高超凡，周 穎，魏婉琪，姜城紅，楊曼晴，賈俊強(qiáng), ，吳瓊英

（1.江蘇科技大學(xué)生物技術(shù)學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212004；2.江蘇科技大學(xué)糧食學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212004）

米糠是大米加工的副產(chǎn)物，約占糙米總量的10%[1-2]。它口感較為粗糙，所以常被用作動(dòng)物飼料，附加值極低[2-3]。作為一種農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物，米糠成本低廉，是膳食纖維的優(yōu)質(zhì)資源之一[4-5]。膳食纖維具有清腸通便、降低血液中膽固醇以及患心臟病、肥胖癥風(fēng)險(xiǎn)等功能[6]。膳食纖維中的可溶性膳食纖維在食品加工過程中具有調(diào)節(jié)質(zhì)地、膠凝、增稠和乳化的功能[5]。因此，將其應(yīng)用于食品以改變食品的特性并調(diào)節(jié)人體健康的研究受到越來越多學(xué)者的關(guān)注。賈夢(mèng)云[7]研究了發(fā)酵后的米糠可溶性膳食纖維可改善餅干面團(tuán)的硬度、粘性、咀嚼性以及彈性、內(nèi)聚性和回復(fù)力；流變分析也表明，米糠膳食纖維可以增加面團(tuán)系統(tǒng)的粘度和面團(tuán)的流動(dòng)性[8]。Choi等[9]發(fā)現(xiàn)米糠膳食纖維的添加可以減少香腸的水分、灰分、碳水化合物、能量值以及蒸煮損失率。鄧輝等[10]研發(fā)的米糠纖維乳酸發(fā)酵飲料口感好，有濃郁的米糠味。此外，米糠膳食纖維新的應(yīng)用領(lǐng)域也已經(jīng)被開發(fā)出來，如養(yǎng)生粥[11]、口服片[12]、泡騰片[13]等各種各樣的新型功能食品，從而達(dá)到米糠膳食纖維的最大利用率，充分發(fā)揮其多種保健功效。

饅頭是中國最重要的主食之一，其深受華中、華北等地人們的喜愛。目前，能夠延緩饅頭老化的主要是一些抗老化保鮮劑，如酶制劑、乳化劑和親水膠體等[14]。周穎等[15]發(fā)現(xiàn)米糠可溶性膳食纖維能夠延緩小麥淀粉的老化，并且對(duì)小麥支鏈淀粉的抗老化效果更佳。Kou等[16]發(fā)現(xiàn)不同聚合度菊粉的添加可以在較長儲(chǔ)存期（＞1 d）內(nèi)降低饅頭的老化速率。面團(tuán)中加入麥麩膳食纖維的研究已經(jīng)有了報(bào)道[17]，但米糠可溶性膳食纖維對(duì)面制品影響的研究少有報(bào)道。本研究在之前研究結(jié)論的基礎(chǔ)上[15]將最優(yōu)抗支鏈淀粉老化的脫脂米糠可溶性膳食纖維添加到面粉中制成饅頭，通過測(cè)定饅頭的膨脹體積、質(zhì)構(gòu)、硬化速率、色差、比容、感官評(píng)價(jià)等指標(biāo)，來評(píng)定隨貯藏天數(shù)的增加不同比例米糠膳食纖維對(duì)饅頭老化的影響，從而評(píng)價(jià)其對(duì)饅頭抗老化特性的影響，為米糠可溶性膳食纖維的充分利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

小麥粉 濰坊風(fēng)箏面粉有限責(zé)任公司；新鮮米糠（碳水化合物81.1%、脂肪0.7%、蛋白質(zhì)7.2%、灰分4.6%） 恒冠米業(yè)公司；酵母 安琪酵母股份有限公司；α-淀粉酶 北京索萊寶科技有限公司；堿性蛋白酶（4000 U/g） 諾維信（中國）生物技術(shù)有限公司；無水乙醇、正丁醇、石油醚、異戊醇、氯化鈉、氫氧化鈉、溴化鉀 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

LyoQuest型真空冷凍干燥機(jī) 西班牙Telstar公司；HH·S21-6-S型電熱恒溫水浴鍋 上海精其儀器有限公司；DF-101S集熱式磁力加熱攪拌器 金壇市白塔新寶儀器廠；CP153分析天平 常州奧豪斯儀器有限公司；H-1600RW微型高速臺(tái)式冷凍離心機(jī) 上海利鑫堅(jiān)離心機(jī)有限公司；TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)分析儀 美國FTC公司；PHS-3C型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；NR 10QC色差儀3NH科技有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 米糠可溶性膳食纖維的制備 參考周穎等[15]的方法制備米糠可溶性膳食纖維。采用α-淀粉酶和堿性蛋白酶在其最適條件下分步酶解脫脂米糠水溶液3.5和2.5 h，沸水浴滅酶后，冷卻離心，所得沉淀干燥后即為米糠膳食纖維。將其配制成1%的水溶液，向其中加入無水乙醇使溶液中乙醇體積分?jǐn)?shù)達(dá)到40%，在4 ℃下靜置過夜后離心，40 ℃烘干沉淀，即為米糠可溶性膳食纖維組分。根據(jù)Sephadex G-100柱層析法建立葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)品分子質(zhì)量對(duì)數(shù)（IgWM）和分配系數(shù)（Kd）之間的關(guān)系，得出該條件下制備的米糠可溶性膳食纖維的相對(duì)分子質(zhì)量約為8.02×104Da，并在課題組前期研究基礎(chǔ)上確定了通過上述方法制備的米糠可溶性膳食纖維對(duì)淀粉老化具有良好的延緩作用[15]。

1.2.2 米糠膳食纖維饅頭的制作 將米糠可溶性膳食纖維分別以0%、1%、3%、5%、7%、10%的比例與1000 g面粉混合制成6份不同膳食纖維含量的混合粉，用35 ℃的溫水活化3 g安琪酵母，然后倒入混合粉中開始和面。操作完成后將面團(tuán)放入盆中，用保鮮膜密封好后放入37 ℃的水浴鍋中發(fā)酵1.5 h。結(jié)束發(fā)酵后，將其切分制成外表光滑且質(zhì)量均為40 g的面胚。將面胚置于同樣的條件下進(jìn)行二次發(fā)酵15 min后在沸水浴條件下入鍋蒸15 min，取出冷卻備用。

1.2.3 面團(tuán)膨脹體積測(cè)定 參考Fendri等[18]的方法做出一些修改。和好的面團(tuán)被放入燒杯中，將其輕輕壓平到一定高度并記下刻度后繼續(xù)在原始條件下發(fā)酵，每15 min在燒杯上標(biāo)記一次面團(tuán)表面膨脹的位置，最后向燒杯中加水至每個(gè)標(biāo)記的刻度，再轉(zhuǎn)入量筒測(cè)量其膨脹體積。

1.2.4 饅頭比容測(cè)定 采用小米法[19]測(cè)定饅頭體積。將小米倒?jié)M燒杯用直尺將燒杯口刮平，轉(zhuǎn)移小米到干燥的容器中備用。饅頭稱重記錄后放入燒杯，將干燥容器中的小米倒?jié)M燒杯并刮平杯口，量筒測(cè)量溢出和容器中剩余小米的體積，即為饅頭的體積。比容計(jì)算公式如下：

式中：P表示饅頭比容，mL/g；V表示饅頭體積，mL；m表示饅頭質(zhì)量，g。

1.2.5 饅頭感官評(píng)價(jià) 邀請(qǐng)20位經(jīng)過培訓(xùn)的研究生通過感官來評(píng)定米糠膳食纖維饅頭，將色澤、口感、形狀、松軟度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)作為評(píng)分指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行打分，最終分值取平均分，小數(shù)點(diǎn)后一位。饅頭感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 饅頭感官品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality evaluation standard of Chinese steamed bread

1.2.6 饅頭質(zhì)構(gòu)測(cè)定 饅頭在4 ℃貯藏5 d，每天在相同的時(shí)間測(cè)定饅頭的質(zhì)構(gòu)特征。將3 cm×3 cm×3 cm的饅頭塊置于質(zhì)構(gòu)儀測(cè)物臺(tái)中央，用質(zhì)構(gòu)剖面分析進(jìn)行測(cè)定，選擇圓形厚片狀探頭對(duì)饅頭樣品進(jìn)行按壓測(cè)定其彈性、硬度和咀嚼度等特征參數(shù)。感應(yīng)元件量程、檢測(cè)速度以及形變百分量分別為100 N、60 mm/s、60%。

1.2.7 饅頭硬化速率測(cè)定 參照1.2.6的方法用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定在4 ℃下放置1和25 h的饅頭的硬度，其硬化速率按此公式計(jì)算[20]。

饅頭硬化速率 = （放置25 h饅頭硬度-放置1 h饅頭硬度）/24

式中：饅頭硬化速率，N/h；饅頭硬度，N。

1.2.8 饅頭色差測(cè)定 采用自動(dòng)色差儀測(cè)定饅頭切片色差值L*、a*和b*值，每個(gè)樣品重復(fù)3次。計(jì)算褐變指數(shù)（BI），公式如下[21]：

式中：L*表示亮度，（ 0～100：黑色～白色）；a*表示紅綠值，（變化范圍-100～+100：綠色～紅色）；b*表示黃藍(lán)值，（變化范圍-100～+100：藍(lán)色～黃色）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 26.0軟件和Origin 2018軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以P＜0.05為顯著水平。 每個(gè)樣品測(cè)定三次，平均值±SD為最終結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)面團(tuán)膨脹體積的影響

面團(tuán)發(fā)酵的生化反應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜的過程，影響因素主要是酵母產(chǎn)氣量和持氣力兩個(gè)方面[22]。由于面團(tuán)中的面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)把氣體包裹在內(nèi)，使之不能逸出，從而使面團(tuán)出現(xiàn)了蜂窩組織，導(dǎo)致面團(tuán)體積膨脹增大。圖1展示了不同比例的膳食纖維對(duì)面團(tuán)膨脹體積和饅頭比容的影響。在發(fā)酵的前90 min，幾組面團(tuán)的體積增長速度過快，可能是由于這個(gè)時(shí)期的酵母菌正處于對(duì)數(shù)生長期，產(chǎn)氣能力較強(qiáng)使面團(tuán)迅速膨脹[23]；但90 min后，酵母發(fā)酵產(chǎn)生的酒精以及其他雜菌產(chǎn)生的有機(jī)酸使面團(tuán)酸值降低，從而抑制微生物生長，此時(shí)酵母生長進(jìn)入穩(wěn)定期，產(chǎn)氣恒定，因此面團(tuán)體積增長較為緩慢[23]。從圖1可以看到，添加了米糠可溶性膳食纖維的面團(tuán)的體積比未添加的都要大，這是因?yàn)樯攀忱w維的添加使形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能包裹氣體，使之不能逸出，面團(tuán)的持氣能力增加[24]，導(dǎo)致面團(tuán)體積膨脹增大。此外，當(dāng)米糠可溶性膳食纖維的用量超過5%后，面團(tuán)的膨脹體積開始減小，這說明過多可溶性膳食纖維的添加會(huì)稀釋面筋蛋白，導(dǎo)致面團(tuán)形成面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的能力萎縮，使面團(tuán)的體積變小[25]。

圖1 不同米糠可溶性膳食纖維添加量下面團(tuán)膨脹體積的變化Fig.1 Changes in the dough expansion volume under different rice bran soluble dietary fiber dosages

2.2 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭比容的影響

由于面胚在制作時(shí)質(zhì)量相同，所以當(dāng)饅頭體積越大，其比容就越大。圖2顯示了不同米糠可溶性膳食纖維添加量下饅頭比容的變化，與圖1面團(tuán)的膨脹體積變化相似。添加米糠膳食纖維的饅頭形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有持氣能力，可幫助改善饅頭體積，使其比容增大。但用量過多會(huì)導(dǎo)致面團(tuán)形成面筋網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的能力萎縮[25]，不利于饅頭體積的增大。從圖2可以看出，最適宜的添加量為面粉質(zhì)量的5%。

圖2 不同米糠可溶性膳食纖維添加量下饅頭比容的變化Fig.2 Changes of the specific volume of Chinese steamed bread under different rice bran soluble dietary fiber dosages

2.3 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭感官品質(zhì)的影響

圖3顯示，隨著膳食纖維添加量的增加，饅頭的色澤急劇下降；而其他幾個(gè)感官指標(biāo)呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)?？扇苄陨攀忱w維添加量為5%時(shí)，其形狀、口感、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和松軟度與未添加的無太大差別；當(dāng)添加量大于5%后，饅頭的松軟度、內(nèi)部結(jié)構(gòu)的評(píng)分快速降低，這可能與膳食纖維添加后形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系[25]。從綜合評(píng)分來看，隨著膳食纖維用量的增加，綜合評(píng)分在不斷下降，這種趨勢(shì)尤其在用量大于5%時(shí)最為顯著。由此可見，添加適量的米糠可溶性膳食纖維能夠增加饅頭中膳食纖維的含量，滿足大眾對(duì)主食中膳食纖維的需求，但對(duì)于添加后饅頭色澤問題的改進(jìn)還有待繼續(xù)探究。

圖3 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of rice bran soluble dietary fiber dosage on the sensory quality of Chinese steamed bread

2.4 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭貯藏中質(zhì)構(gòu)的影響

在一定范圍內(nèi)，面團(tuán)質(zhì)構(gòu)特性參數(shù)能較好地反映面團(tuán)品質(zhì)特性[26]。從圖4～圖6中可以看出，隨著貯藏天數(shù)的增加，饅頭的硬度和咀嚼度整體呈上升的趨勢(shì)，而彈性逐漸降低。饅頭在貯藏過程中,內(nèi)部水分會(huì)不斷散失，所以其硬度也會(huì)逐漸增大,彈性降低，這是饅頭老化、食用品質(zhì)降低的主要原因[27]。但從米糠可溶性膳食纖維的添加上來看，添加了米糠膳食纖維的饅頭在貯藏期間的各個(gè)指標(biāo)均比未添加膳食纖維的有所改善，其硬度和咀嚼度均有不同程度的降低，彈性變大，這是因?yàn)樯攀忱w維中存在大量的親水基團(tuán)，增加了面團(tuán)的吸水量[28]，使得饅頭的質(zhì)地和口感更加柔軟；同時(shí)也表明米糠膳食纖維的加入強(qiáng)化了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對(duì)改善饅頭的老化有一定的效果[24]。隨著添加量的增加，饅頭的硬度和咀嚼度先降低后增加，彈性的變化趨勢(shì)則相反，添加量為5%時(shí)，有最佳效果。其中，米糠膳食纖維添加量為5%的饅頭在貯藏第5 d時(shí)，其硬度和咀嚼性比對(duì)照組分別降低了33.30%、36.48%，彈性增加了9.00%。如李華鑫等[29]發(fā)現(xiàn)在面包中添加一定量的檸檬膳食纖維后，面包的各個(gè)指標(biāo)均比對(duì)照樣品的要好，不僅產(chǎn)出率較高、口感柔軟、有筋道、不粘牙,而且可以有效抑制面包的老化,延長面包的保質(zhì)期。當(dāng)添加量超過5%，纖維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過于致密，使饅頭成品硬度和咀嚼性變大，彈性下降，品質(zhì)變差。

圖4 不同米糠可溶性膳食纖維用量下饅頭硬度的變化Fig.4 Changes in the hardness of Chinese steamed bread under different rice bran soluble dietary fiber dosages

圖5 不同米糠可溶性膳食纖維用量下饅頭彈性的變化Fig.5 Changes in the elasticity of Chinese steamed bread under different rice bran soluble dietary fiber dosages

圖6 不同米糠可溶性膳食纖維用量下饅頭咀嚼度的變化Fig.6 Changes in the chewiness of Chinese steamed bread under different rice bran soluble dietary fiber dosages

2.5 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭硬化速率的影響

饅頭硬化是饅頭老化最明顯的表現(xiàn)之一，饅頭芯硬化速率越小饅頭老化回升率越低[30]。從圖7可以看出，未添加米糠可溶性膳食纖維的饅頭的硬化速率最高，即將達(dá)到0.2 N/h；加了米糠膳食纖維后，饅頭的硬化速率下降，當(dāng)添加量為5%時(shí)，饅頭硬化速率最低，為0.13 N/h，比對(duì)照組降低了約35%，這可能是因?yàn)橐欢康拿卓房扇苄陨攀忱w維加入面粉中，制成饅頭中可溶性膳食纖維的相對(duì)含量增加，其鏈長更易于與蛋白質(zhì)等大分子結(jié)合，優(yōu)化了面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的組成，改善面團(tuán)性能[31]。此外，膳食纖維中的凝膠能形成穩(wěn)定的具有三維結(jié)構(gòu)的凝膠網(wǎng)絡(luò)，延緩饅頭在貯藏過程中的失水速率和水分遷移速率，使持水性提高，硬度增加相對(duì)變小[29-31]。而繼續(xù)增加膳食纖維的用量，硬化速率反而上升。因此米糠可溶性膳食纖維添加量為5%時(shí)饅頭的硬化速率最小，故為最佳選擇，這也與硬度的研究結(jié)果相一致（圖2）。

圖7 不同米糠可溶性膳食纖維用量下饅頭硬化速率的變化Fig.7 Changes in the hardening rate of Chinese steamed bread under different rice bran soluble dietary fiber dosages

2.6 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭色差的影響

饅頭的色差對(duì)饅頭的外觀和色澤有很大的影響，進(jìn)而影響人們的食欲。因此色差也是饅頭感官品質(zhì)的一個(gè)重要部分。從表2中可以看出，隨著混合粉中米糠膳食纖維用量的增加，L*值逐漸減小，亮度變暗；而a*、b*值則明顯變大，說明饅頭的綠值減小，顏色發(fā)黃，這與2.3中對(duì)感官評(píng)價(jià)的色澤結(jié)果相一致（表2）。BI值的增大也說明饅頭顏色正在變深，這很可能是因?yàn)槊卓飞攀忱w維中的糖類物質(zhì)與小麥面粉中的蛋白質(zhì)在加熱過程中發(fā)生了美拉德反應(yīng)，生成一種類黑精的物質(zhì)[32]，從而減弱了饅頭的亮度。由此可知，米糠膳食纖維對(duì)于饅頭外觀顏色的影響較為明顯，所以應(yīng)該綜合其他指標(biāo)選取合適的添加量。

表2 米糠可溶性膳食纖維添加量對(duì)饅頭色澤及褐變程度的影響Table 2 Effect of rice bran soluble dietary fiber dosages on color and browning degree of Chinese steamed bread

3 結(jié)論

本研究采用酶法從脫脂米糠中提取膳食纖維，通過醇沉分離出相對(duì)分子質(zhì)量為8.02×104Da的可溶性膳食纖維，研究其對(duì)饅頭品質(zhì)變化和老化特性的影響。發(fā)現(xiàn)與未添加米糠可溶性膳食纖維的饅頭相比，米糠可溶性膳食纖維的添加使面團(tuán)的膨脹體積變大，饅頭的比容和彈性增加，硬度和咀嚼性下降，同時(shí)色澤也變差。隨著添加量的增加，饅頭的品質(zhì)在添加量為5%時(shí)達(dá)到最優(yōu)值，大幅度地提高了饅頭的抗老化特性。但在感官評(píng)價(jià)方面，5%的米糠可溶性膳食纖維對(duì)于口感、外形以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等與對(duì)照組相比均無顯著差別（P＞0.05），而色澤還需進(jìn)一步改善。由此可見，適量米糠可溶性膳食纖維的添加不僅有助于延緩饅頭的老化，而且還滿足人們對(duì)主食中膳食纖維的需求，而過量則會(huì)產(chǎn)生不好的效果。