《Applied Food Research》:Green Innovation in bakery: Ice cream wafer sheet made with green lentil flour and processing by-products
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目前,扁豆加工行业的副产物主要由种皮、胚和破碎子叶组成,这些物质通常被废弃或部分用于饲料行业。本研究旨在使用100%绿扁豆粉(lentil flour, LF)和100%绿扁豆废料粉(lentil waste flour, LW)开发威化片。首先对两种粉的化学
目前,扁豆加工行业的副产物主要由种皮、胚和破碎子叶组成,这些物质通常被废弃或部分用于饲料行业。本研究旨在使用100%绿扁豆粉(lentil flour, LF)和100%绿扁豆废料粉(lentil waste flour, LW)开发威化片。首先对两种粉的化学组成、物理、热学和功能特性进行了表征。开发了两种威化配方(% w/w):使用LF或LW(26.6%;23.9%)、水(39%;45%)、糖(12.6%;12.3%)、鸡蛋(11.7%;10.5%)、油(9.2%;8.8%)、盐(0.2%)、香草香精(0.4%)。对威化片(LFW和LWW)进行了化学-物理、营养(包括估算血糖生成指数、抗营养因子)和机械特性分析。LF和LW表现出优异的营养特性,特别是低血糖生成指数(45.9和43.7)、高蛋白质含量(分别为28.02%和24.72%)和高纤维含量(分别为22.36%和34.55%)。LW表现出显著更高的持水能力(WHC)和持油能力(OHC)(p ≤ 0.05),而LF在淀粉糊化过程中表现出显著更大的焓变(ΔH)。威化片的水分含量和pH受面粉类型影响,而水分活度相似且较低(0.31-0.34)。在营养方面,LWW的总淀粉含量显著低于LFW。由于较高的纤维和水分含量,LW威化片的硬度值较低。所有样品均含有蛋白酶抑制剂(蛋白质性质)、非常低的血凝活性,与面粉相比,烘焙产品中植酸水平降低。总体而言,研究结果突显了这些扁豆衍生面粉在烘焙行业中应用的巨大潜力。
近年来,消费者对兼具营养品质和环境友好性的功能食品需求增长,推动了传统烘焙产品的改良。扁豆(*Lens culinaris* Medik.)作为重要食用豆类,富含蛋白质、膳食纤维、低血糖指数淀粉及微量营养素,但其脱壳加工会产生约28%的副产物(种皮、胚和破碎子叶),目前主要用作饲料,未得到高值化利用。已有研究仅尝试用豆粉等部分替代小麦粉制作威化制品,尚无使用100%绿扁豆粉或100%绿扁豆副产物粉完全替代小麦粉的报道。为此,本研究旨在以100%绿扁豆粉(lentil flour, LF)和100%绿扁豆废料粉(lentil waste flour, LW)为原料开发冰淇淋威化片,全面评价其理化、营养和机械特性,为健康可持续膳食提供新方案。该论文发表于《Applied Food Research》。
研究人员从意大利普利亚大区巴里(Bari, Apulia, Italy)的Terre di Altamura生产商处获取整粒绿扁豆及其副产物,经研磨、过筛(<500 μm)制备LF和LW。采用两种配方(以烘焙百分比计)制备面糊并烤制威化片(160±10°C,3 min)。主要技术包括:激光衍射粒度分析;近端组成分析(水分、蛋白质、脂肪、膳食纤维、灰分);pH、持水能力(Water Holding Capacity, WHC)和持油能力(Oil Holding Capacity, OHC)测定;差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry, DSC)分析淀粉糊化特性;体外淀粉消化试验测定快消化淀粉(Rapidly Digestible Starch, RDS)、慢消化淀粉(Slowly Digestible Starch, SDS)、抗性淀粉(Resistant Starch, RS)及估算血糖生成指数(estimated Glycaemic Index, eGI);旋转粘度计测面糊粘度;电子眼测色泽;三点弯曲试验测硬度;同时测定胰蛋白酶抑制剂活性、血凝活性(Haemagglutination Activity, HA)和植酸含量。所有数据采用t检验进行统计分析。
3.1 面粉样品的粒度分布
LF和LW均呈双峰分布,LW在各百分位(D10、D50、D90)及体积加权平均直径D[4,3]、表面积加权平均直径D[3,2]均显著小于LF,表明脱壳副产物颗粒更细,可能与子叶、胚轴和淀粉粒的物理损伤有关。
3.2 面粉样品的近似组成
LW的水分、膳食纤维和灰分含量显著高于LF,而LF的蛋白质和碳水化合物含量更高;脂质含量无显著差异。
3.3 面粉样品的营养特性
LF和LW的淀粉水解率均显著低于白面包对照;LW的总淀粉(Total Starch, TS)、RDS、SDS、RS及eGI均显著低于LF,表明副产物粉具有更低的血糖反应潜力。
3.4 面粉样品的理化、功能及热特性
LW的pH、WHC和OHC均显著高于LF;LF的淀粉糊化峰值温度(Tp)、结束温度(Tend)较低,而焓变(ΔH)显著更高,反映其淀粉含量较高。
3.5 面糊的粘度
含LW的面糊粘度显著高于含LF的面糊,可能与LW更细的粒度、更高的纤维含量及WHC/OHC有关。
3.6 威化片的理化、色泽和质构特性
LWW的水分含量显著高于LFW,pH略低;LWW的L*和a*值较低,显示更暗、更少红,b*和色度无显著差异;LWW的硬度显著低于LFW,且两者水分活度(aw)相近(0.31–0.34)。
3.7 威化片的营养参数
LWW的TS、RDS、RS和eGI均显著低于LFW;SDS无显著差异。淀粉水解动力学显示LWW在整个180分钟内水解率均低于LFW,表明副产物粉威化片对酶解更具抵抗性。
3.8 抗营养因子
所有面粉和威化片均存在胰蛋白酶抑制剂活性,但煮沸后活性几乎完全消失,证实其蛋白质性质;血凝活性很低,显著低于阳性对照(菜豆);烘焙后植酸含量降低,LWW中降至0.26%。
讨论与结论部分总结如下:本研究表明,绿扁豆粉和脱壳副产物粉均可作为小麦粉的完全替代品制作冰淇淋威化片。LWW具有较高水分、较暗色泽和较低硬度,结构更脆,而LFW更亮、更硬,但淀粉消化率和eGI较高。热加工虽保留部分蛋白酶抑制剂活性,但显著降低血凝活性和植酸含量,表明可有效降低抗营养因子而不损失营养价值。总体而言,扁豆副产物粉在烘焙领域具有广阔应用前景,但本研究缺乏感官评价、比容和货架期数据,未来应优化面糊粘度和水分含量以提升产品品质。