豌豆膳食纤维粒径对面包面团及面包品质的影响

曹征南，刘建福，马亚茹，李素芬

（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津 300134）

豌豆（Pisμm sativμm L.）作为全球重要的食用豆类作物[1]，在过去的10年里全球豌豆总产量从1 030万吨上升到1 620万吨。豌豆所含物质种类丰富，分别为23%～31%的蛋白质、60%～65%的碳水化合物、1%～2%的脂肪，而碳水化合物中淀粉约占35%，膳食纤维约占27%。豌豆在深加工时，首先把其种皮与子叶进行分离，去除种皮的豌豆用于提取淀粉以及蛋白质，而豌豆种皮则为副产物。

豌豆皮的主要成分是膳食纤维。膳食纤维对人体健康起到重要的作用，能够预防心脑血管疾病、降低胆固醇以及血糖水平等[2]。膳食纤维具有高持水性，可以延缓烘焙类食品的老化、阻止酸奶的脱水收缩、增加饮料的黏性以及提高肉制品的持水性等。因此，膳食纤维在焙烤食品、乳制品、饮料、肉制品等中应用潜力非常巨大。

较高含量的膳食纤维添加到面包中时，会引起面团的持气性降低、面包的体积减小以及硬度增加等现象。Gómez等[3]研究发现，制作面包时添加2%的豌豆膳食纤维能显著降低面包的硬度。膳食纤维粒径的减少可引起膳食纤维比面积的增加以及微观结构的改变，进而影响其持水特性等。目前关于豌豆膳食纤维对面团以及面包品质的影响尚缺乏系统研究。本研究的目的是探讨豌豆膳食纤维的粒径对豌豆膳食纤维-小麦面粉的混合粉粉质特性、面团发酵持气特性及面包品质的影响，为豌豆膳食纤维在面制品中的应用、提高豌豆利用率提供技术和理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

小麦粉（食品级）：天津利金粮油股份有限公司；花生油（食品级）：山东鲁花集团公司；活性干酵母（食品级）：安琪酵母有限公司；豌豆膳食纤维（食品级）：山东健源食品有限公司。

1.2 仪器与设备

质构仪（TA.XT plus）：英国 Stable Micro Systems公司；流变发酵仪（RheoF4_CPU V1.00）、混合实验仪（Mixolab 2）：法国肖邦技术公司；振动筛（ANALYSETTE 3 PRO）：德国FRITSCH公司；高速万能粉碎机（LQ-2kg）：永康市蓝晴工贸有限公司；和面机（JHMZ 200）：北京东孚久恒仪器技术有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 不同粒径豌豆膳食纤维的制备

在干燥箱中将豌豆膳食纤维在45℃下烘干，将其粉碎并筛分后，依次得到粒径为180 μm～250 μm、150 μm～180 μm（不含 180 μm）、125 μm ～150 μm（不含150 μm）以及小于125 μm的4个粒径范围的豌豆膳食纤维粉，将其置入塑料袋内密封备用。

1.3.2 豌豆膳食纤维物理特性的测定

取4种粒径的豌豆膳食纤维，分别测定其持水力、吸油性以及结合水力，测定方法参考文献[4]中的试验方法。

1.3.3 混合粉粉质特性的测定

将不同粒径的豌豆膳食纤维按6%的比例（占混合粉）与小麦粉混合均匀，利用混合实验仪[5]，选择chopin+协议，并以14%湿基为基准，测定混合粉的粉质特性。DF0代表小麦面粉；DF1代表 180μm～250μm膳食纤维+小麦面粉；DF2代表150μm～180 μm膳食纤维+小麦面粉；DF3代表125μm～150μm膳食纤维+小麦面粉；DF4代表小于125μm膳食纤维+小麦面粉。

1.3.4 面包的制备

面包的配料：高筋面粉1 000 g、酵母12 g、黄油100 g、白砂糖 200 g、食盐 12 g、鸡蛋 30 g、奶粉 50 g、水480 g、豌豆膳食纤维63.83 g（占混合粉的6%）。将面粉、豌豆膳食纤维、酵母和奶粉放入和面机，搅拌均匀后加入食盐、白砂糖、水、蛋液，低速下搅拌约3 min，再高速搅拌5min后，加入切成小块的黄油，再低速搅拌3min，高速搅拌5 min～8 min至面团拉成薄膜且断裂处呈光滑状时为佳，取部分面团立刻进行发酵特性的测定，其余面团放置发酵室发酵（发酵条件：28℃～30℃、水分条件85%、90 min），再进行成型发酵（发酵条件：38℃、水分条件90%、90 min），发酵结束后进行烘烤（烘烤条件：上火190℃，下火190℃，30 min），冷却后包装备用。

1.3.5 面团发酵持气特性的测定

取1.3.4中制备好的面团，立即放入流变发酵仪的发酵框内进行测定。测试条件：温度30℃，样品质量315 g，样品负重1.5 kg，测试时间为180 min。

1.3.6 面包质构特性的测定

用切片机将面包切成2.5 cm的薄片，测定时将两片叠加，对面包芯部位进行质构特性的测定，测定条件如表1所示。

表1 面包质构特性的测定条件Table 1 Measuring conditions of bread texture characteristics

1.3.7 面包储藏期内硬度的变化

面包出炉冷却后密封包装，于25℃恒温下储藏[6]，分别在第0、1、3、5、7天对添加不同粒径豌豆膳食纤维的面包的硬度进行测定，测定方法同1.3.6。

1.3.8 数据分析

应用 Excel、SPSS（16.0）软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同粒径豌豆膳食纤维的物理特性的测定结果

不同粒径豌豆膳食纤维物理特性的测定结果见表2。

表2 不同粒径豌豆膳食纤维的物理特性Table 2 Physical properties of pea dietary fiber with different particle sizes

从表2中可以看出，随着豌豆膳食纤维的细化，其持水力、吸油性、结合水力呈现先增加后减小的趋势。125 μm ～150 μm 膳食纤维粉的持水力最大，150 μm ～180 μm膳食纤维粉的吸油性、结合水力最大；膳食纤维具有多种重要的理化性质，如持水性[7]，与淀粉、蛋白相比吸水能力更强。随着膳食纤维粒径的减小，颗粒比表面积增大，亲水基团暴露的更多，内部的孔隙增多，与水、油接触面积增大，使得其各物理特性增大；但随着粒径的进一步降低，豌豆纤维素、半纤维素等物质断裂成小分子物质，且多孔结构被破坏，也可能会出现聚团结块现象[8]，细小的粉体对水分、油脂的束缚减小，导致其持水力、吸油性以及结合水的能力降低[9]。

2.2 豌豆膳食纤维的粒径对混合粉的粉质特性的影响

膳食纤维-小麦粉混合粉粉质特性的测定结果见表3。

表3 膳食纤维-小麦粉混合粉粉质特性的测定结果Table 3 Measured results of the silty characteristics of dietary fiber-wheat flour mixed flour

不同粒径豌豆膳食纤维与小麦粉混合均匀形成混合粉，豌豆膳食纤维的添加量均为6%。由表3可知，豌豆膳食纤维的添加及其粒径显著影响混合粉的吸水率、形成时间、稳定时间等粉质特性。与对照（小麦粉）相比，添加豌豆膳食纤维的混合粉的吸水率、面团形成时间显著增加，而面团的稳定时间显著降低[10]，p＜0.05。表明随着膳食纤维粒径的减少，面团的筋力减弱，面团的耐搅拌程度降低；膳食纤维粒径越小，其比表面积越大[11]，膳食纤维表面暴露的羟基数量越多，因而与水的结合能力增强，引起面团的吸水量增加。粒径小的豌豆膳食纤维比表面积大，与面筋蛋白的作用面积大，因而延长面筋蛋白网络结构的形成[12]，面筋强度减弱，面团的形成时间增加而稳定时间缩短[13]。

2.3 豌豆膳食纤维的粒径对混合粉面团发酵特性的影响

表4表明了豌豆膳食纤维的粒径对面包面团发酵的最大高度（Hm）、面团发酵最终高度（H）、面团的稳定性[（Hm-H）/Hm×100]及面包面团气体保留系数（R）等面团发酵持气特性的特征参数的影响。

表4 膳食纤维对混合粉面团发酵特性的影响Table 4 Effect of dietary fiber on the fermentation characteristics of mixed flour dough

由表4可知，添加豌豆膳食纤维后，面团发酵的最大高度、最终高度、面团的稳定性以及面团气体保留系数均显著降低；且随着豌豆膳食纤维粒径的减少，面团的最大发酵高度、面团发酵最终高度、面团的稳定性显著下降而气体保留系数先增加后降低[14]。

添加的豌豆膳食纤维在一定程度上破坏面包面团的网络结构，因而造成面团发酵最大高度和最终高度降低；豌豆膳食纤维破坏淀粉-谷蛋白基质结构，导致气体在特定方向上膨胀，影响了面团膨胀和气体保留能力[15]，也会影响产品的体积和面包结构[16]。

2.4 豌豆膳食纤维粒径对面包质构的影响

豌豆膳食纤维粒经对面包质构的影响见表5。

表5 添加不同粒径膳食纤维的面包质构Table 5 The texture of bread with different particle diameters of dietary fiber

由表5可知，随着豌豆膳食纤维粒径的减小，面包的硬度逐渐增大，弹性、黏性逐渐降低。这可能是因为随着豌豆膳食纤维粒径的减小，豌豆膳食纤维的吸水性增强，引起面包表面和内部间的游离水减少，面团及面包硬度变大[17]。

2.5 面包储藏期内硬度的变化

贮藏期间面包老化现象普遍存在[18]。面包在储藏期间，面包内部水分不断外移，表面水分散失，因而面包的硬度逐渐增大，这是面包老化的主要原因。豌豆膳食纤维粒径对面包在储藏期内硬度的变化情况如图1所示。

图1 不同粒径膳食纤维面包储藏期内硬度的变化Fig.1 Changes in hardness of different particle size dietary fiber bread during storage

由图1可知，面包在储藏1 d～7 d内，随着储藏时间的延长，面包硬度均增大；添加豌豆膳食纤维显著降低面包的硬度，表明豌豆膳食纤维具有延缓面包衰老的作用；但随着粒径的减小，面包的硬度增大[19]；豌豆膳食纤维粒径越大，面团结合水力越强，面包硬度越小，但口感粗糙[20]。

3 结论

小麦粉中添加豌豆膳食纤维显著影响混合粉的吸水率、面团形成时间、面团稳定时间。随着豌豆膳食纤维粒径的减小，面团形成时间增加而面团稳定时间减小。豌豆膳食纤维及其粒径影响面包面团的持气性，添加豌豆膳食纤维面包的持气性下降，且豌豆膳食纤维的粒径越小面团的持气性越低。小麦粉中添加6%的豌豆膳食纤维能延缓面包的老化，豌豆膳食纤维的粒径影响面包在储藏期的变化，添加180 μm～250 μm豌豆膳食纤维面包老化的效果最好。