豆渣粉对面团特性及面团微观结构的影响

崔丽琴，崔素萍 ,马平，张丽萍，张洪微

（1 黑龙江八一农垦大学食品学院，大庆 163319；2 黑龙江贝因美乳业有限公司，绥化 151400)

豆渣中脂肪、蛋白质和膳食纤维含量分别约为10%、20%和50%左右，并且富含矿物质和维生素B1、维生素B2，豆渣蛋白中富含赖氨酸（约为4.6 mg/100g）[1]。但由于豆渣口感粗糙，常被作为饲料或废弃物扔掉，造成了营养物质的极大浪费。将豆渣粉添加到面粉中制成北方馒头，既可以补充由于常吃精白面引起的膳食纤维和维生素B1、维生素B2摄入的不足，又可以补充面粉中赖氨酸的缺乏，起到了营养互补作用，对于人们合理饮食、均衡膳食营养具有重要的意义。

将大豆类制品添加到面粉中，能够引起面团特性及馒头品质的改变，如当面粉中添加一定比例的脱脂大豆粉时，能显著地改善面团特性及馒头的感官品质[2-3]，并能显著提高面条的品质[4]，其中面粉的持水能力随豆粉的添加量的增加而增强[5]。大豆分离蛋白的添加可使面团形成时间和稳定时间延长[6]。大豆蛋白粉的添加可以显著地影响面团特性及面包的品质[7]。在面筋形成过程中，大豆中的蛋白质能降低面团的持气性，导致面胀发困难[8]。

豆渣粉营养成份的组成及含量不同于脱脂大豆粉、大豆分离蛋白、大豆蛋白粉，其营养成份比较丰富，有研究结果表明豆渣粉添加量是影响豆渣馒头品质的主要因素[9]。目前，关于豆渣粉的添加量如何影响面团特性及馒头品质详细的研究报道较少。

本文拟探讨豆渣粉添加量对面团粉质特性、拉伸特性、发酵特性及面团超微结构的影响，为豆渣的合理利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

豆渣粉 将新鲜豆渣经40℃真空干燥后，粉碎过100目筛子储存备用；面粉 天斗原味面粉（山东聊城市天斗面粉有限公司）；酵母 安琪活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）。

Farinograph-E型粉质仪 德国Brabender公司；Extensograph-E型拉伸仪 德国Brabender公司；JEOL-JSM-6360LV型扫描电子显微镜日本电子株式会社；FJX-1型发酵箱 顺德市府城电器实业有限公司；VO914C型 52346-054真空干燥箱 美国VWR。

1.2 试验方法

1.2.1 豆渣粉与面粉的配制 将面粉及豆渣粉过100目筛，按每100g面粉中分别添加5、10、15、20g豆渣粉的比例配成混合粉，以不加豆渣粉的面粉为对照。

1.2.2 豆渣粉主要营养成份的测定 粗蛋白含量（采用GB/T 5009.5-2010方法测定），蛋白质的换算系数为6.25；水分含量（采用GB/T 5009.3方法测定）；粗脂肪含量（采用GB/T 5009.6-2003方法测定）；膳食纤维含量（采用AACC32-06方法测定）；灰分含量（采用GB/T 5009.4-2010方法测定）。

1.2.3 面团粉质特性和拉伸特性的测定 将对照和各混合粉分别作3次重复，在恒温条件下，将1.2.1中配制的各样品加入适量水（面团稠度达500FU左右）进行揉和。按国标GB/T 14615－2006和 GB/T 14614－1993方法进行面团拉伸特性和粉质特性的测定。其中拉伸特性的测试时间分别是30、60、90m in，进行 3次重复测定，取平均值。

1.2.4 豆渣粉含量对面团发酵性的影响 将对照和各混合粉分别作3次重复，参照文献[10]的方法，将各样品按1%比例添加酵母后揉制成面团，把每个面团分割成5个相同体积且相同质量的面团，分别放入5个带刻度的20m L试管中，面团体积均为8.0m L，置于温度36℃，相对湿度70%的雾化面包发酵箱中发酵，每隔20m in记录1次各试管刻度，每个样品做3次重复，取平均值。

1.2.5 面团中湿面筋含量的测定 按GB/T 5506.1-2008方法测定每个样品的湿面筋质量。用湿面筋质量除以100g面粉，得出100g面粉中湿面筋的百分含量；再用每个样品的湿面筋质量除以该样品中豆渣粉与面粉量质量的总和，得出每份样品中湿面筋的百分含量。每个样品做3次重复，然后取平均值。

1.2.6 豆渣粉含量对面团微观结构的影响 每100g面粉中分别添加0、5、10、15、20、25g（分别编号为1、2、3、 4、5、6）豆渣粉混匀后揉和成面团，面团醒发90m in后拉伸搓圆，从面团中取3～5mm3左右的小面团作为测试样，立即浸泡于0.2mol/L pH7.2的磷酸缓冲液配置的3%戊二醛中，在4℃下固定24h。然后用0.1mol/L pH7.2的磷酸缓冲液清洗3次，每次5m in，再用2%锇酸固定1.5h，之后重新用0.1mol/L pH7.2的磷酸缓冲液清洗3次，每次5min。再依次用30%、50%、70%、90%、100%的丙酮脱水，每次20m in。样品以CO2临界干燥后，将其用双面胶带粘在样品台上，经IB-5离子溅射仪镀金100A后用JEOL-JSM-6360LV型扫描电镜观察拍照，加速电压15kV，照片放大倍数为1000倍。

1.2.7 统计分析 利用SPSS12.0分析系统对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 豆渣粉中主要营养成分

用于本研究的豆渣粉营养成分含量见表1。可见，豆渣粉中含有丰富的蛋白质、脂肪和大量的膳食纤维。

表1 豆渣粉的营养成分Tab le 1 Prorimate compositions of soybean d regs

2.2 豆渣粉含量对面团粉质特性的影响

豆渣粉含量对面团粉质特性的影响见表2。

表2 豆渣粉含量对面团粉质特性的影响Tab le2 Influence of soybean d regs powder content on farinograph p roperties of the dough

随着豆渣粉含量的增加，面团的持水率、形成时间显著增加（p＜0.05），这可能与豆渣粉中含有丰富的膳食纤维和蛋白质有关，膳食纤维具有很强的吸水性，大豆蛋白也有良好的水分保持性能，有文献报道面团的吸水量越大，面团的形成时间就会越长[11]。面团稳定时间基本上随着豆渣粉含量的增加而显著增加，与钱海峰[6]，李向阳[5]，Cumbee B[12]，宋莲军等[13]报道相似。面团的稠度、粉质质量指数也随之增加，其中粉质质量指数是指从揉面开始到曲线达到最大稠度后再下降 30FU 处的距离，其值是用到达该点所用的时间（m in）乘以 10 来表示。它是评价面粉质量的一种指标。表2中各项指标的变化趋势与李争艳[14]报道结果相似，持水率、面团的形成时间及稳定时间的变化趋势与刘传富[15]研究结果一致。随着豆渣粉添加量的增加，面团的形成时间、面团稳定时间、稠度、粉质质量指数也随之增加的其它原因可能是由于混合粉中脂肪含量随之增加引起的[16]。

粉质仪测定的最重要指标是面团的稳定时间即面团的稳定性，稳定时间越长，韧性越好，面筋的强度越大。另外大豆蛋白具有良好的水分保持性能，从而改善了面团的耐机械作用程度[17-18]。研究结果表明，豆渣粉的添加，有一部分大豆蛋白可能参与了面团面筋的形成。

2.3 豆渣粉含量对面团拉伸特性的影响

豆渣粉含量对面团拉伸特性的影响结果见表3。

表3 豆渣粉含量对面团拉伸特性的影响Tab le 3 Influence of soybean d regs powder content on extensigtaph p roperties of the dough

表3中结果显示，与对照相比，面团的延伸度随豆渣粉含量的增加而降低，并随时间的延长而降低；添加5g豆渣粉时，面团的拉伸阻力最大，说明在这个比例下的豆渣粉能起到很好的增筋作用；随着豆渣粉含量的增加，拉伸比例成增加趋势，能值成降低趋势。宋莲军[13]在研究豆渣的添加量对面团流变学特性及面条质量的影响时也得出，面团的拉伸阻力、拉伸比例随豆渣的添加量增加而增加，而延伸度呈降低趋势。

能值低于50cm2时，面粉的烘焙品质很差。能量越大表示面粉筋力越强，面粉的烘焙品质越好，从表3中能值结果可知，豆渣粉添加量小于10g/100g面粉时，面粉特性比较理想。拉伸能量大，比值高，说明面团强度高。但拉伸比例过大，意味着阻抗性过大，弹性强，延伸性小，发酵时面团会受阻，起发性不好，面团坚硬，馒头体积小，心干硬[11]。表3结果表明，对照粉的面粉特性最合理，随着豆渣粉含量的增加，面团拉伸比例增大，能量减少，面团发酵性会受阻。

本文中豆渣粉的脂肪含量为15.4%，实验中，随着豆渣粉添加量的增加，也相应地增加了混合粉中脂肪含量。由表2、表3的结果可以看出，粉质特性的结果表明面团的强度增强，而拉伸特性则表明面团的强度降低。马传国[16]在研究油脂对面团特性及微观结构的影响时，也得出同样的结果。综合分析马传国和本文的研究结果，油脂的添加量可能是导致此结果的原因之一，这可能是由于部分脂类参与了面筋的形成。

2.4 豆渣粉含量对面团发酵性的影响

豆渣粉含量对面团发酵体积（m L）的影响见表4。在相同发酵时间内，随着豆渣粉含量的增加，发酵体积呈减小趋势，这与表3中，随着豆渣粉添加量的增加，拉伸比例增大相符，拉伸比例增大会导致面团阻抗性过大，弹性强，延伸性小，发酵时面团会受阻，起发性不好；随着发酵时间的延长，每个样品的发酵体积均成增加趋势，但随着豆渣粉含量的增加，增加趋势减缓，此结果与表3中结果相符。

表4 豆渣粉含量对面团发酵体积的影响Tab le.4 Influence of soybean d regs powder content on Fermentation volume of the dough

因此，从表3和表4结果可以初步推断，随着豆渣粉含量的增加，面团品质呈劣变趋势，面团品质的劣变有可能是由于添加豆渣粉后，面团面筋含量和面团的微观结构发生变化引起的。

2.5 面团中湿面筋含量测定

按GB/T 5506.1-2008方法测定每个样品的湿面筋质量，每个样品做3次重复，然后取平均值，结果见表5。

表5 豆渣粉含量对湿面筋含量的影响Tab le.5 effects of soybean d regs powder content on wet gulten content of the dough

从表5可以看出，与对照相比，随着豆渣粉含量的增加，每100g面粉中湿面筋含量呈显著增加趋势，这可能是在面筋形成过程中，有一部分豆渣蛋白与面筋中的麦醇溶蛋白以疏水方式结合，形成麦醇溶蛋白—大豆蛋白—麦谷蛋白复合体[19]，导致每100g面粉中湿面筋含量增加，从而使面团的稳定时间增加；但随着豆渣粉含量的增加，每份混合粉样品中湿面筋含量呈下降趋势，这可能是由于豆渣粉中能参与形成麦醇溶蛋白—大豆蛋白—麦谷蛋白复合体的大豆蛋白质数量是有限的，豆渣粉的添加可能会导致面粉中面筋蛋白被大豆蛋白、膳食纤维过度稀释，有阻碍面筋形成的趋势，并且这种复合体的形成及每份混合样品中湿面筋含量的下降有可能会导致面筋网络结构的破坏和馒头感官品质的下降。

2.6 豆渣粉含量对面团微观结构的影响

各样品面团的电镜扫描结果见图1。在未添加豆渣粉的对照中，面筋的网络结构具有连续性，包裹淀粉颗粒的能力比较强，面筋网络结构和淀粉颗粒结构进行着刚性的物理结合。添加5g豆渣粉时，面团面筋开始断裂，出现不连续性，淀粉颗粒暴露在面筋网络结构之外，出现空洞；添加20g和25g豆渣粉的面筋进一步断裂，几乎看不到成片的面筋膜，且不规则空洞数量变多，孔隙变大，面筋结构受到严重破坏；可见随着豆渣粉含量的增加，面筋网络结构的连续性变差，网络发生断裂，包裹淀粉颗粒的能力变差，含量越高，网络结构断裂越严重，面团的品质恶化越严重。扫描电镜结果进一步证实了，豆渣粉的添加破坏了面筋的网络结构，从而导致了上述面团特性的变化。

图1 豆渣粉含量对面团超微结构的影响扫描电镜图Fig.1 Influence of soybean d regs powder addition on ultrastructure of the dough

3 结论与讨论

随着豆渣粉含量的增加，面团的持水率、形成时间、稳定时间、稠度、粉质质量指数都随之增加；面团的拉伸特性中各项指标变差，面团呈劣变趋势；在相同的发酵时间内，面团发酵体积随着豆渣粉含量的增加呈减小趋势；随着发酵时间的延长，每个样品的发酵体积均成增加趋势，但随着豆渣粉含量的增加，增加趋势减缓；由面团的稳定时间和每100g面粉中湿面筋含量随着豆渣粉添加量的增加而增加，可初步推断出，有一部分大豆蛋白质参与了面筋的形成；面团的电镜扫描结果为添加豆渣粉的面团流变学特性的变化提供了微观证据。因此，豆渣粉的添加，破坏了面筋的网络结构，导致了面团特性变差。然而，随着豆渣粉含量增加，大豆中的蛋白质、脂肪如何参与面筋的形成、如何影响面团的强度和硬度及面筋的网络结构变差的机理有待于进一步研究与探索。

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