谷物膳食纖維對中西式面食品質的影響研究進展

鄧玉雯，邱壽寬

（豐益（上海）生物技術研發中心有限公司，上海 200137）

0 引言

近年來，膳食纖維被公認為是非常有價值的功能性食品原料，國際上的營養學家研究認為膳食纖維可以協助人體達到營養平衡，改善機體功能。因此，膳食纖維是繼傳統的六大營養元素——碳水化合物、蛋白、脂肪、水、礦物質與維生素之后的第七大營 養素。

關于每日膳食纖維的適宜攝入量，不同國家和地區的推薦量也各有差異，中國營養學會根據不同程度的能量攝入飲食習慣，針對正常成年人需要攝入的膳食纖維推薦量為25～35 g/d，美國關于膳食纖維的推薦量是20～35 g/d，德國的推薦攝入量為30 g/d，英國的推薦攝入量是25～30 g/d，日本的推薦攝入量是20～30 g/d[1-2]。總的來說，膳食纖維的適宜攝入量在20～30 g/d。

根據研究者的調查，在全球范圍內人們膳食纖維攝入量普遍未達到營養協會的推薦攝入量，美國的成人和兒童的平均膳食纖維攝入量僅為推薦水平的一半[3]，雖然中國的傳統飲食習慣于攝入各種不同的雜糧和雜豆，非常有利于均衡膳食營養，但這些年來我國人民的生活水平逐漸提高，日常飲食結構與喜好也漸漸發生了改變，飲食富營養化、精細化，谷物等面制品愈來愈精致且單一，膳食纖維的攝入逐漸降低，“三高” （高血糖、高血壓、高血脂）和超重等富貴病的發生率也在逐年遞增。如何調整飲食結構成為21世紀人們所關注的趨勢，高纖類的食品開發也越來越受到研究者的關注，因此膳食纖維在面食制品中的研究開發對提高整體的健康水平有著重要作用與現實價值。

1 膳食纖維的定義

20世紀50年代，Hipsleyt最早提出膳食纖維的概念，膳食纖維被認為是難以被人體細胞內酶所消化植物成分的總稱[4]，2001年，美國國際谷物化學家協會（AACC）對膳食纖維進行了定義，“膳食纖維是植物中的可食用部分，或類似碳水化合物，這些物質不能被人體消化道內的酶分解，只是在口腔、胃及小腸內不會被消化，但可在人體的大腸內全部或部分被發酵，其中包括了多糖、寡糖、木質素和植物基質，具有促進排便、降低血液中的膽固醇含量、降低機體的血糖等有益健康的生理功能”[5]。

隨著學者的不斷研究，目前公認的膳食纖維是指“不被人體內源酶所消化吸收，但在大腸內能全部或者部分發酵，可被食用的植物細胞、木質素、多糖等相關物質的總稱”。因此，膳食纖維包含了纖維素、半纖維素、寡糖、木質素、果膠、蠟質、角質、軟木質等[6]。

膳食纖維可根據其溶解性的差異分為可溶性膳食纖維（SDF）和不溶性膳食纖維（IDF），兩者的統稱為總膳食纖維（TDF）。可溶性膳食纖維是一種不能被人體中的消化酶所消化和吸收，但是可以溶解于溫水或熱水，其溶解后的水溶液在4倍體積的乙醇溶液中能夠再沉淀的膳食纖維的統稱，SDF主要為植物細胞內的儲存物質及其分泌物，微生物多糖和合成類多糖，如果膠、β-葡聚糖、瓜兒豆膠等。不溶性膳食纖維是指不能被人體的消化酶所消化，也不溶于溫水或熱水的膳食纖維的總稱，IDF主要有纖維素、半纖維素、木質素等。

2 膳食纖維在面制品中的加工與利用

谷物膳食纖維來源廣泛、安全系數高，且有著高認知度，因此富含膳食纖維的小麥麩、豆皮、燕麥、蕎麥等除了用于直接提取纖維型制品外，還被添加到小麥粉中，廣泛且大量用在饅頭、面條、面包、餅干等日常的面制品主食中。

添加外源性膳食纖維對面團的流變學特性有正、反2個方面的作用，面團流變學特性是反映小麥面團物理特性的指標，是指小麥粉加水后，小麥蛋白吸水發生膨脹，蛋白中的二硫鍵相互連接形成連續且穩定的三維網絡結構，即具有黏彈性和流動性的面團，而該面團所特有的形成時間、穩定時間、弱化度等統稱為面團的流變學特性。因此，減輕富含膳食纖維的面制品負面作用已成為了如今的研究重點。在小麥粉中添加膳食纖維可以提高小麥粉的吸水率，面條可以延長形成時間與穩定時間，降低弱化度，使小麥粉的粉質特性得到改善，但研究者普遍認為膳食纖維添加量過多會對面制品的品質產生顯著的負面影響，如李翠芳等人研究指出在面包中添加過多的膳食纖維會引起面包比容變小、回復性減小、口感黏牙等負面作用。目前，一些研究也表明麩皮的粒徑對產品品質影響有所不同，但目前研究者們在適宜的麩皮粒徑選擇上仍存在不少爭議。Galliard T等人[7]研究發現大粒徑或小粒徑的麩皮都不利于面制品的品質；Kock S D及Noort等人[8-9]的研究表明使用越小的麩皮顆粒度，所制得的產品品質越好。Zhang D等人[10]研究發現，較大的麩皮粒徑可以降低麩皮對面制品品質的負面影響，但過大的粒徑麩皮對面制品的口感有著明顯的副作用。由于不同的面制品工藝千差萬別，因此也需要針對不同面制品，進一步探討適宜的粒度范圍及添加比例。

2.1 饅頭

饅頭是中國北方地區的傳統主食，也日益受到南方人的喜愛，其在中國的地位與西方的面包類似。隨著小麥制粉工藝逐漸向精研細磨的方向發展，小麥粉中膳食纖維含量也逐漸降低，因此在饅頭專用粉中添加谷物膳食纖維可以改善饅頭的營養價值與感官品質，如增加饅頭的膨脹率、改善組織結構、硬度彈性等，但是添加過多也導致饅頭的感官品質產生負面影響。陳莉等人[11]研究了不同顆粒度的全麥粉對饅頭應用品質的影響，結果發現逐漸延長小麥麩皮與小麥胚芽的粉碎時間，所制得饅頭的高徑比、比容及回復性呈現先增大后減小的趨勢，饅頭的硬度呈現先減小后增大的趨勢，感官評價得分略增，得出全麥粉顆粒度的D50為0.35 mm時制作饅頭品質相對較好。趙文華等人[12]將小麥麩膳食纖維添加到饅頭粉中，隨著添加量的增加，饅頭的比容及感官評價得分均降低，確定了小麥麩膳食纖維在饅頭專用粉中最合適的添加量為8%。周穎[13]對米糠膳食纖維在饅頭中的應用做了如下研究，經過分級醇沉法制得的米糠水溶性膳食纖維SDF-40可以提升小麥淀粉的抗老化效果，能延長饅頭的老化時間。

2.2 面條

在中國，面條與大米和饅頭被稱作三大主食，每年有30%的小麥粉被用于制作面條制品，而面條同樣存在著膳食纖維缺乏的問題，因此膳食纖維被加入到面條中也是當下的研究熱點。在面條中添加膳食纖維可以改善蒸煮特性，提高面條的吸水率，降低斷條率，有利于面條品質的提升，但是會受到小麥麩的添加量與顆粒度的影響，隨著小麥麩顆粒度和添加量的增加，面條的柔韌性變差，更容易斷裂，且麩皮粒徑大于0.43 mm時干面條斷裂強度（DNBS）呈現下降的趨勢，添加量在5%以內，DNBS無差異，添加10%以上時會有顯著差異[14]。Liu J J等人[15]研究也表明，增加小麥麩的粒徑，會使面條的品質（如彈性、色澤等）顯著下降，因此在面條中應盡量使用顆粒度小的小麥麩，且添加量不宜過多，否則應使用一些改良劑來提升面條品質。馬亞茹[16]的研究表明，豌豆膳食纖維的添加量與熟化面條的硬度、咀嚼度、拉伸阻力、堅實度之間呈顯著正相關性。Kaur G等人[17]研究了谷物麩皮制備富含膳食纖維面食，在意大利面中添加了各種谷物麩皮如小麥、大米、燕麥和大麥等，在保證意大利面的感官品質較好與不改變其物理化學性質的前提下，確定了最大的谷物麩皮膳食纖維添加量為15%。

2.3 面包

面包，被譽為人造果實，品類繁多，風味各異。在面包中添加膳食纖維，不僅可以補充營養缺乏，還能改善面包的質構，提升持水力，改善柔軟與蓬松性，延長產品貨架期。Turbin-Orger A等人[18]研究發現，因小麥麩膳食纖維具有較高吸水性，會與小麥蛋白爭奪水分，小麥蛋白不能與水充分結合，導致降低面包的持氣性與體積。Campbell G M等人[19]研究指出，當麥麩添加量為7.5%時會增加了面團的發酵體積，但烘烤的面包體積較低，且小麥麩的粒度對水分吸收和面團的發酵體積基本沒有影響，但面包體積略微降低。余毅[20]以小麥麩膳食纖維為主要原料制作了添加小麥麩的高纖面包，研究得出在面包中添加小麥麩膳食纖維最合適的添加量為5%。劉璐[21]對微波穩定聯合生物酶法改良的小麥麩皮進行了研究得出，添加改良后的小麥麩皮面包硬度最多可降低32.90%，比容最多可增加26.45%，彈性最多可增加15.41%，隨著改良麩皮添加量的增加，小麥麩皮面包的感官品質呈下降趨勢。

2.4 餅干

餅干作為深受廣大消費群體所喜愛的休閑食品，提升餅干品質對人們的休閑生活有著重要意義，但其高脂、高糖的特點限制了特殊人群的購買，為了滿足不同人群的消費需要，國內外的餅干企業致力于各種功能性的食品原料來開發具有營養功能性的餅干，因此將膳食纖維添加到餅干制品中也是研究熱點。在餅干食品中添加膳食纖維可提升餅干面團的結合水比例，使餅干面團適度脹潤，限制小麥面筋蛋白形成，改善面團加工性，提高面團吸水率，延長面團形成時間及穩定時間[22]。膳食纖維在餅干面團中形成非面筋的交織網狀結構不會導致面團的收縮、變形，并在一定程度上限制了面筋的形成，因此在改良面團加工性的同時，仍可以保證產品優良的外觀與口感[23]。雖然餅干粉對小麥面筋的數量與質量要求較低，但如果膳食纖維添加量過高，則會大幅度降低餅干面團中的小麥面筋蛋白質含量，使面筋網絡的成型效果變差，面團柔韌性下降，烘烤后的餅干孔隙較大且分布不均勻，影響餅干的外觀品質與品嘗口感，因此膳食纖維在餅干中的添加量有必要進行合理控制。謝婧等人[24]研究指出在酥性餅干中添加4%柚皮膳食纖維，可以使餅干的風味更純正，色澤均勻，硬度與黏性適中，且提升口感。王璐等人[25]研究得到在酥性餅干為2%，韌性餅干中檸檬膳食纖維的最適添加量為1.5%。

3 結語

膳食纖維是一種天然的功能性食品原料，可以代替一定比例的糖、淀粉、脂類等添加到面制食品中，不僅可以提升面制品的營養價值和組織結構，還可以滿足社會大眾日益提升的追求健康膳食的理念需求。目前，研究的熱點主要集中在小麥麩、米糠、大豆纖維等主流糧食作物上，對我國富有特色且營養功能性多樣化的雜糧雜豆類膳食纖維在食品中的應用拓展研究還尚少，考慮到雜糧中往往含有多種有益于人體的生物活性物質，如蕎麥中的黃酮類化合物、薏米中的薏苡仁酯、黑米中的花色苷等，其在食品中的應用價值較傳統的麥麩、米糠等產品更高。隨著社會對營養膳食均衡的日益關注與重視，科研人員對功能性膳食纖維食品研究更需進一步的深入，如何更充分有效地去利用各種雜糧中的膳食纖維，將其應用到食品中來改善食物的功能性、質構特性與風味，開發出更豐富、更有利于健康的功能性食品，必然成為今后的研究熱點。