豌豆膳食纖維粒徑對面包面團及面包品質(zhì)的影響

曹征南，劉建福，馬亞茹，李素芬

（天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134）

豌豆（Pisμm sativμm L.）作為全球重要的食用豆類作物[1]，在過去的10年里全球豌豆總產(chǎn)量從1 030萬噸上升到1 620萬噸。豌豆所含物質(zhì)種類豐富，分別為23%～31%的蛋白質(zhì)、60%～65%的碳水化合物、1%～2%的脂肪，而碳水化合物中淀粉約占35%，膳食纖維約占27%。豌豆在深加工時，首先把其種皮與子葉進行分離，去除種皮的豌豆用于提取淀粉以及蛋白質(zhì)，而豌豆種皮則為副產(chǎn)物。

豌豆皮的主要成分是膳食纖維。膳食纖維對人體健康起到重要的作用，能夠預(yù)防心腦血管疾病、降低膽固醇以及血糖水平等[2]。膳食纖維具有高持水性，可以延緩烘焙類食品的老化、阻止酸奶的脫水收縮、增加飲料的黏性以及提高肉制品的持水性等。因此，膳食纖維在焙烤食品、乳制品、飲料、肉制品等中應(yīng)用潛力非常巨大。

較高含量的膳食纖維添加到面包中時，會引起面團的持氣性降低、面包的體積減小以及硬度增加等現(xiàn)象。Gómez等[3]研究發(fā)現(xiàn)，制作面包時添加2%的豌豆膳食纖維能顯著降低面包的硬度。膳食纖維粒徑的減少可引起膳食纖維比面積的增加以及微觀結(jié)構(gòu)的改變，進而影響其持水特性等。目前關(guān)于豌豆膳食纖維對面團以及面包品質(zhì)的影響尚缺乏系統(tǒng)研究。本研究的目的是探討豌豆膳食纖維的粒徑對豌豆膳食纖維-小麥面粉的混合粉粉質(zhì)特性、面團發(fā)酵持氣特性及面包品質(zhì)的影響，為豌豆膳食纖維在面制品中的應(yīng)用、提高豌豆利用率提供技術(shù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

小麥粉（食品級）：天津利金糧油股份有限公司；花生油（食品級）：山東魯花集團公司；活性干酵母（食品級）：安琪酵母有限公司；豌豆膳食纖維（食品級）：山東健源食品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀（TA.XT plus）：英國 Stable Micro Systems公司；流變發(fā)酵儀（RheoF4_CPU V1.00）、混合實驗儀（Mixolab 2）：法國肖邦技術(shù)公司；振動篩（ANALYSETTE 3 PRO）：德國FRITSCH公司；高速萬能粉碎機（LQ-2kg）：永康市藍晴工貿(mào)有限公司；和面機（JHMZ 200）：北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同粒徑豌豆膳食纖維的制備

在干燥箱中將豌豆膳食纖維在45℃下烘干，將其粉碎并篩分后，依次得到粒徑為180 μm～250 μm、150 μm～180 μm（不含 180 μm）、125 μm ～150 μm（不含150 μm）以及小于125 μm的4個粒徑范圍的豌豆膳食纖維粉，將其置入塑料袋內(nèi)密封備用。

1.3.2 豌豆膳食纖維物理特性的測定

取4種粒徑的豌豆膳食纖維，分別測定其持水力、吸油性以及結(jié)合水力，測定方法參考文獻[4]中的試驗方法。

1.3.3 混合粉粉質(zhì)特性的測定

將不同粒徑的豌豆膳食纖維按6%的比例（占混合粉）與小麥粉混合均勻，利用混合實驗儀[5]，選擇chopin+協(xié)議，并以14%濕基為基準，測定混合粉的粉質(zhì)特性。DF0代表小麥面粉；DF1代表 180μm～250μm膳食纖維+小麥面粉；DF2代表150μm～180 μm膳食纖維+小麥面粉；DF3代表125μm～150μm膳食纖維+小麥面粉；DF4代表小于125μm膳食纖維+小麥面粉。

1.3.4 面包的制備

面包的配料：高筋面粉1 000 g、酵母12 g、黃油100 g、白砂糖 200 g、食鹽 12 g、雞蛋 30 g、奶粉 50 g、水480 g、豌豆膳食纖維63.83 g（占混合粉的6%）。將面粉、豌豆膳食纖維、酵母和奶粉放入和面機，攪拌均勻后加入食鹽、白砂糖、水、蛋液，低速下攪拌約3 min，再高速攪拌5min后，加入切成小塊的黃油，再低速攪拌3min，高速攪拌5 min～8 min至面團拉成薄膜且斷裂處呈光滑狀時為佳，取部分面團立刻進行發(fā)酵特性的測定，其余面團放置發(fā)酵室發(fā)酵（發(fā)酵條件：28℃～30℃、水分條件85%、90 min），再進行成型發(fā)酵（發(fā)酵條件：38℃、水分條件90%、90 min），發(fā)酵結(jié)束后進行烘烤（烘烤條件：上火190℃，下火190℃，30 min），冷卻后包裝備用。

1.3.5 面團發(fā)酵持氣特性的測定

取1.3.4中制備好的面團，立即放入流變發(fā)酵儀的發(fā)酵框內(nèi)進行測定。測試條件：溫度30℃，樣品質(zhì)量315 g，樣品負重1.5 kg，測試時間為180 min。

1.3.6 面包質(zhì)構(gòu)特性的測定

用切片機將面包切成2.5 cm的薄片，測定時將兩片疊加，對面包芯部位進行質(zhì)構(gòu)特性的測定，測定條件如表1所示。

表1 面包質(zhì)構(gòu)特性的測定條件Table 1 Measuring conditions of bread texture characteristics

1.3.7 面包儲藏期內(nèi)硬度的變化

面包出爐冷卻后密封包裝，于25℃恒溫下儲藏[6]，分別在第0、1、3、5、7天對添加不同粒徑豌豆膳食纖維的面包的硬度進行測定，測定方法同1.3.6。

1.3.8 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用 Excel、SPSS（16.0）軟件進行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒徑豌豆膳食纖維的物理特性的測定結(jié)果

不同粒徑豌豆膳食纖維物理特性的測定結(jié)果見表2。

表2 不同粒徑豌豆膳食纖維的物理特性Table 2 Physical properties of pea dietary fiber with different particle sizes

從表2中可以看出，隨著豌豆膳食纖維的細化，其持水力、吸油性、結(jié)合水力呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢。125 μm ～150 μm 膳食纖維粉的持水力最大，150 μm ～180 μm膳食纖維粉的吸油性、結(jié)合水力最大；膳食纖維具有多種重要的理化性質(zhì)，如持水性[7]，與淀粉、蛋白相比吸水能力更強。隨著膳食纖維粒徑的減小，顆粒比表面積增大，親水基團暴露的更多，內(nèi)部的孔隙增多，與水、油接觸面積增大，使得其各物理特性增大；但隨著粒徑的進一步降低，豌豆纖維素、半纖維素等物質(zhì)斷裂成小分子物質(zhì)，且多孔結(jié)構(gòu)被破壞，也可能會出現(xiàn)聚團結(jié)塊現(xiàn)象[8]，細小的粉體對水分、油脂的束縛減小，導(dǎo)致其持水力、吸油性以及結(jié)合水的能力降低[9]。

2.2 豌豆膳食纖維的粒徑對混合粉的粉質(zhì)特性的影響

膳食纖維-小麥粉混合粉粉質(zhì)特性的測定結(jié)果見表3。

表3 膳食纖維-小麥粉混合粉粉質(zhì)特性的測定結(jié)果Table 3 Measured results of the silty characteristics of dietary fiber-wheat flour mixed flour

不同粒徑豌豆膳食纖維與小麥粉混合均勻形成混合粉，豌豆膳食纖維的添加量均為6%。由表3可知，豌豆膳食纖維的添加及其粒徑顯著影響混合粉的吸水率、形成時間、穩(wěn)定時間等粉質(zhì)特性。與對照（小麥粉）相比，添加豌豆膳食纖維的混合粉的吸水率、面團形成時間顯著增加，而面團的穩(wěn)定時間顯著降低[10]，p＜0.05。表明隨著膳食纖維粒徑的減少，面團的筋力減弱，面團的耐攪拌程度降低；膳食纖維粒徑越小，其比表面積越大[11]，膳食纖維表面暴露的羥基數(shù)量越多，因而與水的結(jié)合能力增強，引起面團的吸水量增加。粒徑小的豌豆膳食纖維比表面積大，與面筋蛋白的作用面積大，因而延長面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成[12]，面筋強度減弱，面團的形成時間增加而穩(wěn)定時間縮短[13]。

2.3 豌豆膳食纖維的粒徑對混合粉面團發(fā)酵特性的影響

表4表明了豌豆膳食纖維的粒徑對面包面團發(fā)酵的最大高度（Hm）、面團發(fā)酵最終高度（H）、面團的穩(wěn)定性[（Hm-H）/Hm×100]及面包面團氣體保留系數(shù)（R）等面團發(fā)酵持氣特性的特征參數(shù)的影響。

表4 膳食纖維對混合粉面團發(fā)酵特性的影響Table 4 Effect of dietary fiber on the fermentation characteristics of mixed flour dough

由表4可知，添加豌豆膳食纖維后，面團發(fā)酵的最大高度、最終高度、面團的穩(wěn)定性以及面團氣體保留系數(shù)均顯著降低；且隨著豌豆膳食纖維粒徑的減少，面團的最大發(fā)酵高度、面團發(fā)酵最終高度、面團的穩(wěn)定性顯著下降而氣體保留系數(shù)先增加后降低[14]。

添加的豌豆膳食纖維在一定程度上破壞面包面團的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，因而造成面團發(fā)酵最大高度和最終高度降低；豌豆膳食纖維破壞淀粉-谷蛋白基質(zhì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致氣體在特定方向上膨脹，影響了面團膨脹和氣體保留能力[15]，也會影響產(chǎn)品的體積和面包結(jié)構(gòu)[16]。

2.4 豌豆膳食纖維粒徑對面包質(zhì)構(gòu)的影響

豌豆膳食纖維粒經(jīng)對面包質(zhì)構(gòu)的影響見表5。

表5 添加不同粒徑膳食纖維的面包質(zhì)構(gòu)Table 5 The texture of bread with different particle diameters of dietary fiber

由表5可知，隨著豌豆膳食纖維粒徑的減小，面包的硬度逐漸增大，彈性、黏性逐漸降低。這可能是因為隨著豌豆膳食纖維粒徑的減小，豌豆膳食纖維的吸水性增強，引起面包表面和內(nèi)部間的游離水減少，面團及面包硬度變大[17]。

2.5 面包儲藏期內(nèi)硬度的變化

貯藏期間面包老化現(xiàn)象普遍存在[18]。面包在儲藏期間，面包內(nèi)部水分不斷外移，表面水分散失，因而面包的硬度逐漸增大，這是面包老化的主要原因。豌豆膳食纖維粒徑對面包在儲藏期內(nèi)硬度的變化情況如圖1所示。

圖1 不同粒徑膳食纖維面包儲藏期內(nèi)硬度的變化Fig.1 Changes in hardness of different particle size dietary fiber bread during storage

由圖1可知，面包在儲藏1 d～7 d內(nèi)，隨著儲藏時間的延長，面包硬度均增大；添加豌豆膳食纖維顯著降低面包的硬度，表明豌豆膳食纖維具有延緩面包衰老的作用；但隨著粒徑的減小，面包的硬度增大[19]；豌豆膳食纖維粒徑越大，面團結(jié)合水力越強，面包硬度越小，但口感粗糙[20]。

3 結(jié)論

小麥粉中添加豌豆膳食纖維顯著影響混合粉的吸水率、面團形成時間、面團穩(wěn)定時間。隨著豌豆膳食纖維粒徑的減小，面團形成時間增加而面團穩(wěn)定時間減小。豌豆膳食纖維及其粒徑影響面包面團的持氣性，添加豌豆膳食纖維面包的持氣性下降，且豌豆膳食纖維的粒徑越小面團的持氣性越低。小麥粉中添加6%的豌豆膳食纖維能延緩面包的老化，豌豆膳食纖維的粒徑影響面包在儲藏期的變化，添加180 μm～250 μm豌豆膳食纖維面包老化的效果最好。