陳 穎 楊曉寬 胡美怡

(河北科技師范學(xué)院食品科技學(xué)院，秦皇島 066004)

我國果蔬資源豐富，但其浪費嚴(yán)重，果蔬及其加工副產(chǎn)物是重要的膳食纖維(DF)和生物活性成分源，對維護健康有重要作用。生物活性成分是指對生命現(xiàn)象有重要影響的非基本營養(yǎng)物質(zhì)，包括多酚、黃酮、類胡蘿卜素等，均有抗癌、抗氧化等生理活性[1,2]。果蔬加工副產(chǎn)物中豐富的DF和生物活性成分，可納入食品配方。Daniel等[1]研究表明，9%玫瑰粉小麥面包DF增加了1.51倍，抗氧化能力是對照組2.7倍；Fakhfakh等[2]研究表明，3%羊駝葉粉小麥面包，黃酮類含量和抗氧化能力增加，面包殼顏色參數(shù)較?。籊umul等[3]研究表明，5%蘋果渣粉小麥面包，總多酚、黃酮類和花青素分別增加了55%、200%和160%；Torbica等[4]研究表明，啤酒廠廢棄谷物、甜菜漿和蘋果渣與玉米粗?；旌?，替代10%或20%全麥粉，改良面包DF含量增加。板粟米酒渣粉(WRF)為板栗糯米黃酒主要副產(chǎn)物，富含DF和生物活性成分，通常作為廢棄物被丟棄或作為飼料簡單利用，不僅污染環(huán)境，而且浪費資源。本研究分析了3種WRF作為DF和生物活性成分源納入小麥面包，對其理化特性及抗氧化性的影響，為開發(fā)WRF強化面包提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

板栗，糯米；沒食子酸、蘆丁為優(yōu)級純；福林酚試劑、DPPH、ABTS、TPTZ鹽酸、葡萄糖、亞硝酸鈉、碳酸鈉為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

SU8010掃描電鏡，LC-10N-50A真空冷凍干燥機，D/max-2500VK/PC型X射線衍射儀，Ten-sor27型傅里葉紅外光譜儀，UV1800型分光光度計。

1.3 方法

1.3.1 WRF制備

板栗和糯米為主料，小曲和紅曲為發(fā)酵劑，釀制的板栗黃酒經(jīng)紗布過濾得到WRF，分別經(jīng)自然干燥(平均氣溫25 ℃，2 d)、烘箱干燥(60 ℃，2 h)、真空冷凍干燥(-20 ℃，1 d)三種處理方式，再粉碎過120 μm篩子，分別得到自然干燥酒渣粉(N)、烘箱干燥酒渣粉(O)、真空冷凍干燥酒渣粉(V)。

1.3.2 DF測定

總膳食纖維(TDF)、不溶性膳食纖維(IDF)和可溶性膳食纖維(SDF)根據(jù) AACC32-07(2000)[5]測定。

1.3.3 持水力測定

取 0.2 g WRF于6 mL蒸餾水水化18 h，4 000 r/min離心15 min。105 ℃至恒重，記錄干燥前后殘渣質(zhì)量。

式中：Mf為干燥前質(zhì)量；Md為干燥后質(zhì)量。

1.3.4 持油力測定

將1 g WRF與大豆油在離心管中混合，室溫放置1 h。3 000 r/min離心10 min，分離上清液，球團尼龍網(wǎng)過濾回收。

式中：MP為顆粒質(zhì)量；Md為樣品質(zhì)量。

1.3.5 溶脹力(WSC)測定

取WRF 1 g于15 mL蒸餾水中，室溫分級試管水化24 h，記錄床層體積。

式中：V1為水化WRF體積；V0為水化前WRF體積；W0為水化前WRF質(zhì)量。

1.3.6 pH測定

pH計測WRF的pH。將WRF 15 g和蒸餾水100 mL放入燒瓶，攪拌30 min。10 min后，測pH。

1.3.7 色度測定

色差計測定。L*值是亮度，a*值是紅綠度，較高a*值更趨向紅色，b*值是黃藍(lán)度，較高b*值更趨向黃色。

1.3.8 總多酚測定

樣品1 g用20 mL 80%丙酮萃取1 h，混合器攪拌，提取液8 000 r/min離心，測總多酚、黃酮、類胡蘿卜素含量和抗氧化性。取2 mL稀釋樣品，加1.0 mL 10%福林酚混勻靜置5 min，加2.0 mL 0.04 g/mL Na2CO3，混勻85 ℃反應(yīng)5 min，蒸餾水定容至10 mL，試劑空白作對照，765 nm處測吸光度。沒食子酸標(biāo)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以100 g干樣中沒食子酸質(zhì)量表示。

y=0.319 2x+0.051R2=0.996 1

1.3.9 總黃酮測定

將0.5 mL稀釋樣品加入0.5 mL 0.05 g/mL亞硝酸鈉，靜置6 min加0.5 mL 0.1 g/mL硝酸鋁，搖勻靜置6 min加4 mL 0.04 g/mL NaOH，靜置10 min定容至10 mL。試劑空白作對照，510 nm處測吸光度。蘆丁標(biāo)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以每100 g干樣中蘆丁質(zhì)量表示。

y=0.098 8x-0.011 6R2=0.996 7

1.3.10 類胡蘿卜素測定

類胡蘿卜素發(fā)色團，分為黃色(CY)和紅色(CR)。上清液(見1.3.8)在氮氣蒸汽下濃縮，溶于10 mL丙酮。472和508 nm處測混合物吸光度。記錄類胡蘿卜素組分和總量(C)。

C/μg/mL=CY+CR

1.3.11 DPPH自由基清除能力測定

2～6 mg WRF懸浮于1 mL DPPH中，連續(xù)攪拌30 min，離心分離物質(zhì)，490 nm測上清液吸光度。

A0對照吸光度，A1樣品吸光度，A2空白樣吸光度。

1.3.12 ABTS+自由基清除能力測定

將0.4 mL樣品提取物或標(biāo)品加入3 mL ABTS+工作液中，培養(yǎng)30 min，734 nm處測吸光度。

式中：A0為對照物吸光度；A1為樣品吸光度；A2為乙醇代替ABTS吸光度。

1.3.13 鐵還原能力( FRAP)測定

0.5 mL稀釋提取物或標(biāo)液與1.8 mL TPTZ混合，37 ℃處理10 min。593 nm處測吸光度。FRAP為FeSO4當(dāng)量。

y=0.1 657x+0.1 646R2=0.986 6

1.3.14 微觀結(jié)構(gòu)測定

掃描電鏡(SEM)觀察WRF，放大1 000、5 000倍。X射線衍射儀在2θ(5～40°)范圍內(nèi)用cu-kα輻射(λ=0.15 418 nm)獲得X射線衍射圖。掃描速度1°/min，入射電流40 ma。將WRF置研缽中，與溴化鉀粉末混合研磨制片劑，傅里葉變換紅外光譜(FTIR)儀分析樣品。

1.3.15 面包制作

樣品：對照組；添加2% N(N1)；4% N(N2)；6% N(N3)；8% N(N4)；2%～8% O和V表示與N一致。對照組：小麥粉100 g，糖15 g，食用油10 g，酵母1 g。其他樣按上述比例以WRF替代小麥粉。程序：30～35 ℃發(fā)酵60 min，捏合再發(fā)酵30 min，180 ℃烘烤20 min。24 h后性能評估，真空冷凍干燥并研磨樣品，測理化特性。

1.3.16 面包理化特性測定

按1.3.6 和1.3.7測pH和顏色。質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)構(gòu)分析。取3片面包，進行雙重壓縮，參數(shù)：實驗前速度：1 mm/s；實驗速度：5 mm/s；實驗后速度：5 mm/s，壓縮間延遲5 s。根據(jù)1.3.8到1.3.13測生物活性成分和抗氧化性。SEM觀察樣品，放大1 000倍。

1.3.17 面包感官評價

15名成員對面包感官評估。每個成員評價面包氣味、顏色、質(zhì)地、味道和總體可接受性，標(biāo)準(zhǔn)為5分，感官特性從5(非常愉快)、4(愉快)、3(一般)、2(厭惡)到1(厭惡至極)[7]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)為3個以上樣本平均值，表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。使用SPSS V.21.0，Tukey’s多重比較分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 WRF理化特性分析

3種WRF TDF、SDF和IDF有顯著差異。N的TDF、IDF和SDF達(dá)最大，其TDF高于馬鈴薯粉TDF[6]，上述差異由DF源所屬植株及處理工藝不同所致[7]。TDF中較高IDF是一種優(yōu)勢。IDF主要成分是纖維素和半纖維素，較高IDF可顯著增加大便含水量和體積，利于維護腸道健康。

3種WRF總多酚、黃酮和類胡蘿卜素有顯著差異。N總多酚和類胡蘿卜素最高，遠(yuǎn)高于黃酒糟總多酚[8]，其總黃酮含量居中。較低溫度和較溫和處理利于WRF總多酚、黃酮和類胡蘿卜素等生物活性成分的保持，這些成分具有增強人體免疫力和預(yù)防疾病的良好作用。

3種WRF DPPH和ABTS清除率及FRAP有顯著差異。N的DPPH清除率最高，且三者遠(yuǎn)高于葛根粉[9]DPPH清除率；V的ABTS清除率最高，遠(yuǎn)高于玫瑰茄水提物[10]ABTS清除率；上述差異由生物活性成分源所屬植株及處理工藝不同所致[7]?？傊?種WRF均具較高DPPH和ABTS清除率及FRAP，與總多酚、黃酮無正相關(guān)，說明存在總多酚和黃酮外的抗氧化成分，且對3種WRF DPPH、ABTS清除率和FRAP有重要影響。3種WRF優(yōu)良抗氧化性能可改善食品康養(yǎng)性和延長貨架期。

3種WRF ORC、WRC和WSC有顯著差異。N的WRC和WSC最高，明顯高于O和V相應(yīng)指標(biāo)，N的WRC也遠(yuǎn)高于洋蔥[11]WRC，N的WSC與豌豆殼醇不溶性殘渣相近[12]；3種WRF ORC數(shù)值相近且較低，其中V的ORC最高，這遠(yuǎn)低于棗DF ORC[13]，用于油炸食品可減少食品含油量和油脂攝入，利于人體健康。WRC較高使食品水分增加，改善口感。在烘焙食品中，淀粉膠凝化、風(fēng)味和顏色形成、酵母和酶失活都需要水的參與。

3種WRF pH有顯著差異。N的pH最低，O和V較高pH與干燥處理有機酸損失有關(guān)，N pH低于未處理板栗粉pH[14]。低pH是有機酸，如蘋果、檸檬和草酸及其他有機酸存在所致。較低pH可降低食品腐敗變質(zhì)風(fēng)險，N可作天然防腐劑以延長食品貨架期。

3種WRFL*、a*、b*有顯著差異。DF引起顏色變化限制其在食品中潛在應(yīng)用。顏色受果實品種和成熟度等因素影響，尤其受果肉干燥過程影響。脫水中高溫導(dǎo)致酶促和非酶褐變，使產(chǎn)品變暗。食品亮度與許多因素有關(guān)，包括色素濃度和類型、含水量和游離水可用性。N的L*最高，V的a*最大，3者a*較高與潘紅、夢娜玉紅等紅色素有關(guān)[15]，a*受纖維結(jié)構(gòu)完整性和色素含量和配置影響；N的b*最高，3者b*適中，與夢娜紅、安卡黃素等黃色素有關(guān)[15]。3種WRF適用于烘培類食品，因其可掩蓋WRF顏色。總之，3種WRF理化特性差異是不同干燥處理工藝所致。

表1 WRF的理化特性

2.2 WRF的微觀結(jié)構(gòu)

2.2.1 WRF的SEM分析

SEM觀察WRF(圖2)，不同干燥方式導(dǎo)致WRF微觀結(jié)構(gòu)差異，但差異不顯著。3種粉顆粒形式和大小非常不規(guī)則，表面粗糙，疏松多孔，孔和腔使親水和親脂集團暴露，影響DF理化性質(zhì)，例如吸油，保水特性，使WRF具有優(yōu)良WRC和ORC。

圖2 WRF的掃描電鏡圖

2.2.2 WRF的X射線衍射分析

X射線衍射分析WRF晶體結(jié)構(gòu)(圖3)。O和V衍射圖基本相同，在19.54°、19.1°的2θ角出現(xiàn)最高衍射峰。N在19.52°的2θ角出現(xiàn)最高峰，與其他WRF的最高峰強度有明顯差異。纖維素是高結(jié)晶度DF，峰高與纖維素結(jié)晶度正相關(guān)，高峰說明纖維素結(jié)晶度高，分子質(zhì)量大[16]，這表明N纖維素分子質(zhì)量低于O和V。結(jié)晶度較高有更好的拉伸度和硬度，而結(jié)晶度較低與吸濕，溶脹，柔軟性及化學(xué)反應(yīng)有關(guān)，這可能是N WRC和WSC高于其他兩者的原因。

圖3 WRF的X射線衍射圖譜

2.2.3 WRF傅里葉變換紅外光譜分析

圖4 WRF的傅里葉變換紅外光譜

2.3 WRF對小麥面包顏色影響

由表2可見，WRF樣品L*、a*和b*與對照有顯著差異。隨WRF增加，樣品L*逐步下降，a*迅速上升，b*逐漸下降。樣品顏色變暗，變紅和藍(lán)，與板栗粉面包[18]研究結(jié)果相同。這是由WRF較低L*、較高a*和適中b*所致。

表2 強化面包顏色分析

2.4 WRF對小麥面包質(zhì)構(gòu)特性影響

WRF面包質(zhì)構(gòu)特性(表3)，WRF樣品咀嚼性與對照有顯著差異，V4彈性與對照有顯著差異，O4回復(fù)性與對照有顯著差異。隨WRF增加，WRF樣品硬度和咀嚼性逐漸增加，彈性和回復(fù)性逐漸減小。WRF不含面筋蛋白，其添加稀釋了面團面筋網(wǎng)絡(luò)，阻礙脹發(fā)，導(dǎo)致面包硬度增加，彈性減小。8% WRF樣品咀嚼性增加最多，顯著高于對照，與Daniel等[1]研究結(jié)果一致。總之，質(zhì)構(gòu)分析表明WRF提高了面包韌性，降低了彈性和回復(fù)性。

表4 強化面包生物活性物質(zhì)和抗氧化特性

表3 強化面包質(zhì)構(gòu)特性

2.5 WRF對小麥面包生物活性物質(zhì)和抗氧化性影響

WRF面包生物活性物質(zhì)和抗氧化性(表4)，WRF樣品總多酚、黃酮、類胡蘿卜素及DPPH和ABTS清除率、FRAP與對照有顯著差異。隨WRF增加，樣品總多酚明顯增長，對照總多酚較高，表明小麥面包含有內(nèi)源酚類[18]。隨WRF增加，樣品總黃酮顯著增加，N4總黃酮最高。羊駝葉粉面包[2]黃酮呈現(xiàn)相同規(guī)律。N4類胡蘿卜素最高，樣品類胡蘿卜素隨WRF提高而增加。

WRF面包DPPH和ABTS清除率及FRAP隨WRF增加而變大，在8%WRF達(dá)各自序列最大。N4，O4，V4 DPPH清除率遠(yuǎn)高于小球藻青稞面包[19]DPPH清除率；N4，O4，V4 ABTS清除率顯著高于茶多酚面包[20]ABTS清除率；4%WRF樣品FRAP顯著高于對照。總之，WRF面包生物活性物質(zhì)顯著增加，抗氧化能力明顯增強，極大改善了小麥面包抗氧化特性。

2.6 WRF對小麥面包感官特性影響

WRF面包感官特性(表5)，WRF對面包感官特性有顯著影響。隨N、O和V增加，對面包氣味、顏色、質(zhì)地和味道有顯著影響。面包氣味、顏色、質(zhì)地和味道評分隨WRF增加而下降。羊駝葉粉面包[2]的研究發(fā)現(xiàn)了相同結(jié)果。對照氣味評分5.00，總體可接受。6%和8% N、O和V面包與對照有顯著差異，感官評定小組評定為差，認(rèn)為不可接受；2% N、O和V面包可接受性最接近對照，4% N、O和V對面包影響不顯著，可接受且類似對照組特性， 3種WRF可納入小麥面包最高水平為4%，略高于羊駝葉粉[3]納入面包3%的水平。

表5 強化面包感官特性

2.7 WRF對小麥面包微觀結(jié)構(gòu)影響

SEM觀察樣品微觀結(jié)構(gòu)(圖5)，對照與WRF面包微觀結(jié)構(gòu)有明顯差異。隨WRF增加，差異愈加顯著，對照有較緊密面筋網(wǎng)絡(luò)，而O4、V4、N4是顆粒分散、表面粗糙面筋網(wǎng)。表明WRF使面筋易斷不連續(xù)，呈現(xiàn)分散顆粒狀，這是WRF中DF稀釋了面筋網(wǎng)絡(luò)。DF與面筋相互作用使面包致密性增加，體積減小[1]。

圖5 強化面包SEM圖

3 結(jié)論

不同干燥處理對WRF理化特性和微觀結(jié)構(gòu)具重要影響，處理優(yōu)化WRF特性，可提升其應(yīng)用價值； WRF對小麥面包顏色、pH、微觀結(jié)構(gòu)、生物活性物質(zhì)、質(zhì)構(gòu)、感官及抗氧化性有顯著影響，強化面包pH明顯下降，顏色變深變暗，韌性和致密性明顯增加，彈性和體積顯著減小，總多酚等生物活性物質(zhì)明顯提高，DPPH清除率及FRAP等抗氧化性顯著改善，面包康養(yǎng)性顯著增強；3種WRF納入小麥面包最大量為4%，總體可接受性N2>V2>O2。