超細(xì)大豆皮膳食纖維在面包中的應(yīng)用

滿永剛

（九三集團(tuán)天津大豆科技有限公司，天津300461）

超細(xì)大豆皮膳食纖維在面包中的應(yīng)用

滿永剛

（九三集團(tuán)天津大豆科技有限公司，天津300461）

以工廠制取大豆油所得副產(chǎn)物大豆皮為研究對象，采取酶堿結(jié)合法提取大豆皮水不溶性膳食纖維，并對其進(jìn)行粉碎改性處理，考查其改性處理所得到的膳食纖維細(xì)粉加入到制作高膳食纖維面包的可行性。通過單因素試驗結(jié)合正交試驗分析大豆皮水不溶性膳食纖維細(xì)粉對面包感官特性的影響，結(jié)果表明膳食纖維面包的最優(yōu)配方為大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量7%，VC添加量170 mg/kg，DATEM添加量20 g/kg，木聚糖酶添加量6 000 U/kg；在此條件下進(jìn)行加工的膳食纖維面包口感和保健作用較好，且各項理化指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

超微粉碎；大豆皮膳食纖維；高膳食纖維面包

0 引言

隨著生活水平的顯著提高，人們從飲食攝入高糖、高脂肪類食物的比例明顯增加，一些文明病，如高血壓、冠心病、糖尿病等開始嚴(yán)重威脅人類的健康。由于膳食纖維的大分子結(jié)構(gòu)賦予其高持水性、吸附作用等一些獨(dú)特的物化特性，所以膳食纖維具有降低血清膽固醇、預(yù)防結(jié)腸癌、糖尿病等文明病的生理功能[1-3]。如今，越來越多的消費(fèi)者開始關(guān)注飲食的健康化，更多傾向于粗糧及富含膳食纖維類的食品[4-5]。在國外，富含膳食纖維的面包占據(jù)市場較大份額；但是在國內(nèi)，由于人們在口感和生活習(xí)慣等方面的差異，使膳食纖維面包的口感較粗糙而失去一部分市場份額。目前，國內(nèi)市場上的膳食纖維面包基本上是選小麥麩皮作為其來源，但是因其本身的粒徑較大、顏色較深等特點(diǎn)，制成的面包口感粗糙、顏色發(fā)黃。選用大豆皮膳食纖維細(xì)粉作為輔料添加入到面包中就不會有明顯的顆粒感，后續(xù)處理使其粒徑更接近于面粉，并且物化特性較好，因此更有優(yōu)勢制作成膳食纖維面包。但是，無論哪種膳食纖維細(xì)粉加入到面包中，都會影響其面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。此時，需要通過添加乳化劑、酶制劑等進(jìn)行調(diào)節(jié)，在一定程度上進(jìn)行改善其品質(zhì)，從而達(dá)到消費(fèi)者較滿意的感官品質(zhì)。因此，試驗以面包作為對象，通過添加膳食纖維細(xì)粉和相關(guān)的酶制劑、乳化劑后觀察面包面團(tuán)、質(zhì)構(gòu)、口感等影響，以期開發(fā)出一種人們口感滿意并富含膳食纖維的、具有保健功能的面包。

1 材料與方法

1.1 主要材料

大豆皮膳食纖維，酶法結(jié)合堿法制備；金像牌面包粉，南順集團(tuán)提供；大豆皮膳食纖維IDF-c和IDF-d，實驗室自制；白砂糖，太古糖業(yè)有限公司提供；高活性酵母、好搭檔面包改良劑，安琪酵母股份有限公司提供；鮮雞蛋，購于九區(qū)批發(fā)市場；VC、木聚糖酶（酶活5 000 U/g），諾維信有限公司提供；DATEM，鄭州奧尼有限公司提供。

1.2 主要設(shè)備

QYF-50型氣流粉碎機(jī)，昆山市密友集團(tuán)產(chǎn)品；打粉機(jī)、醒發(fā)箱，珠海三麥機(jī)械有限公司產(chǎn)品；烤箱，新麥機(jī)械無錫有限公司產(chǎn)品。

2 試驗方案

2.1 面包制作的方法

2.1.1 基本配方

高筋面粉1 000 g，白砂糖150 g，食鹽8 g，酵母粉10 g，雞蛋80 g，水500 g，黃油80 g。

2.1.2 工藝流程

原料預(yù)處理、稱質(zhì)量→面團(tuán)攪拌→成型→醒發(fā)→烘烤→冷卻→成品。

2.1.3 操作要點(diǎn)

（1）原料預(yù)處理。將膳食纖維細(xì)粉IDF-d按比例與面粉混合均勻后，過篩備用。

（2）面團(tuán)調(diào)制。將高筋面粉加雞蛋、水，攪打至光滑面團(tuán)，再加入黃油繼續(xù)攪拌至再次形成光滑面團(tuán)，以能拉出透明的膜狀結(jié)構(gòu)為止。

（3）面團(tuán)的基本發(fā)酵。在25℃，相對濕度60%的條件下發(fā)酵30 min。

（4）成型。將面團(tuán)整形后，切割成450 g的小面團(tuán)。

（5）醒發(fā)。在37℃，相對濕度85%的條件下進(jìn)行發(fā)酵60 min。

（6）烘烤。保持爐內(nèi)溫度為210℃，烘烤時間為32 min。

（7）冷卻。在室溫下將面包冷卻至中心溫度為32℃左右。

2.1.4 大豆皮膳食纖維細(xì)粉的制作

稱取一定量大豆皮，45℃溫水浸泡2次，烘干粉碎，過40目。按1∶25（g/mL）的比例加蒸餾水，攪拌并振蕩至樣品完全分散后，加入50 μL/g蛋白酶液混勻，調(diào)節(jié)pH值為7.0，50℃水浴恒溫振蕩器中反應(yīng)2.5 h，反應(yīng)完畢后以轉(zhuǎn)速7 000 r/min離心10 min，棄上清液，再用4%的NaOH堿解0.5 h后，清水沖洗至中性，沉淀干燥，粉碎過80目篩，將大豆皮膳食纖維在頻率250 Hz處理參數(shù)條件下進(jìn)行氣流粉碎，得到大豆皮膳食纖維細(xì)粉[6]。

2.2 試驗設(shè)計

將大豆皮膳食纖維細(xì)粉以0，3%，5%，7%，9%的添加量加入到面包的基本配方中，確定其最適添加量后，改變其VC，DATEM和木聚糖酶的添加比例來控制其制成面包的感官特性，并測定成品面包的高度、膨脹率、焙烤損失、水分等指標(biāo)。

2.2.1 大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量對面包特性的影響

分別按照0，3%，5%，7%，9%的大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量替換等量的高筋面粉，并加入面包的基本配方中，采用之前的工藝制作面包，測定其面包特性；每組做3次重復(fù)試驗，取平均值。確定其最適添加量后，將VC，DATEM和木聚糖酶面包特性改良劑加入基本配方，進(jìn)行面包特性改良優(yōu)化試驗。

2.2.2 大豆皮膳食纖維面包的配方優(yōu)化單因素試驗

（1）VC添加量對面包特性的影響。按照7%的大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量替換等量的高筋面粉，稱取總量為1 000 g；分別采取VC添加量130，150，170，190，210 mg/kg，DATEM 15 g/kg，木聚糖酶4 000 U/g加入基本配方后，采用之前的工藝制作面包，測定其面包特性。每組做3次重復(fù)試驗，取平均值。

（2）DATEM添加量對面包特性的影響。按照7%的大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量替換等量的高筋面粉，稱取總量為1 000 g；分別采取DATEM添加量10，15，20，25，30 g/kg，VC 170 mg/kg，木聚糖酶4 000 U/g加入基本配方后，采用之前的工藝制作面包，測定其面包特性。每組做3次重復(fù)試驗，取平均值。

（3）木聚糖酶添加量對面包特性的影響。按照7%的大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量替換等量的高筋面粉，稱取總量為1 000 g；分別采取木聚糖酶添加量2 000，4 000，6 000，8 000，10 000 U/kg，VC 170 mg/kg，DATEM 15 g/kg加入基本配方后，采用之前的工藝制作面包，測定其面包特性。每組做3次重復(fù)試驗，取平均值。

2.2.3 膳食纖維面包的感官評價標(biāo)準(zhǔn)

參照GB/T 16411—2007糧油檢驗小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗直接發(fā)酵法設(shè)計感官評定表，每次評定由每個評定人員單獨(dú)進(jìn)行，相互不允許交流，樣品評定之間用30℃溫水漱口。評定者采用100分制的評分系統(tǒng)。

面包烘培品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1面包烘培品質(zhì)評價標(biāo)準(zhǔn)

2.2.4 膳食纖維面包的配方優(yōu)化正交試驗設(shè)計

根據(jù)以上單因素結(jié)合感官評價試驗結(jié)果，采用三因素三水平正交試驗。

2.2.5 膳食纖維面包的相關(guān)特性測定

（1）面包比容的測定。取5 000 mL燒杯用小米填滿后，搖實刮平，將其倒入量筒測量體積為V1；取面包塊樣品，稱質(zhì)量，放入燒杯后，加小米填滿，搖實刮平，取出面包后，量取小米的體積為V2，計算面包比容。

面包比容公式為：

（2）水分的測定。采用GB/T 5009.3—2000國標(biāo)法進(jìn)行測定。

（3）酸度的測定。準(zhǔn)確稱取面包內(nèi)芯25 g，精確到0.1 g，加入無二氧化碳蒸餾水60 mL，用玻璃棒搗碎，移入250 mL容量瓶中，定容至刻度，搖勻。靜置10 min后，再振搖2 min，靜置10 min，過濾，取濾液25 mL倒入錐形瓶中，加2～3滴酚酞指示劑，用0.01 mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至微紅色30 s不褪色，記錄消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，同時用蒸餾水做空白試驗[7]。

式中：C——?dú)溲趸c標(biāo)準(zhǔn)溶液的實際濃度，mol/L；

V1——滴定消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V2——空白試驗消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

m——樣品質(zhì)量，g。（4）膳食纖維面包的衛(wèi)生要求檢測。采用國標(biāo)法GB/T 7099—2015進(jìn)行檢測其相關(guān)衛(wèi)生指標(biāo)。

3 膳食纖維面包的配方優(yōu)化試驗結(jié)果與討論

3.1 大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量對面包感官品質(zhì)的影響結(jié)果

不同大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量對面包感官品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 不同大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，隨著大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量的增加，整體總感官評分和口感評分先緩慢降低，總感官評分比口感評分下降的幅度稍大，當(dāng)添加量超過7%時二者都急劇降低，并且和未添加大豆皮膳食纖維細(xì)粉的面包相比，口感和外觀均有明顯差距。隨著其添加量的增大，面包的體積均有所減小，外形變差，面包內(nèi)芯色澤由白色逐漸變黃，表面光滑性降低，彈性變差，紋理結(jié)構(gòu)變差，并且當(dāng)添加量超過7%時外觀品質(zhì)急劇降低。口感方面低添加量時稍微有粗糙感，當(dāng)添加量超過7%時，口感粗糙有砂礫感，彈性咀嚼性均明顯下降，整體口感接受度較低。這可能是因為大豆皮膳食纖維細(xì)粉的加入會影響面筋網(wǎng)絡(luò)組織狀態(tài)的形成，對其有一定的稀釋作用，從而造成成品高度降低、膨脹率下降。這也說明了大豆皮膳食纖維對面包的膨脹率、面團(tuán)的延展性、彈性和操作性能均有所影響，并且對面筋有一定的破壞作用。膳食纖維不易糊化和被酶降解，在面包中只能以一種填充物的形式存在，這也導(dǎo)致了面包的咀嚼性、彈性下降[8]，所以在小劑量的添加時，口感下降較緩慢，當(dāng)超過一定程度，影響整個面包組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時，口感不再能被消費(fèi)者接受。因此，考慮到膳食纖維的保健作用和口感接受度等方面，選擇大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量7%進(jìn)行后續(xù)膳食纖維面包的特性改良優(yōu)化試驗。

3.2 大豆皮膳食纖維面包的配方優(yōu)化單因素試驗結(jié)果

3.2.1 VC添加量對面包感官品質(zhì)的影響結(jié)果

不同VC添加量對面包感官品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 不同VC添加量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，隨著VC添加量的增加，總感官評分和分感官評分逐漸升高，當(dāng)添加量超過170 mg/kg時，不再有顯著改變，反而有些稍微下降。面包制作中添加抗氧化劑的作用是改善面團(tuán)的操作性能，降低其黏性，增強(qiáng)其面團(tuán)筋力和持氣能力，從而改善面包的感官特性。在面包中使面團(tuán)具有內(nèi)聚力并且富有彈性和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的是面筋，而面筋蛋白中的含硫氨基酸是形成其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。通常在面筋蛋白中主要是以氧化型的二硫鍵存在，但是在面團(tuán)發(fā)酵的過程中會產(chǎn)生大量氣體，從而使面筋膨脹，造成分子間的二硫鍵斷裂，形成巰基后面筋分子延伸，表現(xiàn)為面包持氣性降低、彈性下降、面包體積變小、口感變差。而VC本身是還原劑，它在面團(tuán)中會先受到氧化酶的作用變成脫氫VC，然后在面團(tuán)里起氧化作用，為其斷裂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)提供新的鍵合，使面筋強(qiáng)度更強(qiáng)、保氣能力更大、面包網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更細(xì)膩均勻，從而彌補(bǔ)了大豆皮膳食纖維細(xì)粉加入面粉中對其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)造成的負(fù)影響。但是，當(dāng)抗氧化劑超過一定限值時，會使面筋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)太緊密、筋力過強(qiáng)，從而影響后續(xù)面包發(fā)酵，造成面包芯發(fā)硬、彈性降低，影響其感官特性。因此，選擇VC添加量150，170，190 mg/kg為正交試驗的因素水平。

3.2.2 DATEM添加量對面包感官品質(zhì)的影響結(jié)果

不同DATEM添加量對面包感官品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 不同DATEM添加量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，DATEM作為一種乳化劑添加到配方中對面包的感官和口感都起到了明顯的改善作用，并且隨著添加量的逐漸增大，總感官評分和口感評分都是先顯著升高，當(dāng)添加量超過20 g/kg后稍有下降。DATEM的加入使面包的硬度下降、比容增大，增強(qiáng)了其表面光澤和彈性及黏聚性。乳化劑作為一種多功能的表面活性劑，一般添加到焙烤食品中，起到促進(jìn)乳化作用。乳化劑含有極性親水基和極性親油基2個基團(tuán)，其親水基團(tuán)可以和面粉中麥膠蛋白結(jié)合，親油基團(tuán)與麥谷蛋白結(jié)合，從而形成大分子結(jié)構(gòu)的面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)骨架，增強(qiáng)面筋的網(wǎng)絡(luò)和筋力，改進(jìn)其面團(tuán)的耐揉、耐加工性和網(wǎng)絡(luò)持氣能力，從而達(dá)到改善其口感和感官的作用[9]。因此，選擇DATEM添加量15，20，25 g/kg為正交試驗的因素水平。

3.2.3 木聚糖酶添加量對面包感官品質(zhì)的影響結(jié)果

不同木聚糖酶添加量對面包感官品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 不同木聚糖酶添加量對面包感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，隨著木聚糖酶添加量的增大，面包的感官評分先升高后下降。通過品評人員的反饋可知，加入木聚糖酶后口感方面的區(qū)別主要在于硬度。在添加量低于6 000 U/kg時，面團(tuán)硬度逐漸減小，表面變光滑且富有彈性，發(fā)酵后面團(tuán)體積增加明顯，面包組織細(xì)膩、氣孔較均勻，口感逐漸變好，品嘗時口感松軟且有彈性；當(dāng)超過添加量6 000 U/kg時，面團(tuán)硬度反而逐漸增大并且彈性變小，面包芯顏色發(fā)黃，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)孔隙變大且不均一，口感粗糙且有黏性。這可能是因為加入的水不溶性膳食纖維含有較大量水不溶性阿拉伯木聚糖，而木聚糖酶可以使原料中的水不溶性阿拉伯木聚糖轉(zhuǎn)化成可溶性阿拉伯木聚糖，從而增加了面團(tuán)的黏度，降低了水不溶性阿拉伯糖的交聯(lián)度，使其溶脹進(jìn)而吸收更多的水分。但是當(dāng)木聚糖酶加入量過高時，會造成水解過度，導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)黏不易成型，影響發(fā)酵和產(chǎn)氣，造成面包品質(zhì)下降[10]。因此，選擇木聚糖酶添加量4 000，6 000，8 000 U/kg為正交試驗的因素水平。

3.3 大豆皮膳食纖維面包的配方優(yōu)化正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析

根據(jù)以上單因素試驗結(jié)果，采用三因素三水平L9（34）進(jìn)行正交試驗。

L9（34）大豆皮膳食纖維面包正交試驗因素與水平設(shè)計見表2，大豆皮膳食纖維面包正交試驗結(jié)果見表3。

表2L9（34）大豆皮膳食纖維面包正交試驗因素與水平設(shè)計

表3大豆皮膳食纖維面包正交試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗可以確定因素三水平正交試驗，根據(jù)正交試驗因素表對各組進(jìn)行評分。

試驗采取感官評定直觀分析法，對各因素水平的極差進(jìn)行分析，得到的各因素對試驗影響因素大小的順序為VC添加量＞DATEM添加量＞木聚糖酶添加量。由此可確定優(yōu)化后的工藝參數(shù)為A2B2C2，即VC添加量170 mg/kg，木聚糖酶添加量20 g/kg，DATEM添加量6 000 U/kg。按照正交試驗分析得出的優(yōu)化工藝進(jìn)行驗證試驗，得到總感官評分為83分，幾乎與未添加的面包感官評分一致，在此配方下的大豆皮膳食纖維面包口感較好、質(zhì)地均勻，組織狀態(tài)較好，整體感官評價較好。

3.4 大豆皮膳食纖維面包的理化指標(biāo)檢測結(jié)果與分析大豆皮膳食纖維面包的指標(biāo)測定結(jié)果見表4。

表4大豆皮膳食纖維面包的指標(biāo)測定結(jié)果

由表4可知，大豆皮膳食纖維面包的各項指標(biāo)均符合面包國家標(biāo)準(zhǔn)，并和市售面包的測定結(jié)果相接近，可以進(jìn)行企業(yè)生產(chǎn)和銷售，具有實際生產(chǎn)意義。

4 結(jié)語

通過單因素結(jié)合正交試驗分析大豆皮膳食纖維細(xì)粉對面包感官特性的影響，結(jié)果確定大豆皮膳食纖維面包的最優(yōu)配方為大豆皮膳食纖維細(xì)粉添加量7%，VC添加量170 mg/kg，DATEM添加量20 g/kg，木聚糖酶添加量6 000 U/kg。在此條件下加工的膳食纖維面包口感和保健較好，且各項理化指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

[1]扈曉杰.巖藻黃素和豆渣膳食纖維對肥胖的預(yù)防作用及其機(jī)理研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2013.

[2]劉楠，孫永，李月欣，等.膳食纖維的理化性質(zhì)、生理功能及其應(yīng)用[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2015：10-13.

[3]Ramasamy U R，Gruppen H，Kabel M A.Water-holding capacity of soluble and insoluble polysaccharides in pressed potato fibre[J].Ind Crop Prod，2015，64：242-250.

[4]于麗娜，楊慶利，張初署.花生膳食纖維的研究開發(fā)與應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技，2010（3）：376-380.

[5]孫元琳，陜方，趙立平.谷物膳食纖維——戊聚糖與腸道菌群調(diào)節(jié)研究進(jìn)展[J].食品科學(xué)，2012（9）：326-330.

[6]滿永剛，郭增旺，張麗萍.超細(xì)粉碎大豆皮水不溶性膳食纖維理化特性的研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2015（10）：18-19.

[7]王宇鴻，梁青，郭利芳，等.佛手瓜全粉面包的研制[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械，2013（6）：69-72.

[8]楊遠(yuǎn)通.獼猴桃渣膳食纖維改性及其應(yīng)用研究[D].長沙：中南林業(yè)科技大學(xué)，2011.

[9]孟嬌.物理改性雜糧對雜糧粉粉質(zhì)特性及饅頭品質(zhì)的影響[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2015.

[10]姚佳，賈健斌，靳秔.大米面包制作及其感官品質(zhì)研究[J].食品科技，2015，40（7）：169-172.◇

Application of Ultra-fine Pulverized Soybean Meal Dietary Fiber in Bread

MAN Yonggang
（Tianjin Soytech Compary Ltd.，Jiusan Group，Tianjin 300461，China）

In this work，soybean husk is used as the by-product of soybean oil extraction.The insoluble dietary fiber of soybean skin is extracted by enzyme-alkali binding method，and the superfine comminution modification is carried out.In order to investigate the feasibility of the addition of dietary fiber powder into the production of high dietary fiber bread.Through the combination of single factor and orthogonal test，the effect of water insoluble dietary fiber on the sensory characteristics of bread is analyzed.The optimal formula of dietary fiber bread is determined as follows：dietary fiber powder is 7%and VC 170 mg/kg，DATEM 20 g/kg，and xylanase 6 000 U/kg.In this condition，the taste and health of the processed food fiber is good，and the physical and chemical indexes are in line with the national standard.

ultra micro grinding；soybean hull dietary fiber；high dietary fiber bread

TS213

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.05.009

1671-9646（2017）05a-0027-05

2017-05-06

滿永剛（1981—），男，碩士，助理工程師，研究方向為食品科學(xué)。