豆渣粉對面團特性及面團微觀結構的影響

崔麗琴，崔素萍 ,馬平，張麗萍，張洪微

（1 黑龍江八一農墾大學食品學院，大慶 163319；2 黑龍江貝因美乳業有限公司，綏化 151400)

豆渣中脂肪、蛋白質和膳食纖維含量分別約為10%、20%和50%左右，并且富含礦物質和維生素B1、維生素B2，豆渣蛋白中富含賴氨酸（約為4.6 mg/100g）[1]。但由于豆渣口感粗糙，常被作為飼料或廢棄物扔掉，造成了營養物質的極大浪費。將豆渣粉添加到面粉中制成北方饅頭，既可以補充由于常吃精白面引起的膳食纖維和維生素B1、維生素B2攝入的不足，又可以補充面粉中賴氨酸的缺乏，起到了營養互補作用，對于人們合理飲食、均衡膳食營養具有重要的意義。

將大豆類制品添加到面粉中，能夠引起面團特性及饅頭品質的改變，如當面粉中添加一定比例的脫脂大豆粉時，能顯著地改善面團特性及饅頭的感官品質[2-3]，并能顯著提高面條的品質[4]，其中面粉的持水能力隨豆粉的添加量的增加而增強[5]。大豆分離蛋白的添加可使面團形成時間和穩定時間延長[6]。大豆蛋白粉的添加可以顯著地影響面團特性及面包的品質[7]。在面筋形成過程中，大豆中的蛋白質能降低面團的持氣性，導致面脹發困難[8]。

豆渣粉營養成份的組成及含量不同于脫脂大豆粉、大豆分離蛋白、大豆蛋白粉，其營養成份比較豐富，有研究結果表明豆渣粉添加量是影響豆渣饅頭品質的主要因素[9]。目前，關于豆渣粉的添加量如何影響面團特性及饅頭品質詳細的研究報道較少。

本文擬探討豆渣粉添加量對面團粉質特性、拉伸特性、發酵特性及面團超微結構的影響，為豆渣的合理利用提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

豆渣粉 將新鮮豆渣經40℃真空干燥后，粉碎過100目篩子儲存備用；面粉 天斗原味面粉（山東聊城市天斗面粉有限公司）；酵母 安琪活性干酵母（安琪酵母股份有限公司）。

Farinograph-E型粉質儀 德國Brabender公司；Extensograph-E型拉伸儀 德國Brabender公司；JEOL-JSM-6360LV型掃描電子顯微鏡日本電子株式會社；FJX-1型發酵箱 順德市府城電器實業有限公司；VO914C型 52346-054真空干燥箱 美國VWR。

1.2 試驗方法

1.2.1 豆渣粉與面粉的配制 將面粉及豆渣粉過100目篩，按每100g面粉中分別添加5、10、15、20g豆渣粉的比例配成混合粉，以不加豆渣粉的面粉為對照。

1.2.2 豆渣粉主要營養成份的測定 粗蛋白含量（采用GB/T 5009.5-2010方法測定），蛋白質的換算系數為6.25；水分含量（采用GB/T 5009.3方法測定）；粗脂肪含量（采用GB/T 5009.6-2003方法測定）；膳食纖維含量（采用AACC32-06方法測定）；灰分含量（采用GB/T 5009.4-2010方法測定）。

1.2.3 面團粉質特性和拉伸特性的測定 將對照和各混合粉分別作3次重復，在恒溫條件下，將1.2.1中配制的各樣品加入適量水（面團稠度達500FU左右）進行揉和。按國標GB/T 14615－2006和 GB/T 14614－1993方法進行面團拉伸特性和粉質特性的測定。其中拉伸特性的測試時間分別是30、60、90m in，進行 3次重復測定，取平均值。

1.2.4 豆渣粉含量對面團發酵性的影響 將對照和各混合粉分別作3次重復，參照文獻[10]的方法，將各樣品按1%比例添加酵母后揉制成面團，把每個面團分割成5個相同體積且相同質量的面團，分別放入5個帶刻度的20m L試管中，面團體積均為8.0m L，置于溫度36℃，相對濕度70%的霧化面包發酵箱中發酵，每隔20m in記錄1次各試管刻度，每個樣品做3次重復，取平均值。

1.2.5 面團中濕面筋含量的測定 按GB/T 5506.1-2008方法測定每個樣品的濕面筋質量。用濕面筋質量除以100g面粉，得出100g面粉中濕面筋的百分含量；再用每個樣品的濕面筋質量除以該樣品中豆渣粉與面粉量質量的總和，得出每份樣品中濕面筋的百分含量。每個樣品做3次重復，然后取平均值。

1.2.6 豆渣粉含量對面團微觀結構的影響 每100g面粉中分別添加0、5、10、15、20、25g（分別編號為1、2、3、 4、5、6）豆渣粉混勻后揉和成面團，面團醒發90m in后拉伸搓圓，從面團中取3～5mm3左右的小面團作為測試樣，立即浸泡于0.2mol/L pH7.2的磷酸緩沖液配置的3%戊二醛中，在4℃下固定24h。然后用0.1mol/L pH7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5m in，再用2%鋨酸固定1.5h，之后重新用0.1mol/L pH7.2的磷酸緩沖液清洗3次，每次5min。再依次用30%、50%、70%、90%、100%的丙酮脫水，每次20m in。樣品以CO2臨界干燥后，將其用雙面膠帶粘在樣品臺上，經IB-5離子濺射儀鍍金100A后用JEOL-JSM-6360LV型掃描電鏡觀察拍照，加速電壓15kV，照片放大倍數為1000倍。

1.2.7 統計分析 利用SPSS12.0分析系統對數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 豆渣粉中主要營養成分

用于本研究的豆渣粉營養成分含量見表1。可見，豆渣粉中含有豐富的蛋白質、脂肪和大量的膳食纖維。

表1 豆渣粉的營養成分Tab le 1 Prorimate compositions of soybean d regs

2.2 豆渣粉含量對面團粉質特性的影響

豆渣粉含量對面團粉質特性的影響見表2。

表2 豆渣粉含量對面團粉質特性的影響Tab le2 Influence of soybean d regs powder content on farinograph p roperties of the dough

隨著豆渣粉含量的增加，面團的持水率、形成時間顯著增加（p＜0.05），這可能與豆渣粉中含有豐富的膳食纖維和蛋白質有關，膳食纖維具有很強的吸水性，大豆蛋白也有良好的水分保持性能，有文獻報道面團的吸水量越大，面團的形成時間就會越長[11]。面團穩定時間基本上隨著豆渣粉含量的增加而顯著增加，與錢海峰[6]，李向陽[5]，Cumbee B[12]，宋蓮軍等[13]報道相似。面團的稠度、粉質質量指數也隨之增加，其中粉質質量指數是指從揉面開始到曲線達到最大稠度后再下降 30FU 處的距離，其值是用到達該點所用的時間（m in）乘以 10 來表示。它是評價面粉質量的一種指標。表2中各項指標的變化趨勢與李爭艷[14]報道結果相似，持水率、面團的形成時間及穩定時間的變化趨勢與劉傳富[15]研究結果一致。隨著豆渣粉添加量的增加，面團的形成時間、面團穩定時間、稠度、粉質質量指數也隨之增加的其它原因可能是由于混合粉中脂肪含量隨之增加引起的[16]。

粉質儀測定的最重要指標是面團的穩定時間即面團的穩定性，穩定時間越長，韌性越好，面筋的強度越大。另外大豆蛋白具有良好的水分保持性能，從而改善了面團的耐機械作用程度[17-18]。研究結果表明，豆渣粉的添加，有一部分大豆蛋白可能參與了面團面筋的形成。

2.3 豆渣粉含量對面團拉伸特性的影響

豆渣粉含量對面團拉伸特性的影響結果見表3。

表3 豆渣粉含量對面團拉伸特性的影響Tab le 3 Influence of soybean d regs powder content on extensigtaph p roperties of the dough

表3中結果顯示，與對照相比，面團的延伸度隨豆渣粉含量的增加而降低，并隨時間的延長而降低；添加5g豆渣粉時，面團的拉伸阻力最大，說明在這個比例下的豆渣粉能起到很好的增筋作用；隨著豆渣粉含量的增加，拉伸比例成增加趨勢，能值成降低趨勢。宋蓮軍[13]在研究豆渣的添加量對面團流變學特性及面條質量的影響時也得出，面團的拉伸阻力、拉伸比例隨豆渣的添加量增加而增加，而延伸度呈降低趨勢。

能值低于50cm2時，面粉的烘焙品質很差。能量越大表示面粉筋力越強，面粉的烘焙品質越好，從表3中能值結果可知，豆渣粉添加量小于10g/100g面粉時，面粉特性比較理想。拉伸能量大，比值高，說明面團強度高。但拉伸比例過大，意味著阻抗性過大，彈性強，延伸性小，發酵時面團會受阻，起發性不好，面團堅硬，饅頭體積小，心干硬[11]。表3結果表明，對照粉的面粉特性最合理，隨著豆渣粉含量的增加，面團拉伸比例增大，能量減少，面團發酵性會受阻。

本文中豆渣粉的脂肪含量為15.4%，實驗中，隨著豆渣粉添加量的增加，也相應地增加了混合粉中脂肪含量。由表2、表3的結果可以看出，粉質特性的結果表明面團的強度增強，而拉伸特性則表明面團的強度降低。馬傳國[16]在研究油脂對面團特性及微觀結構的影響時，也得出同樣的結果。綜合分析馬傳國和本文的研究結果，油脂的添加量可能是導致此結果的原因之一，這可能是由于部分脂類參與了面筋的形成。

2.4 豆渣粉含量對面團發酵性的影響

豆渣粉含量對面團發酵體積（m L）的影響見表4。在相同發酵時間內，隨著豆渣粉含量的增加，發酵體積呈減小趨勢，這與表3中，隨著豆渣粉添加量的增加，拉伸比例增大相符，拉伸比例增大會導致面團阻抗性過大，彈性強，延伸性小，發酵時面團會受阻，起發性不好；隨著發酵時間的延長，每個樣品的發酵體積均成增加趨勢，但隨著豆渣粉含量的增加，增加趨勢減緩，此結果與表3中結果相符。

表4 豆渣粉含量對面團發酵體積的影響Tab le.4 Influence of soybean d regs powder content on Fermentation volume of the dough

因此，從表3和表4結果可以初步推斷，隨著豆渣粉含量的增加，面團品質呈劣變趨勢，面團品質的劣變有可能是由于添加豆渣粉后，面團面筋含量和面團的微觀結構發生變化引起的。

2.5 面團中濕面筋含量測定

按GB/T 5506.1-2008方法測定每個樣品的濕面筋質量，每個樣品做3次重復，然后取平均值，結果見表5。

表5 豆渣粉含量對濕面筋含量的影響Tab le.5 effects of soybean d regs powder content on wet gulten content of the dough

從表5可以看出，與對照相比，隨著豆渣粉含量的增加，每100g面粉中濕面筋含量呈顯著增加趨勢，這可能是在面筋形成過程中，有一部分豆渣蛋白與面筋中的麥醇溶蛋白以疏水方式結合，形成麥醇溶蛋白—大豆蛋白—麥谷蛋白復合體[19]，導致每100g面粉中濕面筋含量增加，從而使面團的穩定時間增加；但隨著豆渣粉含量的增加，每份混合粉樣品中濕面筋含量呈下降趨勢，這可能是由于豆渣粉中能參與形成麥醇溶蛋白—大豆蛋白—麥谷蛋白復合體的大豆蛋白質數量是有限的，豆渣粉的添加可能會導致面粉中面筋蛋白被大豆蛋白、膳食纖維過度稀釋，有阻礙面筋形成的趨勢，并且這種復合體的形成及每份混合樣品中濕面筋含量的下降有可能會導致面筋網絡結構的破壞和饅頭感官品質的下降。

2.6 豆渣粉含量對面團微觀結構的影響

各樣品面團的電鏡掃描結果見圖1。在未添加豆渣粉的對照中，面筋的網絡結構具有連續性，包裹淀粉顆粒的能力比較強，面筋網絡結構和淀粉顆粒結構進行著剛性的物理結合。添加5g豆渣粉時，面團面筋開始斷裂，出現不連續性，淀粉顆粒暴露在面筋網絡結構之外，出現空洞；添加20g和25g豆渣粉的面筋進一步斷裂，幾乎看不到成片的面筋膜，且不規則空洞數量變多，孔隙變大，面筋結構受到嚴重破壞；可見隨著豆渣粉含量的增加，面筋網絡結構的連續性變差，網絡發生斷裂，包裹淀粉顆粒的能力變差，含量越高，網絡結構斷裂越嚴重，面團的品質惡化越嚴重。掃描電鏡結果進一步證實了，豆渣粉的添加破壞了面筋的網絡結構，從而導致了上述面團特性的變化。

圖1 豆渣粉含量對面團超微結構的影響掃描電鏡圖Fig.1 Influence of soybean d regs powder addition on ultrastructure of the dough

3 結論與討論

隨著豆渣粉含量的增加，面團的持水率、形成時間、穩定時間、稠度、粉質質量指數都隨之增加；面團的拉伸特性中各項指標變差，面團呈劣變趨勢；在相同的發酵時間內，面團發酵體積隨著豆渣粉含量的增加呈減小趨勢；隨著發酵時間的延長，每個樣品的發酵體積均成增加趨勢，但隨著豆渣粉含量的增加，增加趨勢減緩；由面團的穩定時間和每100g面粉中濕面筋含量隨著豆渣粉添加量的增加而增加，可初步推斷出，有一部分大豆蛋白質參與了面筋的形成；面團的電鏡掃描結果為添加豆渣粉的面團流變學特性的變化提供了微觀證據。因此，豆渣粉的添加，破壞了面筋的網絡結構，導致了面團特性變差。然而，隨著豆渣粉含量增加，大豆中的蛋白質、脂肪如何參與面筋的形成、如何影響面團的強度和硬度及面筋的網絡結構變差的機理有待于進一步研究與探索。

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