藜麥麩皮不可溶性膳食纖維對面包品質(zhì)的影響

宋志強(qiáng)，戴慧穎，楊佳茹，朱彥賓

（1.齊齊哈爾大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000；2.齊齊哈爾大學(xué)生命科學(xué)與農(nóng)林學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000；3.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院畜牧獸醫(yī)研究所，西藏 拉薩 850000）

藜麥（Chenopodium quinoa）作為“準(zhǔn)谷物”，因含有多種生物活性物質(zhì)而受到廣泛關(guān)注[1]。但在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工上，藜麥麩皮（Chenopodium quinoa bran，QB）一直被當(dāng)作廢棄物丟棄或加工為動物飼料，沒有發(fā)揮應(yīng)有的價值。QB除了含有較高水平的皂苷、黃酮和大量膳食纖維成分，還具有抗菌、抑制酪氨酸酶活性[2]、保肝[3]、抗纖維化[4]、抑制α-葡萄糖苷酶的作用[5]，應(yīng)用前景良好。

膳食纖維（dietary fiber，DF）分為不可溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）和可溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）。DF具有減少脂肪吸收和能量攝入、改善腸道環(huán)境、預(yù)防糖尿病和癌癥發(fā)生、緩解女性痛經(jīng)的功效[6]。然而目前人們DF攝入量不足，普遍低于日常攝入水平（日攝入25 g）[7]。面包作為面食既是良好的主食，又是受歡迎的休閑食品，每年的消耗量巨大，是很好的膳食纖維載體。將DF加入面包中既可以提高人們膳食纖維的攝入，又可以提高面包品質(zhì)，降低面包熱量[8]。目前關(guān)于藜麥麩皮膳食纖維面包的研究較少。

本文利用藜麥麩皮不可溶膳食纖維（QB-IDF）提高面包的品質(zhì)，將QB-IDF與面粉以不同質(zhì)量比混合制成面包，通過測定保水性、理化指標(biāo)、色澤、質(zhì)構(gòu)特性、感官評價、抗氧化性等，研究QB-IDF對面包品質(zhì)的影響。為藜麥麩皮的利用及其膳食纖維面包的生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

藜麥麩皮：內(nèi)蒙古家中和糧油儲運(yùn)有限公司；中鹽精制鹽、蔗糖：市售；食用油：益海嘉里金龍魚糧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；馬頭100面包用小麥粉：香港面粉廠有限公司；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；高溫淀粉酶（40000U/g）、中性蛋白酶（200000U/g）、葡萄糖苷酶（50 000 U/g）：浙江一諾生物科技有限公司。其他試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

101-1-BS電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、HH.S21-4電熱恒溫水浴鍋：上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠；FTIR-650傅里葉紅外光譜儀：天津港東科技股份有限公司；TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀：北京盈盛恒泰有限責(zé)任公司；ME104E分析天平：梅特勒-托利多科技（中國）有限公司；雷磁PHS-2F型pH計：上海歐史拓爾實業(yè)有限公司；TDL-5-A低速臺式離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；OMEGA醒發(fā)箱、OMJ-2/4分層烤爐：歐美佳食品機(jī)械有限公司；BHS30A雙動和面機(jī)：江蘇恒宇食品機(jī)械有限公司；CR-20色差計：柯尼卡美能達(dá)（中國）投資有限公司。

1.3 方法

1.3.1 QB-IDF制備

QB-IDF采用分析化學(xué)師學(xué)會AOAC 991.43方法提取。QB按料水比1∶10（g/mL）加入去離子水充分?jǐn)噭蚝笥诜兴≈兄蠓袦缑?5 min。自然冷卻后，調(diào)節(jié)pH值至6.5，加入高溫淀粉酶，沸水浴30 min。調(diào)節(jié)pH值至4.2，加入糖化酶60℃水浴30 min。再調(diào)節(jié)pH值至6.5，加入中性蛋白酶，55℃水浴50 min。將上述酶解后的樣液煮沸滅酶10 min，過8 h后4 000 r/min離心40 min，收集沉淀物，經(jīng)3次去離子水漂洗去酶后60℃干燥至恒重，即得藜麥麩皮不可溶膳食纖維。

1.3.2 面包配方與工藝流程

面包配方：500 g馬頭100面包用小麥粉、15 g食用油、15 g鹽、25 g蔗糖、4 g酵母、300 mL 水[9]。面團(tuán)成型后切割500 g于模具中用于后續(xù)醒發(fā)烘焙。QB-IDF粉按小麥粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%、6%、9%加入。

工藝流程：原料預(yù)處理→面粉攪拌→成型→面團(tuán)→醒發(fā)（37℃，2 h）→烘烤（上火180℃；下火190℃；時間35 min）→冷卻→成品→測量。

1.3.3 QB-IDF面包比容的測定

根據(jù)GB/T 20981—2021《面包質(zhì)量通則》，于面包出爐冷卻1 h后測定。待測面包稱重，質(zhì)量為W（g）。將適宜容量的容器裝滿小米，壓實。倒出部分小米，將待測面包放入容器內(nèi)，然后倒回小米，將容器裝滿壓實直尺刮平。最后用量筒量取剩余的小米體積V（mL），為待測面包的實際體積。面包比容計算公式如下。

式中：P 為面包比容，mL/g；V 為小米體積，mL；W為面包質(zhì)量，g。

1.3.4 QB-IDF面包質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測定

將面包切成12.5 mm薄片，疊加測定面包芯部位的質(zhì)構(gòu)特性。采用TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀測定面包的硬度、彈性、回復(fù)性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)。測試探頭為P/36R，質(zhì)構(gòu)參數(shù)：觸發(fā)力5 g，測試速度1 mm/s；壓縮至樣品原高度的50%，2次壓縮間隔的時間為5 s[10]。

1.3.5 QB-IDF面包感官測定

面包烘焙完成2 h后，參考GB/T 20981—2021中的方法，基于色澤、外形、質(zhì)地、口感、風(fēng)味5個方面對面包進(jìn)行感官評分，總分為100分。以10人（其中男女比例為1∶1，年齡在22歲～24歲）組成小組對面包進(jìn)行感官評分，取平均值。面包感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1[11]。

表1 面包感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of bread

1.3.6 QB-IDF面包保水性測定

參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》中的直接干燥法測定。將不同膳食纖維含量的面包放入敞口塑料袋中，在室內(nèi)常溫的條件下，每天進(jìn)行定時測重。在保質(zhì)期7 d內(nèi)，通過面包質(zhì)量的變化，比較不同膳食纖維含量面包的保水性[12]。

1.3.7 QB-IDF面包色值測定

將烘焙好的面包置于22℃～24℃下冷卻1 h，將面包切成小塊，使用CR-20色差計對面包芯和面包表皮進(jìn)行色值測定，測出L*值、a*值、b*值（L*值代表明暗度；a*值代表紅綠色；b*值代表黃藍(lán)色）。ΔE計算方法參考文獻(xiàn)[13]，計算公式如下。

式中：L1、a1、b1 分別為對照組面包色差值；L2、a2、b2分別為測得的QB-IDF面包色差值。

1.3.8 QB-IDF面包老化度測定

取放置48 h后的面包10 g，放入孔徑為0.36 mm標(biāo)準(zhǔn)篩中，并放入10個直徑5 mm的不銹鋼球，以120 r/min頻率振蕩5 min，稱取篩下物的質(zhì)量，以單位時間內(nèi)篩下面包屑的質(zhì)量作為衡量面包老化程度的標(biāo)準(zhǔn)，篩下的面包屑越多，產(chǎn)品的抗老化性能越差，老化程度越嚴(yán)重[14]。

1.3.9 傅里葉紅外光譜測定

應(yīng)用FTIR-650傅里葉紅外光譜（Fourier transform infrared spectrometer，F(xiàn)TIR）測定面包的化學(xué)結(jié)構(gòu)。取2 mg冷凍干燥后的面包芯樣品研磨均勻，再用壓片機(jī)壓片，壓力保持 15 kPa，光譜范圍為4000cm-1～400cm-1，掃描累加32次，分辨率為4 cm-1[15]。

1.3.10 QB-IDF面包抗氧化性測定

DPPH自由基清除率檢測方法參考文獻(xiàn)[16]。

1.3.11 統(tǒng)計分析

所有結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用JMP 11軟件進(jìn)行Tukey HSD多重比較，P＜0.05說明差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 QB-IDF添加量對面包醒發(fā)高度和比容的影響

QB-IDF添加量對面團(tuán)醒發(fā)高度和面包比容的影響見表2。

表2 QB-IDF添加量對面包比容的影響Table 2 Effect of QB-IDF addition on volume of bread

由表2可知，隨著QB-IDF添加量的增加，面包醒發(fā)高度顯著下降（P＜0.05）。原因可能是QB-IDF與面團(tuán)蛋白質(zhì)相互作用，減少面筋蛋白二硫鍵形成，導(dǎo)致醒發(fā)時二氧化碳存留量減少，所以醒發(fā)后體積減小，比容下降[17-19]。然而烘烤后，只有9%QB-IDF面包比容顯著下降（P＜0.05）。說明3%和6%QB-IDF含量不影響面包比容。

2.2 QB-IDF添加量對面包保水性的影響

QB-IDF添加量對面包保水性的影響見表3。

表3 QB-IDF添加量對面包保水性的影響Table 3 Effect of QB-IDF addition on water-holding capacity of bread

由表3可知，隨著QB-IDF添加量的增加，面包失水量逐漸減少。放置5 d，膳食纖維面包失水量顯著降低（P＜0.05）。說明添加QB-IDF能提高面包保水性，進(jìn)而延遲面包老化，增長貨架期[20]。

2.3 QB-IDF添加量對面包老化度的影響

QB-IDF添加量對面包老化度的影響見圖1。

圖1 QB-IDF添加量對面包老化度的影響Fig.1 Effect of QB-IDF addition on staling of bread

由圖1所示，添加QB-IDF后，面包的老化度顯著降低（P＜0.05）。這可能是由于膳食纖維在面團(tuán)內(nèi)與其他組分爭奪與水分結(jié)合，從而降低面包的老化度[21]。另外QB-IDF具有很好的持水性，在一定程度上阻礙水分?jǐn)U散，從而減少面包貯存過程中老化的發(fā)生[22]。

2.4 QB-IDF添加量對面包色值的影響

QB-IDF添加量對面包色值的影響見表4。

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

面包顏色影響整體感官品質(zhì)。由表4可知，隨著QB-IDF添加量的增加，面包皮L*值在40.6～42.6，無顯著差異（P＞0.05），面包芯L*值6%和9%組較3%和0%組顯著下降（P＜0.05），說明面包皮亮度變化不明顯，面包芯亮度變暗。面包皮a*值和b*值無明顯差別，面包芯a*和b*值明顯增加。說明面包皮紅色和黃色度變化不明顯，而面包芯因QB-IDF添加量增加逐漸趨向棕色。

國際照明委員會將整體色差分類為ΔE在0～2，差異無法肉眼識別；2.0～3.5，色差可以被一個沒有經(jīng)驗的觀察者識別；在3.5以上，色差明顯。6%組和9%組面包皮ΔE分別為2.4和2.6能被識別，3%、6%、9%組面包芯色差明顯。盡管色值有別于0%組，但QB-IDF色澤可作為天然食品著色劑，比目前食品工業(yè)常用的合成或半合成著色劑更易被消費者接受[23]。因此，QB-IDF面包添加量為3%、6%、9%時不影響消費者的選擇。

2.5 QB-IDF添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響

QB-IDF添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響見表5。

表5 QB-IDF添加量對面包質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 5 Effect of QB-IDF addition on texture of bread

品質(zhì)優(yōu)良的面包應(yīng)具有較大的彈性和較小的硬度、咀嚼性。質(zhì)構(gòu)參數(shù)一定程度上決定了感官上的口感和形態(tài)。由表5所示，隨著QB-IDF添加量的增加，內(nèi)聚性無顯著變化，面包硬度明顯上升，彈性9%組較其他組顯著下降（P＜0.05），QB-IDF添加組的咀嚼性和膠黏性顯著升高。當(dāng)QB-IDF添加量為3%時，除咀嚼性外各指標(biāo)變化與0%面包相差較小，面包品質(zhì)降低相對較小。

2.6 QB-IDF面包紅外光譜

面包的紅外光譜見圖2。

圖2 面包紅外光譜Fig.2 Infrared spectroscopy of bread

由圖2所示，3%、6%、9%QB-IDF添加量的面包FT-IR光譜與0%組基本一致。隨著膳食纖維添加量的增加，各峰振動基本沒有發(fā)生變化，沒有產(chǎn)生新的峰，說明沒有產(chǎn)生新的基團(tuán)。在3 400 cm-1附近吸收峰是由氫鍵形成引起的O-H伸縮振動，隨QB-IDF添加量的增加，面包FT-IR發(fā)生右偏移，譜帶變寬，說明內(nèi)部締合狀態(tài)的氫鍵更多[24]，這可能與面包含水量增加有關(guān)。

2.7 QB-IDF添加量對面包感官的影響

QB-IDF添加量對面包感官的影響見表6。

表6 QB-IDF添加量對面包感官的影響Table 6 Effect of QB-IDF addition on sensory evaluation of bread

如表6所示，隨著QB-IDF添加量的增加，面包感官評分顯著下降（P＜0.05）。QB-IDF添加量為3%時，其色澤、外形和質(zhì)地與小麥面包（0%QB-DF）相近，但口感和風(fēng)味有一定差異，綜合評價較好。該結(jié)果與質(zhì)構(gòu)試驗結(jié)果一致。

2.8 QB-IDF添加量對面包抗氧化性的影響

QB-IDF添加量對面包抗氧化性的影響見圖3。

圖3 QB-IDF添加量對面包抗氧化性的影響Fig.3 Effect of QB-IDF addition on antioxidant activity of bread

如圖3所示，9%組抗氧化性較0%組顯著升高（P＜0.05），提高了68%?？寡趸蕴岣呖赡苁且驗镼B-IDF中包含酚類物質(zhì)[25]，酚類物質(zhì)可以與多糖形成氫鍵和酯鍵而未被水溶解，在膳食纖維提取時與之共存。有研究表明高溫烘焙后，抗氧化物質(zhì)仍能具有良好的抗氧化性[26]。結(jié)果說明QB-IDF能提高面包抗氧化性，使面包具有較好的營養(yǎng)功效。

3 結(jié)論

將QB-IDF應(yīng)用于面包，不僅為消費者提供一種健康食品，更為藜麥麩皮的綜合利用提供了新途徑。

小麥粉中添加QB-IDF能顯著影響面包品質(zhì)、提高面包抗氧化性。隨著QB-IDF添加量的增加，面包比容、彈性明顯減少；面包保水性、硬度、咀嚼性、抗氧化能力明顯增加。綜合比容、質(zhì)構(gòu)和感官分析等結(jié)果，小麥粉中添加量3%時藜麥麩皮不可溶性膳食纖維面包總體評價較好。