大豆膳食纖維改性及在烘焙食品中的應(yīng)用研究

◎ 魏 楠，趙世航

（河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 451450）

在大豆生產(chǎn)加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量豆渣，豆渣含有豐富的膳食纖維，因此，可充分利用豆渣生產(chǎn)膳食纖維[1]。大豆的原產(chǎn)地就是中國(guó)，在中國(guó)傳統(tǒng)飲食中，大豆也是重要角色。我國(guó)大豆資源十分豐富，從南到北均有大豆產(chǎn)區(qū)，且隨著食品工業(yè)的不斷進(jìn)步，大豆的營(yíng)養(yǎng)保健功能也得到了進(jìn)一步的證實(shí)。大豆素來(lái)有“素肉”之稱，其蛋白質(zhì)和脂肪含量較高，而豆渣中豐富的膳食纖維也能被有效應(yīng)用，對(duì)于緩解便秘、清理腸道具有重要的促進(jìn)作用。

1 膳食纖維的簡(jiǎn)要介紹

1.1 膳食纖維的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

膳食型纖維本身的吸水、膨脹率高，吸水性、持水性較強(qiáng)，這是由膳食纖維自身結(jié)構(gòu)中含有的親水基因決定的[2]。這種吸水性強(qiáng)、持水性強(qiáng)的特點(diǎn)，使得膳食纖維能夠作為重要的食品填充劑，引起人體的飽腹感，也能促進(jìn)機(jī)體對(duì)食物中其他成分的消化吸收，有利于預(yù)防肥胖癥。膳食纖維中的多糖能夠被一些離子和有機(jī)分子充分吸收和整合，促進(jìn)人體對(duì)其他有益元素的吸收，且膳食纖維資源豐富、價(jià)格低廉，在國(guó)外許多食品加工工藝中得到了廣泛的開發(fā)利用。

1.2 大豆膳食纖維

大豆膳食纖維生產(chǎn)的主要原料是豆渣，而豆渣在我國(guó)一直沒(méi)有得到有效的開發(fā)利用，絕大部分豆渣作為廢料丟棄，其中一小部分作為飼料進(jìn)行再次生產(chǎn)，這造成了資源的浪費(fèi)，同時(shí)，在廢物排放過(guò)程中，也污染了環(huán)境。事實(shí)上，豆渣中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，富含人體必需氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等，從豆渣中提取必要的大豆膳食纖維，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的有效利用。大豆膳食纖維中可溶性的部分又被稱為可溶性大豆多糖，大豆多糖能夠作為一種新型的配料應(yīng)用于食品中，有利于在酸性條件下穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)，使其具有更好的發(fā)泡性和泡沫穩(wěn)定性[3]。

1.3 大豆膳食纖維的重要價(jià)值

隨著人們對(duì)于飲食結(jié)構(gòu)、飲食質(zhì)量的關(guān)注度不斷提升。大豆膳食纖維作為一種食品配料，本身營(yíng)養(yǎng)豐富且能夠強(qiáng)化其他食物的營(yíng)養(yǎng)，增加人體攝入的膳食纖維含量。從目前大豆膳食纖維的應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，在食品領(lǐng)域主要運(yùn)用于以下方面。①進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化。大豆膳食纖維本身在顏色和顆粒上與面粉較為接近，將其加入面粉中可以增強(qiáng)面粉的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也被有效應(yīng)用于面包、饅頭、餅干等制作中[3]。②增稠劑。大豆膳食纖維能作為醬料的增稠劑，發(fā)揮出大豆膳食纖維自身的黏度和膠體特性。例如，含有膳食纖維的酸奶、冰淇淋、果醬等，還可以將其加入口香糖中，借助膳食纖維吸收唾液膨脹而增強(qiáng)口香糖的口感。國(guó)外在食物膳食纖維開發(fā)方面較為重視，且形成了一定的規(guī)模，例如，日本將可溶性的大豆膳食纖維用于酸乳飲料的穩(wěn)定劑。我國(guó)在一些清爽型含乳飲料中也運(yùn)用到了可溶性的大豆膳食纖維。但是，目前整體市場(chǎng)應(yīng)用范圍較小，需要一些在新技術(shù)的研究與應(yīng)用方面加大投入，更好地發(fā)揮纖維功能的最大效力、降低纖維對(duì)食品品質(zhì)的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)與其他添加劑的合理分配，是現(xiàn)階段在進(jìn)行大豆膳食纖維應(yīng)用時(shí)需要解決的重要問(wèn)題。

2 大豆膳食纖維改性研究

目前市場(chǎng)上烘焙產(chǎn)品的膳食纖維主要來(lái)源于低筋面粉、高筋面粉以及小麥麩皮，在蛋糕制作中以低筋面粉為主要原料，在面包制作中則主要以高筋面粉為原料，而小麥麩皮更多的是制作高纖面包時(shí)的常用原料。由于大豆膳食纖維本身在口感和顆粒上與面粉相近，因此具有一定的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)[4]。從酸堿pH值對(duì)大豆膳食纖維理化性質(zhì)的影響來(lái)看，隨著pH值的不斷降低，大豆膳食纖維自身的持水率不斷上升，當(dāng)pH值處于3～4時(shí)，大豆膳食纖維的黏度得到了明顯提升，且在3處達(dá)到最高值。持水度和膨脹度能使食品生產(chǎn)時(shí)吸收更多水分，使口感保持濕潤(rùn)狀態(tài)，同時(shí)，黏度的提升也能夠更好的穩(wěn)定食品的成分。

從干燥條件上來(lái)看，通過(guò)對(duì)大豆膳食纖維分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥、真空干燥和冷凍干燥3種不同方式的干燥處理后，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥下，大豆膳食纖維的持水率下降到改性之前的水平，而真空干燥也不能使持水率進(jìn)一步提升，只有冷凍干燥才能使大豆膳食纖維保持改性后的干燥水平。熱風(fēng)干燥和真空干燥會(huì)導(dǎo)致膳食纖維結(jié)構(gòu)出現(xiàn)閉合，使纖維本身的持水能力和膨脹能力下降[5]，而冷凍干燥是通過(guò)低溫冷凍，再經(jīng)過(guò)升華實(shí)現(xiàn)的脫水，其纖維狀態(tài)仍能在打開狀態(tài)后不再度閉合，也因此提升了持水能力。因此，冷凍干燥能使膳食纖維物理化學(xué)性質(zhì)得以有效保持，且是具備較強(qiáng)的抗氧化活性的最有潛力的干燥方式，但是，冷凍干燥的生產(chǎn)成本較高。與普通豆渣相比，改性大豆膳食纖維的纖維含量高達(dá)77%，與普通豆渣的65%相比有了一定的提升，這是由于改性過(guò)程中對(duì)豆渣本身進(jìn)行了分解，其中的脂肪和蛋白質(zhì)分子被去除，相對(duì)的纖維含量也會(huì)有所增加。

3 大豆膳食纖維改性及在烘焙食品中的應(yīng)用

從烘焙食品的特點(diǎn)來(lái)看，其主要原料是小麥粉，而小麥粉富含豐富的蛋白質(zhì)，烘焙食品能作為一種主食為人們提供日常所需的能量，也能夠更好地促進(jìn)人體飲食平衡發(fā)展。目前市場(chǎng)上的烘焙產(chǎn)品類型多樣、種類繁多，既有低糖的面包，也有高糖的甜甜圈、華夫餅，還有香腸熱狗，三明治等。隨著現(xiàn)代烘焙食品產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，相關(guān)加工工藝也不斷進(jìn)步，我國(guó)烘焙食品本身起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，在加工技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量及種類類型等方面仍有一定差距。從烘焙行業(yè)的發(fā)展前景來(lái)看，主要有以下幾大發(fā)展趨勢(shì)。①品牌高端化發(fā)展。隨著消費(fèi)升級(jí)，消費(fèi)者將會(huì)更關(guān)注高品質(zhì)食品，同時(shí)目前良性的市場(chǎng)環(huán)境也為烘焙行業(yè)的發(fā)展提供了有效平臺(tái)。②安全化生產(chǎn)也是烘焙產(chǎn)業(yè)的一大趨勢(shì)。烘焙產(chǎn)業(yè)需要嚴(yán)格按照規(guī)范的生產(chǎn)流程，從原料到生產(chǎn)、流通各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)全過(guò)程控制，使食品安全處于首要和核心位置。③健康化、功能化發(fā)展。更多的功能類原料、健康類原料逐漸加入烘焙食品中，有利于改變烘焙行業(yè)原有的高脂肪、高熱量標(biāo)簽，更好地為烘焙行業(yè)注入新鮮元素。同時(shí)，烘焙行業(yè)也呈現(xiàn)時(shí)尚多樣化的發(fā)展趨勢(shì)，這與當(dāng)前消費(fèi)者多樣化個(gè)性化的需求相統(tǒng)一。

3.1 大豆膳食在面包類烘焙中的應(yīng)用

隨著人們更加重視飲食健康，許多富含膳食纖維的食品深受人們的喜愛與關(guān)注。從目前市場(chǎng)上烘焙面包來(lái)看，其出售的大部分富含膳食纖維的面包產(chǎn)品多以小麥麩皮為膳食纖維的來(lái)源，但是小麥麩皮粒徑較大，雖然能使面包散發(fā)一定的麥香，增加香味，但是在口感上較之傳統(tǒng)的小麥粉制作的面包具有較強(qiáng)的粗粒感，且色澤較暗。大豆膳食纖維則沒(méi)有這方面的困擾，將其加入面粉中，既保留了面粉原有的口感優(yōu)勢(shì)，也能夠增加其纖維含量。在面包制作中加入少量的膳食纖維，能夠增大面包體積，但是，需要注意把控添加量，當(dāng)超過(guò)一定的界限時(shí)，面包的比容就會(huì)下降，面粉的筋力也會(huì)對(duì)膳食纖維的加入量產(chǎn)生一定的影響。

對(duì)于中低筋力的面粉來(lái)說(shuō)，其膳食纖維的含量應(yīng)保持在6%及其以下，而對(duì)于較高筋力的面粉來(lái)說(shuō)，可以加入較多的膳食纖維，主要控制在12%左右。對(duì)于一般面粉來(lái)說(shuō)，如果膳食纖維含量達(dá)到9%時(shí)，面包的比容就會(huì)下降，這會(huì)使面包內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部形狀受損。因此，在實(shí)際的制作過(guò)程中，為了避免面包體積由于膳食纖維過(guò)量而塌陷的問(wèn)題，可以采用一定的改良劑進(jìn)行補(bǔ)充。適當(dāng)?shù)靥砑永w維能夠稀釋面筋含量，而增加活性面筋則能夠提升面包的組織量，但是成本過(guò)高。對(duì)于添加了大豆膳食纖維的面包來(lái)說(shuō)，在制作中還需要添加一定的氧化劑和乳化劑，使氧化劑與面團(tuán)融合，將其中的蛋白質(zhì)硫氫鍵轉(zhuǎn)變?yōu)槎蜴I。并且，膳食纖維本身的持水性特點(diǎn)，也能夠提升面團(tuán)的吸水性，使面團(tuán)具有較高的保水力。隨著添加劑的不斷增加，面包內(nèi)部的水分也會(huì)逐漸增多，也會(huì)對(duì)面包的新鮮度以及抗微生物特性產(chǎn)生一定的影響，因此在用量控制上需要適度。

3.2 大豆膳食在餅干類烘焙中的應(yīng)用

對(duì)于餅干類產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，其采用的面粉對(duì)面筋的數(shù)量和質(zhì)量要求較低，在其中加入適量的膳食大豆膳食纖維并不會(huì)對(duì)餅干本身的硬度造成較大影響。但是，需要注意的是餅干的黏性會(huì)與大豆膳食纖維的加入量負(fù)相關(guān)的線性關(guān)系。當(dāng)大豆膳食纖維不斷增加時(shí)，餅干所具有的黏性會(huì)逐漸下降，也意味著餅干更易于咀嚼。當(dāng)膳食纖維的添加量控制在10%以內(nèi)時(shí)，這種黏性的降低效果不明顯。由于大豆膳食纖維本身的親水性，當(dāng)大豆膳食纖維添加得越多時(shí)，餅干就會(huì)越干燥，在咀嚼時(shí)也需要分泌更多的唾液進(jìn)行食物分解。膳食纖維量越多，餅干的咀嚼性越好，也會(huì)變得更加松散，光澤會(huì)更深。但是，只有當(dāng)膳食纖維添加量控制在10%以上時(shí)，這種效果才會(huì)更加明顯。由于糕點(diǎn)中具有較多的甜味配料，并且糕點(diǎn)內(nèi)部的含水量較高，在烘焙時(shí)尤其需要注意糕點(diǎn)凝結(jié)成松軟產(chǎn)品的情況。大豆膳食纖維本身持水性好，能夠大量吸附水分，使產(chǎn)品有效凝結(jié)，并能夠?qū)Ξa(chǎn)品起到一定的保鮮效果。同時(shí)，也能夠增加產(chǎn)品的飽腹感。通過(guò)在膳食纖維類糕點(diǎn)中加入一定的乳化劑和食用膠，也能夠有效彌補(bǔ)膳食纖維素的加入對(duì)于糕點(diǎn)品質(zhì)造成的負(fù)面影響，但是如果膳食纖維量過(guò)多，也會(huì)使糕點(diǎn)出現(xiàn)掉渣問(wèn)題。

3.3 大豆膳食在蛋糕類烘焙中的應(yīng)用

從戚風(fēng)蛋糕的制作來(lái)看，戚風(fēng)蛋糕本身含水量高，且組織松發(fā)有彈性。在制作中，蛋糕糊的乳化主要是水包油，并且依靠蛋清發(fā)泡，其性狀取決于水油兩相兼顆粒的大小和性狀。從感官角度上看，隨著膳食纖維添加量的不斷增加，當(dāng)其處于2%時(shí)，蛋糕的松軟和彈性會(huì)降低，進(jìn)而失去了戚風(fēng)蛋糕的特點(diǎn)。同時(shí)，由于膳食纖維的加入，面糊的比重過(guò)大，泡沫的穩(wěn)定性也會(huì)下降。綜合考量，對(duì)于戚風(fēng)類蛋糕，膳食纖維的加入量可以控制在1.5%左右，不僅保留了戚風(fēng)蛋糕原有的松發(fā)組織，也能夠保持蛋糕本身的穩(wěn)定性。

改性大豆膳食纖維的加入，能夠延長(zhǎng)蛋糕面糊的泡沫穩(wěn)定性，這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。同時(shí)，不溶性的膳食纖維加入蛋糕面糊中，也會(huì)增加面糊的整體密度。當(dāng)改性大豆膳食纖維含量高于10%時(shí)，會(huì)對(duì)蛋糕的品質(zhì)以及香味、彈性、口感造成一定的負(fù)面影響。但是，從改性大豆膳食纖維對(duì)戚風(fēng)蛋糕的水分影響上看，大豆纖維的加入，使得蛋糕表現(xiàn)出較好的保濕能力，這也延長(zhǎng)了蛋糕的貨架期。

4 結(jié)語(yǔ)

大豆膳食纖維本身能夠?yàn)槿梭w提供豐富的營(yíng)養(yǎng)，有著良好的保健效果，將其增添到烘焙產(chǎn)品中，能夠增強(qiáng)食物的營(yíng)養(yǎng)功效。并且，也能夠更好地滿足日益多樣化的市場(chǎng)需求，還能夠優(yōu)化和改善膳食結(jié)構(gòu)，具有重要的研究意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。