柚皮粉膳食纖維面包的加工工藝及品質(zhì)影響

羅文珊，謝文佩

（廣西中醫(yī)藥大學(xué)食品科學(xué)系，廣西南寧530000）

柚子（Citrus grandis）又名文旦，果實(shí)碩大，酸甜苦味兼具，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[1]。我國(guó)柚子資源豐富，盛產(chǎn)于我國(guó)的廣西、廣東、福建等地區(qū)[2]。柚子皮約占整個(gè)柚子質(zhì)量的30%以上，研究表明，柚子皮中可溶性膳食纖維為40.8%，不溶性膳食纖維為45.1%，可以說(shuō)柚子皮是豐富的膳食纖維來(lái)源庫(kù)[3]。柚皮還含有豐富的維生素、多糖、香精油、黃酮類(lèi)物質(zhì)等[4]，其提取物具有抗氧化[5]、抗腫瘤[6]、抑菌[7]等作用，而目前人們對(duì)柚子皮的利用率極低，人們?cè)谑秤霉夂螅蟛糠骤肿悠け划?dāng)做垃圾扔掉，污染環(huán)境的同時(shí)還造成巨大的資源浪費(fèi)[8]。

膳食纖維（dietary fiber，DF）指的是不被人體所消化、吸收利用的多糖類(lèi)物質(zhì)的總和[9]，主要成分有纖維素、木質(zhì)素、樹(shù)膠及果膠等[10]，具有調(diào)節(jié)人體血糖血脂，控制體重，改善腸道菌群，預(yù)防腸癌與便秘等病癥[11]，被稱(chēng)為“第七營(yíng)養(yǎng)素”。在《中國(guó)居民膳食營(yíng)養(yǎng)素參考攝入量（2013）》中推薦的成人膳食纖維的適宜攝入量為25 g/d，而據(jù)調(diào)查顯示，我國(guó)僅有20%的人群達(dá)到推薦攝入量[12]，增加膳食纖維的攝入量是非常必要的。

面包作為一種方便、快捷的主食，深受消費(fèi)者青睞。近年來(lái)，向面包中加入富含多種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的雜糧和蔬菜更是越來(lái)越受到消費(fèi)者的歡迎[13]。在保證面包良好的口感基礎(chǔ)上，將面包與富含膳食纖維的柚皮粉結(jié)合，不僅能提高膳食纖維的攝入量，賦予面包更多的功能特性，還能降低成本，避免資源的浪費(fèi)[14]。因此，本研究主要探討柚子皮的去苦工藝以及柚皮粉添加量、粒徑大小對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響，旨在提高人體膳食纖維的攝入量，增加柚子的附加值。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

柚子皮：南寧市水果市場(chǎng)；氯化鈉（食品級(jí)）：湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司；碳酸氫鈉（食品級(jí)）、高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：蒙牛乳業(yè)（寶雞）有限公司；高筋面粉：延津克朋面粉有限公司；黃油：浙江金奧藝發(fā)食品科技有限公司；白砂糖：安琪酵母（赤峰）有限公司；雞蛋：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

ACS-3JZ 普通天平：中山市衡新電子有限公司；DHG-9146A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；QE-100 高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：浙江屹立工貿(mào)有限公司；BO-C02 型和面機(jī)：佛山市貝奧電器有限公司；K4 型格蘭仕烤箱：廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；CT3-10K 質(zhì)構(gòu)儀：Brookfield（美國(guó)博勒飛）。

1.3 工藝流程

1.3.1 柚皮粉制備工藝流程

柚子皮→切片→浸泡→沖洗→烘干→粉碎→過(guò)篩→成品

1.3.2 面包制作工藝流程

柚皮粉→調(diào)粉→面團(tuán)調(diào)制→分割、成型→醒發(fā)→烘烤→冷卻→成品

1.4 操作方法

1.4.1 柚皮粉的制備

挑選新鮮、較厚的柚子皮，洗凈表面后剔除黃皮，再將白瓤切成厚度一定，長(zhǎng)×寬為5 cm×2 cm 的片狀，放入一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽溶液（NaCl∶NaHCO3=9∶1（質(zhì)量比）g/100 mL）中浸泡一定時(shí)間，撈出后洗至沖洗液無(wú)色透明，擰干，放入65 ℃的烘箱中干燥6 h～8 h，粉碎，過(guò)篩。

1.4.2 面包的制作

基本配方：面粉和柚皮粉混合物：100 g、白砂糖：15 g、雞蛋：15 g、酵母粉：1.8 g、食鹽：0.6 g、黃油：9 g、水：約50 g 左右。

取不同添加量和不同粒徑的柚皮粉與面粉混合均勻，每份100 g，過(guò)篩后倒入攪拌機(jī)中，加入酵母、水、白砂糖、雞蛋、食鹽攪打至面團(tuán)表面光滑，再加入黃油，繼續(xù)攪打至其融入面團(tuán)即可，整個(gè)過(guò)程控制在15 min以?xún)?nèi)完成。將調(diào)制好的面團(tuán)拿出切割，成型后放入烤盤(pán)，在恒溫30 ℃條件下醒發(fā)80 min～90 min，醒發(fā)完成后放入上火160 ℃，下火150 ℃的烤箱烤制15 min，面包出爐后，脫模冷卻即可。

1.5 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.5.1 柚皮粉的去苦試驗(yàn)

采用Design-Expert8.0.6 根據(jù)中心組合（Box-Behnken）試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，結(jié)合衛(wèi)世乾等[15]的研究，選取柚皮的切片厚度（A）、鹽濃度[NaCl∶NaHCO3=9∶1（質(zhì)量比）]（B）、浸泡時(shí)間（C）3 個(gè)影響因素，以感官評(píng)分為響應(yīng)值，采用響應(yīng)面法進(jìn)行中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，因素與水平見(jiàn)表1。

表1 柚皮粉制備工藝優(yōu)化響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平編碼Table 1 Pomelo powder preparation process optimization response surface experimental factors horizontal coding

1.5.2 添加柚皮粉面包試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在調(diào)粉步驟中，相同條件下分別考察柚皮粉添加量為14%時(shí)柚皮粒徑大?。?0、80、100、150、200 目）、粒徑為100 目時(shí)柚皮粉添加量（10%、12%、14%、16%、18%）對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響。

1.6 感官評(píng)價(jià)

產(chǎn)品制備完成后，參照代雅杰等[16-17]制定感官評(píng)分表，邀請(qǐng)10 位無(wú)特殊喜好的評(píng)價(jià)員對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)分，柚皮粉感官評(píng)分見(jiàn)表2，柚皮粉面包見(jiàn)表3。

表2 脫苦的柚皮粉感官評(píng)分表Table 2 Sensory score of pomelo peel powder with bitterness removed

表3 柚皮粉面包的感官評(píng)分表Table 3 Sensory score sheet of pomelo peel bread

1.7 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)

面包比容的檢測(cè)：采用GB/T 20981-2007《面包》進(jìn)行，每個(gè)樣品測(cè)3 次。

面包水分的測(cè)定：采用GB 5009.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》第一法進(jìn)行測(cè)定。

面包微生物的檢測(cè)：菌落總數(shù)采用GB 4789.2-2016 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》進(jìn)行；大腸桿菌采用GB 4789.3-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》第二法進(jìn)行；霉菌采用GB 4789.15-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)霉菌和酵母計(jì)數(shù)》進(jìn)行。

1.7.1 面包質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的測(cè)定

參照林娟娟等[18]取冷卻至25 ℃左右的面包剔除外皮取芯，切成每片厚度約為20 mm 的薄片，用CT3-10K 質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。參數(shù)設(shè)定為：TPA 模式，探頭型號(hào)為T(mén)A-4/1000，探頭測(cè)試前速度2.0 mm/s；測(cè)試速度2.0 mm/s；測(cè)試后速度2.0 mm/s；壓縮程度50%；感應(yīng)力5 g；循環(huán)次數(shù)兩次；每片面包不同位置測(cè)定3 次，取平均值。根據(jù)面包的質(zhì)構(gòu)性質(zhì)，選取硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、內(nèi)聚性作為面包的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)。

1.8 數(shù)據(jù)處理分析

運(yùn)用Design-Expert（8.0.6）軟件、Microsoft Excel（2010）軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 響應(yīng)面優(yōu)化柚皮粉的脫苦工藝結(jié)果與分析

2.1.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果與方差分析

依據(jù)表1中的因素與水平，利用Design-Exper 8.0.6 軟件中的Box-Behnken 模式設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4，方差結(jié)果見(jiàn)表5。

表4 響應(yīng)面分析方案及結(jié)果Table 4 Response surface analysis scheme and results

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

運(yùn)用Design-Exper 8.0.6 軟件對(duì)表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合分析，得到柚皮粉的感官評(píng)分對(duì)柚皮的切片厚度（A），鹽濃度（B）和浸泡時(shí)間（C）的回歸模型方程為：感官評(píng)分=+87.60-3.20A+0.49B+1.21C+0.47AB+0.82AC-1.40BC-7.15A2-1.63B2-2.27C2。從表5方差分析可以看出，該回歸模型極顯著（P＜0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.130 0＞0.05），其校正決定系數(shù)R2Adj=0.988 1，R2=0.994 8，說(shuō)明回歸模型與試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合程度較好，誤差小，建立的回歸模型可行，變異系數(shù)為0.64%，說(shuō)明試驗(yàn)可靠性高，重現(xiàn)性好。由表5可知，各因素對(duì)柚皮粉感官評(píng)分影響主次順序?yàn)椋鸿制さ那衅穸龋ˋ）＞浸泡時(shí)間（C）＞鹽濃度（B）。其中一次項(xiàng)A、C和交互項(xiàng)BC，二次項(xiàng)A2、B2、C2影響極顯著（P＜0.01），影響顯著（P＜0.05）的有一次項(xiàng)B和交互項(xiàng)AC，表明浸泡鹽濃度和浸泡時(shí)間、柚皮切片厚度和浸泡時(shí)間對(duì)柚皮粉的感官評(píng)分有交互影響的作用。

2.1.2 響應(yīng)面交互作用分析

響應(yīng)面和等高線(xiàn)的形狀可反應(yīng)各因素間交互作用的強(qiáng)弱趨勢(shì)，響應(yīng)面越陡，等高線(xiàn)呈橢圓形，表明因素之間交互作用對(duì)響應(yīng)值影響較大，反之，響應(yīng)面越平緩，等高線(xiàn)呈圓形則說(shuō)明因素之間交互作用對(duì)響應(yīng)值影響不大[19]。各因素交互作用對(duì)柚皮粉感官評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線(xiàn)圖見(jiàn)圖1。

圖1 各因素交互作用對(duì)柚皮粉感官評(píng)分影響的響應(yīng)面及等高線(xiàn)圖Fig.1 Response surface and contour map of the influence of various factors on the sensory score of pomelo peel powder

由圖1可知，隨著柚皮的切片厚度和浸泡時(shí)間、鹽濃度和浸泡時(shí)間的增加，感官評(píng)價(jià)先增加后減小，等高線(xiàn)呈橢圓形，說(shuō)明這兩組因素之間交互作用明顯；隨著柚皮的切片厚度與鹽濃度的增加，感官評(píng)價(jià)先增大后減小，但等高線(xiàn)呈圓形，說(shuō)明兩因素之間交互作用不顯著，這與表5的方差分析結(jié)果一致。

2.1.3 最佳條件的驗(yàn)證試驗(yàn)

由響應(yīng)面優(yōu)化分析得出的最優(yōu)工藝參數(shù)為柚皮的切片厚度0.54 cm、浸泡時(shí)間7.44 h，鹽濃度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）6.05 g/100 mL，感官評(píng)分預(yù)測(cè)值為88.1分?？紤]實(shí)際情況以及操作方便，將最佳工藝條件修正為柚皮的切片厚度0.50 cm、浸泡時(shí)間7.50 h，鹽濃度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）是6.00 g/100 mL，在此工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，最終得到無(wú)苦味，無(wú)澀味，無(wú)咸味殘留，且組織結(jié)構(gòu)完整，具有柚皮固有風(fēng)味的柚皮粉，感官評(píng)分為88.7 分，與預(yù)測(cè)值接近。

2.2 柚皮粉粒徑大小對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.2.1 柚皮粉粒徑大小對(duì)面包比容和水分含量的影響

柚皮粉粒徑大小對(duì)面包品質(zhì)的影響如圖2所示，隨著富含膳食纖維的柚皮粉粒徑的減小，面包比容呈下降趨勢(shì)，水分含量呈上升趨勢(shì)，粒徑在100 目至150目間，面包比容下降得較為明顯，這可能是隨著柚皮粉粒徑的變小，顆粒比表面積增大，纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)，親水性增強(qiáng)，對(duì)面粉形成的面筋破壞力增強(qiáng)，影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完整性，面包在發(fā)酵過(guò)程中持氣率變低，與膳食纖維的相關(guān)研究一致[20]。

圖2 不同柚皮粉粒徑大小對(duì)面包品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of particle size of different pomelo peel powder on bread quality

2.2.2 柚皮粉粒徑大小對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

硬度、咀嚼性、彈性、膠著性、內(nèi)聚性是評(píng)價(jià)面包質(zhì)構(gòu)特性的重要指標(biāo)，不同柚皮粉粒徑對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)表6。

表6 柚皮粉粒徑大小對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響Table 6 Effect of particle size of pomelo peel on bread texture

由表6可知粒徑大小對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響效果不顯著，面包質(zhì)構(gòu)特性的硬度、咀嚼性隨著粒徑的減小而增大，但變化程度不大，而彈性、膠著性、內(nèi)聚性呈不規(guī)則變化，變化程度也不大，均在可接受的范圍內(nèi)。

2.2.3 柚皮粉粒徑大小對(duì)感官評(píng)分的影響

柚皮粉粒徑大小對(duì)感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖3。

圖3 柚皮粉粒徑大小對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of particle size of pomelo peel on sensory score

柚皮粉添加量為14%時(shí)，由圖3可知，感官評(píng)價(jià)隨粒徑的減小而呈先升高再降低的趨勢(shì)。當(dāng)柚皮粉粒徑為200 目時(shí)，面包芯的色澤、氣孔不均勻，紋理模糊面包，面包整體稍硬，香味不明顯；當(dāng)柚皮粉粒徑為100 目時(shí)，面包外觀飽滿(mǎn)完整，表皮色澤均勻，彈性適中，面包香味濃郁，感官評(píng)分較高。

結(jié)合圖2、圖3以及表6考慮，柚皮粉粒徑為100目最佳，在此粒徑下面包的水分含量為40.03%，比容為4.37 mL/g，硬度827 g，咀嚼性44.10 mJ，彈性8.41 mm，膠著性712 g，內(nèi)聚性0.73，面包外觀飽滿(mǎn)完整，彈性適中，口感細(xì)膩松軟，感官評(píng)分為89.4 分。

2.3 柚皮粉添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.3.1 柚皮粉的添加量對(duì)面包比容和水分含量的影響

柚皮粉的添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

圖4 柚皮粉的添加量對(duì)面包品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of the addition of pomelo peel powder on bread quality

由圖4可知，隨著柚皮粉添加量的增大，面包的比容呈減小趨勢(shì)，當(dāng)膳食纖維添加量在12%以上時(shí)，面包比容下降程度明顯，這可能是富含膳食纖維的柚皮粉中不含面筋蛋白，對(duì)面粉有稀釋作用，而在面團(tuán)的調(diào)制時(shí)，膳食纖維對(duì)面粉形成的面筋造成一定的破壞，導(dǎo)致面團(tuán)在發(fā)酵過(guò)程持氣率降低，進(jìn)而膨脹困難，面包體積減小，比容下降。隨著柚皮粉添加量的增大，面包水分含量呈升高趨勢(shì)，這是因?yàn)樯攀忱w維分子表面具有親水性基團(tuán)，使得面包具有較高的持水性。

2.3.2 柚皮粉的添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響

不同柚皮粉添加量與面包質(zhì)構(gòu)影響關(guān)系見(jiàn)表7。

表7 柚皮粉的添加量對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響Table 7 Effect of the addition of pomelo peel powder on the texture of bread

隨著富含膳食纖維的柚皮粉添加量的增加，面包的硬度、咀嚼性、彈性、膠著性隨之增加，當(dāng)柚皮粉添加量在14%～16%范圍內(nèi)，數(shù)值變化程度較大；但隨著柚皮粉添加量的增加，內(nèi)聚性先增大后減小。

2.3.3 柚皮粉添加量對(duì)面包感官評(píng)分的影響

粒徑為100 目時(shí)，柚皮粉添加量對(duì)面包感官評(píng)分的影響見(jiàn)圖5。

圖5 柚皮粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.5 Effect of the addition of pomelo peel powder on sensory score

由圖5可知感官評(píng)價(jià)隨著柚皮粉添加量的增加而降低。當(dāng)柚皮粉添加量為18%時(shí)，面包彈性強(qiáng)，硬度大，不在大眾對(duì)面包的可接受范圍內(nèi)，面包整體不夠蓬松，烘烤后的香味損失嚴(yán)重，面包芯色澤不均勻，中間部分呈淺黃色，感官評(píng)分較低；而柚皮粉添加量為12%時(shí)，面包硬度彈性等均在可接受范圍，面包整體豐滿(mǎn)蓬松，具有發(fā)酵和烘烤后的面包香味，口感細(xì)膩不粗糙，面包芯色澤均勻，感官評(píng)分較好。

綜合考慮，柚皮粉粒徑100 目，添加量12%時(shí)，面包風(fēng)味良好，口味純正，品質(zhì)較佳，面包香味濃郁，水分含量39.03 %，比容4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，彈性8.07 mm，膠著性634 g，內(nèi)聚性0.71。結(jié)合圖3與圖5可知，該條件下感官評(píng)分最佳，為91.5分。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

柚皮粉面包感官指標(biāo)：產(chǎn)品表明呈棕黃色，色澤均勻，具有面包應(yīng)有的香氣，柔軟由彈性、無(wú)其他視力可見(jiàn)的外來(lái)異物。

柚皮粉面包理化指標(biāo)：水分含量39.03%，面包比容為4.38 mL/g，柚皮粉面包符合GB/T 20981-2007《面包》中的要求。

柚皮粉面包微生物指標(biāo)見(jiàn)表8。

表8 微生物檢測(cè)結(jié)果Table 8 Microbiological test results

3 結(jié)論

通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明，影響柚皮粉脫苦因素的主次順序?yàn)殍制さ那衅穸龋窘輹r(shí)間＞鹽濃度，最優(yōu)工藝參數(shù)為柚皮的切片厚度0.50 cm，浸泡時(shí)間7.50 h，鹽濃度是6.00 g/100 mL，柚皮粉無(wú)苦澀味，無(wú)咸味殘留，具有柚皮固有風(fēng)味。

面包質(zhì)構(gòu)特性的硬度、咀嚼性隨著粒徑的減小而增大，但影響效果不顯著；隨著柚皮粉添加量的增加，面包比容下降，水分含量升高，硬度、咀嚼性、彈性、膠著性增加，影響效果顯著；當(dāng)柚皮粉添加量為12%，粒徑為100 目時(shí)，制作的柚皮粉面包水分含量為39.03%，比容為4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，彈性8.07 mm，膠著性634 g，內(nèi)聚性0.71，結(jié)構(gòu)松軟，風(fēng)味良好，口味純正，品質(zhì)較佳。