柚子（Citrus grandis）又名文旦，果实硕大，酸甜苦味兼具，营养价值高[1]。我国柚子资源丰富，盛产于我国的广西、广东、福建等地区[2]。柚子皮约占整个柚子质量的30%以上，研究表明，柚子皮中可溶性膳食纤维为40.8%，不溶性膳食纤维为45.1%，可以说柚子皮是丰富的膳食纤维来源库[3]。柚皮还含有丰富的维生素、多糖、香精油、黄酮类物质等[4]，其提取物具有抗氧化[5]、抗肿瘤[6]、抑菌[7]等作用，而目前人们对柚子皮的利用率极低，人们在食用果肉后，大部分柚子皮被当做垃圾扔掉，污染环境的同时还造成巨大的资源浪费[8]。
膳食纤维（dietary fiber，DF）指的是不被人体所消化、吸收利用的多糖类物质的总和[9]，主要成分有纤维素、木质素、树胶及果胶等[10]，具有调节人体血糖血脂，控制体重，改善肠道菌群，预防肠癌与便秘等病症[11]，被称为“第七营养素”。在《中国居民膳食营养素参考摄入量（2013）》中推荐的成人膳食纤维的适宜摄入量为25 g/d，而据调查显示，我国仅有20%的人群达到推荐摄入量[12]，增加膳食纤维的摄入量是非常必要的。
面包作为一种方便、快捷的主食，深受消费者青睐。近年来，向面包中加入富含多种营养价值的杂粮和蔬菜更是越来越受到消费者的欢迎[13]。在保证面包良好的口感基础上，将面包与富含膳食纤维的柚皮粉结合，不仅能提高膳食纤维的摄入量，赋予面包更多的功能特性，还能降低成本，避免资源的浪费[14]。因此，本研究主要探讨柚子皮的去苦工艺以及柚皮粉添加量、粒径大小对面包质构的影响，旨在提高人体膳食纤维的摄入量，增加柚子的附加值。
1 材料与方法
1.1 试验材料与试剂
柚子皮：南宁市水果市场；氯化钠（食品级）：湖南省湘衡盐化有限责任公司；碳酸氢钠（食品级）、高活性干酵母：安琪酵母股份有限公司；牛奶：蒙牛乳业（宝鸡）有限公司；高筋面粉：延津克朋面粉有限公司；黄油：浙江金奥艺发食品科技有限公司；白砂糖：安琪酵母（赤峰）有限公司；鸡蛋：市售。
1.2 仪器与设备
ACS-3JZ 普通天平：中山市衡新电子有限公司；DHG-9146A 电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司；QE-100 高速万能粉碎机：浙江屹立工贸有限公司；BO-C02 型和面机：佛山市贝奥电器有限公司；K4 型格兰仕烤箱：广东格兰仕微波生活电器制造有限公司；CT3-10K 质构仪：Brookfield（美国博勒飞）。
1.3 工艺流程
1.3.1 柚皮粉制备工艺流程
柚子皮→切片→浸泡→冲洗→烘干→粉碎→过筛→成品
1.3.2 面包制作工艺流程
柚皮粉→调粉→面团调制→分割、成型→醒发→烘烤→冷却→成品
1.4 操作方法
1.4.1 柚皮粉的制备
挑选新鲜、较厚的柚子皮，洗净表面后剔除黄皮，再将白瓤切成厚度一定，长×宽为5 cm×2 cm 的片状，放入一定质量分数的盐溶液（NaCl∶NaHCO3=9∶1（质量比）g/100 mL）中浸泡一定时间，捞出后洗至冲洗液无色透明，拧干，放入65 ℃的烘箱中干燥6 h～8 h，粉碎，过筛。
1.4.2 面包的制作
基本配方：面粉和柚皮粉混合物：100 g、白砂糖：15 g、鸡蛋：15 g、酵母粉：1.8 g、食盐：0.6 g、黄油：9 g、水：约50 g 左右。
取不同添加量和不同粒径的柚皮粉与面粉混合均匀，每份100 g，过筛后倒入搅拌机中，加入酵母、水、白砂糖、鸡蛋、食盐搅打至面团表面光滑，再加入黄油，继续搅打至其融入面团即可，整个过程控制在15 min以内完成。将调制好的面团拿出切割，成型后放入烤盘，在恒温30 ℃条件下醒发80 min～90 min，醒发完成后放入上火160 ℃，下火150 ℃的烤箱烤制15 min，面包出炉后，脱模冷却即可。
1.5 试验设计
1.5.1 柚皮粉的去苦试验
采用Design-Expert8.0.6 根据中心组合（Box-Behnken）试验设计原理，结合卫世乾等[15]的研究，选取柚皮的切片厚度（A）、盐浓度[NaCl∶NaHCO3=9∶1（质量比）]（B）、浸泡时间（C）3 个影响因素，以感官评分为响应值，采用响应面法进行中心组合设计试验，因素与水平见表1。
表1 柚皮粉制备工艺优化响应面试验因素水平编码
Table 1 Pomelo powder preparation process optimization response surface experimental factors horizontal coding
水平C 浸泡时间/h-10.345 0 0.667 1 0.989因素A 柚皮的切片厚度/cm B 盐浓度（NaCl∶NaHCO3=9∶1（质量比））/g/100 mL
1.5.2 添加柚皮粉面包试验设计
在调粉步骤中，相同条件下分别考察柚皮粉添加量为14%时柚皮粒径大小（60、80、100、150、200 目）、粒径为100 目时柚皮粉添加量（10%、12%、14%、16%、18%）对面包质构的影响。
1.6 感官评价
产品制备完成后，参照代雅杰等[16-17]制定感官评分表，邀请10 位无特殊喜好的评价员对产品进行评分，柚皮粉感官评分见表2，柚皮粉面包见表3。
表2 脱苦的柚皮粉感官评分表
Table 2 Sensory score of pomelo peel powder with bitterness removed
项目 评分标准 分值去苦程度 无苦味，无涩味，无咸味残留30色泽 乳白色，有光泽30气味 柚皮固有气味保留明显、无异味20质感 粉质细腻，流动性好20
表3 柚皮粉面包的感官评分表
Table 3 Sensory score sheet of pomelo peel bread
项目 评分标准 分值外观形态 表皮光滑，呈浅金黄色，色泽均匀，整体蓬松，无明显焦斑25面包芯色泽 乳白色，色泽均匀25内部组织 气孔均匀，纹理清晰，有弹性，柔软25滋味与口感 具有发酵和烘烤后面包特有的香味，松软适口，细腻不粗糙25
1.7 产品品质指标检测
面包比容的检测：采用GB/T 20981-2007《面包》进行，每个样品测3 次。
面包水分的测定：采用GB 5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》第一法进行测定。
面包微生物的检测：菌落总数采用GB 4789.2-2016 《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行；大肠杆菌采用GB 4789.3-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》第二法进行；霉菌采用GB 4789.15-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》进行。
1.7.1 面包质构性质的测定
参照林娟娟等[18]取冷却至25 ℃左右的面包剔除外皮取芯，切成每片厚度约为20 mm 的薄片，用CT3-10K 质构仪进行测定。参数设定为：TPA 模式，探头型号为TA-4/1000，探头测试前速度2.0 mm/s；测试速度2.0 mm/s；测试后速度2.0 mm/s；压缩程度50%；感应力5 g；循环次数两次；每片面包不同位置测定3 次，取平均值。根据面包的质构性质，选取硬度、弹性、咀嚼性、胶着性、内聚性作为面包的质构指标。
1.8 数据处理分析
运用Design-Expert（8.0.6）软件、Microsoft Excel（2010）软件对数据进行处理。
2 结果与分析
2.1 响应面优化柚皮粉的脱苦工艺结果与分析
2.1.1 响应面试验设计结果与方差分析
依据表1中的因素与水平，利用Design-Exper 8.0.6 软件中的Box-Behnken 模式设计响应面试验，试验结果见表4，方差结果见表5。
表4 响应面分析方案及结果
Table 4 Response surface analysis scheme and results
试验号A 柚皮的切片厚度B 盐浓度 C 浸泡时间 感官评分1 87.9 2 1 1 0 76.0 0 0 0 3 84.3 4 0 0 0 87.8 0 1 1 5-1-180.3 6 1 0 1 77.3 0 7-1074.6 8-11082.1 9 0 0 0 87 1 10-10-180.7 1101-184.6 12-1-1082.6 13-10181.4 1400087.5 150-1185.6 1610-173.3 1700087.8
表5 方差分析
Table 5 Analysis of variance
来源 平方和 自由度 均方 F 值P 值 显著性模型371.53941.28 148.38 ＜0.000 1**A 柚皮的切片厚度81.92181.92 294.45 ＜0.000 1**B 盐浓度1.9011.906.83 0.034 7*C 浸泡时间11.76111.76 42.27 0.000 3**AB0.9010.903.24 0.114 7 AC2.7212.729.79 0.016 7*BC7.8417.84 28.18 0.001 1**A2215.251215.25 773.69 ＜0.000 1**B211.12111.12 39.96 0.000 4**C221.79121.79 78.33 ＜0.000 1**残差1.9570.28失拟向1.4130.473.48 0.130 0纯误差0.5440.14总误差373.4816
运用Design-Exper 8.0.6 软件对表4的试验数据进行回归拟合分析，得到柚皮粉的感官评分对柚皮的切片厚度（A），盐浓度（B）和浸泡时间（C）的回归模型方程为：感官评分=+87.60-3.20A+0.49B+1.21C+0.47AB+0.82AC-1.40BC-7.15 A2-1.63B2-2.27C2。从表5方差分析可以看出，该回归模型极显著（P＜0.000 1），失拟项不显著（P=0.130 0＞0.05），其校正决定系数R2Adj=0.988 1，R2=0.994 8，说明回归模型与试验数据拟合程度较好，误差小，建立的回归模型可行，变异系数为0.64%，说明试验可靠性高，重现性好。由表5可知，各因素对柚皮粉感官评分影响主次顺序为：柚皮的切片厚度（A）＞浸泡时间（C）＞盐浓度（B）。其中一次项A、C和交互项BC，二次项A2、B2、C2 影响极显著（P＜0.01），影响显著（P＜0.05）的有一次项B 和交互项AC，表明浸泡盐浓度和浸泡时间、柚皮切片厚度和浸泡时间对柚皮粉的感官评分有交互影响的作用。
2.1.2 响应面交互作用分析
响应面和等高线的形状可反应各因素间交互作用的强弱趋势，响应面越陡，等高线呈椭圆形，表明因素之间交互作用对响应值影响较大，反之，响应面越平缓，等高线呈圆形则说明因素之间交互作用对响应值影响不大[19]。各因素交互作用对柚皮粉感官评分影响的响应面及等高线图见图1。
图1 各因素交互作用对柚皮粉感官评分影响的响应面及等高线图
Fig.1 Response surface and contour map of the influence of various factors on the sensory score of pomelo peel powder
由图1可知，随着柚皮的切片厚度和浸泡时间、盐浓度和浸泡时间的增加，感官评价先增加后减小，等高线呈椭圆形，说明这两组因素之间交互作用明显；随着柚皮的切片厚度与盐浓度的增加，感官评价先增大后减小，但等高线呈圆形，说明两因素之间交互作用不显著，这与表5的方差分析结果一致。
2.1.3 最佳条件的验证试验
由响应面优化分析得出的最优工艺参数为柚皮的切片厚度0.54 cm、浸泡时间7.44 h，盐浓度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）6.05 g/100 mL，感官评分预测值为88.1分。考虑实际情况以及操作方便，将最佳工艺条件修正为柚皮的切片厚度0.50 cm、浸泡时间7.50 h，盐浓度（NaCl∶NaHCO3=9∶1）是6.00 g/100 mL，在此工艺条件下进行验证试验，最终得到无苦味，无涩味，无咸味残留，且组织结构完整，具有柚皮固有风味的柚皮粉，感官评分为88.7 分，与预测值接近。
2.2 柚皮粉粒径大小对面包品质的影响
2.2.1 柚皮粉粒径大小对面包比容和水分含量的影响
柚皮粉粒径大小对面包品质的影响如图2所示，随着富含膳食纤维的柚皮粉粒径的减小，面包比容呈下降趋势，水分含量呈上升趋势，粒径在100 目至150目间，面包比容下降得较为明显，这可能是随着柚皮粉粒径的变小，颗粒比表面积增大，纤维网状结构增强，亲水性增强，对面粉形成的面筋破坏力增强，影响面筋网络结构的完整性，面包在发酵过程中持气率变低，与膳食纤维的相关研究一致[20]。
图2 不同柚皮粉粒径大小对面包品质的影响
Fig.2 Effect of particle size of different pomelo peel powder on bread quality
2.2.2 柚皮粉粒径大小对面包质构的影响
硬度、咀嚼性、弹性、胶着性、内聚性是评价面包质构特性的重要指标，不同柚皮粉粒径对面包质构的影响见表6。
表6 柚皮粉粒径大小对面包质构的影响
Table 6 Effect of particle size of pomelo peel on bread texture
粒径大小/目 质构特性硬度/g 咀嚼性/mJ 弹性/mm 胶着性/g 内聚性未添加柚皮粉67122.104.524980.64 6072137.507.766370.71 8079939.906.916510.70 10082744.108.417120.73 15085845.108.857070.68 20089346.409.177280.61
由表6可知粒径大小对面包质构的影响效果不显著，面包质构特性的硬度、咀嚼性随着粒径的减小而增大，但变化程度不大，而弹性、胶着性、内聚性呈不规则变化，变化程度也不大，均在可接受的范围内。
2.2.3 柚皮粉粒径大小对感官评分的影响
柚皮粉粒径大小对感官评分的影响见图3。
图3 柚皮粉粒径大小对感官评分的影响
Fig.3 Effect of particle size of pomelo peel on sensory score
柚皮粉添加量为14%时，由图3可知，感官评价随粒径的减小而呈先升高再降低的趋势。当柚皮粉粒径为200 目时，面包芯的色泽、气孔不均匀，纹理模糊面包，面包整体稍硬，香味不明显；当柚皮粉粒径为100 目时，面包外观饱满完整，表皮色泽均匀，弹性适中，面包香味浓郁，感官评分较高。
结合图2、图3以及表6考虑，柚皮粉粒径为100目最佳，在此粒径下面包的水分含量为40.03%，比容为4.37 mL/g，硬度827 g，咀嚼性44.10 mJ，弹性8.41 mm，胶着性712 g，内聚性0.73，面包外观饱满完整，弹性适中，口感细腻松软，感官评分为89.4 分。
2.3 柚皮粉添加量对面包品质的影响
2.3.1 柚皮粉的添加量对面包比容和水分含量的影响
柚皮粉的添加量对面包品质的影响见图4。
图4 柚皮粉的添加量对面包品质的影响
Fig.4 Effect of the addition of pomelo peel powder on bread quality
由图4可知，随着柚皮粉添加量的增大，面包的比容呈减小趋势，当膳食纤维添加量在12%以上时，面包比容下降程度明显，这可能是富含膳食纤维的柚皮粉中不含面筋蛋白，对面粉有稀释作用，而在面团的调制时，膳食纤维对面粉形成的面筋造成一定的破坏，导致面团在发酵过程持气率降低，进而膨胀困难，面包体积减小，比容下降。随着柚皮粉添加量的增大，面包水分含量呈升高趋势，这是因为膳食纤维分子表面具有亲水性基团，使得面包具有较高的持水性。
2.3.2 柚皮粉的添加量对面包质构的影响
不同柚皮粉添加量与面包质构影响关系见表7。
表7 柚皮粉的添加量对面包质构的影响
Table 7 Effect of the addition of pomelo peel powder on the texture of bread
柚皮粉添加量/%质构特性硬度/g 咀嚼性/mJ 弹性/mm 胶着性/g 内聚性0 67122.104.524980.64 1062937.007.475510.68 1270339.608.076340.71 1482744.108.417120.73 161 19749.308.991 0640.69 181 26956.209.231 1490.60
随着富含膳食纤维的柚皮粉添加量的增加，面包的硬度、咀嚼性、弹性、胶着性随之增加，当柚皮粉添加量在14%～16%范围内，数值变化程度较大；但随着柚皮粉添加量的增加，内聚性先增大后减小。
2.3.3 柚皮粉添加量对面包感官评分的影响
粒径为100 目时，柚皮粉添加量对面包感官评分的影响见图5。
图5 柚皮粉添加量对感官评分的影响
Fig.5 Effect of the addition of pomelo peel powder on sensory score
由图5可知感官评价随着柚皮粉添加量的增加而降低。当柚皮粉添加量为18%时，面包弹性强，硬度大，不在大众对面包的可接受范围内，面包整体不够蓬松，烘烤后的香味损失严重，面包芯色泽不均匀，中间部分呈浅黄色，感官评分较低；而柚皮粉添加量为12%时，面包硬度弹性等均在可接受范围，面包整体丰满蓬松，具有发酵和烘烤后的面包香味，口感细腻不粗糙，面包芯色泽均匀，感官评分较好。
综合考虑，柚皮粉粒径100 目，添加量12%时，面包风味良好，口味纯正，品质较佳，面包香味浓郁，水分含量39.03 %，比容4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，弹性8.07 mm，胶着性634 g，内聚性0.71。结合图3与图5可知，该条件下感官评分最佳，为91.5分。
2.4 产品质量指标
柚皮粉面包感官指标：产品表明呈棕黄色，色泽均匀，具有面包应有的香气，柔软由弹性、无其他视力可见的外来异物。
柚皮粉面包理化指标：水分含量39.03%，面包比容为4.38 mL/g，柚皮粉面包符合GB/T 20981-2007《面包》中的要求。
柚皮粉面包微生物指标见表8。
表8 微生物检测结果
Table 8 Microbiological test results
项目GB 7099-2015《食品安全国家标准糕点、面包》 检测结果菌落总数/（CFU/g）105200大肠菌群/（CFU/g）102＜10霉菌/（CFU/g）≤1508
3 结论
通过响应面优化试验结果表明，影响柚皮粉脱苦因素的主次顺序为柚皮的切片厚度＞浸泡时间＞盐浓度，最优工艺参数为柚皮的切片厚度0.50 cm，浸泡时间7.50 h，盐浓度是6.00 g/100 mL，柚皮粉无苦涩味，无咸味残留，具有柚皮固有风味。
面包质构特性的硬度、咀嚼性随着粒径的减小而增大，但影响效果不显著；随着柚皮粉添加量的增加，面包比容下降，水分含量升高，硬度、咀嚼性、弹性、胶着性增加，影响效果显著；当柚皮粉添加量为12%，粒径为100 目时，制作的柚皮粉面包水分含量为39.03%，比容为4.38 mL/g，硬度703 g，咀嚼性39.60 mJ，弹性8.07 mm，胶着性634 g，内聚性0.71，结构松软，风味良好，口味纯正，品质较佳。
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