改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干品质的影响

林丽静，姜永超, ，龚霄，黄晓兵，李积华

1. 中国热带农业科学院农产品加工研究所，农业部热带作物产品加工重点实验室，海南省果蔬贮藏与加工重点实验室（湛江 524001）；2. 华中农业大学食品科技学院（武汉 430070）

菠萝（Ananas comosus（L.）Merrill）是热带地区多年生单子叶草本植物。菠萝皮渣是菠萝在加工过程中产生的副产物，主要由果皮和果渣组成，占果实质量的25%～35%[1]。据报道，我国每年菠萝加工产生的皮渣达15万 t，基本尚未开发利用，既造成大量浪费，又增加企业处理成本。研究表明，菠萝皮渣的化学成分主要由膳食纤维、黄酮类、糖类、多酚类、维生素和矿物质组成，其中水分、总糖、柠檬酸等营养成分含量与果肉中相差不大，具有低蛋白高纤维的特点[2]。

饼干是一种常见的焙烤类食品，具有食用方便、口味丰富、保质期长等特点而深受消费者的欢迎。普通饼干的原料主要为小麦粉，膳食纤维含量低，营养价值不高[3]。目前，有研究报道，将燕麦麸、豆渣、米糠膳食纤维添加到饼干中，可以改善饼干品质，并取得良好的效果[4-5]。水果含有丰富的膳食纤维以及相关生物活性化合物，其营养品质高于谷物[6]。其中，菠萝皮渣膳食纤维含量较高，为了减少菠萝副产物引起的环境污染和资源浪费问题，此次试验将其添加到饼干中。由于菠萝皮渣主要由不溶性膳食纤维组成，影响其后续加工，因此采用蒸汽爆破处理菠萝皮渣，得到改性菠萝皮渣膳食纤维[7]，按不同比例将改性后的菠萝皮渣膳食纤维与面粉添加到饼干中，通过测定饼干面团流变特性、饼干的理化性质以及感官特性变化，研究改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干的影响，为菠萝皮渣的利用提供应用途径。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试材料与试剂

改性菠萝皮渣膳食纤维，实验室蒸汽爆破处理制备；玉米淀粉，河北古松农副产品有限公司；低筋面粉，中粮面业有限公司；脱脂奶粉，内蒙古伊利实业股份有限公司；小苏打，福州海得利食品有限公司；白砂糖，四川宏林食品有限公司；食用盐，四川顺城盐品股份有限公司。

1.1.2 仪器与设备

XMTD-8222型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；HAAKE MARS Ⅲ哈式流变仪，德国哈克公司；Brookfield CT3质构仪，美国博勒飞公司；Ci7x00色差仪，荷兰Admesy公司；HBB-X6烤箱，广东顺德忠臣电器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺及配方

1.2.1.1 工艺流程

1.2.1.2 操作要点

辅料预混：先将油脂、奶粉、糖粉准确称定，将其放入烧杯中使其混合均匀。加入适量热水（80 ℃）进行搅拌，使其充分溶解。

调制：将面粉、膳食纤维、淀粉、小苏打混合均匀，然后将预混辅料倒入，连续搅拌进行调粉，搅拌大约20 min至最佳状态，室温下静置5 min，然后将面团分割成20 g/个。

成型：采用辊压的方式将面团压成片，在成型的时候尽量使得面胚的厚度均匀，表面完整光滑。

烘烤：为防止外焦里软的现象，采用较低的温度烘烤，经过多次试验，采用全火130 ℃，烘焙15 min。

冷却：在室温下放入干燥器中冷却大约20 min，然后用密封袋进行包装。

1.2.1.3 配方

按照面粉100 g、猪油5 g、糖粉10 g、奶粉3 g、小苏打1 g、淀粉6 g、盐1 g的配方制作饼干，在该配方基础上添加菠萝皮渣膳食纤维（按照与面粉质量的占比）制作饼干，配方见表1。

表1 饼干配方

1.2.2 饼干面团流变学特性测定

参考文献[8]，采用流变仪在振荡模式下进行频率扫描试验，研究添加不同比例的改性菠萝皮渣膳食纤维对面团动态流变学特性的影响。按照上述方法制备膳食纤维面团，分割面团2.5 g/个，用保鲜膜包裹于室温下静置5 min后进行测定。试验测定条件：平板直径40 mm，夹缝距离1 mm，测试时切去测试台周围过多的面团，在样品周围涂上含有矿物油的盖子以防止面团水分蒸发。频率扫描条件：P50探头（直径50 mm），应变力0.5%，频率0.1～100 Hz，温度28 ℃，每个样品重复3次。

1.2.3 饼干的物性测定

饼干的物性测定包括脆性、硬度、弹性、咀嚼性以及回复性。试验采用质构仪进行测定，将冷却到室温的饼干直接放在质构仪的底座托盘上，每种饼干选择3块进行测定。设置参数：P25探头，测试前速度2 mm/s，测试速度1 mm/s，测试后速度1 mm/s，数据采集速度2 pp/s。

1.2.4 饼干的色度测定

采用色差仪进行测定。每种饼干选取3块，每块选取3个点按照色差仪操作标准进行测定，取平均值。以L、a、b的数据形式显示出来，L表示明度，L+表示明度或亮度提升，L-表示明度下降，相对偏暗。a、b表示不同色调方向，a+呈现红色调，a-呈现绿色调，b+显示黄色调，b-显示蓝色调。

1.2.5 饼干的感官评价

参考有关文献[9-10]，设计感官评价评分（表2），对饼干综合品质评分，评分指标共分为4项，分别是形态（30分）、色泽（20分）、组织（20分）、滋味与口感（30分），满分100分，由6名人员组成评价小组，结果取平均值。

表2 感官评价评分表

1.3 数据分析

每组试验进行3次，所有使用测定结果表达为平均值±标准偏差（±SD），采用SPSS Statistics 19数据分析软件做方差分析和检验各指标均数组间差异的显著性分析。

2 结果与分析

2.1 改性菠萝皮渣膳食纤维对饼干面团流变学特性的影响

由图1可知，随着膳食纤维含量的增加，面团的弹性和黏性逐渐增加；G’和G’随频率的增大而增大，表明菠萝皮渣膳食纤维的加入能够增加面团的流变性，这与Ahmed等[11]研究结果一致，且G’＜G’，表明面团整体呈现出弹性流体的性质，表现为典型的弱凝胶动态流变学谱图[12]。膳食纤维的添加导致面团黏弹性发生显著变化，这可能是由于膳食纤维的添加导致面团吸水性增加，使得面团中的蛋白质和淀粉易发生交联，从而形成凝胶结构，获得更好的黏弹性。

图1 改性菠萝皮渣膳食纤维添加对面团动态流变学特性的影响

2.2 改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干物性的影响

从表3可以看出，改性菠萝皮渣膳食纤维的添加，饼干硬度、脆性和咀嚼性增加，弹性和回复性减小。随着膳食纤维添加量的增加，硬度、咀嚼性逐渐增加，可能是改性菠萝皮渣膳食纤维的加入使饼干的结构更紧凑，从而使得质地变硬；同时膳食纤维还有稀释面筋的作用，使得面筋网络不易形成，水分不易保留，导致硬度增大，咀嚼性增加[13]。脆性随膳食纤维添加量的增加而增大，7%时最高，超过时出现略微降低，这可能是由于面团结合力下降，导致其饼干硬度增大。硬度是衡量饼干品质的重要指标，适宜的硬度具有较好的口感，且饼干的陈化速度随硬度的增大而减慢，饼干的口感也随着硬度的增大而越酥脆[14]，综合硬度和脆性考虑，当膳食纤维添加量为7%时饼干最佳。咀嚼性是模拟人咀嚼食物时得到的值，咀嚼性小则没有嚼劲，较大则有咯牙感[15]。弹性和回复性减小，回复性与弹性具有很高的相关性，较大则代表越筋道和具有韧性，过大则会使饼干品质下降。

表3 改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干物性的影响

2.3 改性菠萝皮渣膳食纤维添加量对饼干色度的影响

如图2所示，随着膳食纤维添加量的不断增加，饼干的色泽逐渐变成褐色，颜色也逐渐变暗，当添加量大于7%时，饼干颜色开始发黑，因此当膳食纤维添加量为7%时色度最佳。饼干的颜色是决定消费者可接受性的重要因素。采用色差仪检测改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干色度的影响，结果如表4所示。当膳食纤维添加量超过1%时，随着膳食纤维添加量的增加，L值和b值逐渐降低，a值逐渐增大，说明膳食纤维的加入使得饼干的明度和亮度降低，黄色调下降，红色调上升，颜色偏暗。有研究表明，膳食纤维的加入可能促发非酶促褐变，从而导致饼干变暗，与Sudha等[4]的研究结果相一致。

图2 改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干外观的影响

表4 改性菠萝皮渣膳食纤维添加对饼干色度的影响

2.4 改性菠萝皮渣膳食纤维饼干感官评价

从表5可知，膳食纤维的加入会显著影响饼干的感官品质，少量加入能使饼干的形态更完整，色泽更均匀，不易断裂，口感更酥脆，当添加量为5%和7%时，饼干的形态较完整，有类似麦麸饼干的咖啡色泽，且口感较适宜，感官评分分别达到77.3和78.8分，接受度均较好，其中添加量为7%时最好；当膳食纤维添加量达到9%时，饼干颜色过暗，且质地偏硬，咀嚼起来有粗糙感，感官评分下降。感官评分反映膳食纤维添加量对饼干感官品质的影响，因此改性膳食纤维添加量在7%时最适宜。

表5 改性菠萝皮渣膳食纤维饼干感官评价结果

3 结论

改性菠萝皮渣膳食纤维添加到饼干中能改善饼干的形态、色泽、组织与口味，综合考虑饼干的物性、色度以及感官评分等因素，改性菠萝皮渣膳食纤维在饼干的添加量为7%时最合适，此时饼干形态较完整，色泽均匀，不易断裂，口感酥脆，接受度较好，感官评分最高。菠萝皮渣具有低蛋白高纤维的特点，采用蒸汽爆破处理菠萝皮渣膳食纤维，得到改性菠萝皮渣膳食纤维，添加到饼干中改变饼干的物理特性，提高饼干品质，可为菠萝皮渣的开发利用提供应用途径。