Effect of Northwest Fermentation Agents on the Quality of Mung Bean Bread by Fermenting Mung Bean Powder
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摘要: 为改善绿豆面包的烘焙特性及营养品质，利用西北酵头发酵绿豆粉制作绿豆酸面团，再联合酵母作为复合发酵剂制作绿豆面包。通过对西北酵头微生物组成进行分析，明确其微生物菌群构成；利用傅立叶变换红外光谱仪和流变仪分析绿豆面包面团中面筋蛋白二级结构和粘弹性的变化；采用质构仪联合感官评定对绿豆面包的感官品质进行评价。结果表明，经西北酵头发酵的绿豆酸面团中植酸含量在发酵进行6 h时降低了44.71%，pH、总酸度（Total Titration Acidity，TTA）分别为6.29和11.03 mL。与白面包对照组相比，添加了绿豆酸面团的面包，其面团的弹性模量与粘性模量均有下降，面团的可塑性增强，蛋白质二级结构中的α-螺旋和β-折叠的含量增加，面团的稳定性提高。抗氧化活性结果显示，绿豆面包对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基和2,2-联氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（ABTS+）自由基的清除能力也均有显著（P<0.05）提高。因此，使用西北酵头制作绿豆酸面团，再采用酵母进行复合发酵，可以改善绿豆面包的烘焙品质和提高面包的抗氧化活性。实验结果对功能性杂豆面包的开发具有指导意义。Abstract: In order to improve the baking characteristics and nutritional quality of mung bean bread, mung bean sourdough was made by fermenting mung bean flour using Northwest leavening head, and then combined with yeast as a compound leavening agent to make mung bean bread. The microbial composition of the Northwest leavening head was analyzed to clarify the composition of its microflora, the Fourier transform infrared spectrometer and rheometer were used to analyze the changing pattern of the secondary structure and viscoelasticity of gluten proteins in the dough of the mung bean bread, and the texture meter was used in combination with the sensory assessment to evaluate the sensory quality of the mung bean bread. The results showed that the phytic acid content of the mung bean sourdough fermented in the Northwest fermentation head was reduced by 44.71% at 6 h of fermentation, and the pH and total titration acidity (TTA) were 6.29 and 11.03 mL, respectively. Compared with the control group, the bread with added mung bean sourdough showed a decrease in the modulus of elasticity and viscous modulus of the dough, an increase in the plasticity of the dough, the content of α-helices and β-folds in the secondary structure of proteins, and the stability of the dough. The antioxidant results showed that the scavenging ability of mung bean bread for both DPPH and ABTS+ free radicals also significantly increased (P<0.05). Therefore, the use of Northwest leavening head to make mung bean sourdough followed by complex fermentation with yeast can improve the baking quality and enhance the antioxidant activity of mung bean bread. The experimental results would have guiding significance for the development of functional mixed bean bread.
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Keywords:
- mung bean /
- sourdough /
- dynamic rheology /
- protein secondary structure /
- oxidation resistance /
- bread /
- quality
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面包产品因其食用便捷，味道香甜已逐渐成为家庭早餐以及日常快餐的主要选择。2023年中国烘焙食品行业市场规模为3069.9亿元，同比增长7.6%[1]。目前，市售的传统面包多以小麦粉为原料，缺乏人体必需氨基酸之一的赖氨酸[2]，并且不利于餐后血糖的稳定。随着大健康理念的深入，具有健康益处的杂粮类面包越来越多的受到消费者的青睐。
绿豆富含亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸等必需氨基酸[3]，可以弥补小麦粉中赖氨酸不足的缺点，提高蛋白质的生物利用率。绿豆中蛋白质、淀粉、膳食纤维等营养成分含量也较为丰富[4]，其中直链淀粉约占总淀粉含量的16%~47%，具有升糖指数低的营养优势[5]，膳食纤维含量可高达12.62%[6]。此外，绿豆中富含多种生物活性物质，如黄酮类、多糖类及多肽类等，具有较好的抗氧化等活性功能[7]。但绿豆中存在胰蛋白酶抑制剂、单宁、植酸等抗营养因子，绿豆缺少麸质也严重影响了绿豆面包的发酵特性[8]。因此，如何降低绿豆中抗营养因子带来的负面效应，改善高绿豆含量面包的发酵特性，提高绿豆面包的烘焙品质和营养品质，是本实验需要探究并解决的问题。
研究表明，酸面团中富含的乳酸菌、酵母菌和霉菌等，具有增加面包风味、改善面包质构、降低抗营养因子等功能[9−10]。本实验以西北酵头为发酵剂、绿豆粉为发酵基质制作绿豆酸面团，再联合酵母发酵制作绿豆面包。探究西北酵头的微生物菌群组成，分析西北酵头发酵绿豆粉对面团中植酸含量的影响；比较并分析绿豆酸面团的添加对绿豆面包面团流变特性和蛋白质结构特性的影响，同时对面包的营养及感官品质进行评估，旨在开发利用绿豆，提高绿豆面包的烘焙特性和营养价值，为发酵植物基酸面团技术的开发以及功能性的杂豆面包产品的研发提供一定的理论参考。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
绿豆粉 建平县朱碌科镇怀志杂粮有限公司；面包粉 广东金禾面粉有限公司；黄油 恒天然商贸（上海）有限公司；氢氧化钠、盐酸、乙醇 分析纯，天津瑞金特化学品有限公司；三氯化铁、植酸钠、三氯乙酸、硫酸钠、ABTS 分析纯，上海源叶生物科技有限公司；磺基水杨酸、DPPH 分析纯，上海瑞永生物科技有限公司；西北酵头 甘肃张掖市高台县采集。
HS-SD和面机 珠海宁欧商贸有限公司；OMJ-PV16醒发箱 河北欧美佳食品机械公司；OMJ-3/6烤箱 河北欧美佳食品机械公司；CT3-4500质构仪 美国博勒飞公司；UV-1200S分光光度计 翱艺仪器（上海）有限公司；DHR-1流变仪 美国TA仪器有限公司；TENSOR型傅里叶红外光谱仪 德国布鲁克公司；TM-EXJ2204H电子天平 南京汤姆斯衡器有限公司；ZNCL-S-100磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司。
1.2 实验方法
1.2.1 酸面团及面包的制作
前期预实验结果表明，绿豆面包中谷朊粉的最优添加量为绿豆粉添加量的10%。
绿豆酸面团及绿豆面包的制作主要包括以下步骤：
绿豆酸面团制作：西北酵头与温水（30±2 ℃）按1:10（m:m）比例混合浸泡，之后置于室温下（25±2 ℃）浸泡12 h，过滤后获得菌液。将菌液与绿豆粉按1:1（m:m）的比例混合，将其置于温度32 ℃、湿度75%的醒发箱中发酵6 h。
面包面团制作：按照表1配方将获得的酸面团与小麦粉、水、谷朊粉、干酵母、白砂糖与盐混合，分别按照低速2 min—高速8 min—低速1 min的模式搅拌均匀；加入黄油后，重复上述搅拌模式，搅拌均匀后取出面团，并准确分割成70 g/个的面团，揉圆整形。
表 1 面包的制作配方Table 1. Formulations of bread面包
类型添加量（g） 小麦粉 绿豆酸
面团绿豆粉 谷朊粉 水 干酵母 白砂糖 黄油 CS 200 0 0 0 110 1.5 5 5 W-10 180 0 20 2 110 1.5 5 5 W-30 140 0 60 6 110 1.5 5 5 S-10 180 40 0 2 90 1.5 5 5 S-30 140 120 0 6 50 1.5 5 5 注：CS：纯小麦面包对照组；W-10：添加10%未处理绿豆粉的面包；W-30：添加30%未处理绿豆粉的面包；S-10：添加10%绿豆酸面团的面包；S-30：添加30%绿豆酸面团的面包。 面包烘烤：发酵温度32 ℃，发酵湿度75%，在醒发箱内醒发45 min，烤箱上火温度200 ℃，下火温度190 ℃，焙烤20 min。
1.2.2 绿豆酸面团中微生物组成的分析
使用DNA提取试剂盒从西北酵头中提取总基因组DNA，PCR扩增后经琼脂糖凝胶电泳检测，符合测试条件后送至上海美吉生物医药科技有限公司进行测序。通过与数据库的模板序列比对，分析西北酵头的微生物组成。
1.2.3 酸面团的pH、总酸度和植酸的测定
1.2.3.1 酸面团的pH和总酸度的测定
pH及总酸度的测定根据Katina等[11]的方法略作修改。准确称取10.0 g酸面团，置于90 mL蒸馏水中，800 r/min条件下搅拌均匀后测定其pH。用0.1 mol/L NaOH标准溶液滴定，滴定过程中不断搅拌溶液以保证溶液均匀，至pH=8.6，消耗的NaOH体积即为总酸度。
1.2.3.2 酸面团植酸的测定
试样分解液的制备：植酸的测定根据T/CI 003-2022[12]方法。称取试样10.0 g，加入10.0 mL的Na2SO4-HCl提取液（将100.0 g Na2SO4溶于浓度为1.2%的HCl溶液中，定容至1000 mL），振荡提取2 h后离心30 min（4000 r/min），收集所有上清液，用Na2SO4-HCl提取液定容至50.0 mL，经快速滤纸过滤后于4 ℃温度下保存。取上清液2.0 mL于10.0 mL玻璃试管中，加入15%三氯乙酸2.0 mL，混匀，4 ℃静置2 h后离心10 min（2500 r/min），取全部上清液，用0.7 mol/L NaOH调节pH为6.0~6.5，加水定容至25.0 mL，制得试样分解液。
植酸标准曲线的绘制：准确吸取0.1 mg/mL植酸钠溶液，配制成6份不同浓度的待测液，每份待测液体积均为5.0 mL，分别含植酸0、0.004、0.01、0.1、0.2、0.5 mg的系列溶液，向6份待测溶液中分别加入4.0 mL反应溶液（1.5 g三氯化铁和15.0 g磺酸水杨酸加水溶解并定容至500mL，使用前稀释15倍），混匀，静置20 min后吸取上清液于1 cm比色皿中，于500 nm处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，植酸的质量为横坐标，绘制标准曲线并计算回归方程。
试样中植酸含量的测定：吸取5.0 mL试样分解液于10.0 mL离心管中，加入4.0 mL反应溶液，混匀，离心10 min（2500 r/min）后取上清液作为测定液；不加样品溶液为空白溶液。在500 nm波长下测定吸光度，试样中植酸含量按公式（1）计算：
X=m2×25×1000m1×5×V×1000×50 (1) 式中：X为试样中的植酸含量（g/kg）；m2为5.0 mL供试液中的植酸质量（mg）；25为洗脱液定容体积（mL）；m1为试样质量（g）；5为测定用的试液体积（mL）；V为供净化的提取液体积（mL）；50为提取液定容体积。
1.2.4 面团流变性的测定
面团的动态流变学根据Lei等[13]的方法进行测定，并略作修改。将面团置于平板（直径40 mm，间隙1 mm）上，在25 ℃条件下对面团进行振荡频率扫描测试。用硅油密封覆盖样品表面防止水分流失，上样后平衡松弛1 min后，进行频率扫描（0.1~10 Hz）测试，应变为0.5%。选择记录面团的弹性模量（G'）、粘性模量（G"）。
1.2.5 面团中蛋白质结构的测定
酸面团对面筋蛋白二级结构的影响采用傅立叶变换红外光谱仪（FT-IR）进行测定，并参照Bock等[14]的方法。FT-IR光谱扫描范围为400~4000 cm−1，分辨率为4 cm−1，扫描次数为16。
1.2.6 面包比容的测定
比容测定方法参考GB/T 14611-2008[15]方法稍作修改，面包烘焙完成后，室温放置1 h，分别称量面包的质量和体积，并按公式（3）计算比容。每个样品进行三次平行实验。
面包比容=体积(mL)质量(g) (2) 1.2.7 面包质构特性的测定
根据Sheikholeslami等[16]的方法稍作修改，室温放置1 h的面包，从中间截取2 cm×2 cm的方块，用质构仪对其进行测试，参数设定为探头TA36，前速率3 mm/s，测试速率1 mm/s，后速率3 mm/s，压缩程度50%。每个样品进行三次平行实验。
1.2.8 面包自由基清除率的测定
1.2.8.1 待测样液的制备
根据王蓉等[17]的方法稍作修改。准确称取冻干面包粉2.0 g于离心管中，加入10.0 mL 80%丙酮溶液，密封后水平放置在25 ℃的水浴振荡器中，以200 r/min提取1 h后，6000 r/min离心5 min，取上清液备用。分两次加入10.0 mL和6.0 mL 80%丙酮溶液，重复上述步骤。合并3次所得上清液，用去离子水定容至50 mL。
1.2.8.2 DPPH自由基清除能力测定
DPPH自由基清除率的测定参照Xu等[18]的方法并略作修改。取1.0 mL提取液，加入2.0 mL 0.2 mmol/L DPPH溶液，室温下避光静置15 min，以50%乙醇为空白样进行调零，于517 nm下测定吸光度值。DPPH 自由基清除率计算公式为：
DPPH自由基清除率(%)=(1−A1A0)×100 (3) 式中：A1为样品组的吸光度值；A0为空白组的吸光度值。
1.2.8.3 ABTS+自由基清除能力测定
ABTS+自由基清除率参照卫春会等[19]的方法并略作修改。取0.2 mL样品溶液与4.0 mL 7 mmol/L ABTS溶液混合，37 ℃下水浴10 min，以50%乙醇为空白样进行调零，在734 nm下测定吸光度值。ABTS+自由基清除率计算公式为：
ABTS+自由基清除率(%)=(1−A1A0)×100 (4) 式中：A1为样品组的吸光度值；A0为空白组的吸光度值。
1.2.9 面包的感官评价
采用九分嗜好评分法[20]，按照表2的评分标准对烘焙2~3 h后的面包进行感官评分，对面包的形态、色泽、风味、口感以及整体可接受度进行评分，小组成员由10名女性和10名男性组成，年龄在21~35岁之间。
表 2 面包感官评价标准Table 2. Sensory evaluation criteria of bread项目 评分标准 分数（分） 形态 外型圆润饱满，表皮平滑光洁，组织细腻松软
外型比较圆润饱满，表皮平滑无斑点，组织较细腻松软
外型不够圆润饱满，表皮粗糙有斑点，组织粗糙结实6~9
5
1~4色泽 内外色泽均匀，无杂色
内外色泽较均匀，无丝样光泽
内外色泽不均匀颜色灰暗6~9
5
1~4风味 面包有谷物香气，无异味
面包无谷物香气，无异味
面包无谷物香气，有异味6~9
5
1~4口感 口感柔和，粘弹性适中，不粘牙
口感较硬，不粘牙
口感硬，粘弹性过大或过小，粘牙6~9
5
1~4整体可
接受度可接受度高
可接受度一般，但不反感
较难接受6~9
5
1~41.3 数据处理
每组实验均重复进行3次。通过SPSS 16.0进行数据处理，采用ANOVA对数据进行差异显著性分析（P<0.05），利用Origin 2018 进行绘图。
2. 结果与分析
2.1 绿豆酸面团中微生物的组成
为了解西北酵头中微生物群落的组成，利用高通量测序技术对样品中的微生物构成进行分析。图1为西北酵头在物种水平上占群落丰度。由图1可知，西北酵头所含菌种在细菌类的优势菌种为乳酸菌，占比55.57%，其中优势菌株为植物乳杆菌、短乳杆菌、面包乳杆菌和戊糖片球菌。真菌类的优势菌种为酿酒酵母，其占比为91.21%，其次为矮小假丝酵母占比4.0%。与山东、宁夏、新疆等地区酸面团乳酸菌构成相比，西北酵头中的优势菌种为植物乳杆菌，其他地区的优势菌种多为旧金山乳杆菌、干酪乳杆菌和戊糖乳杆菌[21−23]。根据之前研究发现，植物乳杆菌在代谢过程中会产生有机酸和分泌多种酶与多糖，短乳杆菌可以代谢产生醛类、酚类，酿酒酵母在代谢过程中会产生异戊醇，矮小假丝酵母可以水解面粉中的低聚糖为果糖，这些微生物的代谢产物可能对绿豆面包的品质、营养特性和风味产生较大影响，进而提高产品的整体感官可接受度[24−27]。
2.2 酸面团发酵过程中pH和TTA的变化
图2为绿豆酸面团发酵过程中pH和TTA的变化。由图2可知，随着发酵时间的延长，酸面团的pH呈下降趋势，面团的TTA逐渐增加，在发酵6 h后pH下降最为明显，TTA最高。可能是在发酵初始阶段微生物的繁殖过程代谢产物少，对酸面团的pH影响较小。随着发酵的进行，酸面团中的优势菌种植物乳杆菌在代谢过程中产生L-苹果酸、乙酸、乳酸等有机酸，有机酸使面团的TTA值升高，氢离子浓度上升，pH下降。
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图 2 绿豆酸面团发酵过程中pH和TTA的变化注：同类型不同字母表示同一指标不同发酵时间数据差异显著（P<0.05）。Figure 2. Changes in pH, TTA of mung bean sourdough during fermentation2.3 酸面团发酵过程中植酸含量的变化
图3 是绿豆酸面团中植酸的变化情况。由图3可知，随着发酵时间的延长，酸面团中植酸含量逐渐降低，在发酵2~6 h时下降最为明显，由1.7 g/kg下降到0.95 g/kg，发酵6 h后，植酸含量趋于平缓。在发酵初期，由于酸面团中的植物乳杆菌含有植酸酶，植酸酶可使植酸分解为磷酸盐和肌醇磷酸酯，进而使植酸的含量降低。耿浩等[28]的研究也发现，发酵过程中pH的逐渐降低，有利于植酸酶活性的提高，促进植酸分解。但植酸酶的最适pH介于6.5~7.5之间，从图2结果中可以看出，随着发酵的继续进行，面团中的pH会继续降低，因此植酸酶的活性因pH的影响降低，从而影响对植酸的分解，即使继续进行发酵，植酸含量不会出现明显降低的现象。
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图 3 绿豆酸面团中植酸的变化注：不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。Figure 3. Changes in phytic acid in mung bean acid dough2.4 酸面团动态流变学分析
图4为面团的流变学特性分析结果。与对照组CS相比，随着绿豆添加量的增加，绿豆面包面团的G'和G"都呈上升趋势，即弹性模量及粘性模量都显著增加。说明添加绿豆粉破坏了面团的粘弹性平衡[29] ，G'始终高于G"说明物质具有固体弹性物质的流变特性[30]。绿豆添加量越高，面团的粘弹性越大，可能是绿豆中的直链淀粉以及面筋蛋白等成分更容易吸水，直链淀粉与水结合，导致面团中用于润滑的水分减少，使面团的整体硬度增加。类似的现象在曹伟超[31]的研究得到过证实，当面筋部分吸水后，没有完全水合的面粉颗粒会让面团呈现“僵硬”的状态。此外，与未添加绿豆酸面团的面包相比，添加了绿豆酸面团的面包其弹性（G'）和粘性（G"）均呈降低趋势。主要的原因是酸面团的存在使面团环境整体为酸性，酸性条件下存在大量正电荷，蛋白质的溶解度随之增加，面筋蛋白暴露出更多疏水基团，分子间的斥力增加，面筋的强度降低，面团的弹性模量及粘性模量均呈现出下降趋势[32]。从弹性模量和粘性模量的结果可以看出加入绿豆酸面团提高了面团的可塑性。
2.5 绿豆面包面团中蛋白质结构变化分析
绿豆面包面团中蛋白质的二级结构变化结果见表3。由表3可以看出，含有酸面团的面包面团，其蛋白质的β-折叠和α-螺旋构象含量增加，无规则卷曲和β-转角构象含量降低。蛋白质二级结构的β-折叠和α-螺旋构象比无规则卷曲和β-转角结构更加稳定有序[31]，这表明加入酸面团制得的绿豆面包面团，其蛋白质的分子构象更加趋于稳定。其中的一个原因是经过发酵的酸面团中含有发酵过程中产生的胞外多糖，具有保护蛋白质二级结构的特性，能够减少不稳定的蛋白质二级结构，如β-转角的含量。同时，酸面团中的微生物在发酵过程中分泌的胞外水解酶可以促进面团中蛋白质络合物的形成[33]，从而有利于蛋白质结构的稳定。由于绿豆粉中膳食纤维含量较高，而产酶菌株接种后能以蛋白质、淀粉作为营养物质，产生大量纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶等，可以提高含有酸面团的面团中可溶性糖类的含量。而未添加酸面团的面团中高分子量的不溶性膳食纤维吸收水分后可形成高粘性凝胶，阻碍面筋网络结构的形成，破坏面筋蛋白二级结构的稳定性[34]。与此同时，酸面团面包面团中，不溶性膳食纤维被分解，面筋蛋白周围的自由水含量增加，促进了蛋白质分子的聚集，从而β-折叠和α-螺旋构象增加，无规则卷曲结构降低[14]。
表 3 蛋白质二级结构的变化（%）Table 3. Changes in protein secondary structure (%)样品 α-螺旋 β-折叠 β-转角 无规则卷曲 CS 17.43±0.49a 37.47±0.90a 26.26±0.46a 18.84±0.56d W-10 14.08±0.18c 35.46±0.09b 21.42±1.00c 29.04±0.86a W-30 14.04±1.37c 34.35±0.12c 23.34±0.38b 28.27±1.08ab S-10 15.57±0.17b 36.85±0.30a 23.01±1.03b 24.58±0.81c S-30 14.23±0.26c 34.39±0.24c 24.22±0.42b 27.16±0.29b 注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）。 与小麦面包面团相比，绿豆面包面团中的β-折叠和α-螺旋结构降低，这是因为小麦蛋白的二级结构主要以β-折叠为主，其占比在40%左右，α-螺旋结构约占16%[35]。绿豆蛋白的二级结构中β-折叠约占33%，α-螺旋为11%左右[36]，所以随着绿豆粉添加比例的增加，绿豆面包面团中两种结构都呈下降趋势。
2.6 面包的比容分析
面包的比容是考察面包蓬松度的一个重要指标，不同绿豆添加量对绿豆面包比容的影响见图5。在绿豆面包中，随着绿豆粉添加量的增加，面包的比容呈下降趋势，而添加绿豆酸面团后，面包的比容均增加。这是由于绿豆中不含有维持面团结构稳定的麦醇溶蛋白和麦谷蛋白，添加谷朊粉可以对维持面团结构稳定起到改善作用，但其无法与绿豆淀粉形成稳定的交联结构。在酸面团发酵过程中，西北酵头中的植物乳杆菌和短乳杆菌会代谢产生有机酸、胞外多糖、酶类和二氧化碳等代谢产物。胞外多糖有助于面筋形成致密的网络结构，增加面团的持气能力，发酵过程中产生的有机酸有利于面筋、淀粉、阿拉伯木聚糖等形成复合物[31,37]。因此添加了绿豆酸面团的面包比容更高，组织更细腻，更柔软。
2.7 面包的质构特性分析
不同绿豆粉添加量的绿豆面包质构结果见表4。与对照组相比，随着绿豆粉添加量的增加，面包的硬度、咀嚼性明显呈上升趋势，而添加了绿豆酸面团的面包，二者均明显降低。而在弹性和内聚性角度来看，绿豆粉和酸面团的添加对其影响不显著（P>0.05）。弹性越大表明面包的内部组织越稳定，面包的抗形变能力越强[31]。咀嚼性指的是样品经完全嚼碎后所消耗的能量，反映了面包对咀嚼的持续抵抗性[38]。内聚性代表面包内部结构在外力作用下抵抗破坏并紧密连接、使之保持完整的能力，内聚性越大面包越不易掉渣[31]。在添加了绿豆酸面团的面包中，硬度和咀嚼值变小，表明面包化口性好、易于吞咽。添加绿豆酸面团的面包其硬度和咀嚼性更趋近于传统的小麦面包，主要是因为西北酵头中的优势菌株发酵产生了适量的有机酸，多糖有利于面筋网络的稳定[39]，改善了绿豆粉对面包发酵特性和质构特性的不利影响。
表 4 面包的质构特性Table 4. Texture properties of bread样品 硬度 弹性 内聚性 咀嚼性 CS 334.33±20.65d 10.81±0.77a 0.71±0.09a 26.06±3.51c W-10 780.5±21.98b 10.03±0.59ab 0.63±0.02ab 46.08±1.12b W-30 1280.17±32.87a 9.22±0.42b 0.55±0.04b 62.86±6.44a S-10 292.33±10.79e 9.29±0.59b 0.67±0.02a 17.93±1.59d S-30 582.67±10.73c 9.8±0.47ab 0.58±0.01b 30.35±3.52c 注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）。 2.8 绿豆面包抗氧化性分析
表5为酸面团对绿豆面包体外抗氧化能力的影响，结果表明，与对照组相比，随着绿豆添加量的增加，绿豆面包的抗氧化性显著升高（P<0.05），而添加了绿豆酸面团的面包其抗氧化性更强。这是由于绿豆中含有黄酮类、多酚类、多糖类和可溶性膳食纤维类等抗氧化物质[37]，绿豆粉添加提高了面包中的抗氧化性成分。在添加绿豆酸面团的面包中，植物乳杆菌的存在导致发酵过程中面包呈弱酸性，有利于黄酮类物质和多酚的富集，进而抗氧化性更强[40−42]。此外，酸面团中的微生物在发酵过程中会产生蛋白酶、纤维素酶和果胶酶等酶类，这些酶让结合态的多酚类化合物水解为游离态，让面包中的多酚含量增加[43]。
表 5 酸面团的添加对面包体外抗氧化能力的影响Table 5. Effects of adding sourdough on the antioxidant capacity of bread in vitro样品 ABTS+自由基清除能力 DPPH自由基清除能力 CS 3.43±0.41e 1.94±0.60c W-10 7.03±0.92d 4.94±0.04b W-30 14.28±0.97b 9.08±0.01a S-10 9.11±0.53c 5.32±0.06b S-30 15.57±0.10a 9.15±0.01a 注：同列字母不同表示差异显著（P<0.05）。 2.9 面包感官评价
图6和图7分别是不同面包的横截面图和感官评定结果。由图6可知，纯小麦粉制作的面包外观颜色均匀，表面颜色金黄，松软且富有弹性；内部气孔组织均匀，切开后无掉渣现象。添加了绿豆粉的面包，颜色变深，面包内部气孔变小，口感变硬，切开后有断裂和掉渣的情况。添加了绿豆酸面团的面包，面包的体积明显变大，口感相对松软，气孔明显，硬度适中，外观上更接近小麦面包。
图7表明，纯小麦粉制作的面包综合感官评定结果最优，绿豆的添加会降低评价结果。添加绿豆酸面团的绿豆面包感官评价的结果高于未处理的绿豆面包，整体得分均较高。当绿豆粉的添加量在10%时，对面包颜色的影响不明显。但当添加量达到30%时，面包色泽变化较大，口感变硬，绿豆味道明显。当面包中添加了酸面团后，面包质地更柔软，口感和风味的可接受程度明显提高，这主要是因为西北酵头中的优势菌种植物乳杆菌在代谢过程中会产生有机酸酶与多糖等，这些代谢产物使面团中的蛋白质二级结构更稳定，丰富产品口味，赋予产品更好的感官[30]。
综上所述，绿豆粉的添加主要影响面包的颜色，且随着添加量的升高，颜色逐渐变深，硬度和蓬松度变差。而西北酵头发酵的酸面团有助于绿豆面包发酵特性和风味的改善。
3. 结论
本研究表明，利用富含乳酸菌和酿酒酵母的西北酵头发酵绿豆粉制得酸面团，能够有效改善绿豆面包的发酵特性、营养及感官特性。植物乳杆菌、短乳杆菌以及酿酒酵母等在代谢过程中会产生乳酸、乙酸等有机酸，会分泌多种酶与多糖以及酚类物质，改善面包的组织结构和风味，并且提高面包的营养品质。绿豆粉的加入不利于面包的色泽和发酵特性，而添加了酸面团的面包，其口味和发酵特性得到较好的改善。在组织结构上，受绿豆粉本身结构组成影响，绿豆面包中蛋白质α-螺旋和β-折叠结构较少，质构和发酵特性较差。但酸面团添加后，由于发酵过程中产生的胞外多糖和多种酶的作用，促进了面团蛋白质二级结构的稳定和网络结构的形成，提高了面团的质地和比容，有利于面团发酵特性的改善。营养及感官评价结果表明，利用西北酵头发酵绿豆粉，发酵过程中富集了黄酮、多酚等物质的，提高了绿豆面包对ABTS+和DPPH自由基的清除能力，并且丰富了绿豆面包的风味，提高了消费者对其的可接受程度。尽管西北酵头发酵制得的绿豆面包，其营养成分优于传统的小麦面包，但由于自身蛋白质组成等原因，绿豆面包对于消费者来说，其感官品质仍有待改进，未来课题组将继续进一步探究。本研究对具有功能性杂豆主食产品的开发具有指导意义。
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图 2 绿豆酸面团发酵过程中pH和TTA的变化
注：同类型不同字母表示同一指标不同发酵时间数据差异显著（P<0.05）。
Figure 2. Changes in pH, TTA of mung bean sourdough during fermentation
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图 3 绿豆酸面团中植酸的变化
注：不同小写字母表示差异显著（P<0.05）。
Figure 3. Changes in phytic acid in mung bean acid dough
表 1 面包的制作配方
Table 1 Formulations of bread
面包
类型添加量（g） 小麦粉 绿豆酸
面团绿豆粉 谷朊粉 水 干酵母 白砂糖 黄油 CS 200 0 0 0 110 1.5 5 5 W-10 180 0 20 2 110 1.5 5 5 W-30 140 0 60 6 110 1.5 5 5 S-10 180 40 0 2 90 1.5 5 5 S-30 140 120 0 6 50 1.5 5 5 注：CS：纯小麦面包对照组；W-10：添加10%未处理绿豆粉的面包；W-30：添加30%未处理绿豆粉的面包；S-10：添加10%绿豆酸面团的面包；S-30：添加30%绿豆酸面团的面包。 
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表 2 面包感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation criteria of bread
项目 评分标准 分数（分） 形态 外型圆润饱满，表皮平滑光洁，组织细腻松软
外型比较圆润饱满，表皮平滑无斑点，组织较细腻松软
外型不够圆润饱满，表皮粗糙有斑点，组织粗糙结实6~9
5
1~4色泽 内外色泽均匀，无杂色
内外色泽较均匀，无丝样光泽
内外色泽不均匀颜色灰暗6~9
5
1~4风味 面包有谷物香气，无异味
面包无谷物香气，无异味
面包无谷物香气，有异味6~9
5
1~4口感 口感柔和，粘弹性适中，不粘牙
口感较硬，不粘牙
口感硬，粘弹性过大或过小，粘牙6~9
5
1~4整体可
接受度可接受度高
可接受度一般，但不反感
较难接受6~9
5
1~4
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表 3 蛋白质二级结构的变化（%）
Table 3 Changes in protein secondary structure (%)
样品 α-螺旋 β-折叠 β-转角 无规则卷曲 CS 17.43±0.49a 37.47±0.90a 26.26±0.46a 18.84±0.56d W-10 14.08±0.18c 35.46±0.09b 21.42±1.00c 29.04±0.86a W-30 14.04±1.37c 34.35±0.12c 23.34±0.38b 28.27±1.08ab S-10 15.57±0.17b 36.85±0.30a 23.01±1.03b 24.58±0.81c S-30 14.23±0.26c 34.39±0.24c 24.22±0.42b 27.16±0.29b 注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）。
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表 4 面包的质构特性
Table 4 Texture properties of bread
样品 硬度 弹性 内聚性 咀嚼性 CS 334.33±20.65d 10.81±0.77a 0.71±0.09a 26.06±3.51c W-10 780.5±21.98b 10.03±0.59ab 0.63±0.02ab 46.08±1.12b W-30 1280.17±32.87a 9.22±0.42b 0.55±0.04b 62.86±6.44a S-10 292.33±10.79e 9.29±0.59b 0.67±0.02a 17.93±1.59d S-30 582.67±10.73c 9.8±0.47ab 0.58±0.01b 30.35±3.52c 注：同列不同字母表示差异显著（P<0.05）。
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表 5 酸面团的添加对面包体外抗氧化能力的影响
Table 5 Effects of adding sourdough on the antioxidant capacity of bread in vitro
样品 ABTS+自由基清除能力 DPPH自由基清除能力 CS 3.43±0.41e 1.94±0.60c W-10 7.03±0.92d 4.94±0.04b W-30 14.28±0.97b 9.08±0.01a S-10 9.11±0.53c 5.32±0.06b S-30 15.57±0.10a 9.15±0.01a 注：同列字母不同表示差异显著（P<0.05）。
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