柑橘纖維對(duì)面團(tuán)特性及面包品質(zhì)的影響

黃夢(mèng)凡,溫紀(jì)平*,展小彬

1(河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院,河南 鄭州,450001)2(河南工業(yè)大學(xué)小麥理論與技術(shù)研究所,河南 鄭州,450001) 3(國(guó)家小麥加工技術(shù)研發(fā)專業(yè)中心,河南 鄭州,450001)

許多與飲食相關(guān)的疾病的風(fēng)險(xiǎn)程度可通過(guò)高膳食纖維飲食的攝入來(lái)降低,例如肥胖、高血壓、心血管疾病和胃腸道疾病等現(xiàn)代常見(jiàn)疾病。水果副產(chǎn)品已被證實(shí)含有高含量的膳食纖維,因此水果類膳食纖維的研究與開(kāi)發(fā)近幾年逐漸豐富起來(lái)。柑橘是世界三大加工作物之一,約有33%用于加工成各種柑橘類食品[1],而柑橘食品加工過(guò)程中產(chǎn)生的果肉皮渣廢棄物占比高達(dá)30%～50%[2],直接廢棄會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境有一定破壞。學(xué)者們?cè)诓煌I(lǐng)域進(jìn)行了多項(xiàng)努力,將柑橘?gòu)U料作為肥料、飼料成分、多種化合物等的提取來(lái)源。同時(shí),柑橘?gòu)U料也被認(rèn)為是生物活性化合物的潛在來(lái)源,例如膳食纖維及抗氧化物質(zhì)等[3]。

而目前,大眾對(duì)膳食纖維的攝入量不足且種類單一,易引起膳食纖維缺乏,為防止居民飲食過(guò)于精細(xì)化,進(jìn)而導(dǎo)致疾病,因此添加谷物麩皮粉[4]、果蔬粉[5]、麥麩膳食纖維[6]等制成膳食纖維食品已成為潮流。韓暢等[4]發(fā)現(xiàn)當(dāng)苦蕎麩皮粉添加量<10%時(shí),饅頭才具有較好的品質(zhì),但整體硬度偏高;JUNEJO等[5]發(fā)現(xiàn)菠菜粉的加入豐富了面包的功能和營(yíng)養(yǎng)特性,但面包的感官品質(zhì)下降;MA等[6]通過(guò)添加麥麩膳食纖維發(fā)現(xiàn),不溶性膳食纖維(insoluble dietary fiber,IDF)會(huì)引發(fā)發(fā)酵面團(tuán)氣體逸散,從而造成饅頭比容降低,硬度變大?？梢园l(fā)現(xiàn),上述物質(zhì)的添加導(dǎo)致面包品質(zhì)變化,可能是由于IDF含量較高。根據(jù)MARTNEZ等[7]的研究可知,不同纖維組分對(duì)面團(tuán)性質(zhì)影響不同,IDF組分會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)硬度增強(qiáng),但可溶性纖維(water-soluble dietary fiber,SDF)的存在會(huì)改善面包的物理化學(xué)特性,使面包具有更大的體積,硬度降低。因此為減少對(duì)面團(tuán)質(zhì)地的不利影響,通常進(jìn)行纖維改性手段來(lái)達(dá)到軟化IDF、增加SDF的目的[8]。而從柑橘果皮渣中提取出的柑橘纖維(citrus fiber,CF)是一種天然性的食品原料,富含IDF與SDF,且其SDF含量遠(yuǎn)高于其他膳食纖維。目前市面上膳食纖維食品的制備大多是添加谷物麩皮,就以谷物麩皮為例,谷物類纖維中SDF含量無(wú)法與CF比擬,比如柑橘類果渣中SDF最低含量也是谷物麩皮的20倍之多[9],因此在同樣為高膳食纖維食品研發(fā)的目的下,CF既省去了繁瑣復(fù)雜的改性手段,且其添加對(duì)于焙烤食品品質(zhì)劣變影響可能更小。同時(shí)SDF在促進(jìn)腸道消化,預(yù)防高血糖、高血脂及糖尿病等“富貴病”方面具有顯著功效[10],因此CF比谷物膳食纖維具有更好的生理功能。所以,谷物膳食纖維雖比CF更頻繁地被攝入,但CF可作為新型潛在生物活性物質(zhì)用于食品改良研究。

谷物類產(chǎn)品,尤其是面包,近幾年成為越來(lái)越重要的主食產(chǎn)品,同時(shí)是豐富營(yíng)養(yǎng)成分載體的不二之選。利用柑橘加工后果渣廢棄物開(kāi)發(fā)出的CF應(yīng)用于面包中,果渣資源既充分利用,又潛移默化中增加了日常膳食纖維的攝入,提升食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,有利于人體生命活動(dòng),滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)現(xiàn)狀,一舉多得,應(yīng)用前景廣闊。國(guó)外部分學(xué)者已將CF應(yīng)用于焙烤食品中。YILMAZ等[11]研究發(fā)現(xiàn)含有橘子籽纖維餅干的抗氧化能力和酚類成分顯著較高,對(duì)人體健康具有潛在的積極作用;SPINA等[12]首次對(duì)添加CF生產(chǎn)膳食纖維強(qiáng)化全硬粒小麥面包的可能性進(jìn)行了研究,添加2%的CF可以生產(chǎn)出類似于對(duì)照面包品質(zhì)的小麥全硬面包,不僅賦予面包柑橘風(fēng)味,而且可有效提升面包貯藏期;OCEN等[13]研究發(fā)現(xiàn)CF對(duì)冷凍面團(tuán)的體積變化影響不顯著,但面包的硬度在增加。由于在整個(gè)面包制作過(guò)程中,面團(tuán)受到壓力和變形,面團(tuán)的流變特性與最終產(chǎn)品質(zhì)量密切相關(guān),但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于CF對(duì)小麥面團(tuán)加工性能作用機(jī)制的研究鮮有報(bào)道,本研究將不同添加比例(質(zhì)量分?jǐn)?shù))CF添加于小麥粉,研究CF對(duì)混合粉面團(tuán)特性的影響變化,闡明CF對(duì)小麥面團(tuán)加工性能的作用機(jī)制,探究面包品質(zhì)變化的原因,為CF的應(yīng)用研究及CF面包的研究開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

CF(以柑橘果皮為原料,經(jīng)過(guò)預(yù)處理、干燥等特有的專利技術(shù),通過(guò)酸提法提取纖維;纖維特征參數(shù)如表1所示),河北樂(lè)檬生物有限科技公司;高筋小麥粉(水分含量14.28%,灰分含量0.43%,蛋白含量13.09%,濕面筋含量36.40%,面筋指數(shù)92),鄭州中糧糧油工業(yè)有限公司;起酥油、糖、高活性耐糖干酵母、鹽、奶粉、小米,市售。

1.2 儀器與設(shè)備

MiniFlex600型號(hào)X-射線衍射儀,日本Rigaku公司;Spectrum TWO型號(hào)傅立葉紅外光譜分析儀,美國(guó)鉑金埃爾默企業(yè)管理有限公司;LXJ-IIB離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro System公司;色差計(jì),北京盛名揚(yáng)科技發(fā)展有限公司;HJ-6 磁力加熱攪拌器,金壇區(qū)西城新瑞儀器廠;自動(dòng)型拉伸儀、粉質(zhì)儀,德國(guó)Brabender公司;F3發(fā)酵流變儀,德國(guó)哈克公司;MARS60哈克流變儀,美國(guó)Thermo Fisher Scientific公司;和面機(jī)、醒發(fā)箱,北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司;高壓蒸汽滅菌鍋,上海申安醫(yī)療器械廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 指標(biāo)測(cè)定

水分測(cè)定:參照GB 5009.3—2016;灰分測(cè)定:參照GB 5009.4—2016;蛋白測(cè)定:參照GB 5009.5—2016;脂肪測(cè)定:參照GB 5009.6—2016;淀粉測(cè)定:采用1%鹽酸旋光法;膳食纖維測(cè)定:GB 5009.88—2014;鐵含量:GB 5009.90—2016第一法;銅含量:GB 5009.13—2017;鈣含量:GB 5009.92—2016第四法;鈉、鉀含量:GB 5009.91—2017第一法;錳含量:GB 5009.242—2017第一法;鎂含量:GB 5009.241—2017第一法;維生素E:GB 5009.82—2016第一法;粉質(zhì)測(cè)定:GB/T 14614—2019;拉伸測(cè)定:GB/T 14615—2019;色澤的測(cè)定:色差儀;溶劑保持力的測(cè)定:GB/T 35866—2018;糊化特性的測(cè)定:GB/T 24853—2010;發(fā)酵特性:F3發(fā)酵流變儀;面包:GB/T 14611—2008。

1.3.2 CF及小麥粉傅里葉紅外光譜及X射線衍射測(cè)定

傅里葉紅外光譜測(cè)定參數(shù):波數(shù)400～4 000 cm-1,分辨率4 cm-1,連續(xù)16 次掃描。每測(cè)量5次進(jìn)行一次空白掃描。X-射線衍射測(cè)定參數(shù):掃描頻率4°/min,入射角5°～40°,步長(zhǎng)0.06°,利用軟件Jade 6.0計(jì)算相對(duì)結(jié)晶度。

1.3.3 混合粉動(dòng)態(tài)流變測(cè)定

參數(shù)設(shè)定:25 ℃,應(yīng)變1%,頻率掃描0.1～10 Hz。

1.3.4 混合粉面包比容與質(zhì)構(gòu)測(cè)定

電子稱測(cè)定面包質(zhì)量,小米置換法測(cè)定面包體積,比容為體積與質(zhì)量的比值。比容測(cè)定后,切片機(jī)將面包切成1.5 cm薄片,參照朱慧雪等[14]的參數(shù)測(cè)定質(zhì)構(gòu)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析使用SPSS 25與Excel軟件,P<0.05差異顯著,Origin 2019b軟件進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 CF及小麥粉基本成分及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)測(cè)定

由表2、表3可以看出,CF中脂肪、SDF、維生素E、鈣、鐵及鈉礦物質(zhì)含量均顯著高于小麥粉,這是由于柑橘類果渣富含膳食纖維、維生素、礦物質(zhì)和精油等物質(zhì)[3]。世界衛(wèi)生組織建議25～29 g的膳食纖維是每日攝入的最佳量,其中SDF攝入量最好達(dá)到7.5～14.5 g[15],CF中SDF含量達(dá)到15.10%,證實(shí)了CF是攝入天然膳食纖維的良好選擇。CF中鈣含量是面粉的15.03倍;SDF含量是面粉的6.04倍;維生素E是面粉中的5.23倍,同時(shí)CF的添加彌補(bǔ)了小麥粉中鐵元素的缺失。CF的菌落總數(shù)與霉菌數(shù)目較少,這與何李等[1]的結(jié)論一致,柑橘屬纖維具有一定的抑菌功能,能夠抑制食品常見(jiàn)污染菌的生長(zhǎng)繁殖。有研究表明,添加1.0%的檸檬膳食纖維混合粉面包的保質(zhì)期延長(zhǎng)1 d[16]。因此,CF可作為潛在的生物活性物質(zhì)強(qiáng)化來(lái)源添加到面粉中,可以有效保障營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的日常攝入,同時(shí)增加焙烤食品貯藏性能。

表2 小麥粉及CF的基本成分及膳食纖維含量Table 2 Basic components and dietary fiber content of wheat flour and CF

表3 小麥粉及CF的維生素E及礦物質(zhì)含量Table 3 Vitamin E and mineral contents of wheat flour and CF

2.2 CF及小麥粉傅里葉紅外光譜及X射線衍射測(cè)定

據(jù)文獻(xiàn)記載,800～1 200 cm-1內(nèi)的峰大多為多糖組分。整體對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),這2種物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的不同。根本上來(lái)說(shuō),CF為多糖,主要由水溶性果膠和水不溶性纖維素、半纖維素及木質(zhì)素等組成,果膠是以半乳糖醛酸殘基以α-(1,4) 糖苷鍵連接的雜多糖;纖維素是以D-葡萄糖以β-(1,4)糖苷鍵連接的分子物質(zhì)[17]。如圖1所示,CF在891 cm-1處的吸收峰屬于β型糖苷鍵構(gòu)成的纖維素等[18]物質(zhì);在1 237 cm-1處的吸收峰代表的官能團(tuán)主要為次元醇及酯鍵,表征了半纖維素的大分子結(jié)構(gòu)[19];1 605 cm-1左右的峰則與羧基有關(guān),驗(yàn)證了CF含有糖醛酸的存在;1 736 cm-1附近具有比面粉明顯的峰存在,說(shuō)明CF含有低甲基化果膠[20]。面粉中主要含有淀粉,同時(shí)淀粉也屬于多糖,其中直鏈淀粉及支鏈淀粉是以D-葡萄糖基以α-(1,4)及α-(1,6)糖苷鍵連接的多糖鏈。在面粉的傅里葉紅外吸收光譜中,1 005 cm-1附近峰為整個(gè)譜圖中的最強(qiáng)峰,這是由于糖苷鍵的存在;1 082 cm-1附近尖峰則是由葡萄糖基連接時(shí)C—O—H及C—O—C形成;1 643 cm-1附近尖峰則是淀粉無(wú)定形區(qū)域結(jié)合水的O—H彎曲振動(dòng),與淀粉中的水分含量相關(guān)[21]。根據(jù)傅立葉紅外光譜的分析,證明了柑橘纖維與小麥粉成分結(jié)構(gòu)的差異性,表明柑橘纖維內(nèi)部成分對(duì)面團(tuán)特性改變的可能性,有助于進(jìn)一步具體解釋柑橘纖維對(duì)小麥面團(tuán)特性影響的原因。

圖1 小麥粉及CF的傅里葉紅外吸收光譜Fig.1 Fourier infrared absorption spectra of wheat flour and CF

如圖2所示,CF在2θ為21.8°、34.7°左右分別有一個(gè)明顯的尖峰與一個(gè)微弱峰,均為纖維素Ⅰ型的特征峰,說(shuō)明CF的晶型結(jié)構(gòu)為纖維素Ⅰ型,存在結(jié)晶區(qū)與非結(jié)晶區(qū)[22];小麥粉的2θ在15.3°、17.8°、19.9°和23.06°處有明顯的四處尖峰,為典型的A型衍射圖譜,即小麥粉淀粉的晶型結(jié)構(gòu)為A型,在20°也出現(xiàn)的峰值主要是淀粉-脂質(zhì)復(fù)合物的存在。面粉結(jié)晶度23.46%遠(yuǎn)小于CF的結(jié)晶度為35.85%,高結(jié)晶度反映晶體間結(jié)合力大,鏈內(nèi)及鏈間氫鍵作用強(qiáng)[23],結(jié)合密實(shí)。由X-射線衍射表明,CF結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)固。

圖2 CF及小麥粉的X-射線衍射圖及結(jié)晶度Fig.2 X-ray diffraction patterns and crystallinity of wheat flour and CF

2.3 CF添加對(duì)混合粉溶劑保持力的影響

如表4所示,隨著CF添加量的增加,持水力顯著增加,可能是由于CF中的SDF含量主要為果膠,而其富含極性基團(tuán)易與水分子結(jié)合,且纖維多糖鏈形成的多孔結(jié)構(gòu)吸水膨脹能夠有效保持水分[17]。據(jù)前人文獻(xiàn)所知,纖維的結(jié)晶度與持水力呈正相關(guān)[23],本文持水力與結(jié)晶度測(cè)定結(jié)果與之相對(duì)應(yīng)。蔗糖、碳酸鈉保持力的增加,可能與CF高持水力有關(guān);乳酸的保持力在1%添加量下略有上升,說(shuō)明少量的纖維對(duì)混合粉面筋性能具有一定程度優(yōu)化,可能是由于果膠形成的凝膠結(jié)構(gòu)一定程度彌補(bǔ)了纖維的破壞程度[24],隨著添加量的繼續(xù)增大,乳酸保持力呈下降趨勢(shì);面筋性能指數(shù)(gluten performance index,GPI)能夠綜合預(yù)測(cè)面筋總體性能,由于CF中纖維素及木質(zhì)素等IDF成分與蛋白競(jìng)爭(zhēng)吸水,其吸水膨脹阻礙麥谷蛋白與麥醇溶蛋白交聯(lián)形成面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[25],隨著CF添加量的增加,造成面筋蛋白總體性能下降。

2.4 CF添加對(duì)混合粉糊化特性的影響

如圖3-A所示,隨CF添加量的增加,峰值黏度及終值黏度顯著增加。峰值黏度與加熱過(guò)程中顆粒吸水膨脹程度相關(guān),一方面CF中的果膠吸水膨脹后具有高黏性;另一方面CF與淀粉顆粒共同吸水膨脹,而CF穩(wěn)定的纖維結(jié)構(gòu)可能在加熱過(guò)程中會(huì)加速淀粉顆粒破碎和淀粉分子的浸出,協(xié)同導(dǎo)致較高的峰值黏度。YILDIZ等[26]研究表明添加纖維會(huì)對(duì)淀粉基質(zhì)產(chǎn)生破壞性影響,可能使淀粉顆粒在加熱過(guò)程中破裂,從而將更高水平的淀粉分子釋放到系統(tǒng)中。終值黏度的升高可能與峰值黏度的增長(zhǎng)相關(guān)。當(dāng)CF添加量大于7%以后,混合粉糊狀物峰值黏度較高,達(dá)到了3 200 cP以上。

如圖3-B所示,隨著CF添加量的增加,可能是黏度的增加使施加的機(jī)械力增大,崩解值總體呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。當(dāng)CF添加量>2%時(shí),崩解值不再發(fā)生顯著性變化,說(shuō)明少量添加CF會(huì)顯著增大崩解值,進(jìn)一步添加時(shí),崩解值沒(méi)有顯著變化,說(shuō)明當(dāng)CF添加到達(dá)一定程度,CF可以保護(hù)淀粉顆粒不發(fā)生糊化[27]。回生是膨脹的淀粉顆粒的重新結(jié)合,代表短期老化的程度?；厣悼傮w相差不大,這與楊藝[23]的研究結(jié)果不一致,可能是因?yàn)楸疚闹蠸DF含量較高造成的結(jié)果差異。

A-黏度;B-衰減回生圖3 CF添加對(duì)混合粉糊化特性的影響Fig.3 Effect of CF addition on pasting properties of mixed powder注:不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),下同。

2.5 CF添加對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的影響

2.5.1 CF添加對(duì)混合粉粉質(zhì)特性的影響

粉質(zhì)指標(biāo)能夠有效表征揉混過(guò)程中面團(tuán)的黏彈性與耐揉性、面筋筋力強(qiáng)弱與被破壞程度,是評(píng)價(jià)面團(tuán)流變過(guò)程中的重要品質(zhì)指標(biāo)。由表5可知,吸水率隨CF添加量的增加顯著增加;在0%～1%添加量?jī)?nèi),粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)、穩(wěn)定時(shí)間、弱化度沒(méi)有顯著變化,與空白組無(wú)差異性,說(shuō)明少量添加CF對(duì)混合粉粉質(zhì)特性無(wú)劣變影響;在2%～6%添加量?jī)?nèi),隨著添加量的增加,弱化度顯著增加,說(shuō)明CF添加量的增加使面團(tuán)筋力弱化程度加大,這很可能是由于添加CF時(shí)面筋蛋白被稀釋,因此蛋白質(zhì)無(wú)法形成連續(xù)的強(qiáng)網(wǎng)絡(luò),面團(tuán)的可操作性能整體變差;穩(wěn)定時(shí)間、粉質(zhì)質(zhì)量指數(shù)顯著降低,面團(tuán)穩(wěn)定性減弱,混合粉質(zhì)量變差,不利于面團(tuán)成型加工?？傊?CF的添加使面團(tuán)品質(zhì)特性下降,這與何雅靜等[17]的研究結(jié)論一致。

在7%～10%添加量?jī)?nèi),因?yàn)镃F的強(qiáng)吸水性使得混合面團(tuán)黏著性增加,在糊化特性的指標(biāo)中有所證明,高度膠黏性造成攪拌過(guò)程中耐攪性能增加,造成粉質(zhì)特性指標(biāo)的不準(zhǔn)確性。因此當(dāng)CF添加量≥7%時(shí),面團(tuán)黏度變成粉質(zhì)各指標(biāo)的總體決定因素,粉質(zhì)指標(biāo)已不能準(zhǔn)確表征混合粉面團(tuán)品質(zhì)特性。這與韓暢等[4]的研究結(jié)果相似。

表5 CF添加對(duì)混合粉粉質(zhì)特性的影響Table 5 The effect of CF addition on the silty properties of the mixed powder

2.5.2 CF添加對(duì)混合粉拉伸特性的影響

拉伸曲線面積與面團(tuán)的面筋筋力呈正相關(guān)。從表6可以看到,拉伸曲線面積在1%添加量下發(fā)生轉(zhuǎn)變,由無(wú)顯著性變化變成顯著降低,說(shuō)明少量添加CF對(duì)面團(tuán)筋力影響破壞不大,過(guò)量添加阻礙面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的充分形成,造成面筋筋力下降,拉伸曲線面積顯著降低。延伸度隨著CF添加量的增大而顯著降低,說(shuō)明CF添加量的逐漸增大會(huì)減弱面團(tuán)發(fā)酵過(guò)程中的可塑性及可拉伸性,面團(tuán)可操作性能降低。且比較3個(gè)時(shí)間段,在不加酵母發(fā)酵情況下,45 min時(shí),整體延伸度為最好。

由表7可以看到,在0%～5%添加量?jī)?nèi)的拉伸阻力、拉伸比例總體增大但無(wú)顯著性差異,增大是由于IDF填充于面筋蛋白中使面團(tuán)基質(zhì)硬度增大;無(wú)顯著性差異可能是由于7%～10%添加量下拉伸阻力與拉伸比例數(shù)值的急速增大,造成0%～5%添加量下數(shù)值變化的不顯著。由于CF中果膠的存在,與水分子結(jié)合后面團(tuán)基質(zhì)具有高黏性,7%～10%添加范圍下的拉伸阻力、拉伸比例整體顯著大于0%～7%添加量?jī)?nèi)的,與粉質(zhì)指標(biāo)影響因素一致,當(dāng)CF添加比例>7%時(shí),面團(tuán)黏度替代筋力強(qiáng)度變成拉伸阻力與拉伸比例的總體決定因素,這與韓暢等[4]的研究結(jié)果一致;同時(shí),由于柑橘纖維進(jìn)一步添加破壞了面筋結(jié)構(gòu),面團(tuán)彈韌性降低,拉伸阻力與拉伸比例呈顯著下降趨勢(shì)。

表6 CF添加對(duì)混合粉拉伸曲線面積及延伸度的影響Table 6 The effect of CF addition on the area and elongation of the tensile curve of the mixed powder

表7 CF添加對(duì)混合粉拉伸阻力及拉伸比例的影響Table 7 Effect of CF addition on tensile resistance and tensile ratio of mixed powder

2.5.3 CF添加對(duì)混合粉發(fā)酵流變特性的影響

如圖4所示,面團(tuán)的最大發(fā)酵高度、總產(chǎn)氣量、總持氣量、結(jié)束時(shí)面團(tuán)發(fā)酵高度隨CF添加量的增大均為下降趨勢(shì),說(shuō)明CF的逐漸加入破壞了面筋-淀粉基質(zhì)[28],CF的高吸水率導(dǎo)致水分從面筋物質(zhì)中遷移出來(lái),使面筋網(wǎng)絡(luò)無(wú)法穩(wěn)定形成,使CO2氣體容易沖破面團(tuán)氣孔從面團(tuán)表面溢出,這是面團(tuán)持氣能力減弱的主要原因,而CF中的抗氧化物質(zhì)如維生素E會(huì)對(duì)面團(tuán)持氣能力的減弱可能也起到一部分作用[29];同時(shí)CF添加量的增多相當(dāng)于原粉中淀粉含量的減少,酵母可利用分解的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少[14],也可能導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)酵高度降低,氣體產(chǎn)生量降低。

2.5.4 CF添加對(duì)混合粉動(dòng)態(tài)流變學(xué)特性的影響

在固定應(yīng)變(1%)作用下,采用頻率掃描探究CF對(duì)面團(tuán)的彈性模量G′和黏性模量G″的影響變化。從圖5中可以看到,CF各種添加量的整體變化都一致,G′和G″隨著頻率的增加整體呈增大趨勢(shì),tanδ均小于1,表明空白組和復(fù)合面團(tuán)都是黏彈性材料,其表現(xiàn)出介于黏性液體和彈性固體之間的類固體流變行為;并且CF的加入使得面團(tuán)黏彈性增加,表現(xiàn)在混合粉面團(tuán)的G′和G″均隨著添加量的增加而逐漸增高,說(shuō)明CF的加入使得復(fù)合面團(tuán)朝固體性質(zhì)發(fā)展,機(jī)械強(qiáng)度有所增加,造成面團(tuán)加工難度加大,可能引起面包硬度增加。根據(jù)文獻(xiàn)可知,G′及G″的增加源于聚合物體系的交聯(lián)度[30],這一方面歸因于纖維對(duì)面團(tuán)的“增塑效應(yīng)”,纖維摻入降低了水潤(rùn)滑性,同時(shí)充當(dāng)面團(tuán)基質(zhì)中的填料物質(zhì);另一方面與維生素E等酚類化合物有關(guān),蛋白質(zhì)可以通過(guò)肽殘基的羰基和酚的羥基之間的氫鍵與多酚形成復(fù)合物[30],從而有效地強(qiáng)化面團(tuán)中的黏彈性模量。這2個(gè)因素都可以增加面團(tuán)樣品的G′和G″。

2.6 CF添加對(duì)面包品質(zhì)的影響

2.6.1 CF添加對(duì)面包芯色度的影響

色度是感官指標(biāo)中最為直觀的影響指標(biāo),顏色的改變會(huì)直接影響感官及食用評(píng)價(jià)。由表8可看出,面包芯的L*值下降,a*值、b*值升高,表明添加CF會(huì)使面包顏色變深,一方面是因?yàn)镃F含有較多色素如胡蘿卜素、黃酮類色素等[1]。另一方面面包焙烤時(shí)美拉德反應(yīng)也會(huì)使面包色澤加深。當(dāng)ΔE<1時(shí)人眼觀察到的色差不明顯;1<ΔE<3時(shí)人眼可以觀測(cè)到小幅度色差;ΔE>3時(shí)人眼可明顯觀測(cè)到色差,甚至可以被沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的觀察者檢測(cè)到[31]。表8中可以看出,隨著添加量的增加,ΔE逐漸增大,當(dāng)添加量為4%時(shí),ΔE=3.21>3,說(shuō)明當(dāng)添加量<4%時(shí),人眼基本觀測(cè)不到面包芯的明顯色差。

表8 CF添加對(duì)面包芯色度的影響Table 8 Effect of CF addition on bread core color

2.6.2 CF添加對(duì)面包比容及質(zhì)構(gòu)的影響

評(píng)價(jià)面包焙烤品質(zhì)時(shí),面包比容與質(zhì)構(gòu)是具有典型代表性的、重要的客觀指標(biāo)。面包比容是通過(guò)客觀量化的方式反映面團(tuán)的體積膨脹程度與保持穩(wěn)定能力以及面包體積大小的指標(biāo),是衡量面包品質(zhì)的重要參數(shù),對(duì)消費(fèi)者的選擇具有直觀影響。如表9、圖6所示,隨著CF添加量的增加,面包比容顯著下降,可能是由于面團(tuán)發(fā)酵特性的變化造成面包膨脹體積減小;面包硬度、彈性、咀嚼性、黏附性顯著增加,內(nèi)聚性、回復(fù)性增加后降低,可能是面團(tuán)流變學(xué)特性變差,加工操作性降低,導(dǎo)致面包的適口性下降,食用品質(zhì)變差。

添加量0%～1%內(nèi),面包品質(zhì)與空白無(wú)差異;添加量在1%～4%時(shí),面包品質(zhì)尚在可接受范圍內(nèi);添加量在4%～7%時(shí),面包感官品質(zhì)及食用品質(zhì)劣變但可改良優(yōu)化;超過(guò)7%后的添加量不再適合于做面包?？傊?CF添加量≤4%時(shí),面包比容及質(zhì)構(gòu)品質(zhì)均在可接受范圍內(nèi)。

表9 CF添加對(duì)面包質(zhì)構(gòu)的影響Table 9 Effect of CF addition on bread texture

圖6 CF添加對(duì)面包比容的影響Fig.6 Effect of CF addition on specific volume of bread

3 結(jié)論

CF可作為一種新型生物活性物質(zhì)補(bǔ)充劑,可添加至小麥粉中補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)要素;且CF與面粉成分結(jié)構(gòu)性質(zhì)的差異造成了混合粉面團(tuán)特性及面包品質(zhì)變化。0%～1%左右添加量的CF對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性、拉伸特性及發(fā)酵流變特性不會(huì)有顯著的劣變,但隨著CF添加量的繼續(xù)增加,面團(tuán)流變學(xué)特性顯著降低,面團(tuán)整體加工品質(zhì)下降;面團(tuán)流變學(xué)特性的改變說(shuō)明CF添加引起面團(tuán)基質(zhì)受到破壞,造成面包硬度變大,品質(zhì)變差。但在不通過(guò)任何改良情況下,將柑橘纖維添加量控制在4%以內(nèi)時(shí),可以生產(chǎn)出一種品質(zhì)在可接受范圍內(nèi)的富含生物活性物質(zhì)的健康膳食面包。

本研究有助于解釋柑橘纖維對(duì)小麥面團(tuán)特性的作用機(jī)制,從而解釋面包品質(zhì)變化原因,指導(dǎo)后續(xù)柑橘纖維在谷物產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用。由于CF高添加量(>7%)不再適合做面包,后續(xù)可以考慮應(yīng)用于高纖餅干等硬度較大的食品中進(jìn)一步研究。