大豆膳食纖維的性質(zhì)及其在烘焙食品中的應(yīng)用探析

葉冉

膳食纖維作為一種平衡飲食結(jié)構(gòu)、有益人體健康的物質(zhì)，是公認(rèn)的“第七大營養(yǎng)素”。大豆中的膳食纖維因成本低、易獲取、口感好、應(yīng)用廣等優(yōu)勢，受到了食品生產(chǎn)加工企業(yè)的歡迎。基于此，本文從大豆膳食纖維的性質(zhì)出發(fā)，深入探討其在烘焙食品中的應(yīng)用，并分析了大豆膳食纖維的開發(fā)前景。

一、大豆膳食纖維的性質(zhì)分析

纖維素、木質(zhì)素和半纖維素等是構(gòu)成大豆膳食纖維的主要成分，它們都是大豆中不溶于水且不被能被人體消化吸收的物質(zhì)。大豆膳食纖維的性質(zhì)由結(jié)構(gòu)決定，以下將從大豆膳食纖維的理化性質(zhì)來詳細(xì)分析其特性。

1.持水性。大豆膳食纖維中含有親水基團(tuán)，能夠使腸道中的糞便體積增大，加速腸道排便，加快有害物質(zhì)排出體外，減少其與腸道接觸的時間，降低人體便秘風(fēng)險。

2.有機(jī)物吸附性。大豆膳食纖維表面帶有活性基因，能夠吸附膽固醇、膽酸汁之類的有機(jī)分子及有毒物質(zhì)，促使腸道將這些物質(zhì)排出體外，從而降低其對身體的影響。

3.陽離子交換性。大豆膳食纖維中的酸性多糖類物質(zhì)具有陽離子交換功能，在腸道中可以與鈉、鉀、銅、鉛等金屬離子進(jìn)行交換，促進(jìn)金屬離子通過尿液、糞便排出體外，有效緩解血液中的金屬離子比值，降低人體金屬中毒的可能性。

4.微生物群落組的改善性。人體腸道系統(tǒng)中真菌、細(xì)菌和病毒所組成的微生物群落對腸道系統(tǒng)的消化吸收功能具有重要影響，而大豆膳食纖維不被腸道吸收，能夠在腸道進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生短鏈脂肪酸，有效幫助腸道調(diào)節(jié)酸堿值，抑制有害菌群的生長，促進(jìn)有益菌群的繁殖。

5.飽腹性。大豆膳食纖維在腸胃中吸水后會發(fā)生膨脹，形成黏度較高的溶膠或凝膠形態(tài)，能夠快速填充腸胃，使人體產(chǎn)生飽腹感，進(jìn)而減少進(jìn)食量。同時，大豆膳食纖維的熱量較低，有助于控制熱量攝入，幫助個體預(yù)防肥胖所帶來的健康風(fēng)險。

二、大豆膳食纖維的主要來源

1.大豆皮。大豆皮即大豆種子的外層表皮，在大豆加工處理中常被當(dāng)成加工余料而廢棄，但若以干基進(jìn)行計算，大豆皮約占種子整體質(zhì)量的十分之一，如果直接廢棄易造成原材料的浪費(fèi)。經(jīng)過處理后的大豆皮纖維通常含有37%左右的粗纖維，其中總膳食纖維的占比達(dá)到75%左右。目前對大豆皮纖維的加工方法主要是先在榨胚前分離大豆與大豆皮，再將豆皮洗凈后用加工機(jī)器殺菌、干燥及烘烤，待大豆皮中的水分蒸發(fā)后進(jìn)行研磨，豆皮纖維的篩分粒度如表1所示。

2.大豆粕。大豆粕是將大豆胚中的油脂提取后所余下的加工產(chǎn)物，將大豆粕放入水溶劑中，可以除去其中的水溶性物質(zhì)，從而得到大豆分離蛋白。將分離后的大豆粕用堿性溶液進(jìn)行處理，可以除去其中的可溶性糖和蛋白質(zhì)，從而獲取以半纖維素為主的殘留物，再對殘留物進(jìn)行干燥和處理后即可獲得大豆膳食纖維。若在加工過程中對大豆粕的半纖維素進(jìn)行干預(yù)，如控制好其中水的吸收比例，則可改變纖維產(chǎn)品的用途。比如，水分含量多的大豆膳食纖維可應(yīng)用于湯料、布丁等產(chǎn)品的制作，提高食品的纖維占比；水含量少的則可應(yīng)用于面包、餅干、松餅等烘焙產(chǎn)品的制作，使產(chǎn)品的口感更加豐富。

三、大豆膳食纖維在烘焙食品中的應(yīng)用研究

1.大豆膳食纖維在面包中的具體應(yīng)用。面包的核心原材料是小麥制成的面粉，在很長一段時間內(nèi)，食品加工企業(yè)在面包制作中會選擇添加與面粉同源的小麥麩皮這類膳食纖維，以增加面包的麥香風(fēng)味。但由于小麥麩皮的口感較硬、顆粒較大，食用時會感受到麩皮的粗糙感，因此難以被中國消費(fèi)者接受，在國內(nèi)的消費(fèi)市場也較小。與之相比，經(jīng)過加工后的大豆膳食纖維質(zhì)地與面粉類似，不會對面包的口感產(chǎn)生太大影響，將其應(yīng)用于面包烘焙能夠有效彌補(bǔ)小麥麩皮的劣勢。

大豆膳食纖維在面包烘焙中最普遍的應(yīng)用是在加工制作階段將其加入到面粉中，以增加面包的營養(yǎng)價值、增大面包的體積。該應(yīng)用的關(guān)鍵在于大豆膳食纖維在面粉中的添加劑量，若劑量過多，面團(tuán)體積膨脹程度和保持能力就會下降，從而影響面包的形狀和口感，因此在面包烘焙中應(yīng)用大豆膳食纖維時，要根據(jù)制作面包的面粉筋力來調(diào)整添加量。在通常情況下，使用低筋面粉和中筋面粉制作面包時，可往其中添加少于6%的大豆膳食纖維；使用高筋面粉時，添加量可酌情增加，但最高不可超過12%，否則會導(dǎo)致面包的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和烘焙后的成品形狀發(fā)生變化。

為確保添加大豆膳食纖維后的面包比容，還可往其中添加以麥膠蛋白和麥谷蛋白為主要成分的小麥活性面筋粉，以此來增加面團(tuán)的保氣性能，改善其內(nèi)部組織，使其面積更大，口感更松軟。除了小麥活性面筋粉，食品加工企業(yè)還可在制作過程中添加成本更低廉的乳化劑和氧化劑。乳化劑能夠有效改善面團(tuán)的延展性，降低大豆膳食纖維對面包比容的影響，使面包在烘焙過程中更易成型，同時增強(qiáng)面團(tuán)表面的活性，而且在與面粉中的直鏈淀粉發(fā)生作用后還具有一定的防老化效果。氧化劑能夠使面團(tuán)蛋白質(zhì)中的硫氫基被氧化脫氫形成二硫鍵，從而增加面團(tuán)中二硫基團(tuán)的數(shù)量，改善加入大豆膳食纖維后面團(tuán)持氣性減弱、彈性和柔韌性下降的問題。

2.大豆膳食纖維在餅干中的具體應(yīng)用。大豆膳食纖維對餅干類烘焙食品的影響主要體現(xiàn)在以下兩個方面：一是影響餅干的粘著力，即當(dāng)大豆膳食纖維劑量增大時，餅干的粘著力就會呈線性下降。因此，若在適當(dāng)范圍內(nèi)添加大豆膳食纖維，會使餅干更易于咀嚼，提升餅干口感；而若過量添加則會使餅干變得易碎，加大餅干的運(yùn)輸難度。二是當(dāng)大豆膳食纖維劑量增大時，由于其具有一定的吸水性，會使餅干的濕潤度呈線性下降。若適量添加，會使得餅干更有咀嚼性，豐富餅干的口感；而若添加過量，在食用餅干的過程中則易感到口腔干燥、口渴，影響到口感?；谝陨嫌绊?，大豆膳食纖維在餅干中的添加劑量通常在5%-10%，同時為了調(diào)整餅干口感，還可根據(jù)餅干的具體種類適當(dāng)加入疏松劑、減筋劑、發(fā)酵劑等添加劑，使大豆膳食纖維餅干變得更美味。

3.大豆膳食纖維在糕點(diǎn)中的具體應(yīng)用。糕點(diǎn)的品種多樣，如月餅、酥餅、蛋糕都屬于烘焙類糕點(diǎn)的范疇。其中，蛋糕既是烘焙糕點(diǎn)中占比最大的種類，也是應(yīng)用大豆膳食纖維最廣泛的烘焙類糕點(diǎn)。與其他烘焙食品相比，松軟的口感是蛋糕的最大特點(diǎn)，而該口感則來源于糖與雞蛋混合攪拌打發(fā)后所形成的大量網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。將打發(fā)后的雞蛋糊加入面粉后，會使蛋糕胚組織在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的支撐下含有豐富的空氣，因此烘焙加工后能夠獲得與面包、餅干不同的松軟口感。

在蛋糕制作過程中添加大豆膳食纖維，一是能夠利用其持水性來吸收蛋糕胚中的水分，促使蛋糕制品凝固，降低因水分而導(dǎo)致的制品陳化；二是有助于降低蛋糕整體能量，在一定程度上改善其高糖、高熱量的產(chǎn)品特點(diǎn)；三是能夠提升蛋糕胚組織中網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增加蛋糕體積，降低生產(chǎn)成本。為了改善添加大豆膳食纖維后的蛋糕口感，食品加工企業(yè)可往其中添加適量的乳化劑和食用膠。乳化劑中含有飽和脂肪酸鏈，能夠幫助蛋糕胚中網(wǎng)狀氣室間形成光滑的薄膜，使氣室不受大豆膳食纖維添加的影響，變得更穩(wěn)定，使蛋糕保持松軟可口的口感；食用膠能夠在蛋糕胚制作過程中起到增稠作用，使蛋糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更穩(wěn)定，提高蛋糕芯部的含水量，增加飽腹感。

四、大豆膳食纖維在烘焙食品中的開發(fā)前景

大豆膳食纖維的來源以大豆皮、大豆葉和大豆渣為主，食品生產(chǎn)企業(yè)若想提高大豆膳食纖維在烘焙食品中的應(yīng)用成效，就必須注重對大豆膳食纖維的加工與改性，深入研究開發(fā)大豆膳食纖維的方法，以此來提升其持水性、膨脹性和穩(wěn)定性等理化性質(zhì)。目前，大豆膳食纖維的加工改性方法主要有以下三種類型：

1.大豆膳食纖維的物理改性法。在大豆膳食纖維加工過程中，最常用的物理改性法是對原料進(jìn)行擠壓剪切和高溫高壓加工，使其能夠更好地應(yīng)用于烘焙食品中。擠壓剪切和高溫高壓的目的都是通過減少纖維粒子的半徑長度和顆粒大小增加其表面積，使其理化特性得到更好的發(fā)揮。在高溫高壓的作用下，大豆膳食纖維中的氫鍵和共價鍵會發(fā)生斷裂，從而使纖維更容易被粉碎和剪切。研究表明，當(dāng)纖維的力度在20微米內(nèi)時，其膨脹力度和黏著力度會出現(xiàn)顯著提升。另外，大豆膳食纖維中纖維素的結(jié)晶狀態(tài)并不會隨著纖維素的結(jié)構(gòu)變化而發(fā)生改變，因此即使對大豆膳食纖維進(jìn)行超微粉碎，也不會影響其物化特性，反而會使其口感更細(xì)膩，更適合應(yīng)用在烘焙食品的制作中。

2.大豆膳食纖維的化學(xué)改性法。纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)難以被強(qiáng)酸和強(qiáng)堿以外的物質(zhì)破壞，因此大豆膳食纖維的化學(xué)改性主要針對其半纖維素和蛋白質(zhì)進(jìn)行。在化學(xué)試劑的作用下，大豆膳食纖維中的蛋白質(zhì)和可溶性纖維的溶出率能夠得到有效提升，不溶性膳食纖維中的多孔結(jié)構(gòu)數(shù)量也會隨之提升，因此化學(xué)改性法有助于改善大豆膳食纖維的物化特性。具體的化學(xué)改性方式有很多，如將浸酸后的豆渣放入堿溶液中，可以提取纖維含量超過70%的大豆膳食纖維；在94℃環(huán)境下，使用濃度為6%的鹽酸對大豆膳食纖維進(jìn)行微晶化處理，可以得到纖維含量超過90%的大豆膳食纖維。大豆膳食纖維的改性成本低、效果顯著，但在加工過程中要注意不能添加諸如CMC等對人體有害的物質(zhì)，以免影響人體健康。

3.大豆膳食纖維的酶改性法。近年來，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，利用酶來對食品原材料進(jìn)行加工和改性成為食品加工行業(yè)的一種新方式。與其他方法相比，酶改性法效率更高，更易控制結(jié)果，且對人體安全無害。目前，應(yīng)用于大豆膳食纖維的酶主要包括蛋白酶、纖維素酶和TG酶三種。蛋白酶可以提高大豆膳食纖維中蛋白質(zhì)的提取效率，促進(jìn)纖維純化，增強(qiáng)其理化特性；纖維素酶的主要作用是通過糖苷鍵使部分不溶性膳食纖維變得可溶，以此增加可溶性膳食纖維的提取比例；TG酶屬于蛋白質(zhì)交聯(lián)酶，能夠提高大豆膳食纖維彈性，優(yōu)化食品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，確保其口感更符合消費(fèi)者的喜好。酶改性法能夠顯著提升大豆膳食纖維加工質(zhì)量，但食品生產(chǎn)企業(yè)必須注意酶的儲存方式及其加工環(huán)境，確保溫度、酸堿值等符合酶反應(yīng)的需求，確保酶改性法取得更好的效果。

作者簡介：葉冉（1980-），男，漢族，北京人，大學(xué)本科，研究方向?yàn)楹姹哼\(yùn)營與管理技術(shù)。