改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干品質的影響

林麗靜，姜永超, ，龔霄，黃曉兵，李積華

1. 中國熱帶農業科學院農產品加工研究所，農業部熱帶作物產品加工重點實驗室，海南省果蔬貯藏與加工重點實驗室（湛江 524001）；2. 華中農業大學食品科技學院（武漢 430070）

菠蘿（Ananas comosus（L.）Merrill）是熱帶地區多年生單子葉草本植物。菠蘿皮渣是菠蘿在加工過程中產生的副產物，主要由果皮和果渣組成，占果實質量的25%～35%[1]。據報道，我國每年菠蘿加工產生的皮渣達15萬 t，基本尚未開發利用，既造成大量浪費，又增加企業處理成本。研究表明，菠蘿皮渣的化學成分主要由膳食纖維、黃酮類、糖類、多酚類、維生素和礦物質組成，其中水分、總糖、檸檬酸等營養成分含量與果肉中相差不大，具有低蛋白高纖維的特點[2]。

餅干是一種常見的焙烤類食品，具有食用方便、口味豐富、保質期長等特點而深受消費者的歡迎。普通餅干的原料主要為小麥粉，膳食纖維含量低，營養價值不高[3]。目前，有研究報道，將燕麥麩、豆渣、米糠膳食纖維添加到餅干中，可以改善餅干品質，并取得良好的效果[4-5]。水果含有豐富的膳食纖維以及相關生物活性化合物，其營養品質高于谷物[6]。其中，菠蘿皮渣膳食纖維含量較高，為了減少菠蘿副產物引起的環境污染和資源浪費問題，此次試驗將其添加到餅干中。由于菠蘿皮渣主要由不溶性膳食纖維組成，影響其后續加工，因此采用蒸汽爆破處理菠蘿皮渣，得到改性菠蘿皮渣膳食纖維[7]，按不同比例將改性后的菠蘿皮渣膳食纖維與面粉添加到餅干中，通過測定餅干面團流變特性、餅干的理化性質以及感官特性變化，研究改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干的影響，為菠蘿皮渣的利用提供應用途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料與試劑

改性菠蘿皮渣膳食纖維，實驗室蒸汽爆破處理制備；玉米淀粉，河北古松農副產品有限公司；低筋面粉，中糧面業有限公司；脫脂奶粉，內蒙古伊利實業股份有限公司；小蘇打，福州海得利食品有限公司；白砂糖，四川宏林食品有限公司；食用鹽，四川順城鹽品股份有限公司。

1.1.2 儀器與設備

XMTD-8222型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司；HAAKE MARS Ⅲ哈式流變儀，德國哈克公司；Brookfield CT3質構儀，美國博勒飛公司；Ci7x00色差儀，荷蘭Admesy公司；HBB-X6烤箱，廣東順德忠臣電器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝及配方

1.2.1.1 工藝流程

1.2.1.2 操作要點

輔料預混：先將油脂、奶粉、糖粉準確稱定，將其放入燒杯中使其混合均勻。加入適量熱水（80 ℃）進行攪拌，使其充分溶解。

調制：將面粉、膳食纖維、淀粉、小蘇打混合均勻，然后將預混輔料倒入，連續攪拌進行調粉，攪拌大約20 min至最佳狀態，室溫下靜置5 min，然后將面團分割成20 g/個。

成型：采用輥壓的方式將面團壓成片，在成型的時候盡量使得面胚的厚度均勻，表面完整光滑。

烘烤：為防止外焦里軟的現象，采用較低的溫度烘烤，經過多次試驗，采用全火130 ℃，烘焙15 min。

冷卻：在室溫下放入干燥器中冷卻大約20 min，然后用密封袋進行包裝。

1.2.1.3 配方

按照面粉100 g、豬油5 g、糖粉10 g、奶粉3 g、小蘇打1 g、淀粉6 g、鹽1 g的配方制作餅干，在該配方基礎上添加菠蘿皮渣膳食纖維（按照與面粉質量的占比）制作餅干，配方見表1。

表1 餅干配方

1.2.2 餅干面團流變學特性測定

參考文獻[8]，采用流變儀在振蕩模式下進行頻率掃描試驗，研究添加不同比例的改性菠蘿皮渣膳食纖維對面團動態流變學特性的影響。按照上述方法制備膳食纖維面團，分割面團2.5 g/個，用保鮮膜包裹于室溫下靜置5 min后進行測定。試驗測定條件：平板直徑40 mm，夾縫距離1 mm，測試時切去測試臺周圍過多的面團，在樣品周圍涂上含有礦物油的蓋子以防止面團水分蒸發。頻率掃描條件：P50探頭（直徑50 mm），應變力0.5%，頻率0.1～100 Hz，溫度28 ℃，每個樣品重復3次。

1.2.3 餅干的物性測定

餅干的物性測定包括脆性、硬度、彈性、咀嚼性以及回復性。試驗采用質構儀進行測定，將冷卻到室溫的餅干直接放在質構儀的底座托盤上，每種餅干選擇3塊進行測定。設置參數：P25探頭，測試前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測試后速度1 mm/s，數據采集速度2 pp/s。

1.2.4 餅干的色度測定

采用色差儀進行測定。每種餅干選取3塊，每塊選取3個點按照色差儀操作標準進行測定，取平均值。以L、a、b的數據形式顯示出來，L表示明度，L+表示明度或亮度提升，L-表示明度下降，相對偏暗。a、b表示不同色調方向，a+呈現紅色調，a-呈現綠色調，b+顯示黃色調，b-顯示藍色調。

1.2.5 餅干的感官評價

參考有關文獻[9-10]，設計感官評價評分（表2），對餅干綜合品質評分，評分指標共分為4項，分別是形態（30分）、色澤（20分）、組織（20分）、滋味與口感（30分），滿分100分，由6名人員組成評價小組，結果取平均值。

表2 感官評價評分表

1.3 數據分析

每組試驗進行3次，所有使用測定結果表達為平均值±標準偏差（±SD），采用SPSS Statistics 19數據分析軟件做方差分析和檢驗各指標均數組間差異的顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 改性菠蘿皮渣膳食纖維對餅干面團流變學特性的影響

由圖1可知，隨著膳食纖維含量的增加，面團的彈性和黏性逐漸增加；G’和G’隨頻率的增大而增大，表明菠蘿皮渣膳食纖維的加入能夠增加面團的流變性，這與Ahmed等[11]研究結果一致，且G’＜G’，表明面團整體呈現出彈性流體的性質，表現為典型的弱凝膠動態流變學譜圖[12]。膳食纖維的添加導致面團黏彈性發生顯著變化，這可能是由于膳食纖維的添加導致面團吸水性增加，使得面團中的蛋白質和淀粉易發生交聯，從而形成凝膠結構，獲得更好的黏彈性。

圖1 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對面團動態流變學特性的影響

2.2 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干物性的影響

從表3可以看出，改性菠蘿皮渣膳食纖維的添加，餅干硬度、脆性和咀嚼性增加，彈性和回復性減小。隨著膳食纖維添加量的增加，硬度、咀嚼性逐漸增加，可能是改性菠蘿皮渣膳食纖維的加入使餅干的結構更緊湊，從而使得質地變硬；同時膳食纖維還有稀釋面筋的作用，使得面筋網絡不易形成，水分不易保留，導致硬度增大，咀嚼性增加[13]。脆性隨膳食纖維添加量的增加而增大，7%時最高，超過時出現略微降低，這可能是由于面團結合力下降，導致其餅干硬度增大。硬度是衡量餅干品質的重要指標，適宜的硬度具有較好的口感，且餅干的陳化速度隨硬度的增大而減慢，餅干的口感也隨著硬度的增大而越酥脆[14]，綜合硬度和脆性考慮，當膳食纖維添加量為7%時餅干最佳。咀嚼性是模擬人咀嚼食物時得到的值，咀嚼性小則沒有嚼勁，較大則有咯牙感[15]。彈性和回復性減小，回復性與彈性具有很高的相關性，較大則代表越筋道和具有韌性，過大則會使餅干品質下降。

表3 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干物性的影響

2.3 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加量對餅干色度的影響

如圖2所示，隨著膳食纖維添加量的不斷增加，餅干的色澤逐漸變成褐色，顏色也逐漸變暗，當添加量大于7%時，餅干顏色開始發黑，因此當膳食纖維添加量為7%時色度最佳。餅干的顏色是決定消費者可接受性的重要因素。采用色差儀檢測改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干色度的影響，結果如表4所示。當膳食纖維添加量超過1%時，隨著膳食纖維添加量的增加，L值和b值逐漸降低，a值逐漸增大，說明膳食纖維的加入使得餅干的明度和亮度降低，黃色調下降，紅色調上升，顏色偏暗。有研究表明，膳食纖維的加入可能促發非酶促褐變，從而導致餅干變暗，與Sudha等[4]的研究結果相一致。

圖2 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干外觀的影響

表4 改性菠蘿皮渣膳食纖維添加對餅干色度的影響

2.4 改性菠蘿皮渣膳食纖維餅干感官評價

從表5可知，膳食纖維的加入會顯著影響餅干的感官品質，少量加入能使餅干的形態更完整，色澤更均勻，不易斷裂，口感更酥脆，當添加量為5%和7%時，餅干的形態較完整，有類似麥麩餅干的咖啡色澤，且口感較適宜，感官評分分別達到77.3和78.8分，接受度均較好，其中添加量為7%時最好；當膳食纖維添加量達到9%時，餅干顏色過暗，且質地偏硬，咀嚼起來有粗糙感，感官評分下降。感官評分反映膳食纖維添加量對餅干感官品質的影響，因此改性膳食纖維添加量在7%時最適宜。

表5 改性菠蘿皮渣膳食纖維餅干感官評價結果

3 結論

改性菠蘿皮渣膳食纖維添加到餅干中能改善餅干的形態、色澤、組織與口味，綜合考慮餅干的物性、色度以及感官評分等因素，改性菠蘿皮渣膳食纖維在餅干的添加量為7%時最合適，此時餅干形態較完整，色澤均勻，不易斷裂，口感酥脆，接受度較好，感官評分最高。菠蘿皮渣具有低蛋白高纖維的特點，采用蒸汽爆破處理菠蘿皮渣膳食纖維，得到改性菠蘿皮渣膳食纖維，添加到餅干中改變餅干的物理特性，提高餅干品質，可為菠蘿皮渣的開發利用提供應用途徑。