蘆 菲 劉 洋 崔震昆 李云波 李勇超 李 波

(河南科技學院食品學院，新鄉(xiāng) 453003)

豆渣對面團和面包品質(zhì)特性的影響研究

蘆 菲 劉 洋 崔震昆 李云波 李勇超 李 波

(河南科技學院食品學院，新鄉(xiāng) 453003)

豆渣是加工豆腐、豆?jié){等的副產(chǎn)物，它來源廣泛、成本低廉、纖維含量高，是一種優(yōu)良的膳食纖維資源。采用豆渣粉替代部分小麥粉制作面團和面包，研究了豆渣粉粒度和添加量對面團流變特性、質(zhì)構(gòu)特性、微觀結(jié)構(gòu)以及面包品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，添加豆渣粉后，面團吸水率增高，形成時間和穩(wěn)定時間延長。添加10%～15%豆渣粉的面團顯示出較好的質(zhì)構(gòu)和拉伸特性，而且大粒度(80目<φ<200目)豆渣粉較中、小粒度(φ>80目和φ>200目)豆渣粉的面團特性好。添加豆渣粉后，面包比容變小，口感變差。綜合考慮面包品質(zhì)和膳食纖維補充，添加10%大粒度豆渣粉制作面包較為適宜，通過添加谷朊粉、魔芋膠、酶制劑、乳化劑等改良劑能夠使豆渣面包的比容、口感等品質(zhì)得到較大改善。

豆渣 面團 面包 品質(zhì) 膳食纖維

豆渣是生產(chǎn)豆腐、豆?jié){等產(chǎn)品的副產(chǎn)物。每加工1 kg大豆，約產(chǎn)生1.2 kg鮮豆渣。據(jù)推測，我國每年約產(chǎn)生280萬噸豆渣[1]。豆渣富含膳食纖維、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)和類黃酮，具有很高的營養(yǎng)保健價值[2-4]。研究發(fā)現(xiàn)，豆渣具有預防糖尿病、降血脂、減肥等多種生理功能[5-7]。豆渣來源廣泛，成本低廉，纖維含量高，因此是一種優(yōu)良的膳食纖維資源。

鮮豆渣含水量高，不耐貯藏，口感粗糙，因此除少部分用作飼料外，大部分豆渣被作為廢棄物處理，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，將豆渣干燥粉碎后制成豆渣粉，用其替代部分面粉制備饅頭、面條等主食品，是對豆渣開發(fā)利用的有效途徑[8-9]。采用富含膳食纖維的材料(如抗性淀粉、全麥粉、脫脂玉米胚芽、β-葡聚糖等)替代部分小麥粉制作面包，可改善產(chǎn)品營養(yǎng)價值，但會影響面團的流變特性，使面包比容下降、硬度增高、色澤變暗[10-13]。豆渣在面包中的應用已有少量研究[14-15]，但豆渣粉粒度和添加量對面包基質(zhì)面團品質(zhì)特性及微觀結(jié)構(gòu)的影響鮮見報道。試驗用豆渣粉替代部分面包專用小麥粉制作面團和面包，研究豆渣粉粒度和添加量對面團和面包品質(zhì)特性的影響，以期為豆渣在面包中的應用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

鮮豆渣:河南老磨坊小寶豆業(yè)有限公司。東北大豆(北疆05-38)經(jīng)浸泡、磨漿、漿渣分離后，得鮮豆渣，經(jīng)冷凍干燥、粉碎、過篩，得到3種粒度豆渣粉(80目<φ<200目，φ>80目和φ>200目)。面包專用小麥粉：中糧面業(yè)鵬泰有限公司；谷朊粉：鄭州海嘉食品有限公司；魔芋粉：廣州市佳力士食品有限公司；葡萄糖氧化酶：荷蘭DSM公司；硬脂酰乳酸鈣、雙乙酰酒石酸單甘酯：河南正通化工有限公司。

1.2 試驗儀器

微型粉質(zhì)儀：澳大利亞Newport Scientific公司；拉伸儀：德國Brabender公司；TA-XT Plus物性測定儀：英國SMS公司；Quanta 200環(huán)境掃描電子顯微鏡：美國FEI公司；K5SS攪拌機：美國Kitchen Aid 有限公司；醒發(fā)箱、烤箱：廣州市白云區(qū)石井美天廚具電器廠。

1.3 面團流變特性分析

1.3.1 粉質(zhì)特性測定

3種粒度的豆渣粉分別以5%、10%、15%、20%、25%、30%的比例取代面包專用小麥粉，復合粉混勻后待用。面團的粉質(zhì)特性用微型粉質(zhì)儀測定，參照國標GB/T 14614—2006稍做修改。準確稱取4 g樣品(含水量14%)置于和面缽中，加入一定量水進行攪拌，使面團稠度達到(500±20) B.U.。

1.3.2 拉伸特性測定

參照國標GB/T 14615—2006稍作修改。稱取300 g復合粉(含水量14%)置于和面缽中，加適量水攪拌5 min使面團稠度達(500±20) B.U.(同時將實際樣品質(zhì)量2%的氯化鈉溶于水中，水要在25 s內(nèi)加完)。取出面團，平均分成3個100 g的面團，揉圓、成型后于30 ℃分別醒發(fā)45、90、135 min后進行測定。

1.4 面團質(zhì)構(gòu)特性分析

1.4.1 面包基質(zhì)面團的制備

依據(jù)AACC International面包制作標準稍作修改。將100 g復合粉倒入攪拌機中，依次加入50% 約30 ℃水(每增加5%豆渣粉則額外添加5%水)、10%白糖、2%酵母、1%氯化鈉，攪拌20 min，攪拌好的面團一半用于質(zhì)構(gòu)分析，一半在醒發(fā)箱中發(fā)酵(37 ℃、相對濕度80%)2 h后再進行分析。

1.4.2 質(zhì)構(gòu)分析

將面團制成高4 cm、直徑5 cm的圓柱形，采用物性測定儀進行TPA (texture profile analysis) 質(zhì)構(gòu)特性測定。選用 P50 探頭，測試前、中、后速度分別為2、1、10 mm/s，應變位移40 mm，引發(fā)類型為自動，數(shù)據(jù)采集速率200 pps。

1.5 掃描電鏡觀測

按照“1.4.1”制作面包基質(zhì)面團，于-40 ℃低溫凍結(jié)，取凍結(jié)面團中心部分，切成0.1 cm×0.1 cm×0.1 cm薄片，凍干后用導電膠黏貼在樣品臺上，吹去樣品表面雜質(zhì)，然后用環(huán)境掃描電鏡進行觀測。

1.6 面包品質(zhì)測定

1.6.1 豆渣面包的制備

豆渣面包基礎配方為：面包專用粉90(85)g，豆渣粉10(15)g，谷朊粉2 g，白糖10 g，酵母2 g，黃油3 g，氯化鈉1 g，水65 g左右(根據(jù)豆渣粉添加量進行適當調(diào)整)。將原輔料攪拌均勻后加入活化后的酵母、雞蛋液和水，用攪拌機中速攪拌至面團光滑即可。將面團置于27 ℃、75%相對濕度醒發(fā)20 min，取出整形、搓圓，再于37 ℃、85%相對濕度醒發(fā)90 min，最后放入烤箱中烤至面包表皮呈金黃色即可(面火溫度200 ℃，底火溫度180 ℃)。

1.6.2 面包品質(zhì)分析

1.6.2.1 面包比容

采用小米置換法測定面包體積[16]。比容=體積/質(zhì)量。

1.6.2.2 感官評定

依據(jù)面包烘焙質(zhì)量評分標準(GB/T 14611—2008)略作修改，詳見表1。

表1 豆渣面包感官評分標準

1.7 數(shù)據(jù)分析

流變分析每組做2次平行，質(zhì)構(gòu)分析每組做3次平行，用SSPS 17.0軟件分析數(shù)據(jù)，采用ANOVA中的SNK方法進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加豆渣粉對面團粉質(zhì)特性的影響

經(jīng)測定，豆渣粉含水量為6.7%，膳食纖維質(zhì)量分數(shù)為58.6%(采用酶法測定，參見GB/T 5009.88—2008)，蛋白質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15.3%。豆渣膳食纖維主要由果膠和半纖維素構(gòu)成，其單糖組成主要是阿拉伯糖、半乳糖、木糖和半乳糖醛酸[17]。用一定比例豆渣粉替代小麥粉制作面團，對面團粉質(zhì)特性的影響見表2。

表2 豆渣粉粒度和添加量對面團粉質(zhì)特性的影響

注：L-OF、M-OF、S-OF分別表示大、中、小粒度豆渣粉(80目<φ<200目、φ>80目、φ>200目)；5、10、15、20、25、30表示豆渣粉取代小麥粉的比例(%)，下表同?！寒敹乖厶砑恿繛?0%時，由于面團體積過大，導致和面缽蓋被頂起，因而穩(wěn)定時間和弱化度未測定到結(jié)果。結(jié)果以平均值±標準差表示，同一列的相同字母表示差異不顯著(P<0.05)，n=2。

表2顯示，隨著豆渣粉添加量的增多，面團吸水率顯著增高，而且豆渣粉粒度越小，吸水率增加越多。面團吸水率增高可能與豆渣膳食纖維含有大量羥基等親水性基團有關，而且粒度越小，比表面積越大，暴露于面粉中的親水性基團越多。在面團調(diào)制過程中一般每增加5%豆渣粉需額外增加5%的水。

形成時間是指從開始加水到面團稠度達到500 B.U.所需的時間。表2顯示，添加豆渣粉后面團的形成時間顯著延長，這可能是由于豆渣膳食纖維與面筋蛋白競爭性爭奪水分，導致面筋網(wǎng)絡形成時間延長。穩(wěn)定時間反映了面團的穩(wěn)定性和耐揉程度。添加豆渣粉后，穩(wěn)定時間先增加后減少，添加量在15%時達到最大值。豆渣中含有少量磷脂，它可與面筋蛋白形成絡合物，延長面團穩(wěn)定時間[18]。但隨著豆渣添加量增多，大豆蛋白與麥醇溶性蛋白疏水結(jié)合，與麥谷蛋白親水結(jié)合，從而破壞了面筋網(wǎng)絡脂-蛋白-淀粉復合物，導致穩(wěn)定時間減少[19]。弱化度表示面團的耐破壞程度。隨著豆渣粉添加量增多，弱化度呈顯著下降趨勢，這可能是豆渣膳食纖維對面筋網(wǎng)絡的填充作用所致。

2.2 添加豆渣粉對面團拉伸特性的影響

拉伸曲線面積表示面團從開始拉伸到斷裂所需的總能量。表3顯示，添加5%豆渣粉時，拉伸曲線面積較對照組有所增加，隨著豆渣粉添加量增多又逐漸下降。這可能是由于少量豆渣粉通過對面筋網(wǎng)絡的填充效應增強了面團的抗拉強度，但過多的豆渣粉會稀釋面筋蛋白，影響面筋網(wǎng)絡的形成，導致面團抗拉強度降低。此外，大粒度豆渣粉較中、小粒度豆渣粉的拉伸曲線面積大，可能是由于較大粒度和不規(guī)則的豆渣粉在面團調(diào)制過程中包裹了較多氣體，有助于面筋網(wǎng)絡的形成。

拉伸阻力體現(xiàn)了面筋網(wǎng)絡的堅實程度。豆渣粉添加量在5%時，面團拉伸阻力最高，當添加量超過15%后，拉伸阻力低于對照組。這說明添加少量豆渣粉能夠增強面團的堅實度，但過多的豆渣粉會影響面筋網(wǎng)絡的形成，導致面團堅實度降低。添加豆渣粉后，面團的延伸度下降，延展性變差，可能是由于無法形成完善的面筋網(wǎng)絡所致。粒度越小，這種作用越大。在10%添加量時，大粒度豆渣粉的延伸度高于中、小粒度豆渣粉。拉伸比例表示面團拉伸阻力與延伸度之間的平衡指標。表3顯示，隨豆渣粉添加量增多，拉伸比例逐漸提高，在10%時達到最大值，然后又逐漸降低。

2.3 添加豆渣粉對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響

豆渣粉粒度和添加量對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響見表4。結(jié)果顯示，面團硬度隨豆渣粉添加量的增多而升高，添加量超過20%后硬度增幅很快。面團的彈性、黏聚性、膠著性、咀嚼性隨豆渣粉的添加呈現(xiàn)波浪形變化趨勢，在10%～15%添加量時出現(xiàn)最大值。添加豆渣粉后，面團回復性略有增加，在10%時達到最大值。豆渣粉粒度越小，面團黏著性越低。面團發(fā)酵后，質(zhì)構(gòu)特性值顯著降低。

豆渣粉對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響可能來自3個方面：1)豆渣粉的引入會稀釋面筋蛋白，對面筋網(wǎng)絡的形成帶來負面影響；2)豆渣膳食纖維的強吸水性，會影響淀粉的吸水和溶脹，進而影響面團的硬度、黏聚性和彈性；3)豆渣粉可填充在面筋網(wǎng)絡中，對面團質(zhì)構(gòu)帶來一定影響。研究結(jié)果顯示，豆渣粉添加量在10%～15%時，面團質(zhì)構(gòu)特性較好。

表3 豆渣粉粒度和添加量對面團拉伸特性的影響

注：結(jié)果以平均值±標準差表示，同一列的相同字母表示差異不顯著(P<0.05)，n=2。

表4 豆渣粉粒度和添加量對未發(fā)酵面團質(zhì)構(gòu)特性的影響

注：結(jié)果以平均值±標準差表示，同一列的相同字母表示差異不顯著(P<0.05)，n=3。

2.4 添加豆渣粉對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖1顯示，小麥粉制作的面團(CK)由大小淀粉顆粒構(gòu)成，面筋蛋白形成的基質(zhì)均勻連續(xù)地覆蓋了所有的淀粉顆粒。面團發(fā)酵后，淀粉顆粒間出現(xiàn)了一定的孔隙。添加豆渣粉后，膳食纖維和面筋蛋白在淀粉顆粒周圍形成了不連續(xù)、不規(guī)則的基質(zhì)。膳食纖維的存在稀釋了面筋蛋白，導致在面團調(diào)制過程中無法形成連續(xù)良好的面筋基質(zhì)結(jié)構(gòu)。圖1顯示，純小麥粉面團在淀粉顆粒間有較多的孔隙，隨著豆渣粉添加量的增多，孔隙變得越來越小。此外，添加小粒度豆渣粉的面團孔隙更少、結(jié)構(gòu)更加致密，因此面團結(jié)實和缺少彈性。

注：CK指由小麥粉制作的面團。b、c、d、f、g、h指添加豆渣粉發(fā)酵后的面團，其數(shù)字及字母縮寫含義同表2。圖1 添加豆渣粉面團的掃描電鏡照片(×2 000)

2.5 添加豆渣粉對面包品質(zhì)的影響

前述分析結(jié)果顯示，豆渣粉添加量在10%～15%時面團流變和質(zhì)構(gòu)特性較好，因此采用這2個添加量來研究豆渣粉對面包品質(zhì)的影響。表5顯示，添加豆渣粉后，面包比容和感官品質(zhì)顯著降低，而且添加量增多，下降程度越高。與中、小粒度相比，大粒度豆渣粉所制面包品質(zhì)較好。豆渣面包品質(zhì)較差，可能是由于豆渣膳食纖維稀釋了面筋蛋白，導致面包坯在發(fā)酵和焙烤過程中無法形成良好的面筋網(wǎng)絡，從而影響面包的持氣能力和感官品質(zhì)。通過添加改良劑，能夠改善豆渣面包品質(zhì)。對于添加10%大粒度豆渣粉制作的面包，通過單因素試驗和響應面分析試驗，確定品質(zhì)改良劑的添加量為：谷朊粉2%，魔芋膠0.5%，葡萄糖氧化酶0.000 7%，硬脂酰乳酸鈣0.4%，雙乙酰酒石酸單甘酯0.7%。添加復合改良劑后，豆渣面包品質(zhì)得分為88分，較對照面包(65分)有很大提高。

表5 豆渣粉粒度和添加量對面包品質(zhì)的影響

3 結(jié)論

豆渣含有58.6%的膳食纖維和15.3%的蛋白質(zhì)，是一種廉價易得的膳食纖維資源。用豆渣粉替代部分小麥粉制作面包能夠改善產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，是開發(fā)利用豆渣的有效途徑。添加豆渣對面團的流變和質(zhì)構(gòu)特性產(chǎn)生較大影響。一方面，高含量膳食纖維會稀釋面筋蛋白，增加吸水率，從而影響面筋網(wǎng)絡的形成；另一方面，豆渣粉會填充在面筋網(wǎng)絡中，使面團變得硬實和穩(wěn)定。添加10%～15%的豆渣粉，對面團質(zhì)構(gòu)和拉伸特性的影響較小。添加大粒度豆渣粉面團表現(xiàn)出較好的流變和質(zhì)構(gòu)特性。添加豆渣粉會降低面包的比容和感官品質(zhì)，這可通過添加品質(zhì)改良劑得以改善，添加10%大粒度豆渣粉制作面包較為適宜。

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Effect of Soybean Curb Residue on Dough and Bread Qualities

Lu Fei Liu Yang Cui Zhenkun Li Yunbo Li Yongchao Li Bo
(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003)

Soybean curb residue is the by-product of soymilk and bean curd manufactures. It shall be considered as a good source of dietary fiber for its high fiber content, extensive source and low cost. In the paper, wheat flour (WF) has been partial substituted by soybean curb residue flour (SCR) to make dough and bread. The influence of particle size and incorporation level of soybean curb residue flour on rheological and textural properties of dough and bread's qualities have been studied. The results showed that dough made by the substituted flours expressed a higher water absorption and stability than that of base flour. Dough made of 10%～15% substituted SCR exhibited better textural and extensible properties than that of other substitutions. Furthermore, soybean curb residue flour of 80 mesh < φ < 200 mesh expressed better dough properties than the smaller size (φ > 80 mesh and φ> 200 mesh). Bread made of the substituted flours had lower loaf volume and weaker sensory qualities than that of WF. Replacing 10% WF with SCR for bread-making is suitable for bread quality and dietary fiber supplement. Adding improvers (gluten, konjac, enzyme and emulsifier, et al.) can greatly improve loaf volume and sensory quality of bread made of 10% substituted flour.

soybean curbs residue, dough, bread, quality, dietary fiber

TS209

A

1003-0174(2014)06-0011-06

河南省科技創(chuàng)新人才計劃(134100510007)，河南省重點科技攻關(102102110031)

2013-07-02

蘆菲，女，1976年出生，碩士，實驗師，功能性食品

李波，男，1973年出生，博士，教授,功能性食品