大豆膳食纖維在面團(tuán)流變學(xué)中的應(yīng)用

面是介于固體和液體食品之間的一種彈性和粘性流變量。由于面子流變學(xué)特征是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和粘土彈性的綜合體現(xiàn)，是小麥質(zhì)量的重要指標(biāo)。面團(tuán)的流變學(xué)特性不僅僅決定了食品加工過(guò)程中面團(tuán)的操作性能,而且對(duì)最終產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生重要的影響。面團(tuán)流變學(xué)特性受許多因素影響,近年來(lái),通過(guò)添加膳食纖維來(lái)改善面團(tuán)流變學(xué)特性,從而改良面制品品質(zhì)的方法成為研究的熱點(diǎn)。膳食纖維(Dietaryfiber,DF)被譽(yù)為是第七營(yíng)養(yǎng)素,在均衡現(xiàn)代人的合理膳食方面扮演著越來(lái)越重要的角色。大豆膳食纖維具有產(chǎn)量高、質(zhì)量?jī)?yōu)的特點(diǎn),可以作為生產(chǎn)膳食纖維的大宗原料。將大豆膳食纖維添加至面團(tuán)中,一方面可以使我國(guó)小麥粉品質(zhì)普遍低于國(guó)際水平的現(xiàn)狀得到改善,另一方面也使深受北方人喜愛(ài)的面制品成為推動(dòng)人們均衡膳食的有力載體。值得關(guān)注的是,將大豆膳食纖維添加到面制品中,不僅能起到均衡膳食的作用,還能使面團(tuán)的流變學(xué)特性得到改善,從而可在一定程度上提升面制品的品質(zhì)。因此,大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性影響的研究具有重要的研究?jī)r(jià)值,對(duì)面制品品質(zhì)的提升具有一定的工業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)意義。該文綜述了近十年來(lái)關(guān)于添加大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性影響的相關(guān)研究,并考察了添加大豆膳食纖維對(duì)面制品,包括饅頭和面條品質(zhì)的改良情況。根據(jù)目前的研究進(jìn)展,深入討論添加大豆膳食纖維改善面團(tuán)流變學(xué)特性和面制品品質(zhì)的作用機(jī)理,為進(jìn)一步生產(chǎn)具有良好流變學(xué)特性的面團(tuán)及開(kāi)發(fā)添加大豆膳食纖維的面制品提供理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。1面團(tuán)粉質(zhì)特性的變化膳食纖維是一種不被人體胃腸道酶類降解的一類多糖大分子,分子中暴露的游離羥基能與水相互作用,因此面團(tuán)在添加纖維后其性質(zhì)會(huì)發(fā)生相應(yīng)改變,進(jìn)而影響面團(tuán)的流變學(xué)性質(zhì)。目前,面團(tuán)流變學(xué)特性主要通過(guò)粉質(zhì)儀、拉伸儀繪制的粉質(zhì)曲線圖、拉伸曲線圖來(lái)反映。肖安紅等通過(guò)AACC54-21方法對(duì)不同品質(zhì)小麥粉添加量和不同粒度的大豆豆皮膳食纖維后分別進(jìn)行粉質(zhì)和拉伸實(shí)驗(yàn),分析大豆豆皮膳食纖維對(duì)小麥粉流變性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,面團(tuán)的形成時(shí)間和弱化度隨膳食纖維添加比例的增大呈上升趨勢(shì);并且當(dāng)大豆豆皮膳食纖維添加百分比到達(dá)某一值時(shí),面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值,即面團(tuán)的粉質(zhì)特性發(fā)生了較大的變化。一般而言,面團(tuán)吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和評(píng)價(jià)值的數(shù)值越大而弱化度的數(shù)值越小,表明面團(tuán)粉質(zhì)特性越好。因此添加大豆豆皮膳食纖維在某一合適比例時(shí),會(huì)使面團(tuán)的粉質(zhì)特性達(dá)到最佳。同時(shí),面團(tuán)拉伸實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,膳食纖維對(duì)面團(tuán)拉伸特性的影響存在雙重性,在一定范圍內(nèi),拉伸曲線面積、抗拉阻力、拉伸比例數(shù)值越大,而延伸性越小,表明面團(tuán)拉伸特性越好。大豆豆皮膳食纖維的加入引起面團(tuán)拉伸特性的變化取決于2種對(duì)立變化趨勢(shì)的相對(duì)強(qiáng)弱,即只有當(dāng)大豆豆皮膳食纖維添加量最佳時(shí),面團(tuán)的抗拉阻力最大、延伸性最小、拉伸比例最大。拉伸特性還與小麥粉本身筋力有關(guān)。王蘇閩等在大豆豆皮與麥麩膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性影響的研究中指出:豆皮與麥麩膳食纖維的添加對(duì)面團(tuán)的粉質(zhì)特性均起到一定的改良作用,但對(duì)面團(tuán)的拉伸特性卻有不同程度的惡化作用。當(dāng)添加1%~2%的豆皮膳食纖維與1%~4%的麥麩膳食纖維時(shí),對(duì)面團(tuán)流變學(xué)的綜合特性起到促進(jìn)作用。為進(jìn)一步驗(yàn)證大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的改善,王蘇閩又考察了大豆豆渣膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性影響,結(jié)果證明添加豆渣膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的雙重作用,與采用大豆豆皮膳食纖維效果類似,即添加適宜比例的大豆豆渣膳食纖維時(shí),面團(tuán)的流變學(xué)特性得到顯著改善。根據(jù)已有的報(bào)道不難發(fā)現(xiàn),面團(tuán)中添加大豆膳食纖維后對(duì)其5個(gè)粉質(zhì)參數(shù)均產(chǎn)生積極的影響,即可以明顯提高面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間,減小其弱化度,從而使面團(tuán)的綜合評(píng)價(jià)值增大。但其拉伸特性的相關(guān)參數(shù)變化并不一致,隨著膳食纖維添加量的增加,面團(tuán)拉伸曲線的面積(粉力或能量)和延伸度減小,而拉伸阻力和拉力比數(shù)升高,即對(duì)面團(tuán)的拉伸性有正反2個(gè)方面的作用,因此存在一個(gè)最適添加量,此時(shí)面團(tuán)的拉伸特性最優(yōu)。另外,大豆膳食纖維最優(yōu)添加量確定還與膳食纖維的含量、粒度等有關(guān)。2主觀評(píng)價(jià)與客觀評(píng)價(jià)的確定方法面團(tuán)流變學(xué)特性作為影響面制品品質(zhì)的重要特性之一,對(duì)面制品的品質(zhì)改良具有重要的意義。對(duì)面制品品質(zhì)評(píng)價(jià)包括主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià),其中主觀評(píng)價(jià)能直接反映消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的接受程度,但受主觀因素影響較大,試驗(yàn)結(jié)果的可靠性較差;客觀評(píng)價(jià)是基于食品的流變學(xué)特性,借助于客觀手段對(duì)面制品品質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)判,具有一定的科學(xué)性和可比性。以上述評(píng)價(jià)方法為基礎(chǔ),在饅頭和面條等我國(guó)傳統(tǒng)面制品的品質(zhì)改善研究中,大豆膳食纖維發(fā)揮了重要作用。2.1拉伸比對(duì)饅頭體積的影響生面團(tuán)流變學(xué)特性對(duì)饅頭的最終體積有顯著的影響。白建民等研究表明,在一定范圍內(nèi),面團(tuán)的吸水率、形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間和粉質(zhì)指數(shù)的增加能促進(jìn)饅頭體積的增大,而弱化度和公差指數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致饅頭體積的減小。此外,拉伸面積與饅頭體積呈正相關(guān)(r=0.939),面團(tuán)樣品在延伸度為150mm或最大阻力比較小時(shí),饅頭有最大體積。拉伸比與饅頭體積之間沒(méi)有明顯的線性關(guān)系,但當(dāng)拉伸比小于3.5時(shí),饅頭體積隨著拉伸比的增大有一定上升趨勢(shì)。肖安紅等研究認(rèn)為,在面團(tuán)中添加適量膳食纖維,能使面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間、吸水率、評(píng)價(jià)值增加,弱化值減小,并有效改善饅頭品質(zhì)和質(zhì)地,增加饅頭的比容,改善結(jié)構(gòu)和彈性等。在大豆豆皮膳食纖維添加量為3%、加水量50%的條件下,饅頭品質(zhì)最好。因此大豆膳食纖維可作為面粉品質(zhì)改良劑用,使饅頭在儲(chǔ)藏過(guò)程中保持彈性,從而有效地延緩饅頭的老化。2.2面條污染情況對(duì)面條探索吸水率和烹煮損失是評(píng)價(jià)面條質(zhì)量的重要指標(biāo)。面條吸水率大,品質(zhì)相對(duì)較好,出品率高;烹煮損失小,表明淀粉流失少,面條不易糊湯。孫小凡等的實(shí)驗(yàn)表明,隨著豆渣膳食纖維添加量的增加,面條烹煮損失逐漸減小,吸水率逐漸增加,有利于提高產(chǎn)品的出品率。但當(dāng)豆渣膳食纖維添加量達(dá)9%時(shí),面條烹煮損失略有升高;隨著豆渣膳食纖維添加量的進(jìn)一步增加,面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間減小,面團(tuán)筋力減弱,面條的烹煮損失增加,面條品質(zhì)變劣。孫曉燕等研究發(fā)現(xiàn)不同種類膳食纖維對(duì)面條品質(zhì)的改善效果不同。面條中膳食纖維添加技術(shù)的關(guān)鍵是掌握添加量和膳食纖維的種類,若含果膠或葡甘聚糖較多,不僅不斷條、不混湯,還比較滑爽。張晨等報(bào)道了面條中豆渣膳食纖維的適宜添加量為3%~6%。一般添加處理后的面條韌性良好,耐煮耐泡,強(qiáng)度增加,更為清爽適口。3面團(tuán)流變學(xué)特性的改善機(jī)理大量研究證明,添加大豆膳食纖維在改良面制品品質(zhì)與改善面團(tuán)流變學(xué)特性之間存在質(zhì)和量的高度相關(guān)性。鄭剛等指出脫脂大豆粉可改善面團(tuán)流變學(xué)特性,特別是粉質(zhì)特性和拉伸特性的部分參數(shù)變化與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果高度相關(guān)。此外,肖安紅等對(duì)添加大豆皮膳食纖維所引起的面團(tuán)粉質(zhì)特性與饅頭質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)特性進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明添加大豆皮膳食纖維可同步改良面團(tuán)流變學(xué)特性和饅頭品質(zhì)。這說(shuō)明大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性帶來(lái)優(yōu)化的同時(shí),也可以使面制品品質(zhì)得到改善。但是影響面團(tuán)流變學(xué)特性及面制品品質(zhì)的最優(yōu)大豆膳食纖維添加量存在差異。宋健等基于面團(tuán)的粉質(zhì)特性和拉伸特性,逐一探討了膳食纖維對(duì)改善面團(tuán)流變學(xué)特性的影響,大豆膳食纖維的高吸水性,使得面團(tuán)中面筋的吸水能力增大,吸水速率降低,從而面筋吸收水分形成面團(tuán)的時(shí)間延長(zhǎng),保水性更強(qiáng)。由于面團(tuán)的穩(wěn)定性得到提升,過(guò)度揉搓后弱化度小,面團(tuán)發(fā)軟發(fā)粘的情況得到控制,最終改善面團(tuán)的揉混特性。此外,大豆膳食纖維中含有的多聚糖成分與面團(tuán)中的蛋白發(fā)生交聯(lián),使得面團(tuán)的抗拉阻力增大,表現(xiàn)為面團(tuán)的彈性增強(qiáng),一定程度上改善了面團(tuán)的延展特性。揉混特性和延展特性的同步變化改善了面團(tuán)流變學(xué)特性。與影響面團(tuán)流變學(xué)特性的機(jī)理相似,對(duì)于大豆膳食纖維改善面制品品質(zhì)的機(jī)理研究有以下2個(gè)方面:首先,面團(tuán)吸水率和饅頭、面條等含水量提升的直接原因是大豆膳食纖維的吸水力和持水作用,這一作用的物質(zhì)基礎(chǔ)是大豆膳食纖維中所含有的極性基團(tuán)。其次,蛋白質(zhì)作為小麥粉最重要的成分之一,其水化形成的面筋是面團(tuán)的框架結(jié)構(gòu),對(duì)饅頭體積、質(zhì)構(gòu)及面條強(qiáng)度、烹煮品質(zhì)等起決定性作用。研究表明,大豆膳食纖維對(duì)面筋結(jié)構(gòu)具有十分重要的影響。綜上所述,不難發(fā)現(xiàn)大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性的改善和對(duì)面制品品質(zhì)的改良機(jī)理是具有相通性。此外,添加大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面制品品質(zhì)的影響情況相似,即隨著大豆膳食纖維的添加,二者皆先呈現(xiàn)改良效果,繼續(xù)添加則惡化作用加劇。通常認(rèn)為,一切能加強(qiáng)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的成分均可改良面團(tuán)特性,而一切能破壞或沖散面筋網(wǎng)絡(luò)的成分均會(huì)惡化面團(tuán)品質(zhì)。因此,問(wèn)題的焦點(diǎn)集中在大豆膳食纖維對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響上,大豆膳食纖維在改善面團(tuán)中面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)過(guò)程中引起了面團(tuán)流變學(xué)特性的變化,從而對(duì)面制品品質(zhì)有了一定程度的改良作用。大豆膳食纖維對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的作用是具有兩面性的。其中惡化作用可以從添加大豆豆皮膳食纖維稀釋小麥粉中蛋白質(zhì)含量的角度進(jìn)行解釋,由此引起了面團(tuán)中能形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的面筋含量減少,過(guò)量膳食纖維的加入必然使膨脹的大豆膳食纖維形成空間障礙而限制面筋的充分?jǐn)U展,最終造成面團(tuán)特性的惡化,主要表現(xiàn)在面團(tuán)的延伸性下降,導(dǎo)致面制品軟塌等。同時(shí),大豆膳食纖維中所含有的具有明顯強(qiáng)化面筋結(jié)構(gòu)的基團(tuán)對(duì)面團(tuán)品質(zhì)的改善是至關(guān)重要的。首先,大豆膳食纖維中含有大量的多糖化合物,如阿拉伯半乳聚糖、阿拉伯聚糖、酸性果膠類物質(zhì)和半乳糖甘露聚糖等,由于此類物質(zhì)屬多糖凝膠體,可依靠主鏈間氫鍵等非共價(jià)作用力形成連續(xù)的、具有一定黏彈性的三維凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),故可改良面團(tuán)的特性;其次,大豆豆皮膳食纖維中含有的不溶性戊聚糖,是已知的面團(tuán)品質(zhì)改良劑。戊聚糖改良面團(tuán)品質(zhì)的機(jī)理在于通過(guò)酚酸的活性雙鍵與小麥粉蛋白質(zhì)結(jié)合成更大分子的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),因此能強(qiáng)化面團(tuán),起到對(duì)面團(tuán)及面制品品質(zhì)的改良作用;再次,大豆膳食纖維的高持水性也有利于面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的維持,隨著面團(tuán)形成時(shí)間和穩(wěn)定時(shí)間的延長(zhǎng),斷裂時(shí)間也呈增長(zhǎng)趨勢(shì),弱化度則下降。另外,大豆膳食纖維粒度和種類對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面制品品質(zhì)也有一定的影響,這是大豆膳食纖維顆粒與水的接觸面積以及水分的滲透速度的綜合作用結(jié)果,即添加合適粒度大豆膳食纖維使面制品口感更加細(xì)膩。由此可見(jiàn),大豆膳食纖維對(duì)面團(tuán)流變學(xué)特性和面制品品質(zhì)的惡化與改良作用是由大豆膳食纖維本身特性以及添加量對(duì)面團(tuán)及面制品造成的2種變化趨勢(shì)的強(qiáng)弱關(guān)系所致。當(dāng)添加量適宜時(shí),大豆膳食纖維的高持水性功效以及所含的凝膠體與戊聚糖對(duì)面團(tuán)的改良作用能掩蓋對(duì)面筋的稀釋所帶來(lái)的惡化作用,對(duì)面團(tuán)特性表現(xiàn)出較明顯的改良效果。在膳食纖維的強(qiáng)持水性作用下,和面時(shí)易吸水膨脹,與部分吸水的面筋蛋白一起形成網(wǎng)絡(luò)有利于改善饅頭面條的品質(zhì),表現(xiàn)為饅頭體積增大,韌性增強(qiáng),彈性變大,而且由于在饅頭制作時(shí)吸收更多的水,使饅頭老化延緩;也使得制作的面條更加爽滑適口、勁道有力,湯清有滋味等。4改善面團(tuán)及面制品的制備鑒于現(xiàn)階段應(yīng)用大豆膳食纖維改良面制品品質(zhì)的研究現(xiàn)狀,還有以下工作需要進(jìn)一步完善:第一,由于企業(yè)