芦 菲 刘 洋 崔震昆 李云波 李勇超 李 波

(河南科技学院食品学院，新乡 453003)

豆渣对面团和面包品质特性的影响研究

芦 菲 刘 洋 崔震昆 李云波 李勇超 李 波

(河南科技学院食品学院，新乡 453003)

豆渣是加工豆腐、豆浆等的副产物，它来源广泛、成本低廉、纤维含量高，是一种优良的膳食纤维资源。采用豆渣粉替代部分小麦粉制作面团和面包，研究了豆渣粉粒度和添加量对面团流变特性、质构特性、微观结构以及面包品质的影响。研究结果表明，添加豆渣粉后，面团吸水率增高，形成时间和稳定时间延长。添加10%～15%豆渣粉的面团显示出较好的质构和拉伸特性，而且大粒度(80目<φ<200目)豆渣粉较中、小粒度(φ>80目和φ>200目)豆渣粉的面团特性好。添加豆渣粉后，面包比容变小，口感变差。综合考虑面包品质和膳食纤维补充，添加10%大粒度豆渣粉制作面包较为适宜，通过添加谷朊粉、魔芋胶、酶制剂、乳化剂等改良剂能够使豆渣面包的比容、口感等品质得到较大改善。

豆渣 面团 面包 品质 膳食纤维

豆渣是生产豆腐、豆浆等产品的副产物。每加工1 kg大豆，约产生1.2 kg鲜豆渣。据推测，我国每年约产生280万吨豆渣[1]。豆渣富含膳食纤维、蛋白质、矿物质和类黄酮，具有很高的营养保健价值[2-4]。研究发现，豆渣具有预防糖尿病、降血脂、减肥等多种生理功能[5-7]。豆渣来源广泛，成本低廉，纤维含量高，因此是一种优良的膳食纤维资源。

鲜豆渣含水量高，不耐贮藏，口感粗糙，因此除少部分用作饲料外，大部分豆渣被作为废弃物处理，既浪费了资源，又污染了环境。课题组前期研究发现，将豆渣干燥粉碎后制成豆渣粉，用其替代部分面粉制备馒头、面条等主食品，是对豆渣开发利用的有效途径[8-9]。采用富含膳食纤维的材料(如抗性淀粉、全麦粉、脱脂玉米胚芽、β-葡聚糖等)替代部分小麦粉制作面包，可改善产品营养价值，但会影响面团的流变特性，使面包比容下降、硬度增高、色泽变暗[10-13]。豆渣在面包中的应用已有少量研究[14-15]，但豆渣粉粒度和添加量对面包基质面团品质特性及微观结构的影响鲜见报道。试验用豆渣粉替代部分面包专用小麦粉制作面团和面包，研究豆渣粉粒度和添加量对面团和面包品质特性的影响，以期为豆渣在面包中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

鲜豆渣:河南老磨坊小宝豆业有限公司。东北大豆(北疆05-38)经浸泡、磨浆、浆渣分离后，得鲜豆渣，经冷冻干燥、粉碎、过筛，得到3种粒度豆渣粉(80目<φ<200目，φ>80目和φ>200目)。面包专用小麦粉：中粮面业鹏泰有限公司；谷朊粉：郑州海嘉食品有限公司；魔芋粉：广州市佳力士食品有限公司；葡萄糖氧化酶：荷兰DSM公司；硬脂酰乳酸钙、双乙酰酒石酸单甘酯：河南正通化工有限公司。

1.2 试验仪器

微型粉质仪：澳大利亚Newport Scientific公司；拉伸仪：德国Brabender公司；TA-XT Plus物性测定仪：英国SMS公司；Quanta 200环境扫描电子显微镜：美国FEI公司；K5SS搅拌机：美国Kitchen Aid 有限公司；醒发箱、烤箱：广州市白云区石井美天厨具电器厂。

1.3 面团流变特性分析

1.3.1 粉质特性测定

3种粒度的豆渣粉分别以5%、10%、15%、20%、25%、30%的比例取代面包专用小麦粉，复合粉混匀后待用。面团的粉质特性用微型粉质仪测定，参照国标GB/T 14614—2006稍做修改。准确称取4 g样品(含水量14%)置于和面钵中，加入一定量水进行搅拌，使面团稠度达到(500±20) B.U.。

1.3.2 拉伸特性测定

参照国标GB/T 14615—2006稍作修改。称取300 g复合粉(含水量14%)置于和面钵中，加适量水搅拌5 min使面团稠度达(500±20) B.U.(同时将实际样品质量2%的氯化钠溶于水中，水要在25 s内加完)。取出面团，平均分成3个100 g的面团，揉圆、成型后于30 ℃分别醒发45、90、135 min后进行测定。

1.4 面团质构特性分析

1.4.1 面包基质面团的制备

依据AACC International面包制作标准稍作修改。将100 g复合粉倒入搅拌机中，依次加入50% 约30 ℃水(每增加5%豆渣粉则额外添加5%水)、10%白糖、2%酵母、1%氯化钠，搅拌20 min，搅拌好的面团一半用于质构分析，一半在醒发箱中发酵(37 ℃、相对湿度80%)2 h后再进行分析。

1.4.2 质构分析

将面团制成高4 cm、直径5 cm的圆柱形，采用物性测定仪进行TPA (texture profile analysis) 质构特性测定。选用 P50 探头，测试前、中、后速度分别为2、1、10 mm/s，应变位移40 mm，引发类型为自动，数据采集速率200 pps。

1.5 扫描电镜观测

按照“1.4.1”制作面包基质面团，于-40 ℃低温冻结，取冻结面团中心部分，切成0.1 cm×0.1 cm×0.1 cm薄片，冻干后用导电胶黏贴在样品台上，吹去样品表面杂质，然后用环境扫描电镜进行观测。

1.6 面包品质测定

1.6.1 豆渣面包的制备

豆渣面包基础配方为：面包专用粉90(85)g，豆渣粉10(15)g，谷朊粉2 g，白糖10 g，酵母2 g，黄油3 g，氯化钠1 g，水65 g左右(根据豆渣粉添加量进行适当调整)。将原辅料搅拌均匀后加入活化后的酵母、鸡蛋液和水，用搅拌机中速搅拌至面团光滑即可。将面团置于27 ℃、75%相对湿度醒发20 min，取出整形、搓圆，再于37 ℃、85%相对湿度醒发90 min，最后放入烤箱中烤至面包表皮呈金黄色即可(面火温度200 ℃，底火温度180 ℃)。

1.6.2 面包品质分析

1.6.2.1 面包比容

采用小米置换法测定面包体积[16]。比容=体积/质量。

1.6.2.2 感官评定

依据面包烘焙质量评分标准(GB/T 14611—2008)略作修改，详见表1。

表1 豆渣面包感官评分标准

1.7 数据分析

流变分析每组做2次平行，质构分析每组做3次平行，用SSPS 17.0软件分析数据，采用ANOVA中的SNK方法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 添加豆渣粉对面团粉质特性的影响

经测定，豆渣粉含水量为6.7%，膳食纤维质量分数为58.6%(采用酶法测定，参见GB/T 5009.88—2008)，蛋白质质量分数为15.3%。豆渣膳食纤维主要由果胶和半纤维素构成，其单糖组成主要是阿拉伯糖、半乳糖、木糖和半乳糖醛酸[17]。用一定比例豆渣粉替代小麦粉制作面团，对面团粉质特性的影响见表2。

表2 豆渣粉粒度和添加量对面团粉质特性的影响

注：L-OF、M-OF、S-OF分别表示大、中、小粒度豆渣粉(80目<φ<200目、φ>80目、φ>200目)；5、10、15、20、25、30表示豆渣粉取代小麦粉的比例(%)，下表同。—：当豆渣粉添加量为30%时，由于面团体积过大，导致和面钵盖被顶起，因而稳定时间和弱化度未测定到结果。结果以平均值±标准差表示，同一列的相同字母表示差异不显著(P<0.05)，n=2。

表2显示，随着豆渣粉添加量的增多，面团吸水率显著增高，而且豆渣粉粒度越小，吸水率增加越多。面团吸水率增高可能与豆渣膳食纤维含有大量羟基等亲水性基团有关，而且粒度越小，比表面积越大，暴露于面粉中的亲水性基团越多。在面团调制过程中一般每增加5%豆渣粉需额外增加5%的水。

形成时间是指从开始加水到面团稠度达到500 B.U.所需的时间。表2显示，添加豆渣粉后面团的形成时间显著延长，这可能是由于豆渣膳食纤维与面筋蛋白竞争性争夺水分，导致面筋网络形成时间延长。稳定时间反映了面团的稳定性和耐揉程度。添加豆渣粉后，稳定时间先增加后减少，添加量在15%时达到最大值。豆渣中含有少量磷脂，它可与面筋蛋白形成络合物，延长面团稳定时间[18]。但随着豆渣添加量增多，大豆蛋白与麦醇溶性蛋白疏水结合，与麦谷蛋白亲水结合，从而破坏了面筋网络脂-蛋白-淀粉复合物，导致稳定时间减少[19]。弱化度表示面团的耐破坏程度。随着豆渣粉添加量增多，弱化度呈显著下降趋势，这可能是豆渣膳食纤维对面筋网络的填充作用所致。

2.2 添加豆渣粉对面团拉伸特性的影响

拉伸曲线面积表示面团从开始拉伸到断裂所需的总能量。表3显示，添加5%豆渣粉时，拉伸曲线面积较对照组有所增加，随着豆渣粉添加量增多又逐渐下降。这可能是由于少量豆渣粉通过对面筋网络的填充效应增强了面团的抗拉强度，但过多的豆渣粉会稀释面筋蛋白，影响面筋网络的形成，导致面团抗拉强度降低。此外，大粒度豆渣粉较中、小粒度豆渣粉的拉伸曲线面积大，可能是由于较大粒度和不规则的豆渣粉在面团调制过程中包裹了较多气体，有助于面筋网络的形成。

拉伸阻力体现了面筋网络的坚实程度。豆渣粉添加量在5%时，面团拉伸阻力最高，当添加量超过15%后，拉伸阻力低于对照组。这说明添加少量豆渣粉能够增强面团的坚实度，但过多的豆渣粉会影响面筋网络的形成，导致面团坚实度降低。添加豆渣粉后，面团的延伸度下降，延展性变差，可能是由于无法形成完善的面筋网络所致。粒度越小，这种作用越大。在10%添加量时，大粒度豆渣粉的延伸度高于中、小粒度豆渣粉。拉伸比例表示面团拉伸阻力与延伸度之间的平衡指标。表3显示，随豆渣粉添加量增多，拉伸比例逐渐提高，在10%时达到最大值，然后又逐渐降低。

2.3 添加豆渣粉对面团质构特性的影响

豆渣粉粒度和添加量对面团质构特性的影响见表4。结果显示，面团硬度随豆渣粉添加量的增多而升高，添加量超过20%后硬度增幅很快。面团的弹性、黏聚性、胶着性、咀嚼性随豆渣粉的添加呈现波浪形变化趋势，在10%～15%添加量时出现最大值。添加豆渣粉后，面团回复性略有增加，在10%时达到最大值。豆渣粉粒度越小，面团黏着性越低。面团发酵后，质构特性值显著降低。

豆渣粉对面团质构特性的影响可能来自3个方面：1)豆渣粉的引入会稀释面筋蛋白，对面筋网络的形成带来负面影响；2)豆渣膳食纤维的强吸水性，会影响淀粉的吸水和溶胀，进而影响面团的硬度、黏聚性和弹性；3)豆渣粉可填充在面筋网络中，对面团质构带来一定影响。研究结果显示，豆渣粉添加量在10%～15%时，面团质构特性较好。

表3 豆渣粉粒度和添加量对面团拉伸特性的影响

注：结果以平均值±标准差表示，同一列的相同字母表示差异不显著(P<0.05)，n=2。

表4 豆渣粉粒度和添加量对未发酵面团质构特性的影响

注：结果以平均值±标准差表示，同一列的相同字母表示差异不显著(P<0.05)，n=3。

2.4 添加豆渣粉对面团微观结构的影响

图1显示，小麦粉制作的面团(CK)由大小淀粉颗粒构成，面筋蛋白形成的基质均匀连续地覆盖了所有的淀粉颗粒。面团发酵后，淀粉颗粒间出现了一定的孔隙。添加豆渣粉后，膳食纤维和面筋蛋白在淀粉颗粒周围形成了不连续、不规则的基质。膳食纤维的存在稀释了面筋蛋白，导致在面团调制过程中无法形成连续良好的面筋基质结构。图1显示，纯小麦粉面团在淀粉颗粒间有较多的孔隙，随着豆渣粉添加量的增多，孔隙变得越来越小。此外，添加小粒度豆渣粉的面团孔隙更少、结构更加致密，因此面团结实和缺少弹性。

注：CK指由小麦粉制作的面团。b、c、d、f、g、h指添加豆渣粉发酵后的面团，其数字及字母缩写含义同表2。图1 添加豆渣粉面团的扫描电镜照片(×2 000)

2.5 添加豆渣粉对面包品质的影响

前述分析结果显示，豆渣粉添加量在10%～15%时面团流变和质构特性较好，因此采用这2个添加量来研究豆渣粉对面包品质的影响。表5显示，添加豆渣粉后，面包比容和感官品质显著降低，而且添加量增多，下降程度越高。与中、小粒度相比，大粒度豆渣粉所制面包品质较好。豆渣面包品质较差，可能是由于豆渣膳食纤维稀释了面筋蛋白，导致面包坯在发酵和焙烤过程中无法形成良好的面筋网络，从而影响面包的持气能力和感官品质。通过添加改良剂，能够改善豆渣面包品质。对于添加10%大粒度豆渣粉制作的面包，通过单因素试验和响应面分析试验，确定品质改良剂的添加量为：谷朊粉2%，魔芋胶0.5%，葡萄糖氧化酶0.000 7%，硬脂酰乳酸钙0.4%，双乙酰酒石酸单甘酯0.7%。添加复合改良剂后，豆渣面包品质得分为88分，较对照面包(65分)有很大提高。

表5 豆渣粉粒度和添加量对面包品质的影响

3 结论

豆渣含有58.6%的膳食纤维和15.3%的蛋白质，是一种廉价易得的膳食纤维资源。用豆渣粉替代部分小麦粉制作面包能够改善产品的营养价值，是开发利用豆渣的有效途径。添加豆渣对面团的流变和质构特性产生较大影响。一方面，高含量膳食纤维会稀释面筋蛋白，增加吸水率，从而影响面筋网络的形成；另一方面，豆渣粉会填充在面筋网络中，使面团变得硬实和稳定。添加10%～15%的豆渣粉，对面团质构和拉伸特性的影响较小。添加大粒度豆渣粉面团表现出较好的流变和质构特性。添加豆渣粉会降低面包的比容和感官品质，这可通过添加品质改良剂得以改善，添加10%大粒度豆渣粉制作面包较为适宜。

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Effect of Soybean Curb Residue on Dough and Bread Qualities

Lu Fei Liu Yang Cui Zhenkun Li Yunbo Li Yongchao Li Bo
(School of Food Science, Henan Institute of Science and Technology, Xinxiang 453003)

Soybean curb residue is the by-product of soymilk and bean curd manufactures. It shall be considered as a good source of dietary fiber for its high fiber content, extensive source and low cost. In the paper, wheat flour (WF) has been partial substituted by soybean curb residue flour (SCR) to make dough and bread. The influence of particle size and incorporation level of soybean curb residue flour on rheological and textural properties of dough and bread's qualities have been studied. The results showed that dough made by the substituted flours expressed a higher water absorption and stability than that of base flour. Dough made of 10%～15% substituted SCR exhibited better textural and extensible properties than that of other substitutions. Furthermore, soybean curb residue flour of 80 mesh < φ < 200 mesh expressed better dough properties than the smaller size (φ > 80 mesh and φ> 200 mesh). Bread made of the substituted flours had lower loaf volume and weaker sensory qualities than that of WF. Replacing 10% WF with SCR for bread-making is suitable for bread quality and dietary fiber supplement. Adding improvers (gluten, konjac, enzyme and emulsifier, et al.) can greatly improve loaf volume and sensory quality of bread made of 10% substituted flour.

soybean curbs residue, dough, bread, quality, dietary fiber

TS209

A

1003-0174(2014)06-0011-06

河南省科技创新人才计划(134100510007)，河南省重点科技攻关(102102110031)

2013-07-02

芦菲，女，1976年出生，硕士，实验师，功能性食品

李波，男，1973年出生，博士，教授,功能性食品