蒸汽爆破处理对豆渣理化特性的影响及在饼干中的应用研究
豆渣是豆腐、豆浆等豆制品加工的副产物。以豆腐生产为例，每加工1吨大豆，约产生1.2吨湿豆渣。我国每年约产生2000万吨湿豆渣，但开发利用率很低，大都作为饲料或废弃物处理。豆渣富含膳食纤维和蛋白质，还含有皂苷、异黄酮等营养活性成分，具有较高的营养保健价值。但是，豆渣由于不溶性膳食纤维（IDF）含量很高、口感粗糙等缺点，影响了在食品中的开发应用。蒸汽爆破是将样品置于高压蒸汽中，然后瞬间释放压力的一种处理方式。在此过程中，纤维的紧密结构被破坏，可溶性膳食纤维（SDF）含量增多，样品的理化特性发生较大改变。与其他豆渣改良方法相比，蒸汽爆破具有处理速度快、能耗小、效果显著等特点。本文采用蒸汽爆破技术对豆渣进行处理，研究了汽爆处理强度对豆渣膳食纤维组成及含量、膳食纤维和蛋白质分子结构、豆渣理化性质的影响，并将汽爆豆渣应用于韧性饼干的加工制作，旨在为豆渣的开发利用提供依据。 本研究主要内容包括：⑴所用豆渣含有76.38%膳食纤维和18.10%蛋白质，但SDF含量只有1.34%。采用蒸汽爆破处理后，豆渣 SDF含量显著提高，在汽爆强度为1.5 MPa、30 s时，SDF含量提高至36.28%，较对照样品增加了26倍；SDF/IDF达50.93%。当汽爆强度继续增高时，豆渣的总膳食纤维（TDF）和SDF含量反而降低。豆渣SDF含量增高的原因可能是由于汽爆处理使豆渣纤维紧密的结构变得疏松，一些与纤维结合的物质发生解聚；同时，大分子多糖发生降解，分子量降低，导致可溶性的膳食纤维含量增多。汽爆强度过高时，由于多糖被过度降解，生成了分子量较小的单糖或低聚糖，在膳食纤维测定时难以被75%乙醇沉淀下来，因而TDF和SDF含量均减少。⑵凝胶过滤色谱显示，豆渣多糖的分子量分布在55 KDa~2087 KDa之间。随汽爆强度增加，低分子量多糖所占比例增多，且分子量分布范围变窄。在2.0 MPa、60 s和120 s时，豆渣多糖呈对称尖峰，对应分子量为1.5 KDa左右。分析结果表明，汽爆处理使豆渣中的大分子量多糖被降解转化为小分子量多糖和低聚糖，因而 SDF含量增多。而且，汽爆强度越高，多糖被降解的程度越剧烈。但当汽爆强度过高时，多糖被过度降解，从而导致TDF和SDF含量减少。⑶凝胶过滤色谱显示，豆渣蛋白质主要呈现两个分子量峰，二者峰面积接近。汽爆处理后，高分子量峰面积减少，低分子量峰面积增多；汽爆压力超过1.5 MPa后， 高分子量峰几乎消失，而低分子量峰面积增加很多。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳显示，豆渣蛋白质呈现5个条带，对应分子量分别为：73.7 KDa、55 KDa、41.1 KDa、32.7 KDa、20.2 KDa。汽爆处理后，73.7 KDa、55 KDa、41.1 KDa条带明显减弱，汽爆压力为2.0 MPa时，仅剩下20.2 KDa条带。研究结果显示，汽爆处理可使豆渣蛋白质发生解聚或解离，导致蛋白质分子量降低。⑷豆渣经汽爆处理后水溶性显著提高，而膨胀性、持油力和持水力有所下降，在1.0 MPa、120 s后降幅趋于平缓。环境扫描电镜观测显示，豆渣表面的疏松片状结构在汽爆过程中被裂解为小的碎片，内部的核状结构在汽爆强度较高时也发生崩解，形成小的颗粒，这些形态结构上的变化对豆渣的理化性质有重要影响。小碎片、小颗粒的增多，使豆渣的水溶性增高；表面疏松结构和内部褶皱、空洞的破坏，使豆渣的膨胀性、持油力和持水力降低。此外，豆渣水溶性的增加与豆渣多糖和蛋白质发生降解，暴露出更多的亲水性基团也有关系；而膨胀性、持油力和持水力的减弱，与多糖和蛋白质的分子量减小有一定关系。⑸豆渣韧性饼干的最佳工艺条件是：用豆渣粉替代5%的低筋面粉，棕榈油与白砂糖之比为1:1.5，糖油与面粉豆渣总量之比为1:2.25，膨松剂小苏打、碳酸氢铵、葡萄糖酸-δ-內酯之比为2:1:2，水适量，烘烤时上火温度180℃，下火为160℃，烘烤10 min。添加汽爆豆渣可以改善豆渣韧性饼干的品质，提高豆渣的添加量。汽爆豆渣添加量为10%时，饼干品质优于空白对照组，其中0.5 MPa、60 s，0.5 MPa、120 s，1.0 MPa、30 s，1.0 MPa、60 s4种汽爆强度下的豆渣韧性饼干品质最好。
面制食品;豆渣纤维;蒸汽爆破;食品工艺学
河南科技学院
硕士
粮食、油脂及植物蛋白工程
李波
2017
中文
TS213.2;TS201.1
79
2018-03-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）