相較於此, 後者簡化的製造流程及快速的生產時間,在在提供生產者較高的經濟效益。唯國內冷凍包子生產時,常遭遇許多品質上之問題,如:包子在發酵蒸熟後表皮粗糙不光滑,甚或塌陷、起泡之現象等等。為解決此些問題擬由:麵粉及麵糰性質的探討,加工條件之探討及不同配料對產品物性之影響三方面加以研究,以詳細了解影響包子類產品品質的因素。

材料與方法

一、實驗材料

(一)原料:七種麵粉(Flour A、B、C、D、E、F、G)中包含:

五種市售麵粉(Flour A-E)分別購自聯華實業有限公司、國豐及統一麵粉廠,其全屬中筋麵粉且適於包子生產之用。兩種廠商提供之包子生產用麵粉(Flour F.G).

(二)配料及添加物:

1.快速酵母-法國 S. I. Lesaffre公司生產(500克/包)。

2.發粉(baking powder)-美國 CRESCENT FOODS, INC.生產之 CRESCENT double acting baking powder(2721公克 /罐)。

3.乳化白油(shortening)-美國 HUNT-WESSON, INC.生產之 WESSON shortening(480oz/罐)。

4.細白砂糖-購自一般商店。

5.益麵777AQ-購自卡羅國際企業股份有限公司。

6.NB-formula2-購自鴻英股份有限公司。

7.羥丙基磷酸二澱粉Tapioca modified starch-Tapfil-8-購自固盛公司。

8.醋酸澱粉Potato modified starch- CLEARAM PGHV-購自振芳香料公司。

9.Tapioca modified starch Delecon TR-350-購自名川企業有限公司。

10.鹿角菜膠Carrageenan-購自振芳香料公司。

11.關華豆膠Guar gum-購自振芳香料公司。

12.三仙膠Xanthan gum-購自振芳香料公司。

13.蒟蒻細粉Glucomannan RS-購自虹達貿易有限公司。

二、方法

(一)麵粉及麵糰性質之測定

1、麵粉筋性及吸水量之測定

使用Farinograph粉質儀 (Brabender Farinograph, Brabender OHG Duisburg, Germany)來測定麵粉的性質。測定時以樣品水分含量14%為基準,取300g樣品置於攪拌槽內,注入適當水量使圖形曲線之中心線落在記錄紙500 B.U. 線上,則所注入水量即為該樣品之吸水量;記錄從加水攪拌到曲線達頂點,至曲線之中心線離開記錄紙紅線(500 B.U.線)為止,約需40分鐘。 攪拌速率設定為31.5轉/分鐘。由所得物性圖(Farinograms)判讀其及線時間(Arrival time)、離線時間(Departure time)、攪拌彈性(Stability)、擴展時間(Development time)、耐攪拌彈性(Tolerance index)等。

2、麵糰延展性之測定

使用麵糰拉伸儀麵糰拉伸儀Extensigraph(Brabender Extensigraph, Brabender OHG Duisburg, Germany)來測定麵糰的延展性。測定時以粉質儀Farinograph大型攪拌缸將原、配料(100%麵粉原料、0.7%快速酵母、1%發粉、2%乳化白油shortening及吸水量40%、50%或60% 依試驗而異)混合攪拌10、20或30分鐘(依試驗而異),秤取150 ±0.1克的麵糰,以麵糰拉伸儀Extensigraph的滾圓機(Rounder)滾圓20次,取出麵糰放入整形機(Shaping unit)使整形成長圓柱體麵 (Cylindrical test piece),將此麵糰放在承載器(Holder) 上,放入發酵箱(Chamber,30±2℃,30分鐘),取出置於麵糰拉伸儀麵糰拉伸儀Extensigraph的平衡桿上以拉鉤(Hook)開始作用並記錄之,直至麵糰斷裂時停止測定,由記錄之曲線圖獲知延展性 (Extensibility)及抗延展性(Resistance to extension).

3、麵糰發酵特性之測定

使用發酵流變儀Rheofermentometer (Chopin Rheofermentometer F2,France)來測定麵糰之發酵特性。測定時其樣品之製備同麵糰拉伸儀麵糰拉伸儀Extensigraph,待麵糰混合攪拌後,秤取315g麵糰放入發酵流變儀Rheofermentometer之28.5℃之圓形測試槽中(Czuchajowska and Pomeranz, 1993)開始試驗歷時3小時, 由記錄圖表得知:麵糰高度(dough height)及產氣及保氣能力(Gas production and retention).

(二)加工條件之探討

一般包子類產品採行直接法生產時其流程為:

原料、配料及添加物混合攪拌-100%麵粉、0.7%快速酵母、1%發粉、9%細白砂糖2%乳化白油shortening、50%吸水量以攪拌機(Tung pan Mixer,Taiwan)低速2分鐘,中速8分鐘進行攪拌。

攪拌後之麵糰以壓麵機(新麥企業股份有限公司,台灣)遞減之四種厚度進行復合壓延,最後之厚度不復合以此麵帶進行試驗。

成型-上述麵帶依同方向切割成20*6cm”之長條形,由一端捲起成型。

發酵-發酵箱(新麥企業股份有限公司,台灣)以28±2℃,30 分鐘進行發酵反應。

蒸煮-小型殺菌釜(採開放系統)以進汽管管壓1.0kg蒸煮10 分鐘(Rubenthaler et al., 1992).

為了解各不同加工條件對其操作特性及成品品質之影響,針對加工流程施予以下不同條件之試驗:

1.不同吸水量之影響

依上述製作流程改變其吸水量為:40%、45%、50%、55 %及60%加以探討。

2.添加快速酵母、發粉之比較

依上述製作流程改變其配方中之酵母、發粉之添加與否加以比較。

3.不同發酵時間之影響

依上述製作流程改變其發酵時間為:30、50、70分鐘加以探討。

4.整型方式之探討

依上述製作流程改變其整型方式為:壓延(壓延機新麥企業股份有限公司,台灣)或滾圓(麵糰拉伸儀Extensigraph之Rounder)加以探討。

5.蒸煮條件之探討

依上述製作流程改變其蒸煮條件為:管壓1.0kg蒸煮10分鐘、管壓1.2kg蒸煮10分鐘或管壓1.0kg-1.2kg-1.0kg分別蒸煮2分鐘、5分鐘,2分鐘加以比較探討。

(三)不同配料對樣品物性之影響

1.評估配料效用時樣品之製作及評估方法

(1)製作方法

參考方法(二)

(2)評估方法

由蒸煮後樣品外型之寬度(width, W)與高度(height,H)之比(W/H)加以評估(Kruger et al., 1992).

2.不同配料之添加其樣品物性之比較

(1)添加配料之麵糰其發酵特性之比較

參考方法(一)3.

(2)添加配料之樣品其物性之比較

A.製作方法

參考方法(二)之製作流程,而將其配方於粉質儀Farinograph 之大攪拌缸中進行攪拌作用,成型時以麵糰拉伸儀Extensigraph之滾圓機加以滾圓成型。

B.外型之測量

量測樣品於成型、發酵及蒸煮後之寬度及高度以獲知其擴散比spread ratio(Kruger et al., 1992; Lukow et al., 1990).

C、比體積之測量

量測蒸煮後之樣品重量及體積以獲知其比容specific volume (Rubenthaler et al., 1992; Lin et al., 1990; Lukow et al., 1990; Rubenthaler et al., 1990)其體積之量測採用油菜子取代法,

D、色澤之測定

使用 Tokyo Denshoku Co. Ltd 出品,Top SCAN Model TC-1800MK測定。L值表亮度(Lightness),數值高表示色澤光亮,數值低表示褐暗:a正值表示紅色, 負值表示綠色;b正值表示黃色,負值表示藍色,數值愈高表示色澤愈深。白色度指標(White Index, W.I.)用來表示樣品之白色度,其計算公式為W.I.=100-{ (100-L)2 + a² + b² 11/2

E、組織之測定

以物性儀(Texture analyser Model TA-XT2, Stable Micro Systems Ltd, England),測定樣品之 TPA(compression)。使用面積為1963mm²之圓形探頭。 測定條件為:測定速率 100mm/min,形變50%,兩次下壓時間間隔為4秒。測定時樣品切除上層部份使高度維持約4cm(Huang et al., 1995)

結果與討論

一、麵粉及麵糰性質的測定

(一)麵粉吸水量及筋性之測定

粉質儀Farinograph為一普遍使用之麵糰測定儀器,由粉質儀Farinograph 圖形(Farinogram)可提供瞭解麵粉吸水量及麵糰的一些攪拌特性 (Huang et al., 1993; Huang et al., 1991; Lukow et al., 1990)。表一所示各麵粉(Flour A-G)之吸水量,以Flour B最高達62%,Flour F最低為58.8%,而七種麵粉間吸水量之比較可大致區分為二:Flour A、Flour B、Flour E較高,另Flour C、 Flour D此兩種市售麵粉與廠商用麵粉Flour F、Flour G相近屬較低者。與麵筋擴展有關之擴展時間(Development time),此時間愈長表示麵粉筋度愈強(美國小麥協會,1986),由表一知市售麵粉(Flour A-Flour E)皆較廠商用麵粉(Flour F、Flour G)筋度強,亦即達到麵筋擴展之時間以廠商用麵粉較短,此一結果就發酵麵食業者而言具有某一程度之經濟效益,但是否因此而影響產品品質尚待進一步探討。表一另兩項麵糰特性:攪拌彈性 (Stability)與耐攪拌彈性(M.T.I.):前者代表麵糰所能耐攪拌之彈性多寡,時間愈長表示所能耐之攪拌彈性愈強,後者為擴展時間與達擴展時間5分鐘後拉力強度之差(單位:B.U.),其值愈小表示攪拌作用對該麵糰影響愈小,亦可言其耐機械攪拌之程度愈大,就此兩項麵糰性質而言市售麵粉(Flour A-Flour E)皆較廠商用麵粉(Flour F、Flour G)具有較佳之攪拌彈性及耐機械攪拌特性。

(二)不同攪拌時間與不同吸水量對麵糰性質之影響

Czuchajowska 和 Pomeranz (1993)、Huang 和 Moss(1991)、Rubenthaler等人(1990)及Bloksma(1990)之研究發現:攪拌時間及吸水量(absorption)對麵糰性質有顯著之影響,為了解不同攪拌時間及不同吸水量下發酵麵食麵糰性質之差異性,乃利用上述試驗結果,選用三種不同攪拌彈性之市售麵粉 (Flour C-E)與廠商用麵粉(Flour F、G)為樣品進行試驗,以下為其試驗結果:

1、不同攪拌時間對麵糰性質之影響

以麵糰拉伸儀Extensigraph測定麵糰之延展性(Extensibility) 與抗延展性(Resistance to Extension)的結果,該試驗所使用之麵糰樣品,主要以廠商生產包子產品時常見的配方為依據製作而成,包括:100%麵粉、40%水量、9%細白砂糖、0.7%快速酵母及1%發粉,另含2%乳化白油 (Pomeranz et al.. 1991; Addo and Pomeranz, 1991),

上述樣品經不同攪拌時間作用後,各種麵粉樣品其延展性及抗展性皆隨攪拌時間之增長而下降,顯現攪拌作用越烈對麵糰延展性及抗展性破壞越劇,

其中又以攪拌10分鐘及20分鐘後兩者麵糰之抗展性差異最明顯,

而攪拌20分鐘及30分鐘兩者差異較不顯著,

此一結果之發生推論其原因為:各市售麵粉之擴展時間為10-17分鐘不等,但皆小於20分鐘,因此當攪拌作用進行10分鐘時可達較佳之麵筋擴展效果,而具較高之抗展性,若繼續施以攪拌作用將因麵筋受破壞而使抗展性降低。

此一因擴展時間而影響抗展性之結果亦見於Flour F、Flour G二種廠商用粉上,由其攪拌10 分鐘後僅具554-578 B.U.之抗展性可見一般,

除此因素影響 Flour F、G之抗展性外,較差之攪拌彈性及不良之耐機械攪拌特性亦是影響該麵粉抗展性表現不佳之原因。

不同時間之攪拌除對麵糰延展性及抗展性有所影響外,進一步利用Rheofermentometer記錄發酵過程麵糰擴展及CO₂產生與保存之變化,以了解麵糰之強度、安定性及保氣能力 (Czuchajowska and Pomeranz, 1993), Rheofermentometer試驗結果於麵糰擴展方面,應攪拌時間增加,麵糰於發酵過程所達最大高度值(Hm)及試驗結東之高度值(h)皆隨之減少,顯現攪拌時間對麵糰擴展之影響, 其中又以廠商用粉(Flour F、G)具有較低之Hm及h值及較大之 Hm-h之變化值((Hm-h)/Hm),此項結果與前述麵糰測定結果相符。

 當施以不同攪拌時間時,CO2之流失量隨之增加,而使 Retention coefficient 逐漸減少,依He和 Hoseney(1991)之研究:為擁有良好之發酵麵食體積,除優秀的產氣能力之外,減低氣體之流失量亦是重要的一環,綜上可知攪拌時間長短對麵糰多項性質皆有所影響,由此了解當以機械化自動生產包子時,除考量攪拌作用對麵糰擴展之效用外, 包餡成型機運轉時對麵糰所施之作用力及功亦應對麵糰擴展有所助益,唯兩者應密切配合以尋獲較佳操作條件,使麵糰經攪拌及包餡成型後恰具最佳之擴展程度。表四之結果亦可發現廠目粉Flour F、G具有較低之產氣量(Total volume)較低之足見較差之麵筋特性對其產氣能力之表現亦有所影響。

2、不同吸水量對麵糰性質之影響

為進行此項試驗時,考量試驗數量多,乃選用較具代表性之市售麵粉Flour D與廠商用粉Flour F加以試驗比較:其中Flour D較Flour F具有較佳之攪拌彈性,且其麵筋擴展時間恰為其2倍,以此二種截然不同特性之麵粉為樣品(Lukow et al., (已編輯) 

1990),以期對不同吸水量對麵糰性質之影響有更深切之認識。採用三種不同吸水量40%、50%、60% 進行麵糰拉伸儀Extensigraph 及Rheofermentometer之試驗,其結果如下:Flour D樣品之抗展性(R)在不同吸水量下皆隨攪拌時間增加而逐漸減少,而不同吸水量間其R值隨吸水量增加而減少,另延展性(E) 此一麵糰特性與吸水量呈現正相關性,推論其原因:較高之吸水量將助麵筋自澱粉顆粒間"pulling away" (Huang and Moss, 1991),而使其具有較佳之延展性。且同一吸水量下隨攪拌時間增加而使延展性變差。Flour F為樣品其抗展性與吸水量呈負相關,延展性則與之呈正相關,整體結果與Flour D相似,但其抗展性遠較Flour D低。

以Rheofermentometer測量麵糰擴展及保氣能力時,Flour D之麵糰擴展高度之最高值(Hm)與結束值(h)的變化率與攪拌時間呈正相關,而與吸水量呈負相關,顯示吸水量增加有助維持麵糰擴展的高度值,Flour F之麵糰擴展特性與攪拌時間及吸水量之關係較不顯著,但其Hm與h之變化值 ((Hm-h)/Hm)皆較 Flour D大,即麵筋擴展過程 Flour F具有較不穩定之麵糰擴展特性。 保氣能力之結果:Flour D其總體積(Toatal volume)隨吸水量增加而遞減,而各吸水量下攪拌時間對其影響不顯著,此外CO2損失量亦與吸水量呈負相關,唯 Retention coefficient 與吸水量呈正相關,即吸水量大者其麵糰表現出體積小、CO₂損失量少,而致保留比例較多之特性。Flour F其CO2損失量及 Retention coefficient 和吸水量之關係與Flour D相似,而其總體積於各吸水量間未有顯著差異,另 Flour D與Flour F兩者出現氣體流失之時間皆隨吸水量增加而增加,又以Flour F之出現時間近於 Flour D,顯示 Flour F具有較差麵糰擴展特性的同時亦具較差之保氣能力。

二、加工條件之探討

(一)不同吸水量(absorption)之比較

製作包子、饅頭類產品時,配方中所添加之水量,不僅與操作便利性有關,亦影響產品品質,在過去學者的研究中曾利用各種不同吸水量進行試驗:Rubenthaler等人(1990)採用各麵粉 粉質儀Farinograph所測最適之吸水量,Preston等人(1996)採用58% 之吸水量,Lin等人(1990)依製作方法不同採用47%~58.3%之吸水量,Lukow等人(1990)採用50%吸水量,Hou等人 (1991)採用mixogram所測得之最適吸水量,Kruger等人 (1991)採用42%吸水量,及Huang等人(1993)採用70%於 FWA (粉質儀Farinograph water absorption)之吸水量,由於上述使用之吸水量不一而足,且其應用之製作方法、條件頗有差異,再 (已編輯) 

[下午 3:00]者各個皆為實驗室之研究,不免製作規模小於工廠之生產,為此乃進行一系列之試驗,比較不同吸水量問其麵糰操作特性及產品品質之優劣點,以做為進一步機械自動化生產參考之用。因目前冷凍包子工廠其生產方式多採直接法,即經攪拌機攪拌後,由人工將麵糰投入包餡成型機生產,此試驗結果發現40% 及60%兩吸水量,前者太乾成糰性差,後者太黏無法操作,皆不適於生產,45%-55%之吸水量應是可行之生產條件,唯仍須考慮經包餡成型機後產品成型結果才予斟酌選用。

(二)酵母、發粉添加之影響

在發酵麵食生產時,酵母為最基本之成份之一,其主要功能乃將可發酵的碳水化合物轉換形成二氧化碳和酒精,而使麵糰、 包子體積變大,且對麵糰之物性有顯著影響,另一提供二氧化碳之方式乃應用碳酸氫根、碳酸根與酸反應釋出二氧化碳而達到增加麵糰體積之效果,此即發粉(baking powder)對麵糰體積貢獻之方式,依發粉之特性可區分為兩類:一類為單效(single-acting);另一類為雙效(double-acting),所稱雙效者乃發粉中有兩種酸,一在室溫的條件下反應,另一在產品加熱時反應, 因此可在發酵及蒸煮階段反應產生二氧化碳,相同於酵母,當添加發粉時其反應所形成的鹽類會與蛋白質結合形成架橋作用,而對麵糰彈性產生影響(Hoseney,1986)。本試驗乃比較:單獨添加酵母、發粉或兩者皆添加三種條件加以比較,其結果如下: 兩者皆添加時,產品個體體積為三條件之最,且組織結構於發酵、蒸煮後有膨發較為完善。單獨添加酵母時,發酵、蒸煮後可得膨發之組織,為個體體積顯較同時添加酵母與發粉者小。僅添加發粉者,發酵後,體積並未改變,經蒸煮後體積較生麵糰大, 但隨後即因氣體外洩而迅速變小、變實,終成一硬實之組織結 ,由其剖面視之,完全未有網狀之氣室構造。由此試驗結果得知:進行包子類產品製作時,同時添加酵母、發粉將可對不同階段之組織結構有所貢獻,兩者相輔相成,以避免單獨添加酵母時,蒸煮時即喪失產氣能力;又單獨添加發粉時,雖能兩段產生二氧化碳,卻因產量不足或產生之時間不當而無法架撐結構,而於蒸煮後,組織變垮、變差。

(三)不同發酵時間之影響

在發酵麵食製作過程,發酵之目的乃提供“蒸煮”一個最適條件,在此階段由酵母產生之二氧化碳先行溶解於麵糰中,待達飽和狀態,乃進入攪拌階段時預形成之gas cell內,而達到體積增加之目的,因此發酵過程可調一:產氣(gas production)與保氣 (gas retention)之過程(Bloksma, 1990: Hoseney ,1986)。由 1986)日於目前業者生產包子類產品時多採直接法生產,即麵糰經成型後進入發酵階段,完成後隨即進行蒸煮,此一發酵過程是否已達蒸煮之最適條件,乃利用不同發酵時間配合現行業者採用之溫濕度條件,(28。c,85%Rh)進行試驗,顯示70min 之發酵時間有較佳之實驗成果,若時間縮短將因二氧化碳產量不足而使gas cell體積不能膨脹,形成緻密之組織,且此一組織經蒸煮底部易因麵糰內氣體漏出,致使網狀結構中gas cell壁、壁相連,形成 dense、黃色的組織。應用此一試驗結果對於業者而言不免費時較長,而形成生產流程安排之不便,為解決此一困境,可考慮採用較高之發酵溫度以減短發酵時間,而所需提高之溫度尚待進一步研究以獲知。

(四)整形條件之探討

在包子類產品生產時其製程中常包含滾圓(rounding) 或壓延(sheeting)等步驟,尤其以自動包餡成型機製作生產者多於進入包餡成型機前先施以壓延之步驟,就此為了解滾圓及壓延等整形方式對於麵糰之影響進行試驗以比較之。當麵糰以滾圓方式進行整型時,其內部gas cell大小不均,靠近外緣部分之gas cell 趨向長形,中心內部即趨向圓形,且gas cell大小並不均勻。另若施以壓延作用後,產品表皮平滑,內部組織均勻,經發酵、蒸煮後gas cell呈現圓形。顯現壓延作用有助麵筋擴展之同時亦可使內部組織達到一致(uniform)。此一結果與 Huang等人(1993)及 Huang and Moss (1991)之結果相似。

(五)蒸煮條件之試驗

當麵糰經由發酵後進行蒸煮,在蒸煮初期,酵母仍持續產生二氧化碳,直至50℃後酵母失去活性,此外伴隨加熱造成水份蒸發而進入gas cell內,另由酵母產生之二氧化碳及乙醇皆會自麵糰之液相(liquid dough phase)蒸發而進入gas cell內,致使麵糰發生體積增大之變化,此一現象可稱之為“steamer spring" (Rubenthaler et al., 1992; Bloksma, 1990)。在進行三種不同蒸煮條件之試驗後發現:以小火2分鐘、大火5分鐘、再續以小火2分鐘此種模式其產品體積最大,推測其原因:先予以小火加熱可使麵糰具較長時間之酵母及發粉之產氣作用,接續以大火蒸煮可將原溶於麵糰液相之水、二氧化碳及乙醇揮發出來以進一步膨大其麵糰體積,並藉澱粉糊化、蛋白質變性將組織結構固定,最後改以小火蒸煮可漸近地減低蒸煮之蒸汽壓,避免快速減低蒸汽量而對體積造成較大變化。另一蒸煮條件小火(管壓1.0kg)10分鐘,可具頗佳之外觀品質,唯體積較上述方法小。另以大火蒸煮9 分鐘之結果發現:外皮起泡且底部因蒸煮過度形成硬實之黃色組織,且外皮皺縮呈現枕型之外觀。

三、不同配料對樣品物性之影響 (已編輯) 

由前人多項研究發現:乳化劑等麵質改良劑、修飾澱粉及膠類對於麵糰之操作性及製成產品之組織特性有所助益,為此乃收集多項配料應用於包子類產品製作上,再藉由 擴散比spread ratio、比體積、色澤及組織特性之測量以了解其貢獻。

(一)添加配料之評選

首先進行添加配料之篩選,由麵質改良劑、修飾澱粉及膠類作為配料進行試驗,以樣品之 擴散比spread ratio 作為評選方法 (Huang et al., 1993; Kruger et al., 1992)一般而言,良好之包子類產品其外型應具備較對稱及圓挺之特性,即較大的高、較小的寬值,依Kruger等人(1992)之研究指出:具有較高之 擴散比spread ratio 者乃屬較佳之產品品質,結果判斷,麵質改良劑中以益麵777AQ具有較佳之 擴散比spread ratio,修飾澱粉則因其 擴散比spread ratio(四捨五入後)皆大於1.6將不再進行進一步之研究探討,膠類中:Carrageenan、Glucomannan RS及 Guar gum 擴散比spread ratio較控制組有較佳之效果,綜此選用上述四種配料添加於原料中,以進行研究探討。

(二)選用之配料對樣品物性之影響

經篩選的配料於試驗時,於粉質儀Farinograph 之攪拌缸進行攪拌,並於麵糰拉伸儀Extensigraph之滾圓機滾圓成型,以克服試驗環境溫、 溼度之變化而得較穩定之試驗結果,針對配料對麵糰及產品的影響其研究如下:

1.配料對麵糰特性之影響

添加配料之麵糰與控制組之麵糰其麵糰擴展特性之比較,除添加 Guar gum 外,其餘各配料之添加皆使麵糰發酵時所能達到之最大高度(Hm)小於控制組,由T1和(Hm-h)/Hm所獲麵糰最適操作時間發現:添加 Guar gum 組與控制组達 Hm 之時間較長,亦可顯示該兩組麵糰其酵母的活性及產氣速率較落後,又因各組皆未偵測出 T2值,足見各組麵糰之耐受性(dough tolerance)頗佳,此外就整體而言,各組之麵糰體積特性、蛋白質網狀結構品質及擴展速率等方面皆有不錯之表現,其中蛋白質網狀結構品質關係著加熱過程中,蛋白質未變性、澱粉未糊化前,產品膨發之程度(Chopin, 1993)。 為麵糰保氣能力之試驗結果:添加 Carrageenan及 Glucomannan RS 兩組麵糰雖具頗高之產氣能力,但因其麵糰孔隙出現之時間(Tx)較早,其所流失之CO₂相對較多,而使其保留率(Retention coefficient)下降,且與Tx及CO₂流失量分別達0.957、-0.995之相關性(p<0.05),另添加益麵777AQ及 Guar gum者總體積較小,但因麵糰出現孔隙之時間較遲些,而能具有較高之保留率,因此就 CO2總產氣量、活性之延長 (已編輯) 

[下午 3:02](Prolongation of activity)、剩餘體積、麵糰孔隙出現時間及產氣速率等等皆具一定之水準,反觀添加 Carrageenan及 Glucomannan RS 者其活性之延長性較不佳,另添加 Glucomannan RS 者具有強力的總產氣量,且產氣速率遠較其他四組佳,唯 CO2流失較多因此其氣體之保留量亦與其他四組相去不遠。

2.配料對樣品特性之影響

以添加配料之樣品與控制組樣品分別就外型,擴散比spread ratio (Huang et al., 1993; Lukow et al., 1990)、比體積 (比容specific volume) (Lin et al., 1990)、色澤(Krunger et al., 1992; Lukow et al., 1990)及組織(Huang et al., 1995)等方面加以比較,以了解添加配料添加後對樣品品質改進之效用。  樣品外型於各階段之變化值,由高度及寬度之觀察發現,控制組之樣品其高度除於發酵後有較高成長外,蒸煮作用並使控制组樣品高度增加不大,反觀另四組添加配料之樣品其高度不論於發酵後或蒸煮後皆有一定比例之增長,而寬度方面,各組皆能隨時間之變化而有所加寬。此一模式之外型變化可由其 擴散比spread ratio值明顯發現其變化趨勢;控制組之外型隨發酵、蒸煮等加工條件之進行,漸次變扁、變垮,而未能有圓挺之外型,另四組添加配料者皆能具有較控制組為佳之產品外型,其中又以添加益麵777AQ者能維持較佳比例之 擴散比spread ratio值,但各組之最終 擴散比spread ratio 值皆不能維持於理想的值 (Kruger et al., 1992),此一 擴散比spread ratio 值除受麵糰品質特性之影響外,亦應考慮成型方式等因素。 樣品比體積之測量結果:添加配料之各組樣品其體積皆小於控制組之樣品,唯控制組之樣品雖有較大之體積,其外皮具縐褶,不免對其外觀產生不良影響,而各樣品之內部組織,以控制組gas cell較大且略顯粗糙,其餘添加配料之各組gas cell較小,亦因此而有較小之體積。各樣品間重量相近,造成樣品之比體積以控制組樣品為最大達3.30,其餘添加配料之各組比體積為2.29 ~3.03不等,顯較控制組小。

對於包子類產品色澤之要求傾向於:具有較雪白、明亮之色澤者為較佳之產品,因此樣品能具有較高之L值,較低之b值為一理想之品質(Kruger et al., 1992),由表十八可了解當添加 Guar gum時可提供樣品外皮及內部較高之亮度,較低之黃色度及白度較高之色澤,添加 Glucomannan RS者亦可提供部分改善色澤之功能,顯現此二種膠類對包子類產品在色澤上之貢獻。

添加配料與控制組之樣品其組織分析如下，各樣品之彈性(springiness)未有顯著差異,結著性(cohesiveness)則出現控制組高於添加配料之各組,且cohesiveness值與樣品之體積和比體積呈現0.877、0.912(p<0.05)之正相關,即比體積大者因結構較為膨鬆而使其組織分析時黏附力較大。關於樣品咀嚼性(chewiness)、膠質感(guminess)與硬度(hardness)等物性,添加配料之樣品皆較控制組樣品高,顯現配料之添加可提高樣品之咀嚼性,形成具有咬感之產品,其中以添加改良劑益麵777AQ者效果最為顯著,其次為添加 Carrageenan與 Guar gum者,而以添加Glucomannan RS所提供之效用較小, 有關樣品之硬度值亦與 擴散比spread ratio 呈現-0.886之負相關 (p<0.05),即外型因麵糰筋性差而形成較為扁垮之樣品,其樣品硬度相對較低,而具有圓挺外型之樣品,於支撐較佳外型之同時亦具有較高的硬度值。

結論

包子類食品生產時不論是:麵粉等原料品質特性、配料之添加量及種類、吸水量、攪拌時間、成型方式、發酵條件及蒸煮條件等等皆會對最終產品品質造成影響,因此當進行包子類食品生產時,麵粉原料的選用除考慮其價格外,麵粉之加工適性應加以重視,合適的麵粉可達到良好之產品品質,如:對稱、圓挺之產品外型,白亮的色澤等等。此外適恰之麵粉原料,除能在短時間達到麵糰擴展的成效外,同時具備耐攪拌之特性,及兼具能源節省之經濟效益。

當原料及各類加工條件選用時,應考慮最終產品之品質要求而加以變化,如包子類產品及饅頭產品一般對此兩類產品之口感要求各異,因此原料及加工條件採用時乃應針對其所欲提供之特質(具咬感或膨鬆細軟)加以考量。另有關碳水化合物配料之添加,由試驗結果發現各項配料效用不同,其添加與否更應視產品屬性加以定奪。

麵筋強度與蒸炊火力對台灣式饅頭品質之影響

 陳澄漳 2007 麵筋強度與蒸炊火力對台灣式饅頭品質之影響

本研究旨在探討麵粉的性質及蒸炊火力對於低糖量的台灣式饅頭品質的影響，期望藉以釐清：(1)麵粉中的麵筋含量及其筋性強度與饅頭品質的關係；(2)於發酵倍率相同之下，發酵時間以麵糰溫度予以調控，而測得麵糰筋性強度因發酵時間不同所產生的變化，及此一變化對饅頭品質之影響；(3)不同之蒸炊火力對於筋性不同的麵糰所製得的饅頭品質之影響。因此，擇定三種規格截然不同的麵粉，其蛋白質含量分別為13.23、11.60及7.73%；麵糰的醒發特性也具明確差異，其R/E比值分別為10.96、5.37及2.62；再分別以不同的麵糰溫度製作饅頭使其發酵時間約為15、30及60分三種，先測得其蒸炊前的麵筋強度變化，再分別以大、中、小的蒸炊火力蒸製這些具不同筋性強度的饅頭胚。

研究結果得知，蒸炊火力對饅頭品質具有重大影響，因為蛋白質含量高且筋性強的高筋麵粉在適當火力（中火力）蒸炊下，所製成的饅頭非但外觀及內部組織皆良好，其26℃之胚所製饅頭的質地測試，內聚性為0.56優於中筋的0.54及低筋的0.43；感官品評的咬勁也明顯優於中、低筋粉所製作者。當以大火力蒸炊時，中、高筋粉所製饅頭都會有離火皺縮的現象產生；中筋麵粉為中等的蛋白質含量，且筋性也適中，是被設計為最適宜饅頭製作之麵粉，但以大火蒸炊時仍會做出有皺縮的饅頭，只是其收縮率略小於高筋粉製作者(中筋保氣性低於高筋，大火炊蒸的變形量也小）；而相同的大火力，使用於低筋粉的饅頭製作，則不會產生皺縮，甚而表皮平滑度勝於以中小火力蒸炊者。

大火力會導致皺縮，但以小火力蒸炊卻也無法蒸出令人滿意的饅頭，非但體積小、組織及口感差、且有明顯的黏牙現象；三種麵粉皆然。

當饅頭麵糰發酵後，其筋性會有所改變，醒發性質測試的抗延性（resistance to extension, R）會降低，延展性（extensibility, E）會增加(鬆弛作用)；但當麵糰溫度降低時，R及E值都會增加，而因麵溫之降低導致發酵時間之必然延長，使發酵完成時R值與中高溫之麵糰接近，E值卻明顯增加許多，使得代表麵筋強度的R/E比值有顯著差異，依序為高溫＞中溫＞低溫，這些差異對於饅頭之質地確有些微影響；但若同一粉種，給予不同麵溫，而有不同之鬆弛時間，再以同一火力蒸炊，所得之產品在感官品評時卻難分軒輊。亦即蒸炊火力之調控，足以抵銷或弱化麵糰筋性強度之差異。(代表同種麵粉、相同火力，只要有發起來，中間的發酵製程產生的麵性影響不大）

本研究中筋性最弱的低筋麵粉，於饅頭製作時，可隨意使用蒸炊火力而不易發生皺縮；然而，即使以大火蒸炊，其質地仍明顯遜於來自中筋及高筋粉的產品，且其黏牙性在任一製作條件都會明顯存在，這應是低筋麵粉始終不被使用於台灣式饅頭之製作的主因。(代表保氣性弱，所以可以隨意炊蒸，但不能小火）

一般認為麵粉的蛋白質含量高或筋性強是饅頭良好品質的限制因子，本研究結果顯示，蒸炊火力之調控應該也是饅頭品質良莠的重要關鍵之一。

玉米澱粉與牛皂角澱粉的緩凝科學-糊化行為看食品質地

當我們在煮布丁、醬汁或調製冰品時，總希望能「煮得濃卻不結塊」。

這種「慢慢變稠」的質地變化，是食品工業追求的夢幻特性。
2013 年，加拿大曼尼托巴大學的研究團隊發表了一篇研究，
揭示一個有趣的現象：當普通玉米澱粉與牛皂角澱粉（Cow Cockle Starch）混合時，會出現獨特的「緩慢增稠」行為。

這項研究不僅改變了我們對澱粉糊化的理解，也為冷凍甜點、即食醬料等產品提供了新的質地控制思路。

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一、澱粉的世界：從粒子到糊化

澱粉是植物儲存能量的形式，由兩種分子構成：直鏈澱粉（amylose）與支鏈澱粉（amylopectin）。
當加熱並與水混合時，澱粉粒會吸水膨脹、破裂，形成「糊狀結構」——這個過程稱為糊化（pasting）。

糊化速率與最終黏度受到多種因素影響，例如：

• 澱粉分子組成

• 顆粒大小與形狀

• 加熱速度與水含量

一般來說，玉米澱粉糊化速度快、黏度上升迅速，
但這在工業上有時反而不理想——太快會導致不均勻、結塊或難以控制的流變特性。

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二、研究動機：為什麼選「牛皂角澱粉」？

牛皂角（Saponaria vaccaria L.）是一種富含黏性種子的植物，其澱粉顆粒呈球狀且具特殊表面結構。
研究者發現它具有：

• 高吸水性

• 緩慢釋放黏度的特性

• 良好的冷凍穩定性

因此，他們假設：
👉 若將它與普通玉米澱粉混合，也許能調整糊化速率，
達到「慢濃而穩」的質地控制效果。

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三、實驗設計：澱粉的「二重奏」

研究團隊設計了多種混合比例（0%、25%、50%、75%、100% 牛皂角澱粉），
並使用**快速黏度分析儀（RVA）**測量其糊化曲線。

觀察的重點包括：

• 起始糊化溫度（pasting temperature）

• 最高黏度（peak viscosity）

• 崩解值（breakdown）與回凝值（setback）
  這些參數能反映澱粉在加熱、冷卻過程中的結構穩定與流變行為。

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四、研究結果：混合反而更穩、更柔順

結果令人驚喜：
當牛皂角澱粉添加量達 50% 時，糊化曲線呈現出延遲黏度上升、且最高黏度更穩定的特徵。

🔹 1️⃣ 糊化溫度升高

混合樣的起始糊化溫度比單一玉米澱粉高出 3–5°C，
顯示澱粉顆粒吸水與膨脹速度變慢，形成「緩慢糊化」效果。

🔹 2️⃣ 峰值黏度降低但更平滑

雖然最高黏度略低，但變化曲線更穩定、無劇烈崩解。
這意味著混合澱粉能承受較長時間加熱而不破壞結構。

🔹 3️⃣ 回凝性降低

冷卻後的黏度回升幅度下降，代表產品不易老化、結塊或水分析出。
這對冷凍食品與即食醬料特別重要。

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五、機制分析：不同澱粉顆粒的互補作用

從顯微觀察與動力學分析來看：

• 玉米澱粉顆粒較大、糊化迅速，

• 牛皂角澱粉顆粒較小、膨脹緩慢且具高吸水力。

混合後，兩者形成分層吸水—分段糊化結構。
玉米澱粉先吸水、釋放黏性；
牛皂角澱粉則後期持續吸水、補充黏度，
最終產生一種「漸進式變稠」的效果。

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六、應用啟示：食品質地設計的新方向

這種「慢糊化」現象在多種產品中都有潛力應用：

應用領域	優勢說明
冷凍甜點（如冰淇淋、慕斯）	防止冰晶增長、保持滑順口感
即食醬料與湯品	可在再加熱時維持穩定濃度
澱粉基布丁與凝膠產品	提高熱穩定性與再冷卻穩定度
低黏度飲品增稠	避免瞬間糊化導致結塊

對食品研發人員來說，這意味著——
不必依賴化學改性澱粉，也能透過天然混合達到理想流變性。

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七、結語：天然混合，創造細緻質地

這項研究展示了一個簡單卻關鍵的概念：

質地不只是配方的結果，更是分子之間的互動。

透過調整不同來源澱粉的比例，
我們能精準控制糊化速率與穩定性，
打造出「柔順不糊、穩定不裂」的產品質地。

未來，這類「天然二元混合技術」有望取代部分人工改性澱粉，
在保持天然標籤（clean label）的同時，讓食品既美味又符合健康趨勢。

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📚 參考文獻

Sasaki, T., & Matsuki, J. (2013).
Binary blends of normal corn starch and cow cockle starch for the slow-thickening behavior upon pasting.
Food Hydrocolloids, 33(2), 356–363. DOI: 10.1016/j.foodhyd.2013.03.023

菊糖讓低脂酸奶冰淇淋依然綿密滑順

現代人追求「低脂不失口感」的甜點，但對冰淇淋而言，這幾乎是食品工業最難解的難題。

脂肪能帶來濃郁與滑順，一旦減少，就容易變成「冰沙狀」或「粗糙感重」的產品。

那麼，該如何讓低脂冰淇淋保持高脂版本的口感呢？

2002 年，英國普利茅斯大學的 El-Nagar 團隊提出了一個解方：在酸奶冰淇淋中添加菊糖（Inulin）。

他們發現，這種可溶性膳食纖維不僅能改善質地與穩定性，還能賦予產品接近傳統冰淇淋的滑順與綿密。

一、什麼是菊糖？為什麼它能「取代脂肪」？

菊糖是一種天然存在於菊苣、蒜、洋蔥與香蕉中的果聚醣（Fructo-oligosaccharide）。

它屬於可溶性膳食纖維，人體無法完全消化吸收，因此具備低熱量與益生元（prebiotic）功效。

但對食品科學家而言，它最迷人的地方在於：

👉 菊糖能與水形成微細的凝膠結構，模擬脂肪的潤滑與厚度感。

這種「水膠體」能提升乳化穩定性、減少冰晶生成，讓低脂產品仍保有豐富口感。

研究團隊因此嘗試在酸奶冰淇淋中加入不同濃度（5%、7%、9%）的菊糖，觀察對質地與融化行為的影響。

二、製程設計：從酸奶到冰淇淋的完美結合

這項研究採用「酸奶冰淇淋（yog-ice cream）」作為實驗基礎。

它結合了兩種製品的特性：

酸奶（yogurt） 提供黏稠蛋白質網絡，增加結構強度；

冰淇淋（ice cream） 帶來空氣感與冷凍質地。

研究人員先製作標準攪拌式酸奶，再與含菊糖的冰淇淋液體基底以 1:1 混合冷凍。

最終產品在 −18°C 下儲存，測試其黏度、硬度、黏著性、融化速度與感官表現。

三、結果：菊糖讓低脂冰淇淋「像真脂」一樣滑順

研究結果令人驚喜。

1️⃣ 黏度顯著上升

加入菊糖後，冰淇淋混合液的黏度明顯提升。

這是因為菊糖能吸水膨脹、形成凝膠網絡，使液體成分被束縛住。

換句話說，水不再「自由流動」，而是被困在細微結構中。

結果是：冰晶生成速度變慢，質地更細膩，口感更濃厚。

2️⃣ 融化速度下降

在融化測試中，菊糖濃度越高，冰淇淋融化越慢。

原因同樣在於水分被固定在網絡中，不易流出。

這樣的現象與傳統穩定劑（如黃原膠、卡拉膠）極為相似，

顯示菊糖可作為天然穩定劑與抗融化劑。

3️⃣ 硬度與黏著性調節

添加 5% 菊糖時，低脂冰淇淋的硬度反而降低，

使口感更柔軟、易舀取；但超過 7% 後，硬度略升，出現「Q 彈」的咀嚼感。

同時，菊糖樣品的黏著性增加——這讓冰淇淋更「厚實滑順」，

接近高脂產品的舌觸感，而非低脂版本的粗糙顆粒感。

4️⃣ 感官評價：消費者更愛「加菊糖」版本

半訓練感官小組的評分顯示：

低脂對照組被描述為「硬、冰、粗糙、有砂感」，

而添加菊糖的樣品被認為「更柔軟、更滑順」，

與高脂參考樣品幾乎無異。

換句話說——

菊糖成功「騙過」味蕾，讓低脂冰淇淋吃起來像高脂冰淇淋。

四、為什麼菊糖有效？從分子層面看答案

菊糖在水溶液中形成的凝膠網絡能：

鎖住自由水分，降低冰晶生成；

增加混合液黏度；

穩定乳化結構與氣泡；

改善口腔潤滑感。

這些特性讓菊糖兼具三重角色：

穩定劑 × 膳食纖維 × 脂肪替代物。

這也解釋了為什麼 5% 添加量就能顯著改善質地——

它在結構層面上改變了水分與乳蛋白的動態行為。

五、結論：從「健康」到「感覺」的雙贏配方

研究團隊總結指出：

👉 菊糖能有效改善低脂酸奶冰淇淋的質地、黏度與融化穩定性，

特別是 5% 的添加量 最具實用性，

在保留風味與結構的同時，大幅提升「滑順感」。

除了技術層面，菊糖還帶來膳食纖維補充與腸道益生元效應，

讓「低脂冰淇淋」不只是減少負擔，更增添健康價值。

📚 參考文獻

El-Nagar, G., Clowes, G., Tudorica, C. M., Kuri, V., & Brennan, C. S. (2002).

Rheological quality and stability of yog-ice cream with added inulin.

International Journal of Dairy Technology, 55(2), 89–93.

DOI: 10.1046/j.1471-0307.2002.00042.x

冰淇淋裡決定口感滑順與綿密的成分—從乳脂到穩定劑的微觀作用解析

當你品嘗冰淇淋，感受到那入口即化的滑順或嚐到明顯的「沙感」與「冰渣」，

這一切的差異，其實來自——配方中的「成分比例」與「分子結構」。

本篇文章根據食品科學研究〈Effects of Different Ingredients on Texture of Ice Cream〉的成果，
從乳脂、糖類、蛋白質到穩定劑與乳化劑的角度，
深入分析這些成分如何共同塑造出冰淇淋的質地（texture），
也就是我們在舌尖上感受到的「滑、軟、綿、順」。

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一、冰淇淋的質地，是一門多相科學

冰淇淋並非單純的冷凍液體，而是一種多相結構體。
在顯微鏡下，它由四個相互作用的部分組成：

1. 冰晶（Ice crystals）：提供結構與冷感。

2. 空氣泡（Air bubbles）：讓口感輕盈蓬鬆。

3. 脂肪球（Fat globules）：賦予滑順與濃厚。

4. 未凍結液體（Serum phase）：維持整體的黏彈性。

這些結構的穩定與比例，正是冰淇淋「質地」的本質。
要控制它們，靠的就是成分之間的物理與化學平衡。

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二、乳脂：滑順感的靈魂

乳脂（milk fat）是冰淇淋中最關鍵的口感來源。
它能在冷凍過程中形成「脂肪網絡（fat network）」，
穩定氣泡並防止冰晶長大。

適當的脂肪含量能提升「creaminess」——
那種柔滑、厚實、卻不油膩的感覺。
研究指出：

• 脂肪含量過低：冰晶明顯、口感粗糙。

• 脂肪含量過高：過於黏稠、掩蓋風味。

最佳比例一般為 10–14%，視乳化劑與穩定劑搭配而定。

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三、糖類：不只是甜，更是冰點的調控者

糖的角色遠不止「甜味」。
它能降低冰點，使冰淇淋在 −18°C 仍維持柔軟可舀的狀態。
不同糖類的分子結構會影響冰晶形成速度與黏度。

糖類	特性與影響
蔗糖	經典甜味來源，平衡口感
葡萄糖漿	提升黏度、降低冰晶生成
果糖	冰點降低效果顯著，但過多會產生「黏舌感」
低聚糖	改善融化特性、減緩甜膩感

這也是為什麼高級冰淇淋往往採用多糖混合策略，
藉由分子量差異達到穩定又自然的甜度與質地。

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四、蛋白質與乳化劑：讓空氣與脂肪共舞

冰淇淋在冷凍中會「打氣」產生膨化（overrun），
這個過程需要**蛋白質與乳化劑（emulsifiers）**合作完成。

• 蛋白質（如酪蛋白）**能吸附在氣泡表面形成穩定膜。

• 乳化劑（如單、雙甘油酯、卵磷脂）**能取代部分蛋白質位置，
  降低界面張力，使脂肪球更容易結合，
  進而形成「部分聚合脂肪結構（partially coalesced fat network）」。

這個網絡正是讓冰淇淋「綿密」的核心。
缺乏良好乳化會導致出現水分滲出、氣泡破裂與「油水分離」。

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五、穩定劑：延長綿密的時間

穩定劑（stabilizers）是維持質地最關鍵的微量成分。
常見的包括：

• 黃原膠（xanthan gum）

• 刺槐豆膠（locust bean gum）

• 卡拉膠（carrageenan）

• 結冷膠（gellan gum）

它們的主要功能是：

1. 減少冰晶再結晶化。

2. 提升黏彈性，防止融化時分層。

3. 增強「舀取性（scoopability）」與穩定口感。

研究發現，
當總膠體含量控制在 0.25–0.45% 時，
能在口感與穩定性之間取得最佳平衡。

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六、空氣：輕盈感的雕塑師

一球冰淇淋中有 30–50% 的體積其實是「空氣」。
這不是偷工減料，而是藝術。

氣泡大小與分佈均勻度，
會決定冰淇淋是「綿密細膩」還是「鬆散粗糙」。
過少的氣泡使冰品太硬；
過多的氣泡則讓它入口即塌。

氣泡穩定性仰賴：

• 蛋白質與脂肪形成的彈性界面；

• 穩定劑維持的流變平衡。

這也是為什麼不同品牌在口感上有巨大差異——
氣泡結構的精細化程度，就是工藝的分水嶺。

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七、溫度與時間：決定最終命運的變數

再完美的配方，若冷凍與儲藏控制不當，也會失敗。
冷凍速度太慢會產生大冰晶；
溫度波動會造成再結晶，導致「沙感」。

理想條件是：

• 快速冷凍（−35°C 內凝凍）

• 穩定儲藏（−25°C 以下）

搭配低黏度糖體與適量膠體，即可延長「質地壽命」。

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八、結語：科學造就幸福口感

冰淇淋的口感並非偶然，而是多種成分的協奏。
脂肪帶來柔滑，糖控制冰點，蛋白質與乳化劑打造細緻結構，
穩定劑則讓這一切在時間中保持不變。

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📚 參考資料

Effects of Different Ingredients on Texture of Ice Cream.
Food Science Journal, 2018.

結冷膠：讓冰淇淋更滑順、更穩定的力量

這篇由食品專家 蔡雲升教授（深圳冠利達波頓香料有限公司） 撰寫的研究，

揭示了結冷膠在冰淇淋製造中的獨特地位，
從分子結構、物理特性到實際應用配方，完整說明了這種新一代膠體如何改變冷凍食品的質地與穩定性。

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一、結冷膠是什麼？

結冷膠（Gellan Gum）是一種由**伊樂藻假單胞菌（Pseudomonas elodea）**經發酵所得的天然多醣。
1980年代由美國 Kelco 公司開發出來，被視為「黃原膠的進化版」。

與傳統的琼脂或卡拉膠相比，結冷膠最大的優勢是——只需極低用量就能產生強凝膠。
例如在 0.25% 濃度下，其凝膠強度已能媲美 1.5% 琼脂或 1% 卡拉膠。
因此，它在全球食品工業中逐步取代了部分傳統膠體。

在中國，自1996年被批准作為食品添加劑後，結冷膠的需求快速成長，
不僅被應用於果凍、布丁、飲料，也成為高級冰淇淋穩定系統的重要組成。

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二、從分子結構看「彈性與脆度」

結冷膠的分子由四種糖單元構成：
β-D-葡萄糖、β-D-葡萄糖醛酸、β-D-葡萄糖與 α-L-鼠李糖。
這些分子以雙螺旋結構排列，使其在加熱與冷卻間展現出可逆的凝膠特性。

結冷膠可分為兩種型態：

1. 天然型（高酰基型）：含有乙酰基與甘油基，形成柔軟、有彈性的凝膠。

2. 低酰基型：部分或全部去除酰基，形成堅硬、易脆裂的凝膠。

這使得結冷膠能根據應用調整——
若要布丁的彈性口感，就選高酰基型；
若要冰淇淋中保持形狀與穩定性，則採低酰基型。

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三、結冷膠的特性：小劑量，大效果

表面上看來，結冷膠只是一種「增稠劑」，
但它在食品物理化學中的表現極為出色：

特性	功能與應用價值
低用量即可凝膠（0.05–0.25%）	節省成本、維持透明度
高溫與酸環境穩定	可耐巴氏殺菌、酸性果料
可形成熱可逆或不可逆凝膠	適應不同冷凍或烘焙製程
與多種膠體相容	可與明膠、黃原膠、卡拉膠共用
pH 3.5–7 範圍皆可穩定	適用於果汁、乳製品與甜點
不易酶解、抗微生物破壞	延長產品保存期

研究顯示，當乳酸鈣濃度約為 0.08% 時，
結冷膠溶液可在 40–50°C 迅速凝膠。
其凝膠強度與鈣離子濃度密切相關，
也可透過**螯合劑（如檸檬酸鈉）**控制透明度與口感。

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四、結冷膠在冰淇淋中的魔術：穩定、滑順、抗融化

在冰淇淋製造中，結冷膠通常與其他膠體（如黃原膠、刺槐豆膠）複合使用，
形成均勻細膩的乳化體系。
它不僅能減少冰晶形成，還能提高氣泡穩定性與膨化率。

蔡教授的研究中，針對不同類型冰品提供了具體應用配方：

🍧 雪酪（Sorbet）

• 結冷膠用量：0.45–0.65%

• 優點：保持果味清爽、結構穩定，膨化率約 20–40%。

🍮 布丁冰淇淋

• 結冷膠複合用量：0.4–0.45%

• 改善糯米粉與脂肪乳化，提升滑順與冷凍穩定性。

🍫 巧克力奶昔

• 結冷膠用量：0.35%

• 使飲品在冷藏下仍保持細緻濃稠、可流動而不分層。

☕ 苦咖啡冰淇淋

• 用量：0.35–0.4%，膨化率約 60%。

• 能有效穩定乳脂與咖啡固形物，防止冰晶再生。

此外，在冰淇淋夾心果醬與多層果凍製品中，
結冷膠僅需 0.2–0.5% 即可取代傳統果膠與卡拉膠，
達到更高透明度與耐酸效果。

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五、結語：未來冰品科技的穩定核心

結冷膠的出現，使得冰淇淋不再只是甜點，而是一門「可控結構科學」。
從膠體流變學到分子互作，
它讓製造者能在極低劑量下精確掌握質地、彈性與融化行為。

對消費者而言，這意味著更綿密、更滑順的冰淇淋體驗；
對研發人員而言，這是一把打開「配方創新」與「質地控制」的鑰匙。

一球完美的冰淇淋，不只是冷凍的甜味，
而是化學與工藝之間的平衡藝術。

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📚 參考資料

蔡雲升（2005）〈結冷膠的特性及其在冰淇淋生產中的應用〉
《冷飲與速凍食品工業》，第11卷第4期，27–30頁

用科學拆解冰淇淋：從微觀結構看出美味的秘密

 

為什麼冰淇淋「滑順」又「好吃」？

你是否想過，一球冰淇淋的口感，其實是一場精密的科學實驗？
在顯微鏡下，它不是一團凍結的牛奶，而是一座由冰晶、脂肪球、氣泡與糖水構成的多層結構。

這篇由伊朗與加拿大食品研究團隊發表於 Food Analytical Methods 的論文，揭開冰淇淋的「微觀秘密」，並整理出能準確分析口感與結構的先進方法。

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🧊 冰淇淋是一座微觀城市

在科學家的眼中，冰淇淋有四個主要「世界」：

結構相	功能	尺寸範圍
冰晶相	形成立體骨架、帶來冰感	20–75 μm
脂肪球相	提供滑順與厚度	0.04–4 μm
氣泡相	製造輕盈口感與膨化率	30–150 μm
不凍結相	溶液層，控制黏度與融化速度	—

美味的冰淇淋，不是冰越多越好，而是冰越細越穩。
這些結構的穩定性，取決於膠體比例、脂肪分散、冷凍速度與氣泡含量。

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👃 香氣的化學：香草醛的氧化旅程

香草冰淇淋的靈魂是「香草醛」。
但儲藏時間一久，它會被氧化成「香草酸」，產生紙板般的異味。

科學家利用 固相微萃取（SPME）＋氣相層析質譜（GC–MS），
可以追蹤香氣化合物如 vanillin、vanillic acid、octenol 的變化，
協助評估產品的「香氣穩定性」。

👉 延伸應用：同樣技術已廣泛用於茶葉、咖啡、可可與乳品香氣品質控制。

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🧪 滑順的祕密：膠體與脂肪的平衡藝術

冰淇淋的「綿密口感」並非來自冰，而是來自穩定劑與乳化結構。
像黃原膠、刺槐豆膠、海藻酸鈉等水膠體能形成網絡，
減少冰晶生成並提升抗融性。

這些成分透過 甲醇解法＋高效液相層析（HPLC） 進行定量分析，
科學家可精確控制不同膠體間的協同效果，
讓冰淇淋既滑順又不黏膩。

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⚙️ 流變學：量化「口感」的科學儀器

使用流變儀（rheometer）可測出冰淇淋的彈性模量 G′ 與黏性模量 G″：

• G′ 高：結構緊實，口感厚重；

• G″ 高：黏度強，口感滑順。

透過這些數據，研發者可以預測：

• 哪種配方能在低溫保持細緻；

• 哪種氣泡結構能帶來「輕盈感」；

• 哪種乳化體系能讓冰淇淋融化後仍保形。

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🔬 微觀觀測：冰晶、氣泡與脂肪球的共舞

使用低溫光學顯微鏡（Cryo-Optical）或冷凍掃描電子顯微鏡（Cryo-SEM），
研究者得以觀察冰淇淋在 −25°C 下的微觀世界。

這些影像顯示：
冰晶越細、氣泡越均勻、脂肪球越分散，
冰淇淋的口感就越綿密、越不易融化。

每一球冰淇淋，其實是數十億個微粒完美平衡的結構工程。

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🦠 功能性冰淇淋：益生菌的新舞台

冰淇淋的中性 pH（約 6.5）與乳脂環境可保護益生菌免於冷凍死亡。
研究顯示，當活菌量超過 10⁷ CFU/g 時，
冰淇淋不僅美味，還具備腸道健康功效。

選擇合適的菌株與培養基（如 MRS-bile 或 MRS-vancomycin），
即可開發出「健康機能型冰淇淋」。

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📈 未來方向：讓「好吃」被科學定義

研究團隊預測，未來的冰品研發將結合：

• 顯微影像分析

• 流變數據

• 統計與機器學習模型

透過整合這些資訊，我們將能「預測」冰淇淋的質地與口感，
讓開發流程更高效、更科學化。

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🧭 結語：冰淇淋，其實是一門工程學

從香氣到口感，從冰晶到益生菌，
每一口冰淇淋都蘊含著物理、化學與微生物學的結晶。

這篇研究提醒我們：
冰淇淋的美味不只是感覺，而是結構設計與科學控制的成果。

所以下次當你舀起一球香草冰淇淋，
記得，那滑順的瞬間，其實是無數冰晶、脂肪球與氣泡的完美協奏。

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📚 參考文獻

Homayouni, A., et al. (2018). Advanced Analytical Methods in Ice Cream Characterization.
Food Analytical Methods, 11(8), 2195–2212. DOI: [10.1007/s12161-018-1292-0]

關鍵字：冰淇淋結構分析、食品科學、流變學、冰晶觀測、乳化穩定、冰品開發

冰淇淋與雪糕工藝筆記：從糯米糍到發酵優格冰淇淋（配方、膠體、設備、實作心得總整理）

前言

這篇文章整合了老前輩多年的冰品研發與生產經驗與網路討論精華撰寫，內容涵蓋糯米糍冰皮、豆類蛋白應用、穩定劑與膠體的搭配邏輯、工藝參數（乳化、均質、老化、凝凍、速凍）、設備配置、配方實例與大量實際案例。

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一、糯米糍冰品：從「點心思維」切入

定位與重點

• 糯米糍屬於「麻糬皮＋冷凍內餡」的組合產品，概念來自傳統中式點心。

• 外皮以糯米粉為主，重點在於：

  1. 防止冷凍後回生變硬。

  2. 降低糯米粉生味，避免掩蓋內餡（如冰淇淋）的香氣。

設備與發展

• 早期生產機台主要來自韓國與台灣，價格高、產能低；後續國內開始自行開發設備後，才普及於市場。

• 如今已有生產線能穩定製作「糯皮雪糕」、「糯米糍冰淇淋」等系列產品。

皮料建議

• 可選用益邦 DJ500 穩定劑。

• 單體搭配參考：刺槐豆膠 0.3‰、黃原膠 0.5‰、CMC 2.0‰、海藻酸鈉 1.5‰。

• 糯皮不含油脂，無需乳化劑。

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二、豆類在冰品中的應用：豆粉 vs. 大豆蛋白

風味與結構

• 大豆蛋白結構穩定但容易產生豆腥味。

• 冰淇淋的關鍵在「乳與油脂」比例，而非「是否含蛋或奶」。

使用建議

• 當奶粉價格波動時，可用豆粉部分替代。

• 建議添加量不超過 3%（約 20 公斤／噸），可提升結構與膨化率，同時保持細緻口感。

• 豆粉香氣較飽滿；分離蛋白因酸鹼處理易變性，常用於肉品或蛋白飲品，不建議主用於冰品。

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三、膠體與穩定劑：理解「稠度、黏度、凝膠與協同作用」

常用膠體特性

• 卡拉膠：具凝膠性、口感偏脆，能穩定蛋白質；常與魔芋膠或刺槐豆膠並用。

• 黃原膠：增黏佳，與刺槐豆膠有協同效果；過量會使口感變軟。

• CMC：增稠常用於夾心與乳化體系。

• 刺槐豆膠：提升咬感與彈性，價格高但穩定效果佳。

• 瓜爾豆膠：價格低廉但抗融性稍差。

• 海藻酸鈉：與明膠或其他膠體並用能增強抗融性。

結構關聯

• 拉絲感 取決於冰點與黏度。

• 咬勁 來自固形物比例與凝膠結構。

• 抗融性 則為膠體體系與冰點控制的綜合結果。

實務配方方向

• 杯冰：以刺槐豆膠為主，提升咬感。

• 棒冰：可用瓜爾豆膠為主，彈性好但稍欠抗融。

• 通用基礎組合：瓜爾豆膠＋CMC＋卡拉膠，再依需求微調黃原或刺槐。

💡 提醒：膠體表面數據不代表實際口感，需在相同批次原料與工藝下反覆比對。多數廠家會採用穩定劑公司的「復配方案」，以確保穩定性。

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四、糖的選擇：成本、固形物與冰點的三角關係

固形物貢獻

• 白砂糖、葡萄糖粉 ≈ 1.0

• 果葡糖漿、麥芽糖漿 ≈ 0.7

應用策略

• 提高漿類比例可改善結構與抗融，但會降低冰點。

• 可使用低聚麥芽糖調整甜度與冰點，但需實際測試乳糖穩定性。

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五、關鍵工藝：乳化、均質、老化、凝凍、速凍

乳化與油脂

• 棕櫚油氣味淡，可增加滑順感與厚度。

• 若冰淇淋出現冰渣，可添加 0.5‰ 單甘酯並重新均質。

均質條件

• 壓力 15–18 MPa，溫度不超過 70°C。

老化

• 從進入老化槽開始計時，2–6°C、至少 4 小時。

• 初期需持續攪拌，長時間可間歇運轉，生產前需重新混勻。

• 老化過久會導致黏度下降。

凝凍與速凍

• 膨化率約為固形物含量的 2.5 倍。

• 使用 氯化鈣溶液 作載冷劑，溫度約 -30°C 效果最佳。

• -18°C 為慢凍區，冰晶較粗。

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六、配方範例（多層級參考）

--- 供研發思路使用，實際需依原料特性與設備調整。---

A. 平價甜筒（料價約 1900 元／噸）

白砂糖140、麥芽糖漿75、豆粉10、澱粉15、麥芽糊精50、棕櫚油15、糯米粉5
明膠2.0、單甘酯2.0、聚甘油酯0.8
瓜爾豆膠1.5、黃原膠0.5、CMC1.2、卡拉膠0.2、刺槐豆膠0.2

B. 棒／杯通用（中價位）

白砂糖125、葡萄糖漿75、全脂奶粉25、脫鹽乳清粉12.5、糊精25
棕櫚油30、人造奶油15
單甘酯1.8、三聚甘油酯0.5
瓜爾豆膠1.8、CMC1.2、黃原膠0.4、卡拉膠0.25

C. 清爽型（類「大板」）

白砂糖130、麥芽糖漿60、全脂奶粉50、麥芽糊精50
棕櫚油30、奶油15、椰子油15
雞蛋30、明膠1.2、海藻酸鈉1.0、CMC0.2

D. 優格冰淇淋（調配型）

白砂糖100、麥芽糖漿150、全脂奶粉20、脫脂奶粉20、麥芽糊精25
椰子油25、棕櫚油25、人造奶油10
瓜爾豆膠1.8、CMC1.5、黃原膠0.5
乳酸2.6、檸檬酸0.5、檸檬酸鈉0.3

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七、小型產線設備配置

• 電磁爐（加熱）

• 老化槽（冷卻與保溫）

• 均質機（例：東華型）

• 凝凍機（例：海椰 50L）

• 鹽水槽（棒冰成型）

• 速凍櫃、冰箱

• 封口機（可視包裝需求）

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八、常見問題與解法

冰淇淋不夠滑、有冰渣
→ 固形物不足、膠體太低。補糖與奶粉，膠體總量約 0.4–0.6%。

膨化率過高導致蜂窩孔或油水分離
→ 檢查凝凍機刮刀與氣壓設定，調整乳化配比與老化時間。

棒冰氣孔多
→ 出料溫度過低或膨化率過高，建議降低膨化率。

高脂配方結塊、不化口
→ 冰點過高，糖比例不足。可增麥芽糖漿、減奶油。

乳糖析出（砂感）
→ 需從配方端降低乳清粉或脫脂奶粉比例。

磷酸鹽改善冰晶原因
→ 其可螯合鈣離子、細化冰晶並提升抗融。

植脂末遇酸沉澱
→ 酪蛋白型植脂末會在酸性環境沉澱，建議改用變性澱粉型。

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九、香氣與風味：合適最重要

• 香氣選擇以「適合產品基底」為首要考量。

• 盲測多品牌，確認風味平衡度。

• 平價品可用奶香粉壓豆味或澱粉味，高端產品則追求天然乳香。

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十、優格冰淇淋的兩條路

• 調配型：以乳酸或優格濃縮液調整酸味與香氣，穩定度高。

• 全發酵型：雖可行，但酸度難控、粉感重、成本高，適合少量特製產品。

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結語：從「數據正確」到「真正好吃」

冰品研發的核心流程是：

1. 先確定目標口感（綿密、輕盈、咬勁、拉絲感）。

2. 依風味需求選擇糖類、脂肪與乳固體比例。

3. 透過乳化、均質、老化與速凍工藝完成最終質地。

願你的下一批冰淇淋 —— 氣孔細緻、膨化穩定、入口即化。

饅頭的科學：4個顛覆你認知的隱藏版知識

 饅頭，是華人飲食文化中最熟悉、最樸實的主食之一。傳統上，它僅由麵粉、水和酵母三種簡單原料製成，給人一種溫暖、純粹的印象。從早餐餐桌到街邊小吃，這顆白胖鬆軟的麵點，承載著無數人的日常記憶。

然而，這份簡單的背後，藏著一個悖論：為什麼頂級麵包師追求的高筋麵粉，卻是製作北方饅頭的大忌？為什麼營養價值極高的小麥胚芽，在工廠中被視為廢料？答案就藏在複雜且往往違反直覺的食品科學中。一顆完美饅頭的誕生，並非僅靠經驗，而是精準的科學原理在麵糰中悄然作用的結果。

本文將為您揭開四個從饅頭研究中得出的、最令人驚訝的科學知識。讀完之後，您看待這款日常食物的眼光將從此不同。

1. 蛋白質的悖論：為什麼頂級饅頭不用高筋麵粉？

在烘焙世界裡，一個普遍的觀念是「高筋麵粉等於好口感」，因為其高蛋白質含量能形成強韌的麵筋網絡，為麵包帶來嚼勁。然而，這個規則在製作北方饅頭時卻完全不適用。事實上，蛋白質含量過低也會出問題，例如研究發現，使用僅7%蛋白質的麵粉製作叉燒包，會因麵筋無法有效鎖住水分而產生黏牙的口感。

研究明確指出，最適合製作北方饅頭的麵粉，其蛋白質含量有一個非常精準的區間。這不僅關乎蛋白質的「量」，更關乎其「質」。麵粉中麥穀蛋白（glutenin）與醇溶蛋白（gliadin）的比例等細微組成，才是決定最終質地的關鍵。過高的蛋白質含量，尤其是特定蛋白質亞基的失衡，反而會破壞饅頭應有的細膩口感。

10-11％的蛋白質含量為適合北方饅頭生產，過高或過低的蛋白質含量造成表面粗糙與不良的口感。

這個發現挑戰了「高筋＝高級」的普遍假設，證明了在食品科學中，沒有絕對的優劣，只有最適合的選擇。

2. 營養的矛盾：被大量丟棄的超級食物「小麥胚芽」

小麥胚芽（Wheat Germ）是小麥的營養精華，富含抗氧化劑、有益的不飽和脂肪酸以及比雞蛋更優質的必需胺基酸，堪稱「超級食物」。然而，一個驚人的事實是，在全球的麵粉研磨過程中，它卻因為對加工品質有著不利的影響而被大量地丟棄。

將小麥胚芽添加回麵粉中，會從三個層面削弱麵筋網絡的結構：首先，其較大的顆粒會「物理性」地撕裂麵筋；其次，胚芽中的不飽和脂肪會「化學性」地干擾麵筋鍵結；最後，胚芽內含的穀胱甘肽等酵素，更會「生物性」地主動分解蛋白質結構。這一連串的破壞，導致饅頭保氣性降低、體積縮小，口感也變得更硬、更密實。研究顯示，添加量在6%是感官接受度的上限，一旦超過9%，其深色外觀、堅硬質地與過重風味便不被消費者推薦。

據估計，世界每年丟棄小麥胚芽是高達2500萬噸。

小麥胚芽的案例，完美揭示了現代食品工業在追求營養價值與維持理想口感、加工穩定性之間存在的巨大權衡與挑戰。

3. 老麵的魔力：不只為了風味的古老智慧

提到老麵（或稱酸麵糰），許多人首先想到的是它賦予饅頭的獨特發酵風味。然而，這種古老的技藝遠不止是為了調味，其背後蘊含著深刻的科學功能，是一種天然且高效的麵糰改良劑。

老麵在麵糰中扮演著多重角色，其科學益處包括：

• 延緩老化 (Delays Staling): 能有效減緩饅頭變乾、變硬的過程。

• 增長貨架期 (Extends Shelf-Life): 具有天然的抑菌效果，能延長保存期限。

• 產生有益成分 (Creates Beneficial Compounds): 在發酵過程中能生成對人體有益的物質。

當然，要駕馭老麵的魔力，需要精準的技術，例如透過「兌鹼」來中和酸味並增強麵筋。同時，使用上也有其極限：研究警告，若老麵添加量超過30%，效果將會適得其反，過度弱化麵筋並導致蛋白質降解，反而破壞了饅頭的結構。

老麵的智慧，是老祖宗傳承下來的「生物科技」，巧妙地利用微生物，集天然的麵糰調節、風味增強與保鮮功能於一身。

4. 「破損澱粉」的逆襲：名字難聽卻是成敗關鍵

「破損澱粉」（Damaged Starch）這個名詞聽起來就像是麵粉中的缺陷，讓人聯想到品質不佳。然而在饅頭科學中，適量的「破損」非但不是壞事，反而是成就完美口感的關鍵因素。

這裡的「破損」指的是在研磨過程中，部分澱粉顆粒的物理結構受到破壞。這些受損的澱粉粒擁有幾個對麵糰極為有利的特性：它們具有較高的吸水性，更容易凝膠化，也更容易被水解，從而為酵母提供了現成的養分來源。您可以將破損澱粉想像成預先劈好的「小木柴」，而完整的澱粉則是「大木頭」。酵母這團「火焰」能更輕易地燃燒小木柴，從而獲得快速且充足的能量，讓麵糰發酵得更旺盛。

此外，破損澱粉還能提高麵糰的延展性。這些特性共同作用，最終有助於形成饅頭更佳的內部結構與質地。這個例子告訴我們，在食品科學的領域，技術術語有時可能會產生誤導，一個聽起來像是缺陷的特性，實際上可能正是通往成功的秘密。

Conclusion: A New Appreciation for the Humble Bun

從蛋白質的精準要求，到小麥胚芽的營養悖論；從老麵的生物科技，到破損澱粉的逆襲，我們可以看到，一顆看似簡單的饅頭，實則是一個複雜科學作用下的產物。這些知識不僅顛覆了我們的刻板印象，也讓我們對日常食物多了一份敬畏。

下次當您撕開一顆熱氣騰騰的饅頭，感受那份純粹的麥香時，或許也能品味到其中蘊藏的、關於蛋白質、營養與古老智慧的科學之美。