不同溫度及包裝方式下復合雜糧米發(fā)糕的儲藏特性

(哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院,黑龍江哈爾濱 150076)

米發(fā)糕是我國傳統(tǒng)的大米發(fā)酵食品,經(jīng)浸泡、磨漿、添加發(fā)酵劑、注模、發(fā)酵并利用水蒸氣汽蒸而形成,其成品呈蜂窩狀結(jié)構(gòu),口感松軟,有發(fā)酵產(chǎn)生的特殊的、令人愉悅的氣味,易于被人體消化吸收[1-4]。雜糧具有獨特的營養(yǎng)和保健作用,如黑米具有保護心血管系統(tǒng),減輕糖尿病和并發(fā)癥,預防某些癌癥發(fā)生等功能[5];燕麥其脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)元素和不飽和脂肪酸含量均居谷物之首[6-7];小米的營養(yǎng)成分較齊全,人體對其消化吸收率較高[8]。因此,采用不同谷物制作的雜糧發(fā)糕營養(yǎng)更加豐富,市場前景廣闊。

目前市售雜糧米發(fā)糕一般是現(xiàn)做現(xiàn)賣。這是由于米發(fā)糕的水分和淀粉含量較高,在儲藏過程中易發(fā)生老化、變質(zhì),且微生物的生長、淀粉顆粒的結(jié)晶[9]、組織結(jié)構(gòu)改變[10-11]等都極大地影響了雜糧米發(fā)糕的食用品質(zhì)。而其貯藏方法和條件不明確,也限制雜糧米發(fā)糕開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應用。因而本研究以高筋小麥粉為主要原料,黑米、小米、燕麥等雜糧為添加物,制成一種新型復合雜糧米發(fā)糕,分別采用塑料盒裝和真空袋兩種包裝方式,并設定-18 ℃冷凍、4 ℃冷藏、25 ℃室溫的情況下儲藏米發(fā)糕,對發(fā)糕儲藏期間的菌落總數(shù)、水分含量、比容、質(zhì)構(gòu)特性(彈性、回復性、咀嚼性、硬度)進行測定,以期為研究淀粉老化機理及改善雜糧米糕品質(zhì)提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

高筋小麥粉 北大荒集團有限公司;黑米粉、小米粉、燕麥粉 黑龍江泓翔園食品;高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司;綿白糖、谷朊粉 市售;胰蛋白胨、瓊脂 分析純,南京生利德生物科技有限公司;葡萄糖、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、氯化鈉、鐵氰化鉀 分析純,哈爾濱市化工試劑廠;PP塑料盒 泉州市臺同塑料制品有限公司;PET/PVDC/PE真空包裝袋 江蘇貝瑞包裝材料有限公司。

BSA3202S電子天平 賽多利斯科學儀器有限公司;CS-85A面團攪拌機 廣州市番禺區(qū)昌盛機電設備有限公司;蒸鍋 蘇泊爾公司;XF系列醒發(fā)箱 廣州市賽思達機械設備有限公司;TA-new plus質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro Systems;LSH-80HC-1恒濕恒溫箱 上海一恒科學儀器有限公司;YW-D8電熱蒸飯柜 廣東東莞市永尚節(jié)能科技有限公司。DZQ-400/2SA/B 雙室真空包裝機 上海宏睿金屬制品有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 雜糧米發(fā)糕制作 各種原料粉→過篩→原輔料混合→攪拌→發(fā)酵→蒸煮→冷卻→成品

1.2.1.1 雜糧米發(fā)糕配比 雜糧米發(fā)糕的配方采用烘焙百分比計算,即以面粉和雜糧總量設為100%,高筋小麥粉40%、雜糧粉添加比例為60%(黑米、小米、燕麥為1∶1∶1等比例添加)、谷朊粉添加量為6%、綿白糖添加量為3%、酵母添加量為3%、水添加量為80%(購買的面粉和雜糧粉含水量為13.5%)。

1.2.1.2 操作要點 將三種雜糧(黑米粉、小米粉、燕麥粉)過80目篩備用;將酵母(添加量為3%)用30 ℃左右溫水活化,綿白糖用水溶解;原輔料混合倒入攪拌機中攪拌6 min;倒入模具內(nèi),放置在恒濕恒溫箱中,在36 ℃、濕度為75%條件下進行發(fā)酵35 min后,取出蒸制20 min,將蒸制好的雜糧米發(fā)糕在室溫下靜置30 min后得成品雜糧米發(fā)糕[12-13]。將制作好的雜糧米發(fā)糕分別用塑料盒和真空壓縮袋抽真空包裝密封,兩種樣品分別置于-18 ℃冷凍、4 ℃冷藏和25 ℃常溫條件下進行儲藏。

1.2.2 菌落總數(shù)的測定 菌落總數(shù)參照GB/T 4789.2-2016《食品微生物學檢驗:菌落總數(shù)測定》對米發(fā)糕進行菌落總數(shù)的測定。首次取樣時間為1 d,此后每隔2 d測定樣品的菌落總數(shù)。根據(jù)國標GB 8957-2016《食品安全國家標準 糕點、面包衛(wèi)生規(guī)范》,當測試樣品菌落總數(shù)達到10000 CFU/g,即停止取樣測試。當取樣時間超過7 d時,增加取樣周期,將取樣周期變?yōu)? d,直到菌落總數(shù)達10000 CFU/g,停止取樣。

依據(jù)菌落總數(shù)確定取樣點,并對樣品的水分、比容和經(jīng)復蒸后的質(zhì)構(gòu)特性進行測定。

1.2.3 水分的測定 水分參照GB 5009.3-2010直接干燥法,平行測定3次取平均值。

1.2.4 比容的測定 蒸制好的雜糧米發(fā)糕室溫下冷卻30 min后,采用菜籽置換法進行比容的測定,取3次測得的平均值作為米發(fā)糕的比容[14]。比容計算公式如下:

比容(mL/g)=體積(mL)/質(zhì)量(g)

1.2.5 質(zhì)構(gòu)特性測定

1.2.5.1 米發(fā)糕的復蒸工藝 取100 g雜糧米發(fā)糕放入沸水蒸柜中,蒸汽壓力不超過0.02 MPa,25 ℃儲藏米發(fā)糕復蒸時間3 min、4 ℃儲藏米發(fā)糕復蒸時間5 min、-18 ℃儲藏米發(fā)糕復蒸時間12 min。

1.2.5.2 質(zhì)構(gòu)測定參數(shù) 將復蒸好的米發(fā)糕冷卻30 min,用模具將雜糧米發(fā)糕切成直徑為45 mm、厚度為20 mm的圓柱形試樣,進行質(zhì)構(gòu)TPA測定。參數(shù)設置為:測前速度2 mm/s,測試速度1 mm/s,測后速度2 mm/s,變形程度60%,觸及力5 g,記錄樣品測試的彈性、回復性、硬度、咀嚼性,每組平行測定3次[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均重復三次,數(shù)據(jù)采用origin 8.0軟件進行處理和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中菌落總數(shù)的變化

圖1a～圖1c分別反映了雜糧米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種溫度條件下儲藏的菌落總數(shù)變化。雜糧米發(fā)糕菌落總數(shù)隨儲藏時間的延長而呈上升趨勢。在開始的5 d菌落總數(shù)上升速率較快,尤其是在25 ℃下,菌落總數(shù)生長的最快,此溫度微生物代謝較快,生長比較迅速。在室溫25 ℃、4 ℃冷藏下保存到第7 d樣品的菌落總數(shù)已接近10000 CFU/g,停止取樣。而在-18 ℃冷凍條件下,菌落總數(shù)呈緩慢增長趨勢,因微生物在低溫下生物活性較低,生長緩慢。而真空袋儲藏米發(fā)糕相對塑料盒密封對微生物的生長控制有較好的效果,在28 d時菌落總數(shù)接近10000 CFU/g。

2.2 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中水分的變化

圖2a～圖2c分別反映了米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種不同條件下的水分含量變化。雜糧米發(fā)糕水分含量隨儲藏時間的延長而呈下降趨勢。淀粉分子鏈間的聚合速率受水分含量的影響,并且當水分含量低于50%時,淀粉加熱糊化困難,影響淀粉分子的移動[13],因此淀粉的回生特性受水分含量的影響很大。水分含量是衡量淀粉類產(chǎn)品的一個重要指標,它不僅影響儲藏樣品的質(zhì)量安全,并且影響樣品復蒸后的品質(zhì)變化。

圖1 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effects of storage time on total bacterial colonies of multigrain rice steamed sponge cake

圖2 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕水分的影響Fig.2 Effects of storage time on water content of multigrain rice steamed sponge cake

隨著儲藏時間的延長,各個溫度下發(fā)糕的水分含量均呈下降趨勢,貯藏溫度越高水分含量下降的速率越快。25 ℃下儲藏時間第1 d時發(fā)糕的水分含量為55%,到第7 d的塑料盒包裝的發(fā)糕水分下降到35%左右,這時樣品己經(jīng)難以完全糊化。不同的包裝之間水分含量的變化存在差異,真空包裝的發(fā)糕水分含量較塑料盒普通包裝的樣品高,這可能因為塑料盒包裝的樣品密封性不如真空包裝,導致水分的損失,因此,真空包裝方式更好。在4、25 ℃條件下儲藏7 d,塑料盒包裝的米發(fā)糕水分損失率均大于真空包裝的米發(fā)糕水分損失率,在-18 ℃冷凍條件下,兩種包裝方式的含水量變化分別略小于4 ℃時,且真空包裝的雜糧米發(fā)糕水分損失率最小。

2.3 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中比容的變化

圖3a～圖3c分別反映了雜糧米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種不同條件下的比容變化。隨著儲藏時間的延長,米發(fā)糕比容值也在不斷減小。其中兩種包裝方式,在25 ℃條件下比容變化的最大,塑料盒裝的雜糧米發(fā)糕比容值從2.5 mL/g下降到1.8 mL/g,真空包裝的米發(fā)糕下降到1.9 mL/g左右;4 ℃條件下儲藏的米發(fā)糕比容值都在1.9 mL/g以上;-18 ℃時比容變化較小,比容值都在2.0 mL/g。另外,三種貯藏溫度下,真空包裝的比容變化均小于塑料盒裝,其原因可能是隨著儲藏時間的延長,塑料包裝雜糧米發(fā)糕中水分含量損失較多,雜糧米發(fā)糕發(fā)生收縮現(xiàn)象,導致比容較低。

2.4 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中質(zhì)構(gòu)的變化

2.4.1 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中彈性的變化 圖4a～圖4c分別反映了雜糧米發(fā)糕兩種包裝方式、三種不同條件下的彈性變化。隨著儲藏天數(shù)的增加,彈性逐漸減小,其中25 ℃儲藏條件下彈性變化最大,-18 ℃時彈性變化最小,在三種溫度下真空包裝的彈性變化小于塑料盒裝。彈性減小可能是因為雜糧米發(fā)糕儲藏過程中由于失水,導致樣品比容減小,組織結(jié)構(gòu)塌陷,沒有回彈性,因此彈性值變小。

圖4 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕彈性的影響Fig.4 Effect of storage time on elasticity of multigrain rice steamed sponge cake

圖5 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕回復性的影響Fig.5 Effect of storage time on resilience of multigrain rice steamed sponge cake

2.4.2 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中回復性的變化 圖5a～圖5c分別反映了雜糧米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種不同條件下的回復性變化。隨著儲藏天數(shù)的增加,回復性逐漸減小,其中塑料盒包裝在25 ℃儲藏下回復性數(shù)值變化最大,7 d后從0.25下降至0.16;4 ℃時,從0.25下降至0.21左右;-18 ℃時數(shù)值變化最小,7 d后從0.25下降至0.21左右,在3種溫度下真空包裝的發(fā)糕,其回復性變化小于塑料盒裝。其原因可能是,由于雜糧米發(fā)糕的比容、彈性減小,雜糧米發(fā)糕結(jié)構(gòu)組織較差,因此回復性也較差。

圖6 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕咀嚼性的影響Fig.6 Effect of storage time on chewiness of multigrain rice steamed sponge cake

2.4.3 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中咀嚼性的變化 圖6a～圖6c分別反映了雜糧米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種不同條件下的咀嚼性變化。隨著儲藏天數(shù)的增加,咀嚼性數(shù)值不斷增大,其中25 ℃儲藏條件下塑料盒包裝發(fā)糕咀嚼性數(shù)值變化最大,從175增加到450左右;4 ℃時咀嚼性變化次之;-18 ℃時數(shù)值變化最小,從175增加到300左右,在三種溫度下真空包裝的咀嚼性變化小于塑料盒裝。其原因可能是儲藏時間延長,雜糧米發(fā)糕中的淀粉發(fā)生老化現(xiàn)象,雜糧米發(fā)糕內(nèi)部分子分散相的凝聚、沉淀以及支鏈淀粉形成凝膠結(jié)構(gòu)體,使得米發(fā)糕整體變硬,咀嚼性增大[16-17]。

2.4.4 雜糧米發(fā)糕儲藏過程中硬度的變化 圖7a～圖7c分別反映了雜糧米發(fā)糕在兩種包裝方式、三種不同條件下的硬度變化。隨著儲藏天數(shù)的增加,硬度逐漸增大,25 ℃儲藏條件下塑料盒裝硬度變化最大,而-18 ℃時真空包裝下硬度變化最小。其原因可能是儲藏時間延長,水分發(fā)生蒸發(fā),導致淀粉失水,緩慢的分子運動使得淀粉分子間氫鍵又相互締合[18],在短期內(nèi)直鏈淀粉迅速重排,轉(zhuǎn)化為變化能較低的有序結(jié)晶結(jié)構(gòu),淀粉顆粒的致密程度上升使淀粉老化所造成的[19-20]。

3 結(jié)論

本實驗結(jié)果表明,儲藏溫度、儲藏時間、包裝方式對雜糧米發(fā)糕品質(zhì)均有影響。隨著儲藏時間的延長菌落總數(shù)增加,水分含量降低;導致雜糧米發(fā)糕的比容、彈性、回復性下降,硬度、咀嚼性上升從而使得雜糧米發(fā)糕品質(zhì)下降。在其中25 ℃條件下儲藏,塑料盒和真空包裝儲藏7 d時雜糧米發(fā)糕的菌落總數(shù)

圖7 儲藏時間對雜糧米發(fā)糕硬度的影響Fig.7 Effect of storage time on hardness of multigrain rice steamed sponge cake

均已超過10000 CFU/g,水分含量由55%下降到35%和45%左右,米發(fā)糕已失去食用價值;而在4 ℃冷藏條件下,塑料盒包裝儲藏7 d時雜糧米發(fā)糕的菌落總數(shù)與25 ℃儲藏條件接近,塑料盒和真空包裝水分含量損失率分別約為10%和5%左右;-18 ℃冷凍儲藏真空包裝條件下,28 d后菌落總數(shù)才接近10000 CFU/g,水分含量由55%下降到43%左右。對比兩種包裝方法,相同貯藏溫度和時間條件下,真空包裝水分損失率低,且菌落總數(shù)增加較緩慢,更利于保持雜糧米發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)特征,因此采用真空包裝雜糧米發(fā)糕優(yōu)于塑料盒包裝。從雜糧米發(fā)糕儲藏過程中比容和質(zhì)構(gòu)特征對比分析,-18 ℃儲藏條件下,雜糧米發(fā)糕的比容和彈性、回復性、咀嚼性等質(zhì)構(gòu)特征的變化均小于室溫25 ℃、4 ℃儲藏條件,更有利于雜糧米發(fā)糕的保存。