橘皮粉对面包烘焙品质及其酚类物质抗氧化能力的影响

代雅杰，黑雪，邓莉梅，任亚荣，高琴娥，罗慧，曹晓虹，韩立宏,2*

1(北方民族大学 北方民族大学-夏洛蒂医科大学联合研究实验室，宁夏 银川，750021) 2(宁夏瑞春杂粮股份有限公司， 宁夏 固原，756000)

我国的柑橘种植面积居世界之首。柑橘生产加工过程中约产生30%～50%的皮渣副产物[1]。柑橘皮渣中除了含有水分、纤维素、木质素以及各种微量元素外，还含有丰富的香精油、色素、果胶和橘皮苷等物质[2]。已有研究发现，柑橘果胶不但具有抗凝血功能，对动脉粥样硬化有预防作用[3]，而且对糖尿病也有抑制作用[4]；橘皮苷有很强的DPPH自由基清除能力，可保护小鼠细胞受超氧化物的氧化破坏，降低四氯化碳对小鼠肝脏的毒害作用[5-6]。总之，由于柑橘皮渣成分的生理活性功效，使得其作为功能性食品和药品原料具有广阔的应用和开发前景。

本研究探索将橘皮加工制粉，用于主食面包的制作，通过对面包比容、色度、质地和感官品质的评价，研究不同添加量的橘皮粉对面包烘焙品质的影响，并提取面包中的多酚，通过DPPH自由基清除实验和ABTS自由基清除实验，探讨橘皮粉添加对面包多酚含量及抗氧化特性影响。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脐橙，市售；面包用小麦粉，滨州中裕食品有限公司；黄油、白砂糖、食用盐、安琪即发干酵母均为市售：福林试剂、2′-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic aciddiammonium salt)(ABTS)、没食子酸、2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)，Sigma Chemical Co, St.Louis, MO；甲醇、无水乙醇、Na2CO3均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TMS-CONSOLE物性仪，美国FTC公司产品；PE9600柏翠面包机，北京中兴柏翠电器有限公司；TECAN M200全波段酶标仪，TECAN公司；GL10MA高速冷冻离心机，湖南凯达科学仪器有限公司；LGJ-10S真空冷冻干燥机，河南兄弟仪器设备有限公司；FA2204B电子天平，上海精科天美科学仪器有限公司；HZ-9511K恒温振动器，太仓市华利达实验设备有限公司；KQ-5200E型超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；HJ-500高速中药粉碎机，山东东营弘玖制药机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 橘皮粉的制备

新鲜脐橙经稀盐水浸泡，自来水喷淋清洗干净，剥皮。橘皮切碎，低温真空冷冻干燥，粉碎，过100目筛，得橘皮粉，密封避光保存备用。

1.3.2 混合粉的配制

分别按照面包粉质量的0%、1%、2%、3%、4%、5%的比例将橘皮粉与面包粉混合，过100目筛4～5次，制成质地均匀的混合粉。

1.3.3 面包的制作

面包配方：混合粉290 g、牛奶50 mL、水130 mL、白砂糖30 g、食用盐3.5 g、黄油20 g、安琪即发干酵母3.5 g。 将所有原料按配方比例称取完毕后放入面包机中，选取和风模式，自动制作面包。面包制备结束后，取出室温放置1 h，备用。

1.3.4 面包比容测定

面包比容测定参照GB /T14611—2008的方法。制备好的面包出炉后室温冷却5 min，称重，采用菜籽替代法测定面包的体积，面包的体积与质量之比即为面包比容(mL/g)。比容测定时面包体积的平均偏差要小于等于 15 mL。

1.3.5 面包质构测定

1.3.5.1 取样方法

室温冷却1 h的面包样品，用面包刀切除面包两端的12.5 mm面包片，然后切出75 mm厚的面包构测试样品。

1.3.5.2 质构测定参数设置

依据段云龙等的方法[7]，选用P/36R探头。具体参数设置：触发力5 g；测试前速度3 mm/s；测试速度2 mm/s；测试后速度2 mm/s；压缩程度50%；2次压缩之间间隔时间5 s。

1.3.6 面包样品多酚抗氧化能力测定

1.3.6.1 多酚提取液制备

制备好的面包样品经超低温真空冷冻干燥，药物粉碎机粉碎。取2.5 g面包粉加入到50 mL体积分数80%甲醇溶液中， 37 ℃水浴振荡(120 r/min)提取2 h，然后室温超声30 min，2 600 r/min条件下离心15 min，所得上清液即为多酚提取液。

1.3.6.2 总酚含量测定

取0.5 mL多酚提取液用蒸馏水稀释至5 mL，加入0.5 mL福林试剂和0.5 mL (0.2 mg/mL) Na2CO3溶液，充分摇匀，室温条件下反应60 min，然后在760 nm处测吸光值。测定结果以没食子酸当量表示(mg没食子酸/g面包干物质)。标准曲线方程为y=0.166 9x+0.012 6，相关系数R2=0.999 7。

1.3.6.3 DPPH自由基清除率测定

DPPH自由基清除能力测定参考KIM等报道的实验方法[8]。先配制0.4 mmol/L 的DPPH自由基的无水乙醇溶液，取2 mL多酚提取液与2 mL DPPH自由基溶液混合，避光反应30 min，然后在517 nm处测定其吸光值。以2 mL无水乙醇替代DPPH自由基溶液作颜色对照组，以2 mL无水乙醇替代样品作空白组，其他反应物不变。

按公式(1)计算DPPH自由基清除率：

(1)

式中：A空白为2 mL无水乙醇与2 mL DPPH自由基溶液的混合液的吸光度值；A对照为2 mL样品提取液与2 mL无水乙醇的混合液的吸光度值；A样品为2 mL多酚提取液与2 mL DPPH自由基溶液的混合液的吸光度值。

1.3.6.4 ABTS自由基清除能力测定

ABTS自由基清除能力测定参考LI报道的实验方法[9]。配制6 mmol/L的ABTS自由基水溶液，向其中加入过量MnO2反应后过滤，制备ABTS自由基储备液。使用时将储备液稀释成734 nm处吸光值为0.5±0.02的工作液。取0.2 mL多酚提取液与0.8 mL ABTS自由基工作液混合，充分混匀，避光反应6 min，然后在734 nm处测定其吸光值。以0.2 mL无水乙醇替代多酚提取液做空白，按公式(2)计算ABTS自由基清除率：

(2)

式中：A空白为0.8 mL ABTS自由基工作液与0.2 mL无水乙醇的混合液的吸光值；A样品为0.8 mL ABTS自由基工作液与0.2 mL多酚提取液的混合液的吸光值。

1.3.7 面包感官品质评价

面包样品的感官品质评分参照GB/T14611—2008的标准。

2 结果与分析

2.1 不同添加量的橘皮粉对面包比容的影响

面包比容是评价面包烘烤品质最直观和客观的指标，一般面包比容越大说明面包的品质越好[10]。不同添加量的橘皮粉对面包比容的影响如图1所示。从图1可以看出，橘皮粉添加量小于3%左右时，对面包的比容没有显著影响，当添加量继续增大，面包的比容出现了显著下降的趋势(p<0.05)。已有研究发现，抗氧化剂单宁酸能破坏面筋网络中的二硫键[11]，橘皮粉中的橘皮苷也是一种抗氧化剂，可通过抑制或破坏二硫键，降低面筋筋力，进而影响面团持气能力，导致面包体积变小。

图1 橘皮粉添加量对面包比容的影响
Fig.1 Effect of flavedo flour on the specific volume of bread

2.2 不同添加量的橘皮粉对面包质构特性的影响

面包的质构特性与其感官品质息息相关。不同添加量的橘皮粉对面包质构特性的影响如表1所示。从表1中可以看出，橘皮粉的加入使得面包的硬度相比对照显著下降，但是随着橘皮粉添加量的增加，面包的硬度出现了上升的趋势。面包硬度的高低与面包品质的好劣呈负相关，即硬度值越小，面包品质越好，硬度值越大，面包的品质越差。这说明橘皮粉的添加对于面包硬度的改善具有显著作用，可能是因为橘皮粉里的果胶的作用，已有研究发现，在面包制作中加入果胶可降低面包的硬度[12-13]。其次，橘皮苷对面筋的调节作用也会导致面包硬度的变化。橘皮粉的添加使得面包的弹性相比对照显著增大，但是随着橘皮粉添加量的增加弹性呈现下降趋势。面包内聚性随着橘皮粉的添加呈现先上升后下降的趋势，但是变化不显著。面包咀嚼性综合表征面包品质，由表1可以看出，添加橘皮粉面包的咀嚼性相比对照组有所下降，推测可能是橘皮中的木质素、纤维素等对面包的咀嚼性有一定的影响。

表1 橘皮粉添加量对面包质构特性的影响Table 1 Effect of flavedo flour on the texture properties of bread

每列上角标的不同字母表示样品间差异显著(p<0.05)。

2.3 不同添加量的橘皮粉对面包感官品质的影响

不同添加量的橘皮粉对面包感官品质影响的结果如表2所示。由表2可知，少量橘皮粉的添加对面包的感官品质有改善效果，感官得分相比对照升高；在橘皮粉添加量为2%左右时，制作的面包表皮呈浅金黄色，外观光滑平整、蓬松饱满，内部气孔分布均匀、细密，柔软有弹性，面包特有的香味中散发着浓郁的橙香味，感官综合得分最高；继续增大添加量，面包的感官品质反而呈现下降趋势。

表2 橘皮粉添加量对面包感官品质的影响Table 2 Effect of flavedo flour on the sensory quality of bread

已有研究发现，面包的感官品质与其比容和弹性呈现正相关，与面包硬度呈现负相关[14]。前面的实验结果表明，相比对照，2%左右橘皮粉的加入使得面包的体积呈不显著的增大趋势，面包的硬度显著下降，弹性显著增大，因而面包的感官得分相比对照增高。

2.4 不同添加量的橘皮粉对面包总酚含量的影响

不同添加量的橘皮粉对面包总酚含量影响的实验结果如图2所示。由图2可以看出，随着橘皮粉的添加，面包的总酚含量呈现显著逐渐升高的趋势(p<0.05)，当添加量为5%时，面包总酚含量最高。这是因为橘皮粉含有丰富的橙皮素、橘皮苷、柚皮素、甜橙黄酮等酚类物质[15]。

图2 橘皮粉添加量对面包总酚含量的影响
Fig.2 Effect of flavedo flour on total phenols content of bread

2.5 不同添加量的橘皮粉对面包酚类物质抗氧化性能的影响

不同添加量的橘皮粉对面包酚类物质抗氧化活性的影响如图3和图4所示。

图3 橘皮粉添加量对面包总酚DPPH自由基清除率影响
Fig.3 Effect of flavedo flour on DPPH radical scavenging activity of total phenols of bread

图4 橘皮粉添加量对面包总酚ABTS自由基清除率影响
Fig.4 Effect of flavedo flour on ABTS radical scavenging activity of total phenols of bread

ABTS自由基和DPPH自由基常被用来评价某物质的抗氧化能力。由图3、图4可以看出，对照组具有清除自由基能力，这可能是因为面粉中含有VE、β-胡萝卜素及植酸等物质，该类物质具有抗氧化活性，而且面包在烘焙过程中，美拉德反应产物也具有一定抗氧化能力，最终反映出对照组面包具有清除自由基效果。与对照组相比，橘皮粉的添加显著提高了面包总酚的DPPH自由基清除能力(p<0.05)，且随着添加量增大，清除能力不断增强(图3)。可见经过高温加工后，橘皮粉在面包中仍具有很强的抗氧化能力；橘皮粉的加入对面包总酚的ABTS自由基清除能力的影响与DPPH自由基不同，橘皮粉的加入增强了面包总酚的ABTS自由基清除能力，但是当添加量达到3%左右时，清除能力随着橘皮粉添加量增大呈现下降趋势，而且当添加量达到5%左右时，样品的ABTS自由基清除能力显著小于对照组，原因有待进一步研究。

3 结论

不同添加量的橘皮粉会对面包的烘焙品质和总酚抗氧化能力产生不同的影响。当添加量不超过3%左右时，橘皮粉对面包的比容没有显著影响；综合质构和感官分析，橘皮粉添加量为2%左右时，面包的硬度显著降低，弹性显著增大，面包的质地得到了显著改善，感官品质优于对照组，感官评价得分最高；橘皮粉的加入显著提高了面包中总酚的含量，增强了DPPH自由基清除能力。总之，橘皮粉可用于功能性面包的制作。