李經(jīng)偉 李玲伊 劉建福

(天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津 300134)

豌豆含有豐富的優(yōu)質(zhì)植物蛋白(20%～25%)，但其含有的抗?fàn)I養(yǎng)因子影響人體對豌豆蛋白質(zhì)的消化與吸收。許多消費者不喜歡豌豆固有的豆腥味，這限制了豌豆在食品加工中的廣泛應(yīng)用[1]。豌豆在萌芽過程中產(chǎn)生內(nèi)源淀粉酶、蛋白酶，催化豌豆的淀粉、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)發(fā)生有限水解、分子質(zhì)量降低，與此同時，豌豆萌芽過程中由于細(xì)胞的生長合成纖維素等新物質(zhì)[2]。豌豆萌芽可導(dǎo)致其淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使豌豆粉的發(fā)泡、乳化等功能特性得到改善[3,4]。因此，與未萌芽豌豆粉相比，萌芽豌豆粉的化學(xué)組成、面團(tuán)等加工特性發(fā)生變化。此外，萌芽過程產(chǎn)生的內(nèi)源蛋白酶還催化豌豆抗?fàn)I養(yǎng)因子的水解，因而提高豌豆蛋白質(zhì)的消化性[5]。豌豆萌芽還在一定程度上消除豌豆的豆腥味[6]。

面包是以小麥粉等為主要原料加工而成的食品。小麥粉中賴氨酸含量較低，而豌豆富含蛋白質(zhì)、且蛋白質(zhì)中賴氨酸含量高，因此，添加(萌芽)豌豆粉在可有效補償小麥粉的賴氨酸的缺乏[7,8]，提升面包的營養(yǎng)價值。

目前，國內(nèi)外在豆類萌芽前后的營養(yǎng)物質(zhì)及功能特性變化方面進(jìn)行了大量研究，但(萌芽)豌豆全粉對面團(tuán)加工特性及面包品質(zhì)的影響鮮有研究報道。

本實驗研究添加萌芽程度不同的豌豆全粉(未萌芽、芽長1～2 cm、芽長4～5 cm，添加量5%)對小麥面團(tuán)流變、發(fā)酵特性及面包品質(zhì)的影響及其機理，以期為萌芽豌豆全粉在面包中應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

豌豆(PisumsativumL.)，加拿大進(jìn)口；總淀粉試劑盒(K-TSTA)、總膳食纖維試劑盒(K-TDFR)、高筋小麥粉、花生油、奶粉、黃油、酵母、白砂糖、食鹽、雞蛋等在當(dāng)?shù)爻匈徺I；石油醚、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉、無水乙醇、甲基紅、溴甲酚綠、亞甲基紅等化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 實驗儀器與設(shè)備

ZF-06A型脂肪測定儀，SC-20型超級恒溫槽，TA.XT plus型質(zhì)構(gòu)儀，MF10型粉碎機，SM-603T型電烤爐，HS30A型雙動和面機，SM-40SP型醒發(fā)箱，SM-307Y型壓片機，SM-302N型面包切片機，NMI20-025V-I型核磁共振分析儀，MCR301型流變儀，F(xiàn)4型發(fā)酵流變儀。

1.3 方法

1.3.1 萌芽豌豆全粉與豌豆-小麥混合粉的制備

1.3.1.1 萌芽豌豆全粉的制備

選取顆粒飽滿的豌豆，用蒸餾水(1∶3，m/V)在室溫下浸泡10 h，然后在25 ℃、無光照下進(jìn)行萌芽。萌芽分別至芽長1～2 cm和芽長4～5 cm，并在40 ℃下烘干[9,10]，粉碎、過80目篩，得到萌芽豌豆全粉。未萌芽豌豆直接粉碎、過篩得到未萌芽豌豆全粉。于4 ℃冰箱內(nèi)貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.1.2 萌芽豌豆全粉主要成分的測定

總淀粉含量：用Megazyme總淀粉試劑盒進(jìn)行測定；總、可溶性膳食纖維含量：用Megazyme總膳食纖維試劑盒進(jìn)行測定；粗脂肪、蛋白質(zhì)含量：分別參照GB 5009.6—2016、GB 5009.5—2016進(jìn)行測定。

1.3.1.3 添加萌芽豌豆全粉的面包粉的制備

將未萌芽豌豆全粉、芽長1～2 cm和芽長4～5 cm的萌芽豌豆全粉分別以5%的比例替代部分小麥粉，混勻后在4 ℃條件下保存，備用。

1.3.2 面團(tuán)與面包的制備

1.3.2.1 面團(tuán)與面包的配方

以混合粉的總量為基重(按100%計)，奶粉5%，酵母1.2%，糖20%，食鹽1.2%，雞蛋5%，黃油10%，水45%(8～10 ℃)。

1.3.2.2 面團(tuán)制備

按配方將混合粉、奶粉、酵母、糖、食鹽混合均勻后(測定流變發(fā)酵特性的面團(tuán)加酵母，其余均不添加酵母)，放入和面機內(nèi)并加水(8～10 ℃)和全蛋液攪拌6 min，攪拌完畢后加入黃油，繼續(xù)攪拌至面團(tuán)表面光滑。將面團(tuán)用保鮮膜密封，放入4 ℃冰箱冷藏1 h后，進(jìn)行面團(tuán)特性的測定。WD為未添加豌豆全粉的小麥面團(tuán)；G0MD為添加未萌芽豌豆全粉的混合面團(tuán)；G2MD為添加芽長1～2 cm豌豆全粉的混合面團(tuán)；G4MD為添加芽長4～5 cm豌豆全粉的混合面團(tuán)。

1.3.2.3 面包制作步驟

按配方將混合粉、奶粉、酵母、糖、食鹽混合均勻后，放入和面機內(nèi)并加水(8～10 ℃)和全蛋液攪拌6 min，攪拌完畢后加入黃油，繼續(xù)攪拌至面團(tuán)表面光滑。將面團(tuán)置于發(fā)酵箱(溫度32 ℃、濕度82%)內(nèi)發(fā)酵90 min后，將其分割成250 g的小面團(tuán)，靜置10 min并排氣、整型后，放入面包模具，在醒發(fā)箱內(nèi)(溫度38 ℃、濕度82%)醒發(fā)90 min，于上火190 ℃、下火190 ℃下烘烤30 min后出爐、冷卻、包裝。

1.3.3 面團(tuán)特性的檢測

1.3.3.1 面團(tuán)含水量及水分分布的測定

面團(tuán)含水量測定方法參照GB 5009.3—2016。采用核磁共振分析儀(NMR)測定面團(tuán)的水分分布狀態(tài)，用脈沖序列測定面團(tuán)的橫向弛豫時間(T2)。從面團(tuán)內(nèi)部選取2 g樣品放入測試管，進(jìn)行CPMG脈沖序列測驗。參數(shù)設(shè)置：采樣點數(shù)TD=200 002，采樣頻率SW=100 kHz，采樣間隔時間TW=1 500 ms，回波個數(shù)NECH=4 000，累加次數(shù)NS=4，回波時間TE=0.5 ms。每組樣品平行測定3次。

1.3.3.2 面團(tuán)黏性的測定

采用A/DSC質(zhì)構(gòu)儀探頭。參數(shù)設(shè)定：測前速度0.5 mm/s，測中速度0.5 mm/s，測后速度10 mm/s，應(yīng)變力40 g，返回距離4 mm，接觸時間0.1 s，觸發(fā)力5 g。將探頭接觸面團(tuán)后上升過程中力的最大值定義為面團(tuán)黏性(g)，每個樣品平行測定6次。面團(tuán)黏性測定特性曲線見圖1。

注：圖中陰影部分最高點的值定義為黏性。

1.3.3.3 面團(tuán)發(fā)酵流變特性的測定

將1.3.2.3中制作好的面團(tuán)，進(jìn)行發(fā)酵流變特性的測定。參數(shù)設(shè)定：測定溫度28.5 ℃，砝碼質(zhì)量2 000 g，面團(tuán)重量315 g，測試時間3 h。測定參數(shù)：面團(tuán)最大膨脹高度(Hm)，氣體釋放曲線最大高度(Hm′)，釋放氣體總體積(V)。

1.3.3.4 面團(tuán)動態(tài)流變特性

用流變儀測定面團(tuán)的動態(tài)流變特性，測定參數(shù)：50 mm圓形平板探頭，2 mm平板間距，溫度25 ℃，頻率1 Hz。應(yīng)變掃描范圍為0.1%～100%。根據(jù)動態(tài)應(yīng)變掃描確定線性黏彈區(qū)后，進(jìn)行頻率掃描實驗。頻率掃描測定參數(shù)：應(yīng)變0.1%(線性黏彈區(qū)范圍內(nèi))，溫度25 ℃，頻率范圍為0.1～10 Hz。記錄儲能模量(G′)，損耗模量(G″)和損耗因子(tanδ=G″/G′)。

1.3.4 面包質(zhì)量的評價

1.3.4.1 面包比容和面包芯質(zhì)構(gòu)特性的測定

面包烤好后，室溫冷卻1 h，測定其質(zhì)量和體積，并計算比容(mL/g)。通過小米替代法測定面包體積。

用切片機將面包切成25 mm厚的均勻薄片，取面包芯置于P/50探頭下進(jìn)行全質(zhì)構(gòu)測定。測定條件：測前速度2 mm/s，測中速度1 mm/s，測后速度1 mm/s，壓縮程度40%，觸發(fā)力5 g，每個樣品測定6次結(jié)果取平均值。

1.3.4.2 儲藏期內(nèi)面包硬度的變化

將室溫冷卻1 h后的面包密封包裝，放入25 ℃恒溫箱中儲藏，分別在第0、1、3、5、7 d對面包的硬度變化進(jìn)行測定。測定方法見1.3.4.1。

1.3.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 17.0對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差比較分析(One-way ANOVA)，P<0.05表示差異顯著，采用Origin 9.0作圖。除特殊標(biāo)注外，所有實驗結(jié)果以3次獨立樣品測定結(jié)果的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 豌豆全粉的主要成分含量

未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉主要成分含量如表1所示。與未萌芽豌豆相比，萌芽豌豆全粉中淀粉和脂肪含量顯著降低(P<0.05)。隨著萌芽程度的增加，豌豆淀粉和脂肪的含量逐漸降低。豌豆萌芽過程中，淀粉酶被激活，將淀粉水解為可溶性淀粉和環(huán)狀糊精，并進(jìn)一步被水解為單糖為豌豆萌芽提供能量；脂肪被逐漸消耗，并產(chǎn)生脂肪酸，為豌豆芽的生長提供能量。

表1 豌豆全粉的主要成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%(干基)

與未萌芽豌豆相比，萌芽豌豆全粉的總膳食纖維(TDF)、可溶性膳食纖維(SDF)的含量增加。萌芽過程中，伴隨著豌豆芽的生長，形成了大量的新細(xì)胞，而膳食纖維是植物細(xì)胞壁的主要成分，所以含量增多[11]。然而，萌芽過程中又會產(chǎn)生纖維素分解酶，導(dǎo)致膳食纖維含量逐漸降低，可溶性膳食纖維含量增多。隨著萌芽程度的增加，蛋白質(zhì)的含量逐漸增加，可能是因為萌芽過程中，由于呼吸作用消耗了大量的碳水化合物和脂肪，導(dǎo)致蛋白質(zhì)百分含量的相對增加。此外，在豌豆芽萌芽的過程中，也會有新蛋白質(zhì)的合成。

2.2 豌豆全粉的添加對面團(tuán)水分分布的影響

添加未萌芽豌豆全粉、萌芽程度不同的豌豆全粉顯著影響面團(tuán)的水分分布(圖2、表2)。由圖2不同面團(tuán)的橫向弛豫時間T2反演圖可知，面團(tuán)的水分由結(jié)合水(0.02～3.4 ms)、不易流動水(3.4～77.0 ms)、自由水(77～252 ms)組成，添加未萌芽豌豆全粉或萌芽程度不同的豌豆全粉均會影響面團(tuán)中結(jié)合水、不易流動水、自由水這三種水分的相互轉(zhuǎn)化。

注：WD為未添加豌豆全粉的小麥面團(tuán)，G0MD為添加未萌芽豌豆全粉的混合面團(tuán)，G2MD為添加芽長1～2 cm豌豆全粉的混合面團(tuán)，G4MD為添加芽長4～5 cm豌豆全粉的混合面團(tuán)，下同。

弛豫時間T2與水的流動性有關(guān)，T21在面團(tuán)中占比20%左右，被認(rèn)為是與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的水；T22被認(rèn)為是與淀粉、可溶性物質(zhì)相結(jié)合的水[12]，在面團(tuán)中占70%以上，是面團(tuán)中水分的主要存在形式[13]；T23在面團(tuán)中占比約6%左右，被認(rèn)為是淀粉與蛋白質(zhì)間相互交換的水分[14]。由表2可知，與未添加豌豆全粉(WD)相比，添加5%的未萌芽豌豆全粉(G0MD)形成的面團(tuán)T22的弛豫時間顯著升高(P<0.05)，T21、T23的弛豫時間變化不顯著，其原因可能為添加未萌芽豌豆全粉降低了面團(tuán)中水與淀粉、蛋白質(zhì)等親水性組分的結(jié)合能力[15]。

由表2可知，與WD相比，G0MD的結(jié)合水(A21)和自由水(A23)的峰比例降低，不易流動水(A22)的比例增加，說明與面筋蛋白深度結(jié)合的水減少，這不利于面筋網(wǎng)絡(luò)的形成，表現(xiàn)為面團(tuán)的黏性增大。與添加未萌芽豌豆全粉相比，添加萌芽豌豆全粉形成的面團(tuán)A21的比例增加，A22的比例降低，表明添加萌芽豌豆全粉比未萌芽豌豆全粉更有利于水分與面筋蛋白之間的緊密結(jié)合，添加萌芽豌豆全粉顯著改善了豌豆-小麥混合面團(tuán)的水分分布狀況。添加未萌芽和萌芽豌豆全粉對面團(tuán)的含水量影響不大，說明添加豌豆全粉對面團(tuán)的軟硬程度影響不顯著。

表2 面團(tuán)水分弛豫時間T2及對應(yīng)峰面積比例

2.3 豌豆全粉的添加對面團(tuán)黏性的影響

添加未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉對面團(tuán)黏性的影響如圖3所示。與WD相比，G0MD的黏性顯著升高。添加未萌芽豌豆全粉顯著增加面團(tuán)的黏性的主要原因是豌豆淀粉固有的黏性大于小麥粉，以及小麥面筋蛋白被稀釋不利于面筋網(wǎng)絡(luò)形成[16]。此外，豌豆全粉中膳食纖維含量顯著高于小麥面，膳食纖維與面筋蛋白競爭吸水，也可以導(dǎo)致面團(tuán)黏性增加[17]。

注：不同字母間表示存在顯著差異(P<0.05)。

與添加未萌芽豌豆全粉相比，添加萌芽豌豆全粉形成的面團(tuán)黏性顯著降低，且萌芽程度對面團(tuán)黏性也有顯著影響。這可能與萌芽豌豆在萌芽過程中水溶性蛋白、可溶性膳食纖維含量的變化有關(guān)。面團(tuán)保持適當(dāng)?shù)酿ば?，有助于面包體積和致密孔隙結(jié)構(gòu)的保持。但是，面團(tuán)黏性過高，不僅會難以脫模成型，還會抑制面團(tuán)發(fā)酵過程中體積的膨大，影響面包產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.4 豌豆全粉的添加對面團(tuán)發(fā)酵流變特性的影響

未萌芽、萌芽程度不同的豌豆全粉對面團(tuán)發(fā)酵流變特性的影響，如表3所示。添加量相同的情況下(5%)，添加豌豆全粉的面團(tuán)最大膨脹高度(Hm)顯著低于WD，隨著添加的豌豆全粉的萌芽程度增加，Hm顯著降低。其主要原因為：豌豆全粉中基本不含面筋蛋白，小麥面粉中添加豌豆全粉導(dǎo)致混合粉的面筋蛋白含量降低，面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)弱化，面團(tuán)膨脹力減弱。隨著豌豆萌芽程度的增加，豌豆中淀粉、蛋白質(zhì)等大分子的水解程度增加，對面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的促進(jìn)作用減弱。

面團(tuán)發(fā)酵過程中，添加萌芽豌豆全粉的面團(tuán)氣體釋放曲線最大高度(Hm′)、釋放氣體總體積(V)隨著添加的萌芽豌豆全粉的萌芽程度顯著降低(表3)。Hm′和V反映了酵母的產(chǎn)氣能力，萌芽豌豆全粉抑制酵母產(chǎn)氣的機制尚不清楚。

表3 面團(tuán)發(fā)酵流變特性

2.5 豌豆全粉的添加對面團(tuán)動態(tài)流變特性的影響

儲能模量(G′)和損耗模量(G″)分別反映了面團(tuán)的彈性和黏性。圖4、圖5表明了未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉對面團(tuán)的G′和G″的影響。結(jié)果表明，所有樣品的G′始終比G″高，表明添加豌豆全粉對面團(tuán)的類固體特性無影響。與WD相比，G0MD的G′、G″均顯著下降，表明添加未萌芽豌豆全粉能夠顯著降低面團(tuán)的黏彈性，這可能與豌豆全粉破壞面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有關(guān)。與添加未萌芽豌豆全粉相比，添加萌芽豌豆全粉形成的面團(tuán)的G′、G″增加，說明萌芽豌豆全粉比未萌芽豌豆全粉在面團(tuán)中表現(xiàn)更好的黏彈性，這可能由于豌豆萌芽過程中淀粉有限水解的產(chǎn)物與面筋蛋白發(fā)生作用，引起面團(tuán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化。

圖4 添加豌豆全粉對混合面團(tuán)儲能模量(G′)的影響

損耗因子(tanδ)為G″與G′的比值，tanδ<1，面團(tuán)偏彈性，反之則偏黏性。圖6表明了添加未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉對面團(tuán)tanδ的影響。結(jié)果表明，所有樣品的tanδ值均小于1，說明所有面團(tuán)均偏彈性。與WD相比，G0MD的tanδ值顯著下降，表明添加未萌芽豌豆全粉降低了面團(tuán)的流動性。與添加未萌芽豌豆全粉相比，添加萌芽豌豆全粉的面團(tuán)的tanδ值增加，說明萌芽豌豆全粉比未萌芽豌豆全粉在面團(tuán)中表現(xiàn)更好的流動性。tanδ值與樣品組分中高聚物的含量和聚合度有關(guān)。tanδ值越小，聚合物含量越高或聚合度越大，面團(tuán)的彈性比例大，流動性較差；tanδ值越大，低聚合度的分子占比高，面團(tuán)的黏性比例大，流動性較強[18]。豌豆萌芽影響tanδ可能是豌豆萌芽過程產(chǎn)生的纖維素與豌豆萌芽過程中有限水解的淀粉、蛋白質(zhì)共同作用的結(jié)果。

圖6 添加豌豆全粉對混合面團(tuán)損耗因子(tanδ)的影響

2.6 豌豆全粉的添加對面包品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響

比容反映著面包品質(zhì)的優(yōu)劣，是評價面包品質(zhì)的重要指標(biāo)，與面團(tuán)發(fā)酵產(chǎn)氣、持氣能力有關(guān)。添加未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉面包的比容如表4所示。添加豌豆全粉對面包比容的影響不顯著，說明添加豌豆全粉不會對面包在烘焙過程中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和穩(wěn)定性造成不利影響。添加萌芽豌豆全粉后面團(tuán)的比容降低，可能是因為萌芽后淀粉損失，面團(tuán)吸水率降低，導(dǎo)致乳化活性下降，從而降低比容[8]。添加豌豆全粉后面包的孔隙變得致密，且隨著萌芽程度的增加，面包的孔隙越均勻、致密，這可能與添加豌豆全粉后抑制面團(tuán)發(fā)酵產(chǎn)氣能力有關(guān)。

表4 添加豌豆全粉面包的比容和質(zhì)構(gòu)分析

添加量相同情況下，添加未萌芽、萌芽程度不同的豌豆全粉對面包芯質(zhì)構(gòu)的影響，如表4所示。與添加未萌芽豌豆全粉相比，添加萌芽豌豆全粉的面包硬度和咀嚼度顯著升高，這可能是由于豌豆萌芽后膳食纖維含量增加，豌豆萌芽后淀粉、蛋白質(zhì)發(fā)生有限水解，因而影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)所致。添加豌豆全粉后，面包的彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)性變化不顯著。硬度和咀嚼度是評價面包品質(zhì)的重要質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，一般來講，硬度和咀嚼性與面包的品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)[19]。但是適度的硬度和咀嚼度是面包適口的保證。

2.7 萌芽豌豆全粉的添加對面包儲藏期間硬度的影響

面包在儲藏過程中，由于內(nèi)部水分不斷散失，面包的硬度逐漸增大，是面包老化、食用品質(zhì)降低的主要原因。添加未萌芽和萌芽程度不同的豌豆全粉的面包儲藏期硬度的變化情況如圖7所示。結(jié)果表明，在面包儲藏期內(nèi)(1～7 d)，隨著儲藏時間的增加，所有的面包硬度均增大，說明面包的品質(zhì)隨著儲藏時間的增加逐漸變差。與WD相比，G0MD面包的硬度在儲藏期內(nèi)變化幅度降低，表明添加未萌芽豌豆全粉利于面包儲藏期間品質(zhì)的保持。與添加未萌芽豌豆全粉(G0MD)相比，添加萌芽豌豆全粉(G2MD、G4MD)烘烤的面包的硬度在儲藏期內(nèi)變化幅度小，表明添加萌芽豌豆全粉比未萌芽豌豆全粉更利于面包儲藏期間品質(zhì)的保持。

圖7 面包儲藏期間硬度的變化

3 結(jié)論

小麥粉中添加5%的未萌芽豌豆全粉，能夠顯著改變面團(tuán)的自由水、不易流動水、結(jié)合水的水分分布狀態(tài)，增加面團(tuán)的黏性，引起G′、G″和tanδ均降低，面團(tuán)的黏彈性下降，面團(tuán)的產(chǎn)氣持氣能力增強。相對于未萌芽豌豆全粉，添加5%的萌芽豌豆全粉的面團(tuán)中結(jié)合水(A21)的比例增加，不易流動水(A22)的比例下降，面團(tuán)的黏性降低，面團(tuán)產(chǎn)氣持氣能力下降，G′、G″、tanδ均增加，面團(tuán)的黏彈性改善，面包老化速度慢，在儲藏期1～7 d，硬度變化幅度小。