美合日班·馬木提 ，劉亞青，孔維涵，白思佳，蘇玲 *，王琦 *

1. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)食藥用菌教育部工程研究中心（長春 130118）；2. 吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院（長春 130118）

黑木耳（Auricularia heimuerF. Wu，B.K. Cui &Y.C. Dai）又名光木耳，隸屬于擔(dān)子菌門、傘菌綱、木耳目、木耳科、木耳屬，是我國珍貴的食藥用膠質(zhì)真菌[1-2]。黑木耳是我國最常見的食藥用菌，已有1 000多年的栽培歷史，為我國食用菌栽培第二大品種，僅次于香菇[3]。黑木耳營養(yǎng)豐富，富含多糖、蛋白質(zhì)等活性成分，膳食纖維的含量更是高達(dá)50.7%。膳食纖維包括低聚糖、木質(zhì)素、纖維素等成分，其在人體小腸中不能被消化吸收，而在大腸中完全或部分發(fā)酵的植物性可食用部分或類似碳水化合物的總稱，具有預(yù)防肥胖[4]、抗氧化[5]、抗腫瘤[6]、提高免疫力[7]、促進(jìn)腸道蠕動[8]、降糖降脂[9]等功效。谷物、豆類及果蔬類等食物中存在的膳食纖維以不溶性膳食纖維為主，其因獨特的理化性質(zhì)和顯著的生理功能，已被廣泛應(yīng)用于食品加工[10-11]、動物飼料[12]等領(lǐng)域中。

面包作為一種日常快捷的主食及休閑食品，深受廣大群眾的熱愛。隨著經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對飲食的要求由單純的充饑、飽腹，轉(zhuǎn)變?yōu)閷κ澄餇I養(yǎng)性、功能性、健康性等需求，愈來愈注重飲食的膳食均衡以及膳食纖維的攝入。面包產(chǎn)品花樣繁多、口味齊全，但是在主料的選擇上仍多是以精制的小麥粉為主，面粉的精制過程中膳食纖維大量損失，因此含量不足。而市場上由全麥粉制成的全麥面包，雖然在面粉的制作過程中保留了膳食纖維，但是在口感及面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)上都不甚理想，解決方法往往是在配料中加入更大比例的油脂和糖分，因此全麥面包的健康性降低。此外，精制小麥粉及全麥面粉制作的面包仍然是以充饑、飽腹為主，并不具備功能性。目前，已有研究者進(jìn)行了天然膳食纖維作為面包添加成分的研究，對膳食纖維的加入量進(jìn)行了優(yōu)化。解慧等[13]將大豆膳食纖維與高筋面粉混合，通過單因素試驗和正交試驗，研制出了醇香柔軟的大豆膳食纖維面包；張慧[14]通過比較不同脫皮率的青稞粉對面包品質(zhì)的影響，研制出其最佳添加量。因此，研究以上述消費需求及產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，以黑木耳主要營養(yǎng)成分不溶性膳食纖維為研究對象，采用復(fù)合提取法提取黑木耳IDF，在面包制作過程中添加不同比例的黑木耳IDF，檢測黑木耳IDF對面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)、營養(yǎng)成分的影響，在保證面包良好的口感的基礎(chǔ)上，嘗試開發(fā)兼具營養(yǎng)與功能的黑木耳不溶性膳食面包新產(chǎn)品，為黑木耳不溶性膳食纖維在食品中的應(yīng)用提供研究基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黑木耳干燥子實體（國家食用菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系貴州綜合實驗站）。

1.2 試劑與儀器

纖維素酶、果膠酶、碳酸鈉、硫酸銅、硫酸、硫酸鉀、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、無水乙醚、石油醚、鹽酸、硝酸、元素標(biāo)準(zhǔn)溶液、乙酸鎂（北京化工廠，國產(chǎn)分析純）。

AL104分析天平（上海梅特勒-托利多儀器有限公司）；KJ 20AL超聲波清洗機(jī)（深圳市科潔超聲科技有限公司）；THZ-98A恒溫?fù)u床振蕩器（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；Model 1680酶標(biāo)分析儀（Bio-Rad公司）；ALPHA1-4真空冷凍干燥機(jī)（德國Christ公司）；K9840凱氏定氮儀（濟(jì)南海能儀器股份有限公司）；DRHH-S6恒溫水浴鍋（上海雙捷實驗設(shè)備有限公司）；SZF-06A粗脂肪測定儀（上海新嘉電子有限公司）；optima 8000電感耦合等離子光譜儀（美國Perkin Elmer公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 黑木耳不溶性膳食纖維的提取

將黑木耳干燥子實體粉碎，過0.850 mm篩，按料液比1∶80 g/mL加入熱水，沸水提取5 h，在7 000 r/min下離心15 min，分離得上清液1；按料液比1∶30 g/mL向下層沉淀中緩慢加入Na2CO3溶液，超聲提取30min，在7 000 r/min下離心15 min，分離得上清液2；下層沉淀蒸餾水洗至中性，烘干，按料液比1∶30 g/mL加入蒸餾水，用HCl調(diào)節(jié)pH至5.0，加入0.9%纖維素酶及果膠酶，在50 ℃酶解3.5 h，在100 ℃加熱20 min滅活酶活性，在7 000 r/min下離心15 min，分離得上清液3，并調(diào)節(jié)pH至7.0，合并上清液1、上清液2及上清液3，濃縮，凍干即為黑木耳可溶性膳食纖維，沉淀干燥為黑木耳不溶性膳食纖維（HIDF）[15-16]。

1.3.2 持水力的測定

準(zhǔn)確稱取0.5 g HIDF于離心管中，與8 mL蒸餾水混合均勻，室溫下靜置18 h，在3 000 r/min下離心20 min，記錄離心后沉淀的質(zhì)量mf，在105 ℃下干燥至衡重，記錄質(zhì)量md。每組平行試驗3次，持水力（WRC，g/g）按式（1）計算。

1.3.3 持油力的測定

準(zhǔn)確稱取0.2 g HIDF（m0），放入刻度離心管中，樣品與離心管總質(zhì)量為m1，加入5 mL精煉菜籽油混合，室溫下放置18 h，在6 000 r/min下離心10 min，移去表面油脂，稱取剩余質(zhì)量m2

[17]。每組平行試驗3次，持油力（OAC，g/g）按式（2）計算。

1.3.4 膨脹力的測定

準(zhǔn)確稱取0.5 g HIDF左右（m），放入刻度離心管中，輕微振動使樣品上平面處于水平狀態(tài)，記錄初始體積V0。加入10 mL蒸餾水，室溫下水化18 h，記錄水化后的體積V[18]。每組平行試驗3次，膨脹力（WSC，mL/g）按式（3）計算。

1.3.5 面包制作

參考羅文珊等[19]面包制作加工工藝流程，并稍作修改，具體步驟如下：

1) 調(diào)粉：取不同添加量的HIDF，分別與面粉混合均勻；

2) 面團(tuán)調(diào)制：加入輔料，攪拌至形成面團(tuán)即可；

3) 醒發(fā)：將面團(tuán)分割成型，放入烤箱，在30 ℃條件下醒發(fā)90 min；

4) 烘烤、冷卻：在溫度200 ℃條件下，烘烤15 min，隨后拿出冷卻[20]。

1.3.6 面包橫截面的宏觀結(jié)構(gòu)觀察

將不同添加比例的黑木耳IDF面包冷凍干燥后切片，在相同部位進(jìn)行觀察，拍照。

1.3.7 面包感官品質(zhì)評定指標(biāo)

建立由10人組成的感官評價小組，并依次對HIDF不同添加量的面包表皮情況、組織狀態(tài)、香氣和口感等四個指標(biāo)，根據(jù)表1的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評分，最終以各組評分的平均值作為感官評價結(jié)果。

表1 面包感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.8 營養(yǎng)成分測定

蛋白質(zhì)含量參照GB 5009.5——2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》[21]中的凱氏定氮法來測定；脂肪含量參照GB 5009.6——2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[21]中的酸水解法來測定；碳水化合物通過以食品總質(zhì)量為100，減去蛋白質(zhì)、脂肪、水分、灰分的質(zhì)量來計算；水分參照GB 5009.3——2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[21]中的直接干燥法來測定；總膳食纖維（DT）質(zhì)量分?jǐn)?shù)參照GB 5009.88——2014《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測定》[22]中的酶重量法來測定；各礦物質(zhì)元素的測定參照GB 5009.268——2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測定》[23]中的電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）。

1.3.9 面包質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測定

采用美國FTC質(zhì)構(gòu)儀對面包的硬度、彈性、膠黏性及咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特性進(jìn)行測定。參照林娟娟等[24]去除面包外皮取芯，切片（長為50 mm，寬為30 mm，高為25 mm）。參數(shù)測定：TPA模式，探頭型號為TA-4/1 000，其余參數(shù)如表2所示。

表2 TPA試驗條件參數(shù)表

2 結(jié)果與分析

2.1 HIDF理化性質(zhì)的測定

對HIDF的持水力、持油力和膨脹力進(jìn)行測定，結(jié)果如表3所示。HIDF的平均持水力為24.746 g/g，平均持油力為2.433 g/g，平均膨脹力為14.4 mL/g，優(yōu)于米糠粕IDF等表現(xiàn)出的理化性質(zhì)，而良好的持水力和膨脹力有助于產(chǎn)品持水持氣，延長保質(zhì)期。此外，HIDF具有大量的親水基團(tuán)，可以與水分子相結(jié)合而膨脹，在胃腸道起到增強(qiáng)飽腹感的作用，從而有助于減肥降脂[25]。

表3 HIDF理化性質(zhì)

2.2 HIDF對面包宏觀結(jié)構(gòu)的影響

食品的品質(zhì)在市場營銷中起著重要的作用，面包的色澤、形態(tài)、氣味、口感等因素直接反映了產(chǎn)品的質(zhì)量以及人們對面包的喜愛程度[26]。圖1上為HIDF面包俯視照片，下為HIDF面包橫截面照片。可以看出不同HIDF添加量的面包外觀、氣孔疏密和顏色上有明顯差異。隨著HIDF添加量的增加，面包的外觀出現(xiàn)變形情況，當(dāng)添加量達(dá)到6%時，面包外觀出現(xiàn)明顯的塌陷。此外，面包顏色逐漸變深，孔隙不均一，出現(xiàn)大小不一的氣孔。

圖1 不同添加量HIDF面包及其橫截面圖

圖2 HIDF面包硬度的比較

2.3 HIDF添加量對面包感官品質(zhì)的影響

添加不同量的HIDF對面包品質(zhì)有一定的影響。由表4可知，與未添加HIDF時相比，當(dāng)HIDF的添加量為4%時，面包的外觀、組織狀態(tài)、香氣和口感都得到了較好的改善。添加量在0～2%或8%～10%區(qū)間，面包的口感和香氣大幅度減少。結(jié)合上述面包宏觀結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)HIDF添加量為4%時，面包外形完整，氣孔疏密均勻，松軟可口，具有黑木耳獨特的風(fēng)味。

表4 HIDF面包的感官評價結(jié)果 單位：分

2.4 營養(yǎng)成分的測定

對不同HIDF添加量的面包進(jìn)行蛋白質(zhì)、脂肪、水分等營養(yǎng)成分含量檢測，由表5可知，隨著HIDF添加量的增加，面包中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、能量等逐漸下降，而水分含量則不斷上升，說明不同添加量可直接影響面包的營養(yǎng)成分，使面包更加低脂持水。此外，F(xiàn)e、K、Ca和Mg等礦物質(zhì)與HIDF的添加量呈正比，說明HIDF能促使人體對礦物質(zhì)的吸收。而Na、Zn、Mn和Cu則呈反比。表5中數(shù)值為每種樣本的三個平行的平均值。

表5 HIDF面包的營養(yǎng)成分

2.5 面包質(zhì)構(gòu)指標(biāo)

質(zhì)構(gòu)特性是衡量面包烘焙品質(zhì)的重要指標(biāo)[27]。樣本的高度和每次循環(huán)的目標(biāo)位移均可由質(zhì)構(gòu)儀測試所得，表6中數(shù)值為每種樣本的三個平行的平均值。每次循環(huán)的目標(biāo)位移是樣品發(fā)生40%形變時需要發(fā)生的位移。

表6 樣本高度和每次循環(huán)的目標(biāo)位移

2.5.1 對面包硬度的影響

硬度是樣品到達(dá)一定變性時所必須的力，是評價面包品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[28]。通過對面包硬度的比較發(fā)現(xiàn)，硬度1和硬度2的趨勢一致，硬度2略低于硬度1，可見面包的彈性良好擠壓后仍可很好地回彈，保持良好的質(zhì)構(gòu)，當(dāng)然從彈性可以看出幾種樣本的彈性均很好，且彈性值接近。添加2%～10%的HIDF的面包其硬度呈逐漸增大的趨勢，整體來看，HIDF的添加對面包的硬度有明顯的影響，面包硬度增加了20%左右，HIDF添加量越多面包越硬，面包的口感也逐漸變得粗糙，影響面包的品質(zhì)。

2.5.2 對面包彈性的影響

彈性也是評價面包品質(zhì)的重要因素之一，指變性面包在去除壓力后恢復(fù)到原來狀態(tài)的高度比率[29]。從圖3中可見，HIDF添加量為0的面包黏附性最大，添加HIDF后黏附性有所降低，其降低幅度小于0.4，HIDF添加量在2%～10%期間，面包的黏附性均在0.1～0.2之間，當(dāng)HIDF添加量超過4%時，面包彈性有上升趨勢，但其幅度不大，說明HIDF的添加對面包彈性的影響不是很大。

圖3 HIDF面包黏附性比較曲線圖

2.5.3 對面包膠黏性的影響

圖4為面包的膠黏性曲線圖。HIDF面包的膠黏性的趨勢和面包的硬度一致，隨著HIDF添加量的增加，面包膠黏性也隨著增加，當(dāng)HIDF的添加量超過6%時，面包的膠黏性顯著增加，說明添加量低于6%時，面包口感柔軟，易咀嚼。

圖4 HIDF面包膠黏性比較曲線圖

2.5.4 對面包咀嚼性的影響

圖5為面包的咀嚼性曲線圖。HIDF面包的咀嚼性的趨勢和面包的硬度一致，隨著HIDF添加量的增加，其面包咀嚼性也隨著增加，面包更有嚼勁，越吃越香，飽腹。已有研究報道，當(dāng)面包中加入豌豆和蠶豆豆莢纖維時，面包的咀嚼性也增加，高于對照面包[29]。但是，過高或過低的咀嚼性也會影響面包的口感，當(dāng)HIDF添加量超過6%時，面包的咀嚼性顯著增加，口感不佳，與上述感官評價結(jié)果相一致。

圖5 HIDF面包咀嚼性比較曲線圖

3 結(jié)論

近年來，膳食纖維被列為第七大營養(yǎng)素進(jìn)入大家的眼簾，成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點。眾所周知，黑木耳在我國大范圍栽培，其由于營養(yǎng)價值高、成本低等優(yōu)點，出現(xiàn)在脫貧產(chǎn)業(yè)中，餐桌上以及實驗室等地方。

試驗采用復(fù)合酶提法從黑木耳殘渣中提取不溶性膳食纖維，提取率為50.7%。與已有研究中的提取率[30]相比，IDF提取率高，成本低。優(yōu)質(zhì)的膳食纖維具備較好的理化性質(zhì)，可被用作食品、保健品的原料[31]。此研究的黑木耳IDF持水力為24.746 g/g，膨脹力為14.4 mL/g，持油力為2.433 g/g，其水平優(yōu)于海帶SDF[32]、米糠粕IDF[33]等表現(xiàn)出來的理化性質(zhì)，具備較寬廣的發(fā)展和開發(fā)利用前景。研究發(fā)現(xiàn)，膳食纖維的理化性質(zhì)與面包的品質(zhì)有一定的相關(guān)性[34]。面包的營養(yǎng)成分是反映產(chǎn)品品質(zhì)的指標(biāo)之一，隨著HIDF添加量的增加，面包的營養(yǎng)成分也隨著改變，其中蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、能量等逐漸下降，而水分含量則不斷上升，這結(jié)果表明，黑木耳IDF的加入提高了面包的保水能力，這可能與膳食纖維中含有大量的親水性基因有關(guān)。Fe、K、Ca和Mg等礦物質(zhì)與HIDF的添加量呈正比，而Na、Zn、Mn和Cu則呈反比。通過質(zhì)構(gòu)儀剖面分析比較可見，黑木耳IDF添加量對面包的質(zhì)構(gòu)具有明顯的影響，添加量不同的面包之間在多項指標(biāo)上存在明顯的差異，如硬度、咀嚼性、膠黏性等，與已有的研究結(jié)果相符[35]。不添加黑木耳IDF的面包其硬度、咀嚼性、膠黏性等均是最小的，黏附性是最大的。面包隨著黑木耳IDF添加量的增加，硬度、膠黏性、咀嚼性等則是逐漸增大，面包的全質(zhì)構(gòu)中硬度、膠黏性和咀嚼性與面包品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)[36]。面包的彈性良好，黑木耳IDF添加量對彈性的影響不大。

綜上所述，當(dāng)HIDF添加量為4%時，面包表現(xiàn)出的各項性能最佳，有效改善面包口感及品質(zhì)。