朱楠楠,曾靜靜,陳夢鴿,高海燕

（河南科技學(xué)院食品學(xué)院,河南新鄉(xiāng)453003）

豆渣是豆?jié){、豆腐等傳統(tǒng)豆制品加工過程中的主要副產(chǎn)物,其年產(chǎn)量超過2 000 萬t[1].豆渣中含有豐富的膳食纖維、大豆異黃酮和大豆多糖等營養(yǎng)物質(zhì).有研究表明,膳食纖維具有防癌、抗氧化、降血糖血脂、改善腸道菌群、防治心血管疾病等功效[2].長期以來,豆渣由于高濕易腐且具有不良風(fēng)味和質(zhì)地而未被很好地利用,常用做動物飼料或被丟棄于田中做肥料,造成了嚴重的資源浪費.

近年來關(guān)于利用豆渣中豐富的膳食纖維提高食品營養(yǎng)價值、改善食品功能特性的研究很多,Mazumder 等[3]利用豆渣替代小麥粉,提高了餅干的營養(yǎng)價值和感官特性,Ibrahim 等[4]通過添加1%的豆渣改善了冰淇淋的質(zhì)地,增加了植物乳桿菌的活力,但鮮有將微波改性豆渣添加到面團中的研究.對豆渣進行微波改性處理,可以增加可溶性纖維含量,減少不溶性膳食纖維含量[5].可溶性膳食纖維具有更好的持水、持油能力,微波改性能使豆渣中的膳食纖維與水、油等物質(zhì)更好地結(jié)合,并且此改性方法具有操作簡便、成本較低、綠色無污染等優(yōu)點.因此嘗試用微波改性豆渣改善面團品質(zhì),既可以將豆渣中的營養(yǎng)成分有效利用起來,又可以滿足現(xiàn)如今人們對面制品高品質(zhì)的營養(yǎng)價值需求;既提高了豆渣的利用價值,又可以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的膳食纖維需求,具有一定的理論意義和經(jīng)濟價值.

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

胚粒健雪花粉,購于新鄉(xiāng)市胚粒健食品有限公司;豆渣,新鄉(xiāng)市農(nóng)貿(mào)市場.

TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)儀,超技儀器技術(shù)有限公司;HP-200 精密色差儀,CR-400 色差儀,日本Konica Mionlta 公司;P70D20N1P-G5（W0）微波爐,廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司;LDZX-50KBS 立式高壓蒸汽滅菌器,上海申安醫(yī)療器械廠;DHG-9140-A 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司;ME104E 型電子天平,梅特勒- 托利多儀器（上海）有限公司;JE501 型電子天平,上海浦春計量儀器有限公司;NMI20-040V-I 核磁共振成像分析儀,蘇州紐邁分析儀器股份有限公司;Aiphal-2LDplus 真空冷凍干燥機,購于德國CHRIST 凍干機有限公司;Quanta 200 電子顯微鏡,美國FEI 公司.

1.2 試驗方法

1.2.1 微波改性豆渣 微波處理:濕豆渣經(jīng)微波爐中熱處理4 min,50 ℃烘干48 h 后研磨,80 目過篩.

1.2.2 面團配方 試驗設(shè)計選擇豆渣膳食纖維含量為0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%.每種面粉混合物均由小麥粉和設(shè)計中確定的豆渣粉量,添加適量的水.面粉在和面機中以90 r/min 的速度混合,最終溫度為23～25 ℃.另外分析了不添加改性豆渣的面團,用作對照面團（ck）.

1.2.3 改性豆渣對小麥面團色澤的影響 參考劉樹萍等[6]的方法,利用便攜式色度儀對面團樣品表面的色澤進行測定.面團的色澤有三個測定指標,分別是亮度（L*）、紅綠值（a*）和黃藍值（b*）.其中L*是面團顏色的亮度;a*和b*是面團的顏色方向, 其中+a*為紅色方向、-a*為綠色方向、+b*為黃色方向、-b*為藍色方向[7].L*越大,a*、b*越趨近于0,面團色澤越好.每個樣品測量3 次,結(jié)果取平均值.

1.2.4 改性豆渣對小麥面團質(zhì)構(gòu)的影響

參照Luo 等[8]的方法,制作半徑3 cm 的球狀面團,用質(zhì)構(gòu)儀（P50R 探頭）測定面團的質(zhì)構(gòu)特性,得到硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性指標.試驗參數(shù):測試前速2 mm/s,測試速度1 mm/s,測試后速度1 mm/s,壓縮比為70%,觸發(fā)力為5 g,壓縮時間間隔為5 s.

1.2.5 改性豆渣對小麥面團水分分布的影響 參照Carini 等[9]的方法,利用MNR Brucker 微型電子探針（RMN Brucker micropec）（Brucker,USA）進行弛豫試驗,分析不同面團的分子遷移率.將一部分面團放入玻璃管（直徑10 mm）中,高度不超過3 cm,蓋住玻璃管以避免脫水.使用Carr-Purcel-Meiboon-Gill 脈沖序列測量1H 自旋- 自旋弛豫時間（λ）.試驗一式三份進行測定.

1.2.6 改性豆渣對小麥面團微觀結(jié)構(gòu)的影響 參照岳苗的方法[10]將醒發(fā)好的面團切成5 cm 的方塊,-40℃預(yù)凍4 h,然后放入冷凍干燥機中,冷凍干燥24 h 后取出,將冷凍干燥后的面團用小錘輕輕敲碎,取自然斷面表面較平整的一小塊,利用導(dǎo)電膠固定在載物臺上表面,然后將載物臺放入鍍金儀中,設(shè)置電流10 mA,真空度10 Pa 條件下,噴金20 s,最后取出樣品放入掃描電鏡樣品室觀察并拍照.

1.2.7 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)采用軟件Origin 2017 和SPSS 26 分析.每個樣品測定三個平行,結(jié)果用平均值±標準偏差表示,用ANOVA 進行顯著性分析,顯著水平P 為0.05,當P＜0.05 時,表示差異顯著.

2 結(jié)果與分析

2.1 改性豆渣對小麥面團色澤的影響

表1 為添加不同質(zhì)量分數(shù)的微波改性豆渣對面團色澤的影響變化情況.

表1 不同添加量的改性豆渣對面團L＊,a＊,b＊ 的影響Tab.1 Effects of modified soybean dregs with different additions on dough L*,a*,b*

表1 中L*為亮度,測量值愈高,則發(fā)酵面團顏色更加偏向白色,更有可能為人們帶來良好的感官體驗;a*的數(shù)值大于0 代表面團的顏色更加偏向紅色, 數(shù)值小于0 則更加偏向綠色;b*的數(shù)值大于0 代表面團的顏色更加偏向黃色,小于0 則更加偏向藍色,色度儀所呈現(xiàn)的示數(shù)越大,面團的顏色就越黃.

從表1 中可以看出,與對照組相比,添加改性豆渣的面團亮度整體比不加豆渣的面團亮度顯著降低,豆渣含量增大時,亮度明顯降低.面團紅色調(diào)值a*有所波動,整體呈略微上升趨勢,這說明面團紅色調(diào)增強.添加改性豆渣的面團黃藍值整體比不加豆渣的面團的黃藍值顯著提高.這可能是由于豆渣本身是淡黃色,并且質(zhì)感粗糙,加入后引起面團色調(diào)加深,亮度降低.在豆渣添加量為2.5%時,面團的亮度最低,紅綠值和黃藍值提高,因此亮度最暗,紅度、黃度加深.因此當豆渣加入量達到最高時,面團的亮度達到最低,其顏色變得最深.

2.2 改性豆渣對小麥面團質(zhì)構(gòu)的影響

不同添加量的改性豆渣對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響見表2.

表2 不同添加量的改性豆渣對面團質(zhì)構(gòu)特性的影響Tab.2 Effects of different amounts of modified soybean dregs on the texture characteristics of dough

從表2 可以看出,與對照組相比,豆渣的加入量越多,其硬度越高;面團彈性先增加后降低,豆渣添加量為1.0%時,面團的彈性最好.隨著豆渣添加量的增多,豆渣膳食纖維和蛋白質(zhì)含量增加,將面筋蛋白的濃度降到一定的水平,使得面筋的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)難以成形,因而造成面團的氣室減小,進一步影響面團的黏性和彈性,從而使面團的硬度增大,彈性縮小[11].面團的內(nèi)聚性逐漸降低,添加量為0.5%～2.5%時無顯著性差異;面團的黏性有所波動,但無顯著性差異;面團的回復(fù)性整體無明顯變化.內(nèi)聚性代表面團內(nèi)部的收縮力[12],豆渣中的膳食纖維影響了面筋網(wǎng)絡(luò)的形成,所以造成面團的內(nèi)聚性下降.

2.3 改性豆渣對小麥面團水分分布的影響

圖1 表示不同豆渣添加量下面團水分弛豫時間T2分布.從圖1 可以看出,在面團T2上存在兩個峰位,第一個峰位（T21）表示面團內(nèi)深層的結(jié)合水和較弱的結(jié)合水;第二峰（T22）表示在面團中存在的游離水分.各峰的峰面積表示該水分所占的百分比[13].T2的值反映了水分自由度的大小,T2的值越小,則水分黏附力越強,越難排出,越能保持較好的持水性[14].

圖1 不同改性豆渣添加量下面團水分橫向弛豫時間T2 分布Fig.1 The transverse relaxation time T2 distribution of dough moisture under different amounts of modified soybean dregs

不同改性豆渣添加量下面團弛豫特征中不同狀態(tài)水分含量的變見表3.

表3 不同改性豆渣添加量下面團弛豫特征中不同狀態(tài)水分含量的變化Tab.3 The changes of water content in different states of dough relaxation characteristics under different amounts of modified soybean dregs %

由表3 可以看出,與對照組相比,面團的弛豫時間T21隨著豆渣的添加無顯著性差異,T22逐漸增大,說明面團持水性有所降低, 面團中水分流動性增強.T22增加可能是因為經(jīng)處理后的豆渣吸水能力強,含改性豆渣的面團彈性大.因此,它的弛豫時間會更長.而代表結(jié)合水的A21逐漸增大,代表自由水的A22減小,說明豆渣的添加使面團中結(jié)合水含量增大,自由水含量減小,而在添加量在1.0%～1.5%時無顯著差異.這在一定程度上可以延長面團與面制品的貨架期,使面制品品質(zhì)得到提升.面團的水分流動性增強,可能是面團中面筋網(wǎng)絡(luò)的形成受到改性豆渣中膳食纖維的影響,使部分自由水轉(zhuǎn)化為結(jié)合水.另外,由于膳食纖維具有優(yōu)良的親水性和持水性,所以加入改性豆渣后,面團與水分的結(jié)合作用會加強,從而改變面團中的水分分布狀態(tài)[15].

2.4 改性豆渣對小麥面團微觀結(jié)構(gòu)的影響

不同添加量的改性豆渣對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響見圖2.

圖2 不同添加量的改性豆渣對面團微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.2 Effects of modified soybean dregs with different additions on the microstructure of dough

面團是由淀粉和蛋白面筋網(wǎng)構(gòu)成的一種體系,不同尺寸的球狀顆粒是面團中的淀粉粒子,這些淀粉粒子排列均勻、相互黏連,在面筋網(wǎng)絡(luò)中包覆,形成了面筋網(wǎng)絡(luò)[16].由圖2 可以看出,改性豆渣的添加對面團的微觀結(jié)構(gòu)有所影響,從A 圖中可以看到未添加改性豆渣時,小淀粉顆粒分布在大淀粉顆粒周圍,整體均勻排列,并且完全被連接緊密的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包裹;從B 圖到F 圖可以看出,與對照組相比,隨著改性豆渣的添加,淀粉顆粒逐漸暴露,面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變得分散雜亂.

1.0%的改性豆渣加入量的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比其他組都要好,這可能是因為加入改性豆渣使面團具有更好的黏彈性,其中的高聚物含量高,因此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較緊湊,但是隨著改性豆渣添加量的增大,豆渣競爭水分影響面筋形成,從而使面團的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)疏松.添加改性豆渣雖然會使可溶性膳食纖維含量增多,但是仍含有不溶性膳食纖維.面團中水分會受到不溶性膳食纖維的影響重新分布,部分面筋蛋白因此脫水,面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,甚至部分坍塌[17].結(jié)果表明,1.0%的改性豆渣可以很好地改善發(fā)酵面團的微觀結(jié)構(gòu).

3 結(jié)論

本試驗研究微波改性豆渣對非發(fā)酵面團品質(zhì)的影響,以0.5%、1.0%、1.5%、2.0%和2.5%的微波改性豆渣替代小麥粉.結(jié)果表明:通過對面團色度檢測,可以得到,隨著改性豆渣添加量的增加,面團的亮度有所降低,紅黃色調(diào)值增加,面團色調(diào)略微變深,但仍在消費者可接受范圍內(nèi).采用質(zhì)構(gòu)儀測定面團的硬度、彈性、內(nèi)聚性、黏性、回復(fù)性等指標,得出面團硬度增加,彈性呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢,豆渣添加量為1.0%時,其彈性最好;面團內(nèi)聚性減小,在0.5%-2.5%時較穩(wěn)定,黏性和回復(fù)性均無太大變化.通過核磁共振技術(shù)研究發(fā)酵面團的水分分布,得出與對照組相比,各個添加量的發(fā)酵面團的結(jié)合水百分比A21升高,自由水百分比A22下降,可以有效延緩面團中有害微生物的代謝活動,在一定程度上可以延長面制品的貨架期,提升面制品品質(zhì).使用掃描電子顯微鏡表征各個添加量面團的微觀結(jié)構(gòu),得到1.0%添加量的改性豆渣對面團的微觀結(jié)構(gòu)有一定的改善作用.

微波改性豆渣在面團中的添加,既可以改善面團的各項品質(zhì),又可以將豆渣有效利用起來,對提高農(nóng)副產(chǎn)品的加工利用率等具有非常重要的意義.綜合豆渣添加量對面團各方面的影響,認為微波處理改性豆渣添加量為1.0%時,面團的各項指標比較好,為豆渣原料的高效轉(zhuǎn)化和高值利用提供了可靠的數(shù)據(jù)和理論參考.