葡萄皮渣源可溶性膳食纤维面包加工工艺研究

葡萄皮渣源可溶性膳食纤维面包加工工艺研究 马慧明 程金秋 王玉彤 文连奎 吉林农业大学食品科学与工程学院 松原市食品药品检验所 摘 要： 采用双螺杆挤压机对葡萄皮渣进行挤压膨化, 经酶解纯化后提取可溶性膳食纤维添加于面包中, 通过正交试验研究不同比例的可溶性膳食纤维对面包品质和质构特性的影响。结果表明, 葡萄皮渣挤出最佳参数为:挤出温度 150, 物料含水量 43%, 螺杆转速 200 r/min;面包配方以面粉为基料, 可溶性膳食纤维粉添加量为 6%, 酵母粉添加量为 1.75%, 白砂糖添加量为 15%, 面包的感官评分最高, 此配方加工出的面包硬度为 945 g, 弹性为 0.92, 凝聚力为 0.79, 回复性为 0.32, 咀嚼性为 814 g, 胶着性为 756, 达到面包品质要求。关键词： 葡萄皮渣; 可溶性膳食纤维; 双螺杆挤压; 面包; Study on Processing Technology of Soluble Dietary Fiber from Grape PomaceMa Hui-ming Cheng Jin-qiu Wang Yu-tong Wen Lian-kui College of Food Science and Engineering, Jilin Agricultural University; Songyuan Institute for Food and Drug Control; Abstract： The grape pomace was extruded by twin-screw extruder, and the soluble dietary fiber was added to the bread.The effects of different proportions on bread quality and texture characteristics were studied.The results of orthogonal experiment showed that the optimum extrusion parameters of grape pomace were that the extrusion temperature was 150 , the moisture content of material was about 43%, and the screw speed was 200 r/min;Bread formula with flour as base material, the content of soluble dietary fiber powder was 6%, yeast powder increased to 1.75%, sugar added 15%, bread sensory score was the highest, bread hardness was 945 g, elasticity was 0.92, cohesion was 0.79, recovery was 0.32, chewiness was 814 g, gumminess was 756, to meet the quality requirements of bread.Keyword： grape pomace; soluble dietary fiber; twin screw extrusion; bread; 葡萄 (Vitis vinifera L.) 为葡萄科植物葡萄的果实, 为落叶藤本植物, 在我国已有两千多年的栽培历史1。目前, 葡萄主要用于鲜食、干制、酿酒及果汁, 加工过程中的葡萄皮渣大多被弃, 极少得到充分开发利用2。葡萄皮渣膳食纤维主要以多聚糖、木质素及含氮物质为主, 其中总膳食纤维的含量达干物质的 75%以上, 而水溶性膳食纤维含量则占总膳食纤维含量的 15%以上, 并以果胶类物质含量最为丰富3。由于葡萄皮渣中富含多酚类物质, 它也是一种具有抗氧化特性的膳食纤维, 因此葡萄皮渣是一种优质的膳食纤维资源4-5。双螺杆挤压是将物料置于挤出机的高温高压状态下, 然后瞬间释放至常温常压, 使物料内部结构和性质发生变化的过程6。可用于提高膳食纤维的可溶性, 纤维物料被微粒化, 促使连接纤维分子的化学键断裂, 达到不溶性膳食纤维向水溶性膳食纤维转化。试验采用双螺杆挤压葡萄皮渣经提取纯化获得可溶性膳食纤维加工高纤维面包7-9, 为高纤维面包研发提供依据。1 材料与方法1.1 主要材料葡萄皮渣:农产品加工及贮藏工程实验室, 葡萄汁副产品;高筋粉:新乡市恒诚业有限公司;干酵母:湖北安琪酵母股份有限公司;砂糖、食盐:食品级, 均为市售。1.2 仪器与设备DS-30B 型双螺杆挤压机:山东赛信膨化机械有限公司;TA.XT.plus 质构仪:英国Stable Micro System 公司;XYF1E 型远红外线食品烤炉:广州电热设备厂;HX20 型自动控温控湿醒发箱:长春市炊事机械厂;HS30 型双动和面机:广州恒联实业股份有限公司。1.3 双螺杆挤压膨化葡萄皮渣工艺及要点1.3.1 工艺流程葡萄皮渣干燥粗筛粉碎双螺杆挤压膨化粉碎、过筛葡萄膳食纤维皮渣酶解纯化可溶性膳食纤维粉1.3.2 操作要点先将葡萄皮渣放入温度为 120的烘箱内干燥 12h 后, 选用 (2.5 mm) 筛子去籽、石、土等异物, 再用粉碎机粉碎。分别在不同因素水平下进行双螺杆挤压膨化试验, 再将挤出物用粉碎机粉碎后过 60 目筛取筛下物得到葡萄膳食纤维皮渣。向葡萄膳食纤维皮渣中添加 0.06%的纤维素酶、10 倍质量的蒸馏水对葡萄膳食纤维皮渣进行酶法活化, 将混合液离心 20 min, 取上清液用无水乙醇沉淀, 所得沉淀烘干得到白色粉末为纯化的可溶性膳食纤维粉。1.3.3 双螺杆挤压膨化单因素试验设计以膳食纤维得率为评价指标;以挤出温度、螺杆转速、物料含水量为三因素进行试验。1.3.3. 1 不同挤出温度对葡萄皮渣双螺杆挤压膨化的影响以物料含水量 43%, 螺杆转速 150 r/min, 选择 130, 140, 150, 160和 170进行试验。1.3.3. 2 不同螺杆转速对葡萄皮渣双螺杆挤压膨化的影响以挤出温度 150, 物料含水量 43%, 选择 50, 100, 150, 200 和 250 r/min 进行试验。1.3.3. 3 不同物料含水量对葡萄皮渣双螺杆挤压膨化的影响以螺杆转速 150 r/min, 挤出温度 150, 选择 33%, 38%, 43%, 48%和 53%进行试验。1.3.4 双螺杆挤压膨化正交试验设计验寸均指不同尺寸的磨介球各一半。一般在单因素试验结果的基础上, 每个因素选 3 个水平, 采用 L9 (3) 正交试验, 以可溶性膳食纤维得率为评价指标确定最佳双螺杆挤压膨化参数。1.4 可溶性膳食纤维面包的加工工艺1.4.1 工艺流程可溶性膳食纤维粉调粉和面面团发酵切块、整形醒发焙烤冷却成品1.4.2 操作要点1) 调粉:以面粉为基料, 可溶性膳食纤维粉、白砂糖和酵母粉为三因素, 每个因素三水平混合后为混合粉剂 (见表 1) 。表 1 配方 L9 (3) 正交试验因素水平表 下载原表 2) 和面:向混合粉剂中加入面粉为基料的 1%的食盐、45%的水、5%的鸡蛋、5%的黄油、5%的植物油调和, 反复揉制成光洁的面团。3) 面团发酵:温度控制在 28, 时间控制在 1 h 左右, 用手指轻压面团判断发酵成熟与否。如果手指放开后, 四周不塌陷, 也不立即反弹跳回原处, 则表示面团已成熟。然后分块、整形、入模。4) 醒发:醒发箱温度控制在 35, 醒发时间控制在 40 min 左右。一般体积约膨胀至原来的 2 倍。5) 烘烤:烘烤温度控制在 170, 烘烤时间控制在 15 min, 每 5 min 喷水 1 次, 保持面包水分。1.5 分析评定方法1.5.1 水溶性膳食纤维的测定水溶性膳食纤维的测定参照 GB/T 5009.882008。1.5.2 面包比容取一待测面包样品, 称量后放入大烧杯内, 将小米加入大烧杯中, 填满并摇实, 用直尺刮平, 取出面包, 将小米倒入量筒中测体积, 大烧杯体积减去小米体积得到面包体积。计算比容公式为:比容=面包体积/面包质量10。1.5.3 可溶性膳食纤维面包质构特性指标测定将冷却后面包去皮取芯, 切成 30 mm×30 mm×20mm 左右小块, 放入保鲜袋中待测, 每个待测样品设置 3 个平行样品。采用英国 SMS 公司 TA.X T.Plus 质构仪对样品进行测定, 测定指标包括硬度 (Hardness) 、弹性 (Springiness) 、咀嚼度 (Chewiness) 和回复性 (Resilience) 等11构仪设定参数:探头型号P/36R, TPA 模式, 测试前速度 1.0 mm/s, 测试速率 2.0 mm/s, 测试后速度 2.0 mm/s, 停留时间 5 s, 压缩程度 70%, 感应力 5 g, 每项测试重复 3 次。面包质构测试参数主要包括硬度、回复性、胶着性、咀嚼性、凝聚力和弹性。其中凝聚力、回复性与面包品质呈正相关, 即数值越大, 面包吃起来柔软又筋道、爽口不粘牙。而咀嚼性、胶着性与面包品质呈负相关, 数值越大, 面包吃起来就越硬, 缺乏弹性、绵软的感觉。同时膳食纤维添加量对面包弹性、凝聚性和回复性影响较小。1.5.4 可溶性膳食纤维面包感官评定选择食品科学与工程专业 10 人组成评审小组, 对调配样品进行评审。从表皮色泽、外观、形体、触感、组织状态及口感等方面进行评定, 评分标准见表 2。表 2 面包综合品质评分标准及细则 下载原表 2 结果与分析2.1 双螺杆挤压膨化单因素试验2.1.1 挤出温度对可溶性膳食纤维得率的影响挤出温度对可溶性膳食纤维得率的影响见图 1。当挤出温度在 130150时, 可溶性膳食纤维的得率逐渐增高, 超过 150后, 可溶性膳食纤维得率开始下降, 160后快速下降。这是由于在适当的高温下可以促进不溶性大分子物质熔融、断裂, 使立体微孔网状结构的亲水基团暴露数量增多, 纤维素、木聚糖等不溶性纤维裂解为可溶性小分子的速度加快, 可溶性成分增加12。因此, 选择 140, 150和 160作为正交试验的挤出温度。图 1 挤出温度对可溶性膳食纤维得率的影响 下载原图2.1.2 物料含水量对可溶性膳食纤维得率的影响物料含水量对可溶性膳食纤维得率的影响见图 2。当物料含水量低于 43%时, 随着含水量增多, 可溶性膳食纤维得率呈上升趋势;当无聊含水量高于 43%时, 随着含水量增多, 可溶性膳食纤维得率呈下降趋势。挤压过程中物料水分含量较低时, 无法达到挤压温度下的饱和蒸汽压, 使水分在挤出机套筒内沸腾蒸发, 当物料挤出时, 水分急剧蒸发的效果不明显, 挤压产品无法充分膨胀, 使得可溶性膳食纤维的含量增加少13。当物料的水分含量较大时, 物料中的水分起到了润滑剂的作用, 物料在机腔内受到的挤压和剪切作用力就小, 纤维高聚物就不易发生断裂, 因而可溶性膳食纤维含量低14。因此, 选择 38%, 43%和 48%作为正交实验的物料含水量。图 2 物料含水量对可溶性膳食纤维得率的影响 下载原图2.1.3 螺杆转速对可溶性膳食纤维得率的影响螺杆转速对可溶性膳食纤维得率的影响见图 3。当螺杆转速在 50150 r/min 区间内可溶性膳食纤维得率呈上升趋势, 在螺杆转速大于 150 r/min 时, 可溶性膳食纤维得率开始下降。这可能是由于在较低的螺杆转速范围内, 随着螺杆转速的增大, 物料在螺杆内受到的剪切力