柚皮粉膳食纖維面包的加工工藝及品質影響

羅文珊，謝文佩

（廣西中醫藥大學食品科學系，廣西南寧530000）

柚子（Citrus grandis）又名文旦，果實碩大，酸甜苦味兼具，營養價值高[1]。我國柚子資源豐富，盛產于我國的廣西、廣東、福建等地區[2]。柚子皮約占整個柚子質量的30%以上，研究表明，柚子皮中可溶性膳食纖維為40.8%，不溶性膳食纖維為45.1%，可以說柚子皮是豐富的膳食纖維來源庫[3]。柚皮還含有豐富的維生素、多糖、香精油、黃酮類物質等[4]，其提取物具有抗氧化[5]、抗腫瘤[6]、抑菌[7]等作用，而目前人們對柚子皮的利用率極低，人們在食用果肉后，大部分柚子皮被當做垃圾扔掉，污染環境的同時還造成巨大的資源浪費[8]。

膳食纖維（dietary fiber，DF）指的是不被人體所消化、吸收利用的多糖類物質的總和[9]，主要成分有纖維素、木質素、樹膠及果膠等[10]，具有調節人體血糖血脂，控制體重，改善腸道菌群，預防腸癌與便秘等病癥[11]，被稱為“第七營養素”。在《中國居民膳食營養素參考攝入量（2013）》中推薦的成人膳食纖維的適宜攝入量為25 g/d，而據調查顯示，我國僅有20%的人群達到推薦攝入量[12]，增加膳食纖維的攝入量是非常必要的。

面包作為一種方便、快捷的主食，深受消費者青睞。近年來，向面包中加入富含多種營養價值的雜糧和蔬菜更是越來越受到消費者的歡迎[13]。在保證面包良好的口感基礎上，將面包與富含膳食纖維的柚皮粉結合，不僅能提高膳食纖維的攝入量，賦予面包更多的功能特性，還能降低成本，避免資源的浪費[14]。因此，本研究主要探討柚子皮的去苦工藝以及柚皮粉添加量、粒徑大小對面包質構的影響，旨在提高人體膳食纖維的攝入量，增加柚子的附加值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

柚子皮：南寧市水果市場；氯化鈉（食品級）：湖南省湘衡鹽化有限責任公司；碳酸氫鈉（食品級）、高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：蒙牛乳業（寶雞）有限公司；高筋面粉：延津克朋面粉有限公司；黃油：浙江金奧藝發食品科技有限公司；白砂糖：安琪酵母（赤峰）有限公司；雞蛋：市售。

1.2 儀器與設備

ACS-3JZ 普通天平：中山市衡新電子有限公司；DHG-9146A 電熱恒溫鼓風干燥箱：上海精宏實驗設備有限公司；QE-100 高速萬能粉碎機：浙江屹立工貿有限公司；BO-C02 型和面機：佛山市貝奧電器有限公司；K4 型格蘭仕烤箱：廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；CT3-10K 質構儀：Brookfield（美國博勒飛）。

1.3 工藝流程

1.3.1 柚皮粉制備工藝流程

柚子皮→切片→浸泡→沖洗→烘干→粉碎→過篩→成品

1.3.2 面包制作工藝流程

柚皮粉→調粉→面團調制→分割、成型→醒發→烘烤→冷卻→成品

1.4 操作方法

1.4.1 柚皮粉的制備

挑選新鮮、較厚的柚子皮，洗凈表面后剔除黃皮，再將白瓤切成厚度一定，長×寬為5 cm×2 cm 的片狀，放入一定質量分數的鹽溶液（NaCl∶NaHCO3=9∶1（質量比）g/100 mL）中浸泡一定時間，撈出后洗至沖洗液無色透明，擰干，放入65 ℃的烘箱中干燥6 h～8 h，粉碎，過篩。

1.4.2 面包的制作

基本配方：面粉和柚皮粉混合物：100 g、白砂糖：15 g、雞蛋：15 g、酵母粉：1.8 g、食鹽：0.6 g、黃油：9 g、水：約50 g 左右。

取不同添加量和不同粒徑的柚皮粉與面粉混合均勻，每份100 g，過篩后倒入攪拌機中，加入酵母、水、白砂糖、雞蛋、食鹽攪打至面團表面光滑，再加入黃油，繼續攪打至其融入面團即可，整個過程控制在15 min以內完成。將調制好的面團拿出切割，成型后放入烤盤，在恒溫30 ℃條件下醒發80 min～90 min，醒發完成后放入上火160 ℃，下火150 ℃的烤箱烤制15 min，面包出爐后，脫模冷卻即可。

1.5 試驗設計

1.5.1 柚皮粉的去苦試驗

采用Design-Expert8.0.6 根據中心組合（Box-Behnken）試驗設計原理，結合衛世乾等[15]的研究，選取柚皮的切片厚度（A）、鹽濃度[NaCl∶NaHCO3=9∶1（質量比）]（B）、浸泡時間（C）3 個影響因素，以感官評分為響應值，采用響應面法進行中心組合設計試驗，因素與水平見表1。

表1 柚皮粉制備工藝優化響應面試驗因素水平編碼Table 1 Pomelo powder preparation process optimization response surface experimental factors horizontal coding

1.5.2 添加柚皮粉面包試驗設計

在調粉步驟中，相同條件下分別考察柚皮粉添加量為14%時柚皮粒徑大?。?0、80、100、150、200 目）、粒徑為100 目時柚皮粉添加量（10%、12%、14%、16%、18%）對面包質構的影響。

1.6 感官評價

產品制備完成后，參照代雅杰等[16-17]制定感官評分表，邀請10 位無特殊喜好的評價員對產品進行評分，柚皮粉感官評分見表2，柚皮粉面包見表3。

表2 脫苦的柚皮粉感官評分表Table 2 Sensory score of pomelo peel powder with bitterness removed

表3 柚皮粉面包的感官評分表Table 3 Sensory score sheet of pomelo peel bread

1.7 產品品質指標檢測

面包比容的檢測：采用GB/T 20981-2007《面包》進行，每個樣品測3 次。

面包水分的測定：采用GB 5009.3-2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》第一法進行測定。

面包微生物的檢測：菌落總數采用GB 4789.2-2016 《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》進行；大腸桿菌采用GB 4789.3-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數》第二法進行；霉菌采用GB 4789.15-2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數》進行。

1.7.1 面包質構性質的測定

參照林娟娟等[18]取冷卻至25 ℃左右的面包剔除外皮取芯，切成每片厚度約為20 mm 的薄片，用CT3-10K 質構儀進行測定。參數設定為：TPA 模式，探頭型號為TA-4/1000，探頭測試前速度2.0 mm/s；測試速度2.0 mm/s；測試后速度2.0 mm/s；壓縮程度50%；感應力5 g；循環次數兩次；每片面包不同位置測定3 次，取平均值。根據面包的質構性質，選取硬度、彈性、咀嚼性、膠著性、內聚性作為面包的質構指標。

1.8 數據處理分析

運用Design-Expert（8.0.6）軟件、Microsoft Excel（2010）軟件對數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 響應面優化柚皮粉的脫苦工藝結果與分析

2.1.1 響應面試驗設計結果與方差分析

依據表1中的因素與水平，利用Design-Exper 8.0.6 軟件中的Box-Behnken 模式設計響應面試驗，試驗結果見表4，方差結果見表5。

表4 響應面分析方案及結果Table 4 Response surface analysis scheme and results

表5 方差分析Table 5 Analysis of variance

運用Design-Exper 8.0.6 軟件對表4的試驗數據進行回歸擬合分析，得到柚皮粉的感官評分對柚皮的切片厚度（A），鹽濃度（B）和浸泡時間（C）的回歸模型方程為：感官評分=+87.60-3.20A+0.49B+1.21C+0.47AB+0.82AC-1.40BC-7.15A2-1.63B2-2.27C2。從表5方差分析可以看出，該回歸模型極顯著（P＜0.000 1），失擬項不顯著（P=0.130 0＞0.05），其校正決定系數R2Adj=0.988 1，R2=0.994 8，說明回歸模型與試驗數據擬合程度較好，誤差小，建立的回歸模型可行，變異系數為0.64%，說明試驗可靠性高，重現性好。由表5可知，各因素對柚皮粉感官評分影響主次順序為：柚皮的切片厚度（A）＞浸泡時間（C）＞鹽濃度（B）。其中一次項A、C和交互項BC，二次項A2、B2、C2影響極顯著（P＜0.01），影響顯著（P＜0.05）的有一次項B和交互項AC，表明浸泡鹽濃度和浸泡時間、柚皮切片厚度和浸泡時間對柚皮粉的感官評分有交互影響的作用。

2.1.2 響應面交互作用分析

響應面和等高線的形狀可反應各因素間交互作用的強弱趨勢，響應面越陡，等高線呈橢圓形，表明因素之間交互作用對響應值影響較大，反之，響應面越平緩，等高線呈圓形則說明因素之間交互作用對響應值影響不大[19]。各因素交互作用對柚皮粉感官評分影響的響應面及等高線圖見圖1。

圖1 各因素交互作用對柚皮粉感官評分影響的響應面及等高線圖Fig.1 Response surface and contour map of the influence of various factors on the sensory score of pomelo peel powder

由圖1可知，隨著柚皮的切片厚度和浸泡時間、鹽濃度和浸泡時間的增加，感官評價先增加后減小，等高線呈橢圓形，說明這兩組因素之間交互作用明顯；隨著柚皮的切片厚度與鹽濃度的增加，感官評價先增大后減小，但等高線呈圓形，說明兩因素之間交互作用不顯著，這與表5的方差分析結果一致。

2.1.3 最佳條件的驗證試驗

由響應面優化分析得出的最優工藝參數為柚皮的切片厚度0.54 cm、浸泡時間7.44 h，鹽濃度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）6.05 g/100 mL，感官評分預測值為88.1分?？紤]實際情況以及操作方便，將最佳工藝條件修正為柚皮的切片厚度0.50 cm、浸泡時間7.50 h，鹽濃度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）是6.00 g/100 mL，在此工藝條件下進行驗證試驗，最終得到無苦味，無澀味，無咸味殘留，且組織結構完整，具有柚皮固有風味的柚皮粉，感官評分為88.7 分，與預測值接近。

2.2 柚皮粉粒徑大小對面包品質的影響

2.2.1 柚皮粉粒徑大小對面包比容和水分含量的影響

柚皮粉粒徑大小對面包品質的影響如圖2所示，隨著富含膳食纖維的柚皮粉粒徑的減小，面包比容呈下降趨勢，水分含量呈上升趨勢，粒徑在100 目至150目間，面包比容下降得較為明顯，這可能是隨著柚皮粉粒徑的變小，顆粒比表面積增大，纖維網狀結構增強，親水性增強，對面粉形成的面筋破壞力增強，影響面筋網絡結構的完整性，面包在發酵過程中持氣率變低，與膳食纖維的相關研究一致[20]。

圖2 不同柚皮粉粒徑大小對面包品質的影響Fig.2 Effect of particle size of different pomelo peel powder on bread quality

2.2.2 柚皮粉粒徑大小對面包質構的影響

硬度、咀嚼性、彈性、膠著性、內聚性是評價面包質構特性的重要指標，不同柚皮粉粒徑對面包質構的影響見表6。

表6 柚皮粉粒徑大小對面包質構的影響Table 6 Effect of particle size of pomelo peel on bread texture

由表6可知粒徑大小對面包質構的影響效果不顯著，面包質構特性的硬度、咀嚼性隨著粒徑的減小而增大，但變化程度不大，而彈性、膠著性、內聚性呈不規則變化，變化程度也不大，均在可接受的范圍內。

2.2.3 柚皮粉粒徑大小對感官評分的影響

柚皮粉粒徑大小對感官評分的影響見圖3。

圖3 柚皮粉粒徑大小對感官評分的影響Fig.3 Effect of particle size of pomelo peel on sensory score

柚皮粉添加量為14%時，由圖3可知，感官評價隨粒徑的減小而呈先升高再降低的趨勢。當柚皮粉粒徑為200 目時，面包芯的色澤、氣孔不均勻，紋理模糊面包，面包整體稍硬，香味不明顯；當柚皮粉粒徑為100 目時，面包外觀飽滿完整，表皮色澤均勻，彈性適中，面包香味濃郁，感官評分較高。

結合圖2、圖3以及表6考慮，柚皮粉粒徑為100目最佳，在此粒徑下面包的水分含量為40.03%，比容為4.37 mL/g，硬度827 g，咀嚼性44.10 mJ，彈性8.41 mm，膠著性712 g，內聚性0.73，面包外觀飽滿完整，彈性適中，口感細膩松軟，感官評分為89.4 分。

2.3 柚皮粉添加量對面包品質的影響

2.3.1 柚皮粉的添加量對面包比容和水分含量的影響

柚皮粉的添加量對面包品質的影響見圖4。

圖4 柚皮粉的添加量對面包品質的影響Fig.4 Effect of the addition of pomelo peel powder on bread quality

由圖4可知，隨著柚皮粉添加量的增大，面包的比容呈減小趨勢，當膳食纖維添加量在12%以上時，面包比容下降程度明顯，這可能是富含膳食纖維的柚皮粉中不含面筋蛋白，對面粉有稀釋作用，而在面團的調制時，膳食纖維對面粉形成的面筋造成一定的破壞，導致面團在發酵過程持氣率降低，進而膨脹困難，面包體積減小，比容下降。隨著柚皮粉添加量的增大，面包水分含量呈升高趨勢，這是因為膳食纖維分子表面具有親水性基團，使得面包具有較高的持水性。

2.3.2 柚皮粉的添加量對面包質構的影響

不同柚皮粉添加量與面包質構影響關系見表7。

表7 柚皮粉的添加量對面包質構的影響Table 7 Effect of the addition of pomelo peel powder on the texture of bread

隨著富含膳食纖維的柚皮粉添加量的增加，面包的硬度、咀嚼性、彈性、膠著性隨之增加，當柚皮粉添加量在14%～16%范圍內，數值變化程度較大；但隨著柚皮粉添加量的增加，內聚性先增大后減小。

2.3.3 柚皮粉添加量對面包感官評分的影響

粒徑為100 目時，柚皮粉添加量對面包感官評分的影響見圖5。

圖5 柚皮粉添加量對感官評分的影響Fig.5 Effect of the addition of pomelo peel powder on sensory score

由圖5可知感官評價隨著柚皮粉添加量的增加而降低。當柚皮粉添加量為18%時，面包彈性強，硬度大，不在大眾對面包的可接受范圍內，面包整體不夠蓬松，烘烤后的香味損失嚴重，面包芯色澤不均勻，中間部分呈淺黃色，感官評分較低；而柚皮粉添加量為12%時，面包硬度彈性等均在可接受范圍，面包整體豐滿蓬松，具有發酵和烘烤后的面包香味，口感細膩不粗糙，面包芯色澤均勻，感官評分較好。

綜合考慮，柚皮粉粒徑100 目，添加量12%時，面包風味良好，口味純正，品質較佳，面包香味濃郁，水分含量39.03 %，比容4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，彈性8.07 mm，膠著性634 g，內聚性0.71。結合圖3與圖5可知，該條件下感官評分最佳，為91.5分。

2.4 產品質量指標

柚皮粉面包感官指標：產品表明呈棕黃色，色澤均勻，具有面包應有的香氣，柔軟由彈性、無其他視力可見的外來異物。

柚皮粉面包理化指標：水分含量39.03%，面包比容為4.38 mL/g，柚皮粉面包符合GB/T 20981-2007《面包》中的要求。

柚皮粉面包微生物指標見表8。

表8 微生物檢測結果Table 8 Microbiological test results

3 結論

通過響應面優化試驗結果表明，影響柚皮粉脫苦因素的主次順序為柚皮的切片厚度＞浸泡時間＞鹽濃度，最優工藝參數為柚皮的切片厚度0.50 cm，浸泡時間7.50 h，鹽濃度是6.00 g/100 mL，柚皮粉無苦澀味，無咸味殘留，具有柚皮固有風味。

面包質構特性的硬度、咀嚼性隨著粒徑的減小而增大，但影響效果不顯著；隨著柚皮粉添加量的增加，面包比容下降，水分含量升高，硬度、咀嚼性、彈性、膠著性增加，影響效果顯著；當柚皮粉添加量為12%，粒徑為100 目時，制作的柚皮粉面包水分含量為39.03%，比容為4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，彈性8.07 mm，膠著性634 g，內聚性0.71，結構松軟，風味良好，口味純正，品質較佳。