麥麩膳食纖維對面團(tuán)特性影響的研究進(jìn)展

◎ 張 昂

（濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 濮陽 457001）

小麥制粉的過程中會產(chǎn)生很多副產(chǎn)品，其中麥麩就是重要的副產(chǎn)品之一。由于價格比較低廉，且受到相關(guān)技術(shù)和工藝的限制，麥麩大多應(yīng)用在飼料或是釀造行業(yè)，在開發(fā)一些新型納米材料或是生物質(zhì)材料的過程中也會使用麥麩。有多種技術(shù)都能夠從麥麩中提取膳食纖維，所以更多的人開始致力于研究在面團(tuán)中增加麥麩膳食纖維以及如何提高含有麥麩膳食纖維面制品的營養(yǎng)等。

1 麥麩膳食纖維及其提取方法

膳食纖維又被稱作第七大營養(yǎng)素，除了能夠在一定程度上預(yù)防心臟病、肥胖癥等疾病，還能夠?qū)κ称返纳珴?、風(fēng)味等方面產(chǎn)生一定的影響。麥麩膳食纖維是一種從小麥麩皮中提取出的膳食纖維，其中含有大量的阿拉伯木聚糖。

按照溶解性不同，麥麩膳食纖維分為可溶性和不可溶性兩種類型。二者提取原理基本相同，只是在工藝條件和具體手段上有一定的區(qū)別?？扇苄喳滬熒攀忱w維主要采取物理法、微生物發(fā)酵法等方式[1]：物理法包括浸提法、微粉處理法等傳統(tǒng)方式和高壓、微波輔助等新興技術(shù)手段；微生物發(fā)酵法主要利用微生物的發(fā)酵進(jìn)行降解。不可溶麥麩膳食纖維提取方法主要有化學(xué)法、生物法[1]：化學(xué)法包含硫酸酯化、乙?；?、羧甲基化等；生物法包含酶法和酵法。因為價格低廉、提取效率高，化學(xué)法應(yīng)用的較生物法更為廣泛。但由于化學(xué)法使用的一些化學(xué)試劑在某種程度上會破壞膳食纖維的結(jié)構(gòu)，甚至?xí)淖兩攀忱w維的物化性質(zhì)從而影響活性，人們在采取化學(xué)法進(jìn)行提取的過程中，更傾向于選擇中性洗滌劑法，這種方式的提取效率比較高，產(chǎn)出的品質(zhì)也比較好。

2 麥麩膳食纖維對面團(tuán)特性的影響

2.1 對面團(tuán)品質(zhì)的影響

面團(tuán)調(diào)制是指將面粉和水按照一定的比例混合，之后不斷活、揉，最終醒發(fā)、成型得到面團(tuán)。正常的面團(tuán)中會含有大量的孔洞，這些孔洞中分布著均勻的空氣。

在小麥中含有一種比較特殊的面筋蛋白，如果面粉與水相遇，則面筋蛋白也會接觸水，內(nèi)部的各分子就會出現(xiàn)相互作用，從而排列成新的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

在水的作用下，面團(tuán)能夠逐步發(fā)脹、粘結(jié)，面筋網(wǎng)絡(luò)也會變得更加密集。受外力的作用，面團(tuán)中的二硫鍵和其他分子會重新建立起新的結(jié)構(gòu)。相關(guān)研究人員認(rèn)為，和面、發(fā)酵和蒸煮的每一個環(huán)節(jié)都會改變面團(tuán)流變學(xué)特性。

麥麩膳食纖維中，有90%為不溶性膳食纖維，還有10%為可溶性膳食纖維。這兩者的結(jié)構(gòu)、物化特性都有很大的不同之處，所以應(yīng)當(dāng)一一討論。

研究人員通過實驗發(fā)現(xiàn)，在調(diào)制面團(tuán)的過程中加入不溶性的膳食纖維后，無法與小麥粉和水結(jié)合在一起，導(dǎo)致面團(tuán)表面有泛黃的情況，這會給面制品的色澤產(chǎn)生比較大的影響。比如，在制作面包面團(tuán)的過程中加入3%的不可溶麥麩膳食纖維，制作出的面包和普通的面包相比質(zhì)感更硬、體積更小、彈性更低，可能是因為面筋的發(fā)育受到了影響[2]。因此研究人員嘗試對不可溶的麥麩膳食纖維進(jìn)行脫色處理，希望能夠減少對面制品色澤產(chǎn)生的影響；還嘗試著對膳食纖維進(jìn)行改性處理，希望能夠?qū)Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，解決面包比較硬的問題。但就當(dāng)前的情況來看，無論是脫色技術(shù)還是改性工藝都存在著一些不足，需要不斷的進(jìn)行完善。

雖然小麥中的可溶性膳食纖維含量較少，但是其水合能力、膨脹能力都比較強(qiáng)，能夠吸附并保留大量的水、礦物質(zhì)等，因此能夠很好地和面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)融合在一起，提升面團(tuán)的質(zhì)量。相關(guān)研究人員[3]認(rèn)為，在面團(tuán)中添加適量的可溶性膳食纖維，能夠讓面團(tuán)的伸長率得以提升，提高面團(tuán)的穩(wěn)定性，改善面團(tuán)的粘彈性，還能夠防止面團(tuán)過硬問題的發(fā)生。并且由于這種可溶性膳食纖維的自身聚集效應(yīng)比較強(qiáng)，所以不會和蛋白質(zhì)產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，但當(dāng)添加的濃度過高，更加強(qiáng)烈的自身聚集行為也會對面筋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生較大的影響。因此，為了讓可溶性膳食纖維更加穩(wěn)定并有效降低分子量，有研究人員利用發(fā)酵技術(shù)減少其對面團(tuán)產(chǎn)生的不利影響。

2.2 對面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

麥麩膳食纖維的結(jié)構(gòu)比較特殊，在與面團(tuán)結(jié)合的過程中會影響到面團(tuán)的流變學(xué)特性。由于研究人員選擇的小麥種類不同、測定方法不同以及添加的麥麩膳食纖維含量和特性不同，得出的結(jié)論也有很大的不同。有相關(guān)研究人員發(fā)現(xiàn)[4]，在面團(tuán)中添加麥麩膳食纖維很有可能會降低面團(tuán)的機(jī)械能，改變其熱機(jī)械學(xué)特性，這是因為面團(tuán)中的蛋白結(jié)構(gòu)受到了影響：面團(tuán)中加入一定的麥麩膳食纖維后，面團(tuán)所含的高分子谷蛋白（谷蛋白大聚體）會減少，而醇溶蛋白則會增加，谷蛋白大聚體解聚會直接影響到面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和面團(tuán)的品質(zhì)等多個方面。有報道指出，在面團(tuán)中加入膳食纖維，能夠讓面團(tuán)有更強(qiáng)的抗延伸性，這是因為其中的高持水性能夠有效維持面筋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；但膳食纖維會給面團(tuán)蛋白產(chǎn)生稀釋作用，其帶來的負(fù)面影響可能會降低面團(tuán)的延伸性、粘彈性等。王蘇閩等[5]在研究的過程中得出，在面團(tuán)中增加麥麩膳食纖維能夠讓面團(tuán)有更強(qiáng)的抗拉阻力，并降低延伸性；如果添加的含量不超過4%，那么不會給面團(tuán)的延伸度產(chǎn)生較大的影響，但是會增加面團(tuán)的抗拉阻力。

2.3 對面筋網(wǎng)絡(luò)體系的影響

有很多研究人員認(rèn)為[1]，市面上的全麥產(chǎn)品質(zhì)量較低是因為麥麩膳食纖維會破壞面筋機(jī)制的連續(xù)性，稀釋面筋蛋白。但是近幾年有越來越多的研究人員通過研究實驗發(fā)現(xiàn)，這并不是全麥產(chǎn)品質(zhì)量低的唯一因素。

麥麩膳食纖維中的羥基基團(tuán)能夠和水分子產(chǎn)生相互作用，吸水能力比較強(qiáng)，所以很可能會爭奪面筋蛋白的水分，從而導(dǎo)致面筋蛋白缺少水分而無法形成完善的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。面筋蛋白是由多種成分共同構(gòu)成的，其中比較主要的是麥醇溶蛋白和麥谷蛋白，而麥谷蛋白的谷蛋白大聚體形式會直接影響到面筋網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。有相關(guān)的研究人員基于此做了細(xì)致的研究，發(fā)現(xiàn)膳食纖維會讓面筋網(wǎng)絡(luò)有更強(qiáng)的抗硬化能力；無論是麥醇溶蛋白還是麥谷蛋白，都出現(xiàn)了較為明顯的延伸阻力；在某些情況下，膳食纖維還有可能會導(dǎo)致面筋網(wǎng)絡(luò)快速破裂。這是因為麥麩膳食纖維加入面團(tuán)在后，會和面筋網(wǎng)絡(luò)的分支產(chǎn)生摩擦，長此以往，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均勻性就會受到影響，面團(tuán)也就不會像從前那樣有較強(qiáng)的延展性，從而影響面團(tuán)的品質(zhì)和特性[6]。

還有部分研究人員發(fā)現(xiàn)[7]，膳食纖維所帶來的影響是兩面性的。①如果在面團(tuán)中增加麥麩膳食纖維，就會稀釋其中的蛋白質(zhì)含量，那么其中的面筋蛋白質(zhì)含量也會有所減少，這會直接影響到面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。而且纖維之間還可能會產(chǎn)生微纖絲結(jié)構(gòu)，這些都會給蛋白體系造成較為嚴(yán)重的破壞。如果增加了過量的膳食纖維，這些膳食纖維可能會因為膨脹而占領(lǐng)更多的空間，這樣面筋網(wǎng)絡(luò)在擴(kuò)展的過程中就會由于缺少空間而無法很好的支撐，從而影響到面團(tuán)的特性，導(dǎo)致面團(tuán)出現(xiàn)塌軟的情況，制作出的面包結(jié)構(gòu)也比較粗糙缺少彈性。②由于麥麩膳食纖維中含有酚酸活性雙鍵，能夠很好的和小麥粉中的蛋白質(zhì)結(jié)在一起，這樣能夠形成大分子的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，也更有利于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的維持[8]。

2.4 對面團(tuán)發(fā)酵特性的影響

面團(tuán)發(fā)酵的過程就是選擇一些合適的菌類破壞面團(tuán)中淀粉、糖分等的過程，產(chǎn)生大量的二氧化碳?xì)怏w，這樣面團(tuán)中就會產(chǎn)生一些比較疏松的氣孔，制作出來的面制品也會比較蓬松，口感也比較好。所以在制作饅頭或是面包時發(fā)酵是非常重要的，也是必不可少的環(huán)節(jié)。

就當(dāng)前的研究情況來看，并沒有直接證據(jù)證明可溶性和不溶性的膳食纖維會影響到發(fā)酵面團(tuán)。但是有相關(guān)的研究人員認(rèn)為[9]，在面團(tuán)中加入可溶性的膳食纖維后，阿拉伯木聚糖（AX）含量會發(fā)生改變；加入不可溶性的膳食纖維后，面團(tuán)的稠度會增加，能夠在一定程度上加快發(fā)酵，快速形成面筋網(wǎng)絡(luò)。但是，麥麩膳食纖維分子量較大，吸水性比較強(qiáng)這些特點，都會直接影響到面團(tuán)的發(fā)酵。

3 結(jié)語

近幾年，市場上的全谷物食品種類在不斷增加，人們對于含麩食品的關(guān)注度也在不斷提升，小麥粉也成為了主要的開發(fā)方向。但在面團(tuán)中增加麥麩膳食纖維可能會導(dǎo)致面制品發(fā)硬發(fā)澀，缺少食物的光澤和美感，嚴(yán)重影響面制品的品質(zhì)。在這種情況下，更多的研究人員開始致力于探究麥麩膳食纖維對于面團(tuán)特性產(chǎn)生的影響，由于不同的研究學(xué)者所選的小麥粉種類研究方法等多個方面存在區(qū)別，所以研究結(jié)果也各不相同，文章對這些研究情況進(jìn)行了總結(jié)分析，希望能夠為更多的研究人員提供參考。