紅薯米發(fā)糕生產(chǎn)工藝優(yōu)化

李 雪，余 晨，李秀娟，潘思軼，徐曉云*

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

紅薯米發(fā)糕生產(chǎn)工藝優(yōu)化

李 雪，余 晨，李秀娟，潘思軼，徐曉云*

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430070)

通過在米發(fā)糕的制作過程中添加一定量的紅薯泥，研究紅薯米發(fā)糕的生產(chǎn)工藝。結(jié)合感官評定和質(zhì)構(gòu)特性的分析，通過單因素試驗研究紅薯、水、小蘇打、糖添加量以及汽蒸時間對紅薯米發(fā)糕品質(zhì)的影響，并采用正交試驗得到生產(chǎn)紅薯米發(fā)糕的最優(yōu)工藝條件。在大米:紅薯:水質(zhì)量比為10:9:7、發(fā)酵3h、添加發(fā)酵液總量7%的糖和0.6‰的小蘇打后，常壓汽蒸13min，得到的紅薯米發(fā)糕品質(zhì)最好。

紅薯；米發(fā)糕；質(zhì)構(gòu)；感官評價；工藝優(yōu)化

紅薯，又名甘薯、番薯等，種植廣泛，營養(yǎng)價值很高，其蛋白質(zhì)氨基酸組成與大米相似，必需氨基酸含量高，特別是大米缺少的賴氨酸含量豐富。VA、VB1、VB2和尼克酸均比其他雜糧高，鈣、磷、鐵等無機(jī)物含量豐富[1]。紅薯還是一種生理堿性食品，同大米這種生理酸性食品共同食用后，可以調(diào)節(jié)人體的酸堿平衡[2]。除此之外紅薯還具有很高的藥用價值，中醫(yī)認(rèn)為紅薯“性平溫，無毒，健脾胃、益陰精、壯筋骨、補血和中、延年益壽”[3]。并且最近的研究表明，紅薯含有的脫氫表雄甾酮，是一種與哺乳動物腎上腺分泌素相類似的類固醇，它能抑制乳腺癌和結(jié)腸癌的發(fā)生發(fā)展[4]。

傳統(tǒng)食品中的米發(fā)糕是由大米漿發(fā)酵、汽蒸而成。與面包、饅頭不同，米發(fā)糕的品質(zhì)特性主要是大米淀粉糊化后形成的凝膠，這種凝膠的形成主要與直鏈淀粉有關(guān)，無直鏈淀粉或直鏈淀粉含量低則不能形成凝膠或者膠性差[5]。本實驗將紅薯打成泥加入米漿共同發(fā)酵，生產(chǎn)出一種新型保健米發(fā)糕——紅薯米發(fā)糕，從而滿足不同消費者對保健食品的需求[6]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

早秈米 徐東糧油批發(fā)市場；老漿(國內(nèi)民間發(fā)酵傳統(tǒng)米發(fā)糕所用發(fā)酵劑) 實驗室加工自備；紅薯、白砂糖、小蘇打均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

JL-100型電動多用磨漿機(jī) 重慶友昌機(jī)械制造有限公司；HHS型電熱恒溫水浴鍋 上海醫(yī)療器械五廠；電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；蒸鍋 蘇泊爾公司；TA2i型物性測試儀 英國TA公司。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria of sensory evaluation for FRC with sweet potato

1.3 方法

1.3.1 紅薯米發(fā)糕的制作工藝

大米經(jīng)過浸泡、磨漿后與一定量的紅薯泥混合，加入老漿后在34℃恒溫水浴鍋中發(fā)酵3h，然后將25g紅薯大米發(fā)酵混合液注入特制的模具中，在常壓條件下進(jìn)行蒸氣汽蒸。成品在室溫下放置到溫度為20℃時，進(jìn)行TPA質(zhì)構(gòu)測試。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)特性的測定參數(shù)[7-8]

物性測試的測定參數(shù)：測定模式：TPA；測量探頭：下壓探頭P/36R；測試前速5mm/s；測試速度2mm/s；測試后速度5mm/s；應(yīng)變位移60%；引發(fā)力5g；引發(fā)類型自動；獲取數(shù)率200pps[9]。

1.3.3 單因素和正交試驗設(shè)計

單因素試驗研究紅薯、水、小蘇打、糖添加量以及汽蒸時間對紅薯米發(fā)糕品質(zhì)的影響，正交試驗得到生產(chǎn)紅薯米發(fā)糕的最優(yōu)工藝條件。

1.4 紅薯米發(fā)糕感官評價方法[10]

感官評價方法：組成10人評分小組，按照感官評分的方法分別評分，取平均值，按照表1所列標(biāo)準(zhǔn)對紅薯米發(fā)糕外觀、內(nèi)部質(zhì)地結(jié)構(gòu)和食用品質(zhì)進(jìn)行評價。

2 結(jié)果與分析

2.1 各因素對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響[11]

2.1.1 不同紅薯添加量對米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表2 不同紅薯添加量對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果和感官評價結(jié)果Table 2 Effect of sweet potato addition amount on TPA and sensory evaluation of FRC with sweet potato

由表2可看出，隨著紅薯添加量的增加，紅薯米發(fā)糕的硬度、彈性、咀嚼性都是先增大再減小，其內(nèi)聚性和回復(fù)性差別不大。一般情況下，優(yōu)質(zhì)的米發(fā)糕應(yīng)該是硬度適中，彈性較大，咀嚼性好[9]。在紅薯米發(fā)糕的感官評價中，硬度、咀嚼性最高的一組，感官評分最好[12]。因為在這個比例下形成的混合凝膠硬度適中，彈性數(shù)值最高，說明此時紅薯米發(fā)糕的內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)密有序，口感柔軟富有彈性。由于紅薯是已經(jīng)糊化好的，有助于發(fā)酵體系中的微生物增值，縮短了發(fā)酵時間，隨著發(fā)酵體系中的酵母菌量的增多，發(fā)酵所產(chǎn)生的特色香氣更加濃郁，感官分?jǐn)?shù)也隨之上升。但是由于發(fā)酵過程中乳酸菌對經(jīng)糊化好的紅薯淀粉利用率較高，產(chǎn)酸量也較高，這樣直接導(dǎo)致口感偏酸，過量的酸同時也會導(dǎo)致淀粉發(fā)生一定程度的斷鏈現(xiàn)象，進(jìn)而影響淀粉形成凝膠的能力。所以隨著紅薯添加量的增加感官評分是先增大后減小。表3是感官評分和5組質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)相關(guān)性的分析，感官評分和質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)中的硬度、彈性、咀嚼性呈正相關(guān)性，同內(nèi)聚性和回復(fù)性呈負(fù)相關(guān)性，且感官評分與彈性呈顯著正相關(guān)，同咀嚼性極顯著正相關(guān)[13-14]。

表3 感官評分同質(zhì)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系Table 3 Correlation between sensory evaluation and textural properties of FRC with sweet potato under the condition of various sweet potato addition amounts

2.1.2 不同加水量對米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響

在加水量不同的狀況下，發(fā)酵過程中發(fā)酵液體積的膨脹程度區(qū)別較小。由表4可知，加水量不同的紅薯米發(fā)糕汽蒸后在感官分?jǐn)?shù)上區(qū)別較小，質(zhì)構(gòu)數(shù)值尤其是彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性差別也較小。由表5可知，硬度、彈性和咀嚼性同感官評價呈正相關(guān)性，內(nèi)聚性和回復(fù)性呈負(fù)相關(guān)。不斷增大加水量，可以促進(jìn)發(fā)酵體系中的酵母菌的增值[15]，酵母菌量增多時，發(fā)酵產(chǎn)生的香氣成份越多，感官分?jǐn)?shù)隨之提高。但是超過臨界點后，隨著水分的不斷增加，除了蛋白和淀粉吸附的水以外還存在多余的游離水分，這對凝膠的空間結(jié)構(gòu)形成造成不利的影響，從而硬度降低[9]，又因為咀嚼性在數(shù)值上等于硬度×彈性×內(nèi)聚性，所以硬度降低，咀嚼性也隨之降低。此時得到的紅薯米發(fā)糕水分過量，口感不綿密，品質(zhì)不好，感官評分也較低。

表4 不同加水量對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測定和感官評價的影響Table 4 Effect of water addition amount on TPA and sensory evaluation of FRC with sweet potato

表5 感官評分同質(zhì)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系Table 5 Correlation between sensory evaluation and textural properties of FRC with sweet potato under the condition of various water addition amounts

2.1.3 不同汽蒸時間對米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表6 不同汽蒸時間對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果和感官評價結(jié)果Table 6 Effect of steaming time on TPA and sensory evaluation of FRC with sweet potato

表7 感官評分同質(zhì)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系Table 7 Correlation between sensory evaluation and textural properties of FRC with sweet potato under the condition of various steaming time

由表6可知，汽蒸時間的長短對咀嚼性的影響不是特別明顯，硬度變化隨汽蒸時間呈現(xiàn)出先增大后減小的變化規(guī)律。說明，當(dāng)混合淀粉到達(dá)糊化溫度后，淀粉粒大量吸水膨脹，直鏈淀粉從淀粉顆粒中滲析出來形成凝膠，包裹淀粉粒，整個凝膠體系的硬度呈顯著增大。隨著糊化的進(jìn)行，直鏈鏈間的遷移能力增強(qiáng)，膨脹的淀粉粒間的碰撞加劇，導(dǎo)致部分淀粉粒破裂，米發(fā)糕硬度減小[9]。表7相關(guān)性分析中發(fā)現(xiàn)感官評分同彈性呈顯著正相關(guān)，同硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性和咀嚼性都成正相關(guān)，說明隨著汽蒸時間不斷增加得到的紅薯米發(fā)糕感官分?jǐn)?shù)也同質(zhì)構(gòu)數(shù)值一樣先增大后減小。在汽蒸時間20min時感官評價分?jǐn)?shù)繼續(xù)降低，原因可能為汽蒸時間過長會導(dǎo)致紅薯米發(fā)糕內(nèi)部氣孔小而少，表皮部分氣孔較大且不均勻，所得的紅薯米發(fā)糕品質(zhì)也隨之降低。

2.1.4 不同小蘇打添加量對米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表8 不同小蘇打添加量對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測定和感官評價結(jié)果Table 8 Effect of baking soda addition amount on TPA and sensory evaluation of FRC with sweet potato

表9 感官評分同質(zhì)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系Table 9 Correlation between sensory evaluation and textural properties of FRC with sweet potato under the condition of various baking soda addition amounts

由表8可知，隨著小蘇打量的不斷增加，紅薯米發(fā)糕的硬度、彈性、咀嚼性均先增大后減小，內(nèi)聚性和回復(fù)性差別不大。因為少量的小蘇打可以與紅薯米發(fā)糕內(nèi)的蛋白質(zhì)反應(yīng)，增加蛋白的溶解性和持水率，增大了紅薯米發(fā)糕的彈性，但過量則會導(dǎo)致蛋白變性，降低其彈性。本實驗中，小蘇打過量造成了產(chǎn)品硬度降低，感官評分也隨著小蘇打添加量的增加呈先增大后降低的趨勢。由表9可知，感官評分同硬度、內(nèi)聚性、咀嚼性和感官評分呈正相關(guān)性，同彈性、回復(fù)性呈負(fù)相關(guān)，且回復(fù)性與感官評分呈極顯著負(fù)相關(guān)。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中小蘇打?qū)t薯米發(fā)糕起到堿性膨松劑的作用，因為紅薯大米共同發(fā)酵中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)比單純的大米發(fā)酵產(chǎn)生的乳酸含量要高，口感更酸，僅僅使用糖來壓制酸性的效果并不明顯，所以必須用小蘇打中和。在汽蒸過程中，小蘇打通過受熱分解產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使紅薯米發(fā)糕更加蓬松，可以賦予紅薯米發(fā)糕更加松軟的口感。但是小蘇打添加量過高，則使得紅薯米發(fā)糕顏色呈現(xiàn)不出亮黃色，且放置過程中容易發(fā)黃變白。

2.1.5 不同糖添加量對米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)和感官的影響

表10 不同糖添加量對紅薯米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測定和感官評價結(jié)果Table 10 Effect of sugar addition amount on TPA and sensory evaluation of FRC with sweet potato

表11 感官評分同質(zhì)構(gòu)之間的相關(guān)關(guān)系Table 11 Correlation between sensory evaluation and textural properties of FRC with sweet potato under the condition of various sugar addition amounts

由表10可以發(fā)現(xiàn)隨著糖添加量的不斷增加，硬度、咀嚼性先增大后減小，彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性變化較大且規(guī)律性不明顯。由表11可知，感官評分同硬度、內(nèi)聚性、回復(fù)性呈正相關(guān)，同彈性呈負(fù)相關(guān)，同咀嚼性呈顯著正相關(guān)。隨著糖添加量的不斷增加，咀嚼性先增大后減小，感官評分也是先增大后減小。添加糖主要是賦予紅薯米發(fā)糕酸甜口感中的甜味，在發(fā)酵完成后，由于微生物產(chǎn)酸，需要添加一定量的糖來達(dá)到酸甜適宜的口感。在感官評分中，蔗糖添加量在6%時口感偏酸，添加量在8%時口感偏甜，在7%時開始味道是酸味為主，而后甜味綿密，酸甜可口，后味濃郁。2.2 正交試驗[15]

表12 L8(25)正交試驗因素水平表Table 12 Factors and levels of orthogonal experiments for formula

表13 L8(25)正交試驗設(shè)計及結(jié)果Table 13 Results and analysis of orthogonal experiments for formula

由表13分析可知，A2B1C2D2E2為最佳方案。進(jìn)行重復(fù)性實驗驗證得到最優(yōu)的工藝：大米:紅薯:水的質(zhì)量比為10:9:7，小蘇打添加量0.6‰，糖添加量7%，汽蒸時間13min得到紅薯米發(fā)糕品質(zhì)最優(yōu)。

由極差分析可知，各因素對感官的影響：紅薯添加量＞加水量＞汽蒸時間＞小蘇打添加量＞糖添加量，即影響紅薯米發(fā)糕感官的主要因素為紅薯添加量，水添加量。汽蒸時間和小蘇打添加量對其有一定影響，糖的添加量對紅薯米發(fā)糕質(zhì)量的影響不大。

3 結(jié) 論

感官評分和質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析表明：單因素試驗中通過多次試驗進(jìn)行相關(guān)性分析后用質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)代替感官評價作為產(chǎn)品優(yōu)劣順序的評價指標(biāo)是具有可行性的，但是質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)不能完全取代感官評價作為評價產(chǎn)品品質(zhì)的唯一指標(biāo)。

以感官評分為評價指標(biāo)進(jìn)行正交試驗可得最佳工藝：大米:紅薯:水質(zhì)量比為10:9:7，發(fā)酵3h，添加發(fā)酵液總量7%的糖和0.6‰的小蘇打，常壓汽蒸13min后，得到的紅薯米發(fā)糕品質(zhì)最好。

[1] 田芳. 番茄紅薯面包的研制[J]. 食品科技, 2005(6): 28-30.

[2] 徐海菊. 紅薯營養(yǎng)面包的研制[J]. 糧油食品科技, 2009, 17(4): 72-73.[3] 李昌文. 紅薯饅頭的研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2008(6): 24-27.

[4] 王水興, 夏慧玲, 吳凌偉. 乳酸菌發(fā)酵紅薯清汁飲料的研制[J]. 食品研究與開發(fā), 2007, 28(10): 98-100.

[5] JULIANO B O. Rice chemistry and quality[J]. International Journal of Food Science and Technology, 2005, 40(5): 571-572.

[6] 曹凱光. 紅薯綜合加工利用研究及其保健食品開發(fā)[J]. 糧食與油脂,2004(1): 18-19.

[7] 楚炎沛. 物性測試儀在食品品質(zhì)評價中的應(yīng)用研究[J]. 糧食與飼料工業(yè), 2003(7): 40-42.

[8] 王海鷗, 姜松. 質(zhì)構(gòu)分析(TPA)及測試條件對面包品質(zhì)的影響[J]. 糧油食品科技, 2004, 12(3): 1-4.

[9] 沈伊亮. 米發(fā)糕品質(zhì)評價與加工工藝的研究[D]. 武漢: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[10] HANG S, QUAIL K, MOSS R, et al. Objective methods for the quality assessment of northern-style Chinese steamed bread[J]. Journal of Cereal Science, 1995, 21(1): 49-55.

[11] GOH S M, CHARALAMBIDES M N, WILLIAMS J G. Mechanical properties and sensory texture assessment of cheeses[J]. Journal of Texture Studies, 2003, 34(2): 181-201.

[12] VOISEY P W, LARMIND E. Exploratory evaluation of instrumental techniques for measuring some textural characteristics of cooked Spaghetti[J]. Cereal Science Today, 1973(18): 126-143.

[13] 沈伊亮, 陳德文, 李秀娟, 等. 大米品種特性與米發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性研究[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(7): 79-82.

[14] 陳立德, 陳峰. 芹菜豬肉丸品質(zhì)特性影響因素的研究[J]. 肉類研究,2009(10): 19-22.

[15] GRAHAM H F. Yeasts in foods and beverages: Impact on product quality and safety[J]. Current Opinion in Biotechnology, 2007, 18(2):170-175.

Processing Technology Optimization of Fermented Rice Cake with Sweet Potato

LI Xue，YU Chen，LI Xiu-juan，PAN Si-yi，XU Xiao-yun*
(College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China)

In this work, the processing parameters for fermented rice cake (FRC) were optimized through adding a certain amount of mashed sweet potato. The effects of steaming time and the addition amounts of sweet potato, water, baking soda and sugar on the quality of FRC with sweet potato were explored by single factor and orthogonal experiments on the basis of sensory evaluation and textural property analysis (TPA). The optimal processing parameters were achieved to be rice-sweet potatowater ratio of 10: 9: 7, fermentation time of 3 hours, the addition amounts of sugar and baking soda of 7% and 0.6‰, and steaming time of 13 minutes under normal pressure. The best quality of FRC with sweet potato was achieved at the optimal processing conditions.

sweet potato；fermented rice cake；textural property analysis；sensory evaluation；technology optimization

TS213.3

B

1002-6630(2010)20-0518-04

2010-06-11

湖北省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新團(tuán)隊項目(2007-2010)

李雪(1985—)，女，碩士研究生，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏工程。E-mail：zimushan0011@163.com

*通信作者：徐曉云(1970—)，女，副教授，博士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品加工化學(xué)。E-mail：xuxiaoyun@mail.hzau.edu.cn