大豆膳食纖維改性及在烘焙食品中的應用研究

◎ 魏 楠，趙世航

（河南農業職業學院，河南 鄭州 451450）

在大豆生產加工過程中會產生大量豆渣，豆渣含有豐富的膳食纖維，因此，可充分利用豆渣生產膳食纖維[1]。大豆的原產地就是中國，在中國傳統飲食中，大豆也是重要角色。我國大豆資源十分豐富，從南到北均有大豆產區，且隨著食品工業的不斷進步，大豆的營養保健功能也得到了進一步的證實。大豆素來有“素肉”之稱，其蛋白質和脂肪含量較高，而豆渣中豐富的膳食纖維也能被有效應用，對于緩解便秘、清理腸道具有重要的促進作用。

1 膳食纖維的簡要介紹

1.1 膳食纖維的結構與特點

膳食型纖維本身的吸水、膨脹率高，吸水性、持水性較強，這是由膳食纖維自身結構中含有的親水基因決定的[2]。這種吸水性強、持水性強的特點，使得膳食纖維能夠作為重要的食品填充劑，引起人體的飽腹感，也能促進機體對食物中其他成分的消化吸收，有利于預防肥胖癥。膳食纖維中的多糖能夠被一些離子和有機分子充分吸收和整合，促進人體對其他有益元素的吸收，且膳食纖維資源豐富、價格低廉，在國外許多食品加工工藝中得到了廣泛的開發利用。

1.2 大豆膳食纖維

大豆膳食纖維生產的主要原料是豆渣，而豆渣在我國一直沒有得到有效的開發利用，絕大部分豆渣作為廢料丟棄，其中一小部分作為飼料進行再次生產，這造成了資源的浪費，同時，在廢物排放過程中，也污染了環境。事實上，豆渣中含有多種營養成分，富含人體必需氨基酸、礦物質、維生素等，從豆渣中提取必要的大豆膳食纖維，能夠實現資源的有效利用。大豆膳食纖維中可溶性的部分又被稱為可溶性大豆多糖，大豆多糖能夠作為一種新型的配料應用于食品中，有利于在酸性條件下穩定蛋白結構，使其具有更好的發泡性和泡沫穩定性[3]。

1.3 大豆膳食纖維的重要價值

隨著人們對于飲食結構、飲食質量的關注度不斷提升。大豆膳食纖維作為一種食品配料，本身營養豐富且能夠強化其他食物的營養，增加人體攝入的膳食纖維含量。從目前大豆膳食纖維的應用場景來看，在食品領域主要運用于以下方面。①進行營養強化。大豆膳食纖維本身在顏色和顆粒上與面粉較為接近，將其加入面粉中可以增強面粉的網狀結構，也被有效應用于面包、饅頭、餅干等制作中[3]。②增稠劑。大豆膳食纖維能作為醬料的增稠劑，發揮出大豆膳食纖維自身的黏度和膠體特性。例如，含有膳食纖維的酸奶、冰淇淋、果醬等，還可以將其加入口香糖中，借助膳食纖維吸收唾液膨脹而增強口香糖的口感。國外在食物膳食纖維開發方面較為重視，且形成了一定的規模，例如，日本將可溶性的大豆膳食纖維用于酸乳飲料的穩定劑。我國在一些清爽型含乳飲料中也運用到了可溶性的大豆膳食纖維。但是，目前整體市場應用范圍較小，需要一些在新技術的研究與應用方面加大投入，更好地發揮纖維功能的最大效力、降低纖維對食品品質的負面影響，實現與其他添加劑的合理分配，是現階段在進行大豆膳食纖維應用時需要解決的重要問題。

2 大豆膳食纖維改性研究

目前市場上烘焙產品的膳食纖維主要來源于低筋面粉、高筋面粉以及小麥麩皮，在蛋糕制作中以低筋面粉為主要原料，在面包制作中則主要以高筋面粉為原料，而小麥麩皮更多的是制作高纖面包時的常用原料。由于大豆膳食纖維本身在口感和顆粒上與面粉相近，因此具有一定的應用優勢[4]。從酸堿pH值對大豆膳食纖維理化性質的影響來看，隨著pH值的不斷降低，大豆膳食纖維自身的持水率不斷上升，當pH值處于3～4時，大豆膳食纖維的黏度得到了明顯提升，且在3處達到最高值。持水度和膨脹度能使食品生產時吸收更多水分，使口感保持濕潤狀態，同時，黏度的提升也能夠更好的穩定食品的成分。

從干燥條件上來看，通過對大豆膳食纖維分別進行熱風干燥、真空干燥和冷凍干燥3種不同方式的干燥處理后，發現熱風干燥下，大豆膳食纖維的持水率下降到改性之前的水平，而真空干燥也不能使持水率進一步提升，只有冷凍干燥才能使大豆膳食纖維保持改性后的干燥水平。熱風干燥和真空干燥會導致膳食纖維結構出現閉合，使纖維本身的持水能力和膨脹能力下降[5]，而冷凍干燥是通過低溫冷凍，再經過升華實現的脫水，其纖維狀態仍能在打開狀態后不再度閉合，也因此提升了持水能力。因此，冷凍干燥能使膳食纖維物理化學性質得以有效保持，且是具備較強的抗氧化活性的最有潛力的干燥方式，但是，冷凍干燥的生產成本較高。與普通豆渣相比，改性大豆膳食纖維的纖維含量高達77%，與普通豆渣的65%相比有了一定的提升，這是由于改性過程中對豆渣本身進行了分解，其中的脂肪和蛋白質分子被去除，相對的纖維含量也會有所增加。

3 大豆膳食纖維改性及在烘焙食品中的應用

從烘焙食品的特點來看，其主要原料是小麥粉，而小麥粉富含豐富的蛋白質，烘焙食品能作為一種主食為人們提供日常所需的能量，也能夠更好地促進人體飲食平衡發展。目前市場上的烘焙產品類型多樣、種類繁多，既有低糖的面包，也有高糖的甜甜圈、華夫餅，還有香腸熱狗，三明治等。隨著現代烘焙食品產業生產規模的不斷擴大，相關加工工藝也不斷進步，我國烘焙食品本身起步較晚，與發達國家相比，在加工技術、產品質量及種類類型等方面仍有一定差距。從烘焙行業的發展前景來看，主要有以下幾大發展趨勢。①品牌高端化發展。隨著消費升級，消費者將會更關注高品質食品，同時目前良性的市場環境也為烘焙行業的發展提供了有效平臺。②安全化生產也是烘焙產業的一大趨勢。烘焙產業需要嚴格按照規范的生產流程，從原料到生產、流通各個環節實現全過程控制，使食品安全處于首要和核心位置。③健康化、功能化發展。更多的功能類原料、健康類原料逐漸加入烘焙食品中，有利于改變烘焙行業原有的高脂肪、高熱量標簽，更好地為烘焙行業注入新鮮元素。同時，烘焙行業也呈現時尚多樣化的發展趨勢，這與當前消費者多樣化個性化的需求相統一。

3.1 大豆膳食在面包類烘焙中的應用

隨著人們更加重視飲食健康，許多富含膳食纖維的食品深受人們的喜愛與關注。從目前市場上烘焙面包來看，其出售的大部分富含膳食纖維的面包產品多以小麥麩皮為膳食纖維的來源，但是小麥麩皮粒徑較大，雖然能使面包散發一定的麥香，增加香味，但是在口感上較之傳統的小麥粉制作的面包具有較強的粗粒感，且色澤較暗。大豆膳食纖維則沒有這方面的困擾，將其加入面粉中，既保留了面粉原有的口感優勢，也能夠增加其纖維含量。在面包制作中加入少量的膳食纖維，能夠增大面包體積，但是，需要注意把控添加量，當超過一定的界限時，面包的比容就會下降，面粉的筋力也會對膳食纖維的加入量產生一定的影響。

對于中低筋力的面粉來說，其膳食纖維的含量應保持在6%及其以下，而對于較高筋力的面粉來說，可以加入較多的膳食纖維，主要控制在12%左右。對于一般面粉來說，如果膳食纖維含量達到9%時，面包的比容就會下降，這會使面包內部結構和外部形狀受損。因此，在實際的制作過程中，為了避免面包體積由于膳食纖維過量而塌陷的問題，可以采用一定的改良劑進行補充。適當地添加纖維能夠稀釋面筋含量，而增加活性面筋則能夠提升面包的組織量，但是成本過高。對于添加了大豆膳食纖維的面包來說，在制作中還需要添加一定的氧化劑和乳化劑，使氧化劑與面團融合，將其中的蛋白質硫氫鍵轉變為二硫鍵。并且，膳食纖維本身的持水性特點，也能夠提升面團的吸水性，使面團具有較高的保水力。隨著添加劑的不斷增加，面包內部的水分也會逐漸增多，也會對面包的新鮮度以及抗微生物特性產生一定的影響，因此在用量控制上需要適度。

3.2 大豆膳食在餅干類烘焙中的應用

對于餅干類產品來說，其采用的面粉對面筋的數量和質量要求較低，在其中加入適量的膳食大豆膳食纖維并不會對餅干本身的硬度造成較大影響。但是，需要注意的是餅干的黏性會與大豆膳食纖維的加入量負相關的線性關系。當大豆膳食纖維不斷增加時，餅干所具有的黏性會逐漸下降，也意味著餅干更易于咀嚼。當膳食纖維的添加量控制在10%以內時，這種黏性的降低效果不明顯。由于大豆膳食纖維本身的親水性，當大豆膳食纖維添加得越多時，餅干就會越干燥，在咀嚼時也需要分泌更多的唾液進行食物分解。膳食纖維量越多，餅干的咀嚼性越好，也會變得更加松散，光澤會更深。但是，只有當膳食纖維添加量控制在10%以上時，這種效果才會更加明顯。由于糕點中具有較多的甜味配料，并且糕點內部的含水量較高，在烘焙時尤其需要注意糕點凝結成松軟產品的情況。大豆膳食纖維本身持水性好，能夠大量吸附水分，使產品有效凝結，并能夠對產品起到一定的保鮮效果。同時，也能夠增加產品的飽腹感。通過在膳食纖維類糕點中加入一定的乳化劑和食用膠，也能夠有效彌補膳食纖維素的加入對于糕點品質造成的負面影響，但是如果膳食纖維量過多，也會使糕點出現掉渣問題。

3.3 大豆膳食在蛋糕類烘焙中的應用

從戚風蛋糕的制作來看，戚風蛋糕本身含水量高，且組織松發有彈性。在制作中，蛋糕糊的乳化主要是水包油，并且依靠蛋清發泡，其性狀取決于水油兩相兼顆粒的大小和性狀。從感官角度上看，隨著膳食纖維添加量的不斷增加，當其處于2%時，蛋糕的松軟和彈性會降低，進而失去了戚風蛋糕的特點。同時，由于膳食纖維的加入，面糊的比重過大，泡沫的穩定性也會下降。綜合考量，對于戚風類蛋糕，膳食纖維的加入量可以控制在1.5%左右，不僅保留了戚風蛋糕原有的松發組織，也能夠保持蛋糕本身的穩定性。

改性大豆膳食纖維的加入，能夠延長蛋糕面糊的泡沫穩定性，這對于工業生產具有十分重要的意義。同時，不溶性的膳食纖維加入蛋糕面糊中，也會增加面糊的整體密度。當改性大豆膳食纖維含量高于10%時，會對蛋糕的品質以及香味、彈性、口感造成一定的負面影響。但是，從改性大豆膳食纖維對戚風蛋糕的水分影響上看，大豆纖維的加入，使得蛋糕表現出較好的保濕能力，這也延長了蛋糕的貨架期。

4 結語

大豆膳食纖維本身能夠為人體提供豐富的營養，有著良好的保健效果，將其增添到烘焙產品中，能夠增強食物的營養功效。并且，也能夠更好地滿足日益多樣化的市場需求，還能夠優化和改善膳食結構，具有重要的研究意義和經濟價值。