豆渣是大豆油脂、醬油、豆腐等豆制品加工的副產物,占全豆干重15%~20%,我國每年大約生產2 000萬t濕豆渣。豆渣中含有豐富的大豆蛋白和膳食纖維。少量添加可以生產出高質量的膳食纖維及低熱卡值食品。

1. 豆渣的加工工藝

豆渣通常是以粉末狀與面粉混合后,以適當比例替代面粉應用在焙烤食品中。在豆渣制粉前,需要進行預處理,如干燥、粉碎、擠壓、發酵、酶解等,不同的預處理工藝對焙烤食品的影響不同,同時預處理在提升豆渣作用、改善產品質量和促進營養吸收等方面作用顯著。

(1)干燥   鮮豆渣含水分較高且含有較豐富的蛋白質、脂肪等營養物質,所以很容易發酵甚至腐敗,不易貯藏,因此需要對豆渣進行干燥處理。常規的干燥技術主要有滾筒干燥、熱風干燥或減壓干燥等。除了傳統的加熱方式外,國外也有一些學者和企業采用了遠紅外線加熱干燥技術處理濕豆渣。有關專家對豆渣的電滲透脫水工藝進行了較深入研究,該方法很容易控制脫水的速率,效率較高。

(2)粉碎   加工豆制品得到的豆渣,在用于烘焙食品前應粉碎,以降低粗糙感。豆渣的細化應以石制或陶瓷制裝置為佳,使用金屬磨碎裝置,會產生金屬味,影響品質。磨碎后的豆渣粒度以不產生粗糙感為上限,通常小于0.1 mm。如果粉碎程度達到300目以上,則是超微粉碎。采用超微粉碎技術將豆渣顆粒變小,能使其具有良好的乳化性和黏稠性,從而提高豆渣的可食性。也有學者研究發現,超微細粉碎處理提高了豆渣粉的持水能力,防止水分散失,這對淀粉失水老化起到延緩作用,所以經過超微細粉碎的豆渣粉適于制作各種淀粉類食品的添加劑和生產方便食品。

(3)擠壓   擠壓熱處理能使豆渣纖維中各種聚合物成分的聚合度、相對分子質量、單糖組成及其在纖維總量中的相對含量發生變化。最主要的是,水溶性膳食纖維含量得以提高。另外,擠壓通過熱的作用,可進一步消除豆渣中的抗營養因子,殺滅脂氧酶,使豆渣中的蛋白質適度變性,從而改善產品的風味和儲存性能,并且利于機體的消化吸收。一般富含纖維的原料常含有較多的植酸,植酸具有金屬螯合作用,會影響人體對微量元素的吸收。擠壓可降低植酸與金屬離子的螯合作用,改善豆渣粉對機體微量元素吸收的影響,并提高膳食纖維與陽離子的交換能力,改善產品的功能性。

(4)發酵   鮮豆渣含有豐富的蛋白質、脂肪、碳水化合物等營養物質。有學者研究用微生物發酵豆渣。通過發酵的作用,豆渣中的蛋白質等大分子物質被有效降解,小分子肽、氮基酸含量提高,還能獲得幾種人體必需但本身不能產生的氨基酸,所以豆渣發酵后,營養成分更易于被人體吸收,從而使產品能很好地滿足老年人、小孩及其他特殊人群的需要。另外,發酵豆渣的另一個好處是,有些微生物通過發酵可有效地去除豆渣的腥味,呈現出發酵豆渣特有的清香味。

(5)酶解   為解決由于添加豆渣纖維造成面包品質下降的問題,常采用添加酶制劑的方法來水解豆渣,為豆渣面包工業化生產奠定基礎。有關專家用不同酶將豆渣中部分不溶性膳食纖維降解,以此增加可溶性膳食纖維的含量,以提高豆渣的利用率。結果證實,添加酶解后的豆渣焙烤食品具有膳食纖維含量高、甜度適中、有特殊豆香味、酥而不膩等優點。

2. 豆渣對焙烤食品感官質量的影響

(1)面包   在面包中添加豆渣,面包體積會隨著大豆膳食纖維含量的增加而縮小,其原因是面筋被稀釋,面筋與纖維物質發生相互作用,從而導致面筋網狀結構的萎縮。隨著面包中大豆膳食纖維含量的增加,面包的質量也隨之增加,這主要是由于纖維物質持水力較強所致。研究發現,大豆纖維添加量為5%時不會明顯影響面包的品質,而且可以改善面包的風味,而添加量增至10%時,其外觀和內在質量均明顯下降。

不論何種來源的纖維,如果僅以簡單的方式直接添加,當添加量超過7%時就會引起面筋筋力減弱和氣體保持能力下降。所以,當不溶性纖維的用量增加時,還必須添加其他制劑,如可溶性纖維(膠類)來改善粗糙的質感和咀嚼時的砂粒感。

(2)餅干   有研究表明,一定量纖維的加入,會使面團的可塑性增加、彈性降低,從而面團易成型,模紋清晰。同時,產品的咀嚼感好,酥脆性增加。有關專家研究并探討了豆渣纖維餅干生產中原輔料和加工工藝對餅干面團性能與成品感官質量的影響,證明豆渣粉的添加量直接影響餅干面團的性能及成品的口感。通過調整油、糖、水的比例,可將豆渣粉替代面粉的量提高到40%,添加量越大,油的使用量也越大。

此外,豆渣粉的添加量對面團性能和成品風味產生直接影響,其替代面粉量的適宜范圍為0~ 22%。2004年,一種高纖維無糖豆渣餅干研發成功,其最佳配方以面粉量為基準,干豆渣和玉米淀粉各為40%。在基本配方的基礎上添加富含大豆膳食纖維的豆渣粉,并通過正交試驗確定了大豆膳食纖維餅干的最佳配方為豆渣粉占33%,此條件下所制得的大豆膳食纖維餅干質量最佳。

(3)糕點   糕點的原料多含有大量水分,烘焙時會失去水分使產品硬度增加而影響質量。加入豆渣后,因豆渣中的膳食纖維具有較高持水力,可吸附大量水分,有利于產品保持體積和柔軟度,還降低了生產成本。試驗表明,大豆纖維的添加量一般為面粉的20%~25%。

試驗表明,在蛋糕中添加適量的大豆纖維,增強了蛋糕的持水性,減少蛋糕在貯存中失水收縮,延長蛋糕的貨架期。分布于面粉之中的大豆纖維對蛋糕內部的結合力有一定影響,在烘烤過程中有產生裂口的傾向,且用量較大時導致蛋糕內部組織結構粗糙,表面凹凸不平,降低產品的感官質量。因此,用量也不可過大。此外,研究得出在大豆纖維蛋糕生產中需適當延長拌粉時間和烘烤時間,當添加量為12%時,可生產出膳食纖維高、質量滿意的蛋糕。

3. 豆渣對焙烤食品面團流變學性質的影響

面團是面筋蛋白與水發生了溶劑化作用,并且定向剪切力使得多肽鏈間發生二硫鍵和次級鍵(氫鍵、疏水鍵、離子鍵)的斷裂和重組,從而形成了有序的空間網狀結構。

豆渣主要是由碳水化合物構成,碳水化合物暴露的游離羥基與水的作用不同于蛋白質與水的作用,所以添加纖維后面團的性質會發生改變,即影響面團的流變學性質。通常纖維制品加入到面粉中,由于稀釋了蛋白含量,弱化了面筋網絡結構,從而惡化了面團流變學特性,但是對于成分較復雜的豆渣而言情況有所不同。

另外,由于豆渣含有一定量的果膠類物質和戊聚糖(阿拉伯戊聚糖),它們均屬已知的面團品質改良劑,這就使得豆渣添加對面團特性的影響情況變得較為復雜。在一定范圍內添加豆渣,可以改善面團的粉質和拉伸等流變學特性,但當超過這一限度時,豆渣粉或其纖維粉對面團流變學特性就起到惡化作用。

4. 尚待解決的問題

雖然國內外有關專家學者一直致力于研究豆渣在焙烤食品中的應用,以此提高焙烤食品品質并拓展豆渣的深加工利用,但目前在這一領域的研究還有一些問題未得到合理解決,需要進一步研究。例如,豆渣中各成分與面粉中各成分間的相互作用研究。把豆渣添加到面粉中,并且經過一系列機械加工和熱加工的過程,這可能會促進或“激發”豆渣和小麥粉組分間的作用,如果揭示了這一作用機理,將會對豆渣粉對面團流變學性質機理的探究起到很好的推動作用。另一方面是大豆豆渣脫腥問題,因豆渣的腥味限制了其在焙烤食品中的應用,如何開發出生產上簡單易行、成本低廉的加工工藝來對豆渣進行脫腥處理值得關注。

編輯:王慧   審核專家:農產品加工雜志社總編 張成龍

[原創]焙烤食品中豆渣的應用

圖文簡介

豆渣是大豆油脂、醬油、豆腐等豆制品加工的副產物,占全豆干重15%~20%,我國每年大約生產2 000萬t濕豆渣。豆渣中含有豐富的大豆蛋白和膳食纖維。少量添加可以生產出高質量的膳食纖維及低熱卡值食品。