藜麦麸皮不可溶性膳食纤维对面包品质的影响

2022-10-31宋志强戴慧颖杨佳茹朱彦宾

食品研究与开发 2022年21期

宋志强，戴慧颖，杨佳茹，朱彦宾

（1.齐齐哈尔大学食品与生物工程学院，黑龙江齐齐哈尔 161000；2.齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，黑龙江齐齐哈尔 161000；3.西藏自治区农牧科学院畜牧兽医研究所，西藏拉萨 850000）

藜麦（Chenopodium quinoa）作为“准谷物”，因含有多种生物活性物质而受到广泛关注[1]。但在农业生产加工上，藜麦麸皮（Chenopodium quinoa bran，QB）一直被当作废弃物丢弃或加工为动物饲料，没有发挥应有的价值。QB除了含有较高水平的皂苷、黄酮和大量膳食纤维成分，还具有抗菌、抑制酪氨酸酶活性[2]、保肝[3]、抗纤维化[4]、抑制α-葡萄糖苷酶的作用[5]，应用前景良好。

膳食纤维（dietary fiber，DF）分为不可溶性膳食纤维（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纤维（soluble dietary fiber，SDF）。DF具有减少脂肪吸收和能量摄入、改善肠道环境、预防糖尿病和癌症发生、缓解女性痛经的功效[6]。然而目前人们DF摄入量不足，普遍低于日常摄入水平（日摄入25 g）[7]。面包作为面食既是良好的主食，又是受欢迎的休闲食品，每年的消耗量巨大，是很好的膳食纤维载体。将DF加入面包中既可以提高人们膳食纤维的摄入，又可以提高面包品质，降低面包热量[8]。目前关于藜麦麸皮膳食纤维面包的研究较少。

本文利用藜麦麸皮不可溶膳食纤维（QB-IDF）提高面包的品质，将QB-IDF与面粉以不同质量比混合制成面包，通过测定保水性、理化指标、色泽、质构特性、感官评价、抗氧化性等，研究QB-IDF对面包品质的影响。为藜麦麸皮的利用及其膳食纤维面包的生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藜麦麸皮：内蒙古家中和粮油储运有限公司；中盐精制盐、蔗糖：市售；食用油：益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司；高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；马头100面包用小麦粉：香港面粉厂有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；高温淀粉酶（40000U/g）、中性蛋白酶（200000U/g）、葡萄糖苷酶（50 000 U/g）：浙江一诺生物科技有限公司。其他试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

101-1-BS电热恒温鼓风干燥箱、HH.S21-4电热恒温水浴锅：上海跃进医疗机械厂；FTIR-650傅里叶红外光谱仪：天津港东科技股份有限公司；TMS-PRO型质构仪：北京盈盛恒泰有限责任公司；ME104E分析天平：梅特勒-托利多科技（中国）有限公司；雷磁PHS-2F型pH计：上海欧史拓尔实业有限公司；TDL-5-A低速台式离心机：上海安亭科学仪器厂；OMEGA醒发箱、OMJ-2/4分层烤炉：欧美佳食品机械有限公司；BHS30A双动和面机：江苏恒宇食品机械有限公司；CR-20色差计：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司。

1.3 方法

1.3.1 QB-IDF制备

QB-IDF采用分析化学师学会AOAC 991.43方法提取。QB按料水比1∶10（g/mL）加入去离子水充分搅匀后于沸水浴中煮沸灭酶15 min。自然冷却后，调节pH值至6.5，加入高温淀粉酶，沸水浴30 min。调节pH值至4.2，加入糖化酶60℃水浴30 min。再调节pH值至6.5，加入中性蛋白酶，55℃水浴50 min。将上述酶解后的样液煮沸灭酶10 min，过8 h后4 000 r/min离心40 min，收集沉淀物，经3次去离子水漂洗去酶后60℃干燥至恒重，即得藜麦麸皮不可溶膳食纤维。

1.3.2 面包配方与工艺流程

面包配方：500 g马头100面包用小麦粉、15 g食用油、15 g盐、25 g蔗糖、4 g酵母、300 mL 水[9]。面团成型后切割500 g于模具中用于后续醒发烘焙。QB-IDF粉按小麦粉质量分数3%、6%、9%加入。

工艺流程：原料预处理→面粉搅拌→成型→面团→醒发（37℃，2 h）→烘烤（上火180℃；下火190℃；时间35 min）→冷却→成品→测量。

1.3.3 QB-IDF面包比容的测定

根据GB/T 20981—2021《面包质量通则》，于面包出炉冷却1 h后测定。待测面包称重，质量为W（g）。将适宜容量的容器装满小米，压实。倒出部分小米，将待测面包放入容器内，然后倒回小米，将容器装满压实直尺刮平。最后用量筒量取剩余的小米体积V（mL），为待测面包的实际体积。面包比容计算公式如下。

式中：P 为面包比容，mL/g；V 为小米体积，mL；W为面包质量，g。

1.3.4 QB-IDF面包质构指标的测定

将面包切成12.5 mm薄片，叠加测定面包芯部位的质构特性。采用TMS-PRO型质构仪测定面包的硬度、弹性、回复性等质构参数。测试探头为P/36R，质构参数：触发力5 g，测试速度1 mm/s；压缩至样品原高度的50%，2次压缩间隔的时间为5 s[10]。

1.3.5 QB-IDF面包感官测定

面包烘焙完成2 h后，参考GB/T 20981—2021中的方法，基于色泽、外形、质地、口感、风味5个方面对面包进行感官评分，总分为100分。以10人（其中男女比例为1∶1，年龄在22岁～24岁）组成小组对面包进行感官评分，取平均值。面包感官评分标准见表1[11]。

表1 面包感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of bread

1.3.6 QB-IDF面包保水性测定

参照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的直接干燥法测定。将不同膳食纤维含量的面包放入敞口塑料袋中，在室内常温的条件下，每天进行定时测重。在保质期7 d内，通过面包质量的变化，比较不同膳食纤维含量面包的保水性[12]。

1.3.7 QB-IDF面包色值测定

将烘焙好的面包置于22℃～24℃下冷却1 h，将面包切成小块，使用CR-20色差计对面包芯和面包表皮进行色值测定，测出L*值、a*值、b*值（L*值代表明暗度；a*值代表红绿色；b*值代表黄蓝色）。ΔE计算方法参考文献[13]，计算公式如下。

式中：L1、a1、b1 分别为对照组面包色差值；L2、a2、b2分别为测得的QB-IDF面包色差值。

1.3.8 QB-IDF面包老化度测定

取放置48 h后的面包10 g，放入孔径为0.36 mm标准筛中，并放入10个直径5 mm的不锈钢球，以120 r/min频率振荡5 min，称取筛下物的质量，以单位时间内筛下面包屑的质量作为衡量面包老化程度的标准，筛下的面包屑越多，产品的抗老化性能越差，老化程度越严重[14]。

1.3.9 傅里叶红外光谱测定

应用FTIR-650傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）测定面包的化学结构。取2 mg冷冻干燥后的面包芯样品研磨均匀，再用压片机压片，压力保持 15 kPa，光谱范围为4000cm-1～400cm-1，扫描累加32次，分辨率为4 cm-1[15]。

1.3.10 QB-IDF面包抗氧化性测定

DPPH自由基清除率检测方法参考文献[16]。

1.3.11 统计分析

所有结果以平均值±标准差表示。采用JMP 11软件进行Tukey HSD多重比较，P＜0.05说明差异显著。

2 结果与分析

2.1 QB-IDF添加量对面包醒发高度和比容的影响

QB-IDF添加量对面团醒发高度和面包比容的影响见表2。

表2 QB-IDF添加量对面包比容的影响Table 2 Effect of QB-IDF addition on volume of bread

由表2可知，随着QB-IDF添加量的增加，面包醒发高度显著下降（P＜0.05）。原因可能是QB-IDF与面团蛋白质相互作用，减少面筋蛋白二硫键形成，导致醒发时二氧化碳存留量减少，所以醒发后体积减小，比容下降[17-19]。然而烘烤后，只有9%QB-IDF面包比容显著下降（P＜0.05）。说明3%和6%QB-IDF含量不影响面包比容。

2.2 QB-IDF添加量对面包保水性的影响

QB-IDF添加量对面包保水性的影响见表3。

表3 QB-IDF添加量对面包保水性的影响Table 3 Effect of QB-IDF addition on water-holding capacity of bread

由表3可知，随着QB-IDF添加量的增加，面包失水量逐渐减少。放置5 d，膳食纤维面包失水量显著降低（P＜0.05）。说明添加QB-IDF能提高面包保水性，进而延迟面包老化，增长货架期[20]。

2.3 QB-IDF添加量对面包老化度的影响

QB-IDF添加量对面包老化度的影响见图1。

图1 QB-IDF添加量对面包老化度的影响Fig.1 Effect of QB-IDF addition on staling of bread

由图1所示，添加QB-IDF后，面包的老化度显著降低（P＜0.05）。这可能是由于膳食纤维在面团内与其他组分争夺与水分结合，从而降低面包的老化度[21]。另外QB-IDF具有很好的持水性，在一定程度上阻碍水分扩散，从而减少面包贮存过程中老化的发生[22]。

2.4 QB-IDF添加量对面包色值的影响

QB-IDF添加量对面包色值的影响见表4。

表4 QB-IDF添加量对面包皮和面包芯色值的影响Table 4 Effect of QB-IDF addition on color parameters of bread

面包颜色影响整体感官品质。由表4可知，随着QB-IDF添加量的增加，面包皮L*值在40.6～42.6，无显著差异（P＞0.05），面包芯L*值6%和9%组较3%和0%组显著下降（P＜0.05），说明面包皮亮度变化不明显，面包芯亮度变暗。面包皮a*值和b*值无明显差别，面包芯a*和b*值明显增加。说明面包皮红色和黄色度变化不明显，而面包芯因QB-IDF添加量增加逐渐趋向棕色。

国际照明委员会将整体色差分类为ΔE在0～2，差异无法肉眼识别；2.0～3.5，色差可以被一个没有经验的观察者识别；在3.5以上，色差明显。6%组和9%组面包皮ΔE分别为2.4和2.6能被识别，3%、6%、9%组面包芯色差明显。尽管色值有别于0%组，但QB-IDF色泽可作为天然食品着色剂，比目前食品工业常用的合成或半合成着色剂更易被消费者接受[23]。因此，QB-IDF面包添加量为3%、6%、9%时不影响消费者的选择。

2.5 QB-IDF添加量对面包质构特性的影响

QB-IDF添加量对面包质构特性的影响见表5。

表5 QB-IDF添加量对面包质构特性的影响Table 5 Effect of QB-IDF addition on texture of bread

品质优良的面包应具有较大的弹性和较小的硬度、咀嚼性。质构参数一定程度上决定了感官上的口感和形态。由表5所示，随着QB-IDF添加量的增加，内聚性无显著变化，面包硬度明显上升，弹性9%组较其他组显著下降（P＜0.05），QB-IDF添加组的咀嚼性和胶黏性显著升高。当QB-IDF添加量为3%时，除咀嚼性外各指标变化与0%面包相差较小，面包品质降低相对较小。

2.6 QB-IDF面包红外光谱

面包的红外光谱见图2。

图2 面包红外光谱Fig.2 Infrared spectroscopy of bread

由图2所示，3%、6%、9%QB-IDF添加量的面包FT-IR光谱与0%组基本一致。随着膳食纤维添加量的增加，各峰振动基本没有发生变化，没有产生新的峰，说明没有产生新的基团。在3 400 cm-1附近吸收峰是由氢键形成引起的O-H伸缩振动，随QB-IDF添加量的增加，面包FT-IR发生右偏移，谱带变宽，说明内部缔合状态的氢键更多[24]，这可能与面包含水量增加有关。

2.7 QB-IDF添加量对面包感官的影响

QB-IDF添加量对面包感官的影响见表6。

表6 QB-IDF添加量对面包感官的影响Table 6 Effect of QB-IDF addition on sensory evaluation of bread

如表6所示，随着QB-IDF添加量的增加，面包感官评分显著下降（P＜0.05）。QB-IDF添加量为3%时，其色泽、外形和质地与小麦面包（0%QB-DF）相近，但口感和风味有一定差异，综合评价较好。该结果与质构试验结果一致。

2.8 QB-IDF添加量对面包抗氧化性的影响

QB-IDF添加量对面包抗氧化性的影响见图3。

图3 QB-IDF添加量对面包抗氧化性的影响Fig.3 Effect of QB-IDF addition on antioxidant activity of bread

如图3所示，9%组抗氧化性较0%组显著升高（P＜0.05），提高了68%。抗氧化性提高可能是因为QB-IDF中包含酚类物质[25]，酚类物质可以与多糖形成氢键和酯键而未被水溶解，在膳食纤维提取时与之共存。有研究表明高温烘焙后，抗氧化物质仍能具有良好的抗氧化性[26]。结果说明QB-IDF能提高面包抗氧化性，使面包具有较好的营养功效。