CN115336616A - 一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于膳食纤维食品的技术领域，具体涉及一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用。采用沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF用于制作面包，IDF的添加量大于10％时，面包的损失率较高；随着IDF添加量的增加，面包水分含量也相应的增加；其中添加量超过10％时，储藏过程中面包的水分含量下降趋势缓慢，在一定程度上保持了面包的柔软度。感官评定中，IDF对面包外观没有产生太大影响，但对面包的比容度体积，面包芯质构产生了影响，其中添加量在的10％时，整体评价最高，同时研究发现，IDF的添加可以延长面包的贮藏期，对瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌的生长有一定的抑制作用。

Description

一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用
技术领域
本发明属于膳食纤维食品的技术领域，具体涉及一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用。
背景技术
随着生活水平的提高，人们对膳食纤维需求量越来越高，因此，开发一种具有较高营养和功能性的烘焙食品是十分必要的。许多研究表明添加膳食纤维可以提高面团持水能力和面团柔韧性，但是添加量过高会影响面包的口感、体积、硬度。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，维持烘焙食品的水分、可以延长烘焙食品的贮藏期，对瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌的生长有一定的抑制作用。
本发明的技术内容如下：
本发明提供了一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，所述不溶性膳食纤维包括沙田柚海绵层不溶性膳食纤维，所述烘焙食品包括面包；
所述不溶性膳食纤维的制备为：称取2.0g海绵层粉末到离心管中，加入一定量的蒸馏水，用磷酸盐缓冲液调pH为6.0。将溶液放入超声波仪器中，之后加入混合酶(α-淀粉酶-糖化酶1:1，质量分数)，在一定温度的水浴锅中酶解一段时间，100℃灭酶5min，冷却至室温，加入1％中性蛋白酶，60℃酶解1h，100℃灭酶5min，冷却之后抽滤，收集残渣，将残渣冷冻干燥得到成品不溶性膳食纤维IDF。
所述不溶性膳食纤维在烘焙食品中的含量为5～10％wt。
本发明的有益效果如下：
本发明的不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，采用沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF用于制作面包，IDF的添加量大于10％时，面包的损失率较高；随着IDF添加量的增加，面包水分含量也相应的增加；其中添加量超过10％时，储藏过程中面包的水分含量下降趋势缓慢，在一定程度上保持了面包的柔软度。感官评定中，IDF对面包外观没有产生太大影响，但对面包的比容度体积，面包芯质构产生了影响，其中添加量在的10％时，整体评价最高，同时研究发现，IDF的添加可以延长面包的贮藏期，对瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌的生长有一定的抑制作用。
附图说明
图1为面团的动态流变特性图；
图2为沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF对面包芯贮藏期间水分含量的影响；
图3为沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF的添加对面包感官品质的影响；
图4为沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF对细菌的抑制作用。
具体实施方式
以下通过具体的实施案例以及附图说明对本发明作进一步详细的描述，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
若无特殊说明，本发明的所有原料和试剂均为常规市场的原料、试剂。
实施例1
一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用
1)沙田柚海绵层不溶性膳食纤维IDF粉末的制备：称取2.0g海绵层粉末到离心管中，加入40g的蒸馏水，用磷酸盐缓冲液调pH为6.0。将溶液放入超声波仪器中，之后加入混合酶(α-淀粉酶-糖化酶质量比1:1)，在70℃的水浴锅中酶解一段时间，100℃灭酶5min，冷却至室温，加入1％wt中性蛋白酶，60℃酶解1h，100℃灭酶5min，冷却之后抽滤，收集残渣，将残渣冷冻干燥得到成品IDF；
2)面包的制作：将沙田柚海绵层不溶性膳食纤维与水混合，配置成5％、10％、15％和20％的膳食纤维溶液，在和面机中加入膳食纤维溶液30g、水150g、黄油40g、盐3g、鸡蛋30g、白砂糖24g、高筋面粉300g、酵母粉4.5g进行搅拌，直至搅拌成光滑的面团，拉出透明的薄膜为止，将和好的面团分割成80g/个，搓圆成型，放置醒发两次，将醒好的面团放置上/下火(190℃)，烘焙20min，制作成面包。
将所制成的面包进行如下性能测试：
1.面团热性能
将重量约为3mg的样品放置在密封的铝平底锅中，空平底锅作为参考样品，在氮气流速为40mL/min、升温速度为5℃/min的条件下，扫描范围为-40℃至40℃，结果如表1所示。
表1 IDF对面团焓变、可冻结水和未冻结水的影响
Figure BDA0003742831250000041
注：同一列中不同字母(a、b、c、d)的值具有显著差异(p<0.05)。
热力学性质可以反映面团结晶和熔化过程中的焓变和水分的形态。起始温度(To)、吸热峰值温度(Tp)、结论温度(Tc)、糊化焓变、冻结水百分比和非冻水百分比值见表1，可见随着IDF的增加，面团的To、Tp、Tc值逐渐显著增加，ΔH值逐渐降低，这是因为IDF会增加粉体中蛋白质和淀粉的含量，从而降低面团的热稳定性。随着IDF的添加，面团中可冻结水的含量逐渐减少，非冻结水逐渐增大，这是因为IDF能促进水和面团的有效结合，从而在烘焙过程中减缓面团的水分流失。
2.面团的流变学特性
将新鲜面团放置流变仪测试台上，刮掉多余的面团，在25℃下进行频率扫描测试。确定线性粘弹性区域后，在恒定剪切应变为0.8％的情况下，在频率为0.1～100rad/s的范围内进行扫频试验。采用存储模量(G’)和损失模量(G”)计算模型面团中形成的结合带的相对强度和流动阻力。
如图1所示为面团的动态流变特性图，其显示了显示了IDF添加水平对面团动态流变特性的影响。由图1A和图1B可以看出，所有样品的储能模量(G’)和损耗模量(G”)都具有一定的频率依赖性。同一样品的储能模量(G’)在总频率范围内显著高于损耗模量(G”)，没有重叠和交叉，被称为典型的弱凝胶流变动力学体系。其中，20％IDF添加量面团的储能模量(G’)和损耗模量(G”)增加最明显，且增加趋势最大，而纯小麦面团的储能模量(G’)和损耗模量(G”)增加趋势最小。
从图1C中可以看出，5个面团tanδ的数值均分布在0.5～0.8之间，添加IDF的面团的tanδ值均小于无添加的面团，说明膳食纤维-小麦混合面团的弹性特性占主导地位，具有与固体相似的特性。且随着IDF的添加tanδ呈现降低的趋势，这说明混合粉面团中的黏性比例降低，弹性比例增大，这与IDF的添加一定程度上促进了面团中分子之间交联作用有关。
3.面包比容度
将烘焙的面包冷却至室温后，称量其质量m和体积v。
Figure BDA0003742831250000051
4.面包烘焙损失率
测定烘焙前面团质量M1，成品冷却后质量M2。
Figure BDA0003742831250000061
表2 IDF对面包比容度和损失率的影响
Figure BDA0003742831250000062
注：同一列中不同字母(a、b、c、d)的值具有显著差异(p<0.05)。
面包比容度是反映面团体积膨胀程度和面包平整度的重要指标，直接影响消费者的选择。一般来说，面包的具体体积越大，面包的质量越好。由表2可以看出，随着面包中IDF的增加，面包的比容逐渐降低，从6.05cm3/g降低至5.11cm3/g。这是因为IDF在发酵过程中阻止了面筋网络的形成，破坏了面团中的气泡，从而降低了面包的膨胀性。
从表2可以看出，膳食纤维的加入导致了面包烘焙损失率的增加，添加量越高，损失率越大，这是因为IDF具有较高的持水性，可以在烘焙过程中减少面包水分的流失；当添加量过高时，失去的水量远远高于其保住的水分，烘烤损失率低于11％是可以接受的。基于成本考虑，IDF的添加量应在5-10％之间。
5.面包芯水分含量测定
面包出炉冷却室温取面包芯后称重M1，105℃干燥后称重M2。
Figure BDA0003742831250000071
水分是评价面包品质的重要指标之一。从图2可以看出添加IDF的面包芯含水率始终高于未添加组，这与IDF的较高持水能力有关，所以面包在较长时间保持柔软。同时，5个样品面包在贮藏过程中的含水量变化也有所不同。所有面包的含水量在1d内缓慢下降，在1～3d内急剧下降，其中空白组和5％IDF面包的含水量在1～5d内下降率较大。贮藏5天后，所有面包的含水率变化都变缓，水分流失明显减缓。这是由于在储存过程中，面包核心和面包皮之间的水转移。
6.面包质构
将面包试样切成10mm的高切片后，用25mm的圆柱形探针测量面包芯的硬度、胶性、咀嚼性、胶性和弹性。测量参数为：速度1.0mm/s，触发力5g，进行2次压缩循环，两次压缩循环间隔为12s，压缩循环为原始高度的40％。
表3 IDF的添加对面包质构特性的影响
Figure BDA0003742831250000072
注：同一列中不同字母(a、b、c、d)的值具有显著差异(p<0.05)。
面包的质地特征是影响面包质量的重要因素之一。面包样品的质地可以用硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和胶黏度来表征。表3显示了与空白组相比，IDF的添加显著提高了面包的硬度、嚼劲和胶黏度(p<0.05)，说明IDF降低了面包的品质。面包芯硬度的增加是由于IDF对面粉中面筋蛋白进行稀释，破坏了面筋网络结构，从而增加面包硬度、咀嚼性和黏性。此外，面包的弹性和内聚性随着膳食纤维水平的增加而降低。这与IDF的加入降低了面筋的聚集行为，和面团的延展性有关。综合来看，膳食纤维的添加能提高人体对膳食纤维的摄入量，但是添加量过多也会减低弹性和增加面包芯的硬度。
7.面包感官评价
面包样品的感官特征由10名男女成员组成的小组进行评估。评价特征包括:外观、颜色、味道、质地、味道、气味、质地和整体接受度，每个面包采用9分制，从1分(非常不喜欢)到9分(非常喜欢)。
面包感官评价结果如图3所示，由于IDF的加入，面包的外观、质地、接受度、口感和风味都发生了明显的变化。当IDF添加量大于10％时，柚皮的苦味开始凸显，风味开始劣化，从而掩盖了面包固有的发酵风味，这与之前的研究一致。当IDF添加量为5％-10％时，面包的质地较为柔软；继续添加IDF时，面包会出现较大的颗粒聚集，导致面包质地和口感下降，整体的接受度也随之下降。
8.抑菌实验
8.1分离菌种
从无膳食纤维发霉面包中分离出细菌。从含有两种最高样品稀释度的LB平板中随机选择至少10个菌落。将分离出的球菌在37℃的培养基中培养24h，并在相同的琼脂培养基上重复划线。然后从稀释度最高的LB琼脂平板上(根据菌落外观、形状和颜色)挑取细菌，在-80℃的20％(vol/vol)甘油中保存。
8.2菌种鉴定
根据制造商的说明，使用凝胶纯化试剂盒(中国青岛生物科技有限公司)提取纯培养菌株的基因组DNA。采用细菌16S rDNA进行PCR扩增，PCR扩增产物进行测序。通过NCBI序列比对获得16SrDNA全长序列，Blast比对结果显示瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌的同源性高达99％。
8.3抑菌活性测定
将200μL IDF溶液转移到含有瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌20mL离心管中，在37℃中培育48h。将含有IDF的细菌溶液和对照组(不含IDF的溶液)在0h、12小时、24小时、36小时、48h下进行比较。采用平板计数法检测培养基中的细菌数量，细菌数量以菌落形成单位/毫升(CFU/mL)表示。
如图4所示，LB培养基中细菌数量显著低于对照组，说明IDF对瓦氏葡萄球菌与奥斯洛氏莫拉菌的生长有抑制作用。由图4可以看出，在同时培养条件下，PP-IDF对奥斯洛氏莫拉菌的抑制作用大于瓦氏葡萄球菌。
以上结果表明，IDF的添加量大于10％时，面包的损失率较高。随着IDF添加量的增加，面包水分含量也相应的增加。其中添加量超过10％时，储藏过程中面包的水分含量下降趋势缓慢，在一定程度上保持了面包的柔软度。感官评定中，IDF对面包外观没有产生太大影响，但对面包的比容度体积，面包芯质构产生了影响，其中添加量在的10％时，整体评价最高。同时研究发现，IDF的添加可以延长面包的贮藏期，对细菌有一定的抑制作用。

Claims (5)

1.一种不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，其特征在于，所述不溶性膳食纤维包括沙田柚海绵层不溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，其特征在于，所述烘焙食品包括面包。
3.根据权利要求1所述的不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，其特征在于，所述不溶性膳食纤维的制备为：称取海绵层粉末到离心管中，加入蒸馏水，用磷酸盐缓冲液调节pH，将得到的溶液放入超声波仪器中，之后加入混合酶，进行酶解，然后灭酶，冷却至室温，加入中性蛋白酶，进行酶解，然后灭酶，冷却之后抽滤，收集残渣，将残渣冷冻干燥得到成品不溶性膳食纤维IDF。
4.根据权利要求1所述的不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，其特征在于，所述混合酶为淀粉酶和糖化酶的混合物，质量比为1:1。
5.根据权利要求1所述的不溶性膳食纤维在制备烘焙食品的应用，其特征在于，所述不溶性膳食纤维在烘焙食品中的含量为5～10％wt。
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