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食 品 物 性 学 论 文

论文题目 胡芦巴籽皮对松糕的流变学性能和质量特性的影响
课程性质 专业学位课
上课时间 2012-2013第一学期 4-18周
专 业 食品科学
学 号 12209012
姓 名 王蒙

胡芦巴籽皮对松糕的流变学性能和质量特性的影响
摘要：研究了分别掺入5%10%15%的胡芦巴皮（FSH）粉对松糕特性的影响。对添加不同剂量的FSH的松糕面糊的流变学特性进行了研究。结果表明，当FSH粉的添加量从0增加到15%时，松糕面糊的黏性从32500增加到38000周/每秒。然而加入一定量FSH后松糕饼的体积增加了10%，进一步增加FSH将产生不利的效果。结果显示，松糕硬度从4.20降低到3.19N，这说明加入FSH会导致较软的内部质地。评吃结果表明添加FSH的松糕优于对照。依据松饼的感官质量评定得出最佳水平是使用加有10%的FSH的面粉以及在0.5%的水平下使用聚山梨酯60进一步改善总体质量特性。这些松饼的膳食纤维数量增倍。
关键词：胡芦巴籽皮；膳食纤维；面糊粘度；松饼质量；感官特性
1引言：膳食纤维是膳食中一个必不可少的组成部分，能够促进身体健康[1]。膳食纤维是植物性食品中一种不能被人体的消化酶所消化、也不被小肠吸收但能被大肠内的某些微生物部分酵解和利用的以多糖为主体的高分子碳水化合物质的总称[2]。纤维来源有天然食物纤维（麸皮），植物分离（纤维素和各种树胶），改性纤维（羧甲基纤维素），以及非植物纤维（木聚糖和聚右旋糖）[3]。
膳食纤维在减轻便秘，憩室炎，肠道功能紊乱，心血管疾病和糖尿病等疾病的作用已有很多报道[4～6]。各种形式的膳食纤维通常建议列入食物中，以降低疾病的发病率,同时减少热量摄入。膳食纤维的容许摄入量成人大约每日为14g / 1000kcal[7]。膳食纤维缺乏症是西方国家和发展中国家所面临的一个主要膳食问题。因此，在具有发展潜力的纤维丰富的食物中如糕点，小吃，酱料，饮料，麦片，饼干，乳制品和肉类产品，膳食纤维的营养和功能成为关注的焦点[8]。已研究了加入不同的膳食纤维和食用谷物麸对蛋糕的烘焙和感官特性的影响[9]。最近，有关报道报道了乳化剂和其他成分如麦麸、大米、高粱、玉米抗性淀粉、鹰嘴豆面粉对高蛋白高纤维含量低糖面包的流变学和营养品质特性的影响[10-11]。
胡芦巴为豆科一年生草本植物，具有重要的药用属性。胡芦巴种子平均长度为4.01～4.19毫米，平均宽度为2.35～2.61毫米，平均厚度为1.49～1.74毫米，单个种子的质量约为0.0157～0.0164g，几何平均直径为2.40～2.66毫米，水分含量8.9%～20.1%[12]。干的种子是芳香，但苦；众所周知，它具有驱风，抗菌，抗炎，促胰岛素和提神功效[13]。近些年来商业上各种用于提取总胡芦巴纤维的溶剂萃取技术已被开发。最近，据报道从胡芦巴籽分离的籽皮和种子胚乳的生物活性成分能够促进发育能力[14]。这项研究还表明，胡芦巴籽皮（富有膳食纤维和酚酸）可能在功能性食品上是抗氧化剂和天然成分的有效来源，也有一些报道在面包店、面食和传统的产品都使用有葫芦巴籽壳粉[15～18]。但是,没有科学的报告将胡芦巴籽皮粉加入到食品产品中。
不同的膳食纤维具有不同的结构和化学成分，因此也就有多种的营养和功能性。由于不同来源的膳食纤维具有不同的特性和作用，为了消费者的可接受性对每一种膳食纤维对蛋糕的流变学特性，烘焙品质特性的影响进行系统的研究是至关重要的。本研究的目的是检测加入不同水平的FSH粉对松饼的质量和感官特性的影响。
2、材料和方法
2.1试验材料
在本研究中使用的胡芦巴种子是从印度拉贾斯坦邦采购的。胡芦巴种子通过物理分离方法进行分馏的。商品精制小麦粉（WF）是从当地的超市获得的。WF 和 FSH 粉混合比例的 100:0，95:5 ，90:10和85:15。研究中使用的有起酥油（人造奶油，孟买，印度斯坦利华公司），鸡蛋，白糖粉（当地市场，迈索尔），发酵粉（单一和缓慢的作用类型，酸源钠，硫酸铝（印度斯坦利华公司，孟买） ，盐，丙酸钙，冰醋酸（南达科塔的精细化工有限公司，孟买，印度）和菠萝香精（boake艾伦布希公司，钦奈，印度）。聚山梨酯60（ PS-60 ）是从印度孟买的南达科塔的精细化工有限公司采购的，钠硬脂酰乳酸钠（SSL ）来自印度班加罗尔的南达科塔的精细化学品，此研究在0.5%的水平基础上添加的这两种乳化剂。使用乳化剂和水的比例为1:4，SSL被制成凝胶。将水加热到60℃，并保持该温度。SSL加入后，并连续搅拌，直到形成均匀的乳化液。在研究中使用是冷却的凝胶。
2.2．WF-FSH混合物的化学和流变学特性
小麦粉中分别添加5%，10%和15 ％水平的胡芦巴籽皮粉，并在研究中使用了所制备的混合物。根据标准方法对WF-FSH混合物的水分 (方法44-15 )，总灰分 （方法08-01)、 脂肪 (方法30-10 段)，干面筋 （方法38-10）、面粉的降落数值(方法56-81B)、 SDS-沉降值 （方法56-61） 和蛋白质 （方法46-10）的含量进行了分析[19]。
2.3颜色测量
松饼的糕饼屑容易受不同水平的FSH的影响，测定松饼屑颜色的亮度（L ）和颜色（ + a：红色，-a：绿色；+b：黄色，-b：蓝色）。使用猎人实验室颜色测量系统 (颜色测量 Labscan XE 系统，莱斯顿美国)。采用端口尺寸 1 英寸和光源 D 65，视图角度 10 °。
2.4．膳食纤维
根据AOAC方法中描述的方法来确定总膳食纤维（TDF）量和基于消解食品样品酶的可溶性不可溶性膳食纤维的总和[20]。
2.5.松饼面糊比重的研究
在28 ℃±2 ℃，松饼面糊比重等于松饼面糊重量中除以相同体积的水的重量，根据 Jyotsna等[21]的方法。
2.6面糊粘度
粘度是根据Ashwini等的方法测定的。使用B型粘度计（型号DV-III ，斯托顿， MA，USA）测量松饼面糊的粘度。松饼面糊转移到100ml的烧杯中并整平直到烧杯口。主轴速度设定为20rpm和主轴号7用于所有实验。立即测定的粘度。实验在室温（28 °C ±2° C）下进行。
2.7松饼的制备以及物理感官特性的测定
松饼的制作方法和配方是由Jyotsna等(2011)[23]提供的。下面的配方用于WF-FSH松饼的制备。WF-FSH混合粉共100克，小麦粉和胡芦巴粉的比例（100:0;95:5;90:10 & 85:15;w / w），白糖粉84克，起酥油84克，鸡蛋84克，发酵粉1.7克，丙酸钙0.5克，冰醋酸0.2毫升，菠萝香精0.4毫升，水25毫升，PS-60/SSL 0.5克。WF -FSH混合粉，发酵粉，丙酸钙一起活。用Hobart 搅拌器（N50，Ontario）平板打夯机分别以58rpm，112rpm和173rpm搅拌起酥油1分钟，白糖五分钟，乳化剂3分钟。使用Hobart N-50搅拌器以173rpm分别搅拌鸡蛋和香精各5分钟至稠状。搅打的鸡蛋加入奶油在58rpm搅拌33分钟转，直到均匀。最后加入WF- FSH的混合物，在58rpm下混合2分钟，伴随着加入乙酸和水。面糊的温度为28℃。松饼面糊（ 65克） ，加入到杯形的蛋糕盘，并在180°C烤30分钟，用的烤箱是（序列号965 ，APV ，昆士兰州，和澳大利亚）。用油菜种子位移测量方法[24]测定松饼的量。由具有超过十年以上的烘烤技术经验的评判员进行评估。15个受过训练小组成员按ASTM标准（ E2454 -05， 2011）[25]根据个人口味来投票。通过分配以下参数分数：孔隙（30），谷物（16），纹理（34），碎屑色（10 ）香精（10）和整体质量得分（100） （AACC 10-90 ）[19]进行评价。
2.8.松饼的质构剖面分析
质构仪LR- 5K （ Lloyd仪器有限公司，新罕布什尔州，英国）用于测量松饼的质地剖面）。设定下面的条件：负载细胞5千克。测量用的样品为1英寸的厚度各边长5厘米的方形块，80毫米直径的圆形探，100 mm / min的十字头速度，压缩50％的试样高度。使用仪器提供的NEXYGEN 4.0软件一起对数据进行分析。根据Bourne[26]的方法，测定松饼屑硬度，咀嚼性，粘结性和弹性。
2.9.松饼的组成
根据AOAC方法（2000）[20]控制水分、灰分、脂肪、蛋白质、膳食纤维含量，确定松饼的最佳的FSH水平。根据AOAC方法[20]（2000），采用原子吸收光谱仪（AAS）来评估松饼的铁，钙和锌的含量。
2.10. 统计分析
将数据根据Steel and Torrie[27]所建议的Duncan的新复极差测验进行统计分析。采用随机区组设计，4次重复，对实验结果进行分析。显著分析中P≤0.05。
3.结果与讨论
表1 FSH的化学组成

对FSH的组分分析表明，面粉的水分含量为11.7％，灰分（2.9％） ，蛋白质（7.5％）和脂肪（1.3％） 。可溶性和不溶性膳食纤维含量分别为45.56％和31.2％ （表1）。显而易见的是，FSH是纤维的主要来源。在最近的研究[14]中，也得到了类似的结果。对小麦面粉的数据分析显示，水分11.90 ％，灰分0.51％ ，脂肪2.20％ ，干面筋7.70％，降落数值310秒和蛋白质8.60 ％。
表2 WF-FSH混合物的化学特性

分别以0，5 ， 10和15 ％的FSH添加水平准备WF- FSH混合物。随着FSH的添加水平的增加，化学特性上的数据表明，水分和面筋含量下降，而灰分，蛋白质和脂肪值略有增加（表2）。胡芦巴营养松饼的研究表明，往小麦面粉中添加生的浸泡的胡芦巴芽能够增加它的增加蛋白质，赖氨酸和膳食纤维含量[16]。
表3 FSH对松饼碎屑颜色的影响

表3列出了FSH的添加对松饼碎屑颜色的影响。随着FSH水平的增加，松饼碎屑的亮度值从最初对照组的68.00降低到15%水平的57.30。代表黄色的+b值从对照组的17.63增加到21.00～23.00（5%～15%FSH）。Jyotsna等2010 年）报道了添加胡芦巴的挂面中高的b值可能是因为胡芦巴籽中含有胡萝卜素[17]。添加了SSL和PS-60的含有最佳效果10% FSH的松饼显示改善松饼颜色增加亮度值只有10%水平的FSH。Brockmole和Zabik (1976)报道了面包食品中添加小麦麸皮会增加黄色和红色值但亮度值下降[28]。我们的研究结果同此报告相符。
表4 加入FSH和添加剂对松饼物理特性的影响

表4列出了FSH和添加剂对松饼的物理特性影响的数据。随着FSH的添加（5％～15 ％），混合面糊的密度从0.8增加到1.15克/立方厘米，面糊的粘度从32500cp增加到38000，松饼的体积略微有所增加直至10%的FSH,超过10%体积下降。含有10%FSH的松饼被认为是最佳条件。好友15%FSH的松饼具有粘性的口感，缺乏典型的凝聚力，因此是不能接受的。为了进一步提高松饼的质量，在0.5%FSH下添加乳化剂SSL和PS-60。两种乳化剂对松饼有改进效果，添加乳化剂的松饼面糊品质略微降低有更好的空气通透性。加有10%FSH和PS-60的松饼有更大的体积，为140cc，而加有10%FSH和SSL的松饼的体积为125cc。据报道随着SSL和其他改性剂如蒸馏单硬脂酸，和山梨醇酐单硬脂酸添加，PS-60对蛋糕有最大的改善[21]。
Brockmole和Zabik (1976)[28]研究了代用4%，8%和16%的麦麸于富含60%和70%精制面粉的白年糕。据他们的研究，随着置换水平的增加面糊粘性增加，这可能是由于它所含的纤维成分。Gilles（1960）指出粘性的增加时由于具有大分子量的纤维所具有的水分吸收能力[29]。面糊粘度的增加也可能是由于FSH中束脚的存在。Ashwini等（2009）指出当使用胶凝剂如琼脂、黄原胶，瓜尔胶，角叉菜胶，羟丙基甲基纤维素时不含鸡蛋的糕饼面糊粘度增加[22]。最近，Analia等人（2012）报道指出，小麦面粉中加入玉米抗性淀粉，水吸收能力增加5％[10]。

表5 加入FSH和添加剂对松饼感官特性的影响

表5是FSH和添加剂对送饼干罐特性的影响。对照组松饼，孔隙中型精细均匀，壁薄，松饼屑的颜色是乳白色，总的质量分数是93.5（满分200）。含有5%FSH的松饼碎屑颗粒有轻微地不均匀大小的孔隙，质地松软，总的质量分分数是83.5。含有10%FSH的松饼碎屑有略粗的比含5%FSH的松饼质地较柔软的孔隙，总质量分数为84。含有15%FSH的松饼碎屑孔隙密集，壁比较厚，碎屑主要颜色是黄色，具有粘性，质地过于柔软，松饼凝聚性较差，易碎，松饼具有让人难以接受的口味。含有15%FSH的松饼得分最低，为76分。因此，松饼中FSH的最佳添加量为10%。在此水平上添加0.5%SSL和PS-60比只添加10%FSH更能改善松饼的纹理和质地。松饼中加入10%FSH和PS-60能显著提高整体质量，这些松饼孔隙中细，质地柔软而湿润。碎屑颜色时乳白色，松饼整体质量分数为88.5。因此，添加10%FSH和0.5% PS-60的松饼具有更好的质量。

图1 加入FSH和添加剂的松饼的质地剖面分析
图1所示的是不同水平FSH和添加剂下松饼的TPA。随着FSH水平的增加（5%～15%），松饼的硬度，咀嚼性，弹性和凝聚力值出现了下降。15％水平的FSH ，对松饼的不利影响更为显著，，缺少正常松饼所有的凝聚性，易碎且组织松散，松饼硬度和凝聚值最低。在最佳水平FSH（10%），添加剂的SSL和PS -60的使用能够改善松饼的质量效果。然而，PS -60使松饼具有良好的质地和中细颗粒，改善效果最显著。Kim和Walker的报道指出，在高比蛋糕模型系统添加PS -60小麦淀粉糊能产生富含乳糖具有最佳颗粒结构的蛋糕卷[29]。
当白夹心糕饼中麦麸的添加量从4%增加到16%时，糕饼的柔软性增加，并且随着淀粉量和面筋蛋白量的增大逐渐稀释[30]。由于稀释，夹心蛋糕变得不那么僵硬变得柔软。类似的效果在我们的研究中也很明显。

表6 松饼组分

表6显示了对照组松饼和添加了10%FSH和0.05% PS -60的松饼的组分。数据显示，添加10%FSH和0.05% PS -60的松饼的膳食纤维量是对照组的2.1倍。并且松饼的铁，钙和锌含量增加。
4.结论
胡芦巴籽皮含有丰富的膳食纤维和矿物质。这种多功能性成分可以被纳入在制造高纤维松饼。小麦粉中加入10%的FSH粉是制备优质高纤维松饼的最佳条件。加入10%FSH和0.05% PS -60能显著提高松饼的整体素质。富含纤维的松饼具有良好的体积，质地柔软，颗粒中细，具有两倍量的DF。
5．致谢
作者感谢了导师CFTRI和印度Mysore在此工作的浓厚兴趣和提供的设施。对CSIR, New Delhi的财政支持表示感谢。
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