西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕制備及其抗氧化性研究

（海寧市食品農(nóng)產(chǎn)品檢驗檢測中心，浙江海寧314400）

近年來由谷蛋白引起的過敏和免疫反應的發(fā)病率逐漸升高[1]，乳糜瀉就是因攝入含麩質(zhì)食品（主要是麥類及其制品）而誘發(fā)的自身免疫性腸病，也稱之為麩質(zhì)不耐癥；研究報道乳糜瀉主要發(fā)生在歐美國家，發(fā)病率達1%，近年來中國乳糜瀉病例報道也逐漸增大。無麩質(zhì)食品是治療麩質(zhì)不耐癥的唯一食品，但無麩質(zhì)食品存在口感差、營養(yǎng)價值低等缺陷；通過額外添加活性功能物質(zhì)可以提高無麩質(zhì)食品的營養(yǎng)價值[2]，而購買活性功能物質(zhì)直接在生產(chǎn)過程使用則又大大增加了生產(chǎn)成本，通過加工使用果蔬副產(chǎn)物作為活性功能物質(zhì)來源可降低生產(chǎn)成本。

流行病學表明，增加如西蘭花等十字花科蔬菜的攝入可降低癌癥和心血管治病的風險[3]，卷心菜、菜花和西蘭花等蕓苔屬蔬菜含有芥子硫苷，這是一組具有預防功能特性的含硫葡萄糖苷；當植物組織被粉碎或咀嚼破壞時，釋放內(nèi)源性酶黑芥子酶將硫苷（glucosinolate，GLS）水解成異硫氰酸酯和吲哚等生物活性物質(zhì)，未水解的GLS不具有生物活性。蘿卜硫素是研究最廣泛的一種異硫氰酸酯，許多體內(nèi)和體外研究均顯示異硫氰酸酯和吲哚衍生物具有抗癌功能[4]。西蘭花同時還富含酚類的活性物質(zhì)，具有很高的抗氧化能力[5]。而目前西蘭花的消費只占其生物質(zhì)的30%，西蘭花的莖、葉等副產(chǎn)物廢棄量大，造成了嚴重的資源浪費和及經(jīng)濟損失；研究表明，西蘭花莖、葉等副產(chǎn)品也富含GLS和酚類物質(zhì)，也具有抗氧化、抗癌等功效[6]。最新研究顯示蘿卜硫素在治療肥胖癥研究方面取得良好成果，未來西蘭花及其加工制品將是天然、健康的減肥食品來源[7]。

以西蘭花副產(chǎn)物擬制備富含異硫氰酸酯、多酚等生物活性物質(zhì)的新型無麩質(zhì)海綿蛋糕，以新型無麩質(zhì)海綿蛋糕理化特性、GLS含量、總酚含量及其抗氧化能力為分析指標，研究添加西蘭花副產(chǎn)物粉對無麩質(zhì)海綿蛋糕品質(zhì)的影響。以期開發(fā)出口感佳且富含營養(yǎng)的新型無麩質(zhì)海綿蛋糕，為西蘭花的綜合加工利用以提高其經(jīng)濟附加值提供科學依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

西蘭花：當?shù)爻校患状?、正己烷（國產(chǎn)分析純）；羧甲基纖維素鈉（carboxymethyl cellulose sodium，CMC）：武漢東康源科技有限公司；苯甲基硫代葡萄糖苷標準品與水溶性維生素 E、ABTS：Sigma-Aldrich公司；2，4，6-三（2-吡啶基）三嗪，6-Tris（2-pyridyl）-s-triazine（TPTZ）：Bio-rad 公司；Trolox 標準品：北京索萊寶科技有限公司。

HHS-11-4恒溫水浴鍋：浙江托普儀器公司；Alpha-1506型紫外可見分光光度計：上海譜元析有限公司；FA2004N分析天平：上海精密有限公司。

1.2 西蘭花凍干粉制備

挑選沒有機械損傷的成熟西蘭花葉片，洗滌并在95℃水中熱燙1 min，鈍化西蘭花葉子所含的黑芥子酶和多酚氧化酶；同時移除葉柄和主要葉脈。將西蘭花葉片冷凍干燥并研磨，過60目篩得西蘭花凍干粉，將BLP儲存在密閉容器中保存于冰箱備用。

1.3 無麩質(zhì)海綿蛋糕制備

無麩質(zhì)海綿蛋糕制備參照Krupakozak等[8]方法修改如下：將雞蛋液、白砂糖、食鹽倒入打蛋缸內(nèi)，先用慢速攪拌1 min至糖全部溶化，立即加入混合過篩的土豆粉、玉米粉，慢速攪拌0.5 min，再加入蛋糕油快速攪打4 min（面糊色澤由淺黃色變?yōu)槿辄S色，最終為乳白色，面糊體積變?yōu)樵瓉?.5倍），加入清水攪拌0.3 min，最后轉(zhuǎn)為慢速攪拌并加入油脂攪拌0.2 min，混合均勻，整個過程攪打蛋糕面糊時間為6 min。將BLP按照0、3%、6%和9%比例代替馬鈴薯粉和玉米粉總量，制備西蘭花-無麩質(zhì)海綿迷你蛋糕。將30 g面團放入紙杯中并在180℃烘烤25 min。將烤制的西蘭花-無麩質(zhì)海綿蛋糕在室溫下冷卻2 h后；冷凍干燥、研磨成細粉過60目，并存放在密閉容器于冰箱中備用。西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕制備 4 種工藝參數(shù)（B0、B1、B2、B3）見表1。

表1 西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕制備工藝參數(shù)Table 1 Preparation parameters of broccoli gluten-free sponge cake

1.4 BLP基本理化指標測定

蛋白質(zhì)含量測定參照GB 5009.5-2016《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》；灰分含量測定參照GB 5009.4-2016《食品安全國家標準食品中灰分的測定》。

1.5 硫代葡萄糖苷含量的測定

1.5.1 硫代葡萄糖苷標準曲線測定

硫代葡萄糖苷含量的測定參照張濤等[9]方法測定，具體修改方法如下：稱取苯甲基硫代葡萄糖苷標準品0.071 0 g用去離子水溶解后定容于50 mL容量瓶中配成 3.17 μmol/L 標準液。精密量取 2.5、5.0、7.5、10、12.5 mL標準液于25 mL容量瓶中依次加入0.1%CMC 3.0 mL、4.0 mmol/L氯化鈀2 mL后加去離子水定容，在室溫反應1 h后，于520 nm處測定吸光值，得到標準曲線方程為：A=0.042 36C+0.030 4（R2=0.998 7）。

1.5.2 西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕硫代葡萄糖苷含量測定

準確稱取10.00 g樣品于250 mL三角瓶中加入95%乙醇100 mL于200 r/min條件下浸提1 h，在4 000 r/min條件下離心15 min，取上清液。取2.0 mL上清液于試管中加入0.1%CMC 3.0 mL、4.0 mmol/L氯化鈀2 mL，在室溫反應1 h，對照組以相應試劑做空白，于520 nm處測定吸光值，按1.5.1標準曲線計算GLS含量。

1.6 總酚含量測定

西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕總酚含量采用福林酚法參照Horszald等[10]修訂如下：稱取樣品粉末和BLP各10.00 g于250 mL三角瓶中，加入60%乙醇溶液50mL，在200 r/min條件下振蕩30 min，于4 000 r/min條件下離心15 min，沉淀按上述條件再提取一次，合并兩次濾液為樣品液。取15 μL樣品液于微孔板中并加入250 μL福林酚試劑（用水按體積比1∶15稀釋），混合后在黑暗處反應10 min；然后加入25 μL 20%碳酸鈉溶液，混合后反應20 min，于755 nm處用酶標儀測定吸光值。以沒食子酸（0.03 mg/L～1.0 mg/L）制作標準曲線，結(jié)果表示為mg/g。

1.7 西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕抗氧化能力測定

1.7.1 ABTS+自由基測定

ABTS+自由基清除活性測定根據(jù)Biegańskamarecik等[11]方法測定修改如下：將0.007 mol/L ABTS溶液與0.002 mol/L過硫酸鉀溶液以1∶0.5的比例混合在室溫下在避光放置12 h～16 h。測定前，將ABTS溶液用pH7.4的磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer solution，PBS）稀釋直到 ABTS 溶液達到 0.700（±0.020）的吸光度。將1.6提取上清液（50 μL）與5 mL稀釋的ABTS溶液混合，37℃下反應5 min后在734 nm測定其吸光度A734，以PBS緩沖液用作空白。平行測定3次，根據(jù)以下公式算ABTS+自由基的清除率，結(jié)果用μmol/mL Trolox相對值表示。

1.7.2 還原能力測定

現(xiàn)配鐵還原能力（ferric reduction ability power，F(xiàn)RAP）溶液：0.3mol/L pH 3.6醋酸鹽緩沖液、10 mmol/L溶于40 mmol/L HCl的TPTZ溶液和20 mmol/LFeCl3以10∶1∶1體積比混合。取1.6樣品液5 μL中加入245 μL FRAP溶液，于室溫反應10 min后，在593 nm處測定樣品和標準對照Trolox還原Fe3+的能力，結(jié)果用mmol/mL Trolox相對值表示[12]。

1.7.3 超氧陰離子自由基（O2-·）清除能力測定

西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋的O2-·清除能力參考姜寧等[13]采用鄰苯三酚氧化法測定，以Trolox為標準品，以Trolox濃度為0.3 mmol/L～10 mmol/L制作標準曲線，測定西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋的O2-·清除能力，結(jié)果用μmol/mL Trolox相對值表示。

1.8 感官評價

隨機挑選10名品嘗志愿者根據(jù)GB/T 14612-2008《糧油檢驗小麥粉面包烘焙品質(zhì)試驗中種發(fā)酵法》對西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕顏色、香氣、味道以及質(zhì)地進行感官評價，結(jié)果表示為10名品嘗志愿者分數(shù)的平均值。西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕感官評價指標見表2。

表2 西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕感官評價指標Table 2 Sensory evaluation index of broccoli gluten-free sponge cake

2 結(jié)果與分析

2.1 西蘭花凍干粉（broccoli lyophilized powder，BLP）基本指標分析

理化分析表明西蘭花蛋白含量較高為（20.87±0.50）%，灰分含量為（10.35±0.27）%；活性成分 GLS和總酚含量分別為（4.76±0.32）、9.45 mg/g。由表2可知，其具有較高的ABTS+自由基清除能力，這歸結(jié)于其含有較多的總酚，西蘭花的還原能力較弱。BLP基本理化指標見表3。

表3 為西蘭花凍干粉基本理化指標Table 3 The basic physical and chemical indicators of broccoli lyophilized powder（BLP）

2.2 添加BLP無麩質(zhì)海綿蛋糕GBL和總酚含量

BLP添加量對無麩質(zhì)海綿蛋糕GBL和總酚含量的影響見圖1。

由圖1可知隨著BLP含量的增加GLS含量成比例增加，統(tǒng)計分析顯示GLS含量與BLP含量之間存在正相關（r=0.90），且 B1、B2、B33 組 GLS 含量增加具有統(tǒng)計學意義（p＜0.05）。同樣，TPC含量的增加與BLP添加量成正相關（r=0.92），與對照組B0相比，添加BLP的無麩質(zhì)海綿蛋糕TPC含量顯著增加（p＜0.05），B1組增加了67%，在B3中TPC含量已接近1 mg/g；但隨著BLP含量的增加，TPC含量沒有顯著增加（p＞0.05）。

圖1 BLP添加量對無麩質(zhì)海綿蛋糕GLS和總酚含量的影響Fig.1 Effect of BLP addition on GLS and total phenolic content of gluten-free sponge cake

2.3 添加BLP無麩質(zhì)海綿蛋糕抗氧化能力

BLP添加量對無麩質(zhì)海綿蛋糕抗氧化能力影響見圖2。

圖2 BLP添加量對無麩質(zhì)海綿蛋糕抗氧化能力影響Fig.2 Effect of BLP addition on antioxidant capacity of glutenfree sponge cake

由圖2可知，與對照組相比，所有添加BLP的組別 B1、B2、B3的抗氧化能力顯著提高（p＜0.05），而且 B1、B2、B3的抗氧化能力與BLP添加量呈正相關（rABTS=0.98，rFRAP=0.99，=0.96），抗氧化能力隨著 GLS 和總酚含量的增大顯著提高（p＜0.05）；添加9%BLP后其對ABTS+自由基清除能力比對照組提升了2.4倍，對FRAP的還原能力提升了10.5倍，對O2-·清除能力提升了36倍；由此可知，添加BLP能顯著的提高無麩質(zhì)海綿蛋白抗氧化能力。

2.4 添加BLP無麩質(zhì)海綿蛋糕的感官評價

添加BLP對無麩質(zhì)海綿蛋糕的感官評價的影響見圖3。

圖3 添加BLP對無麩質(zhì)海綿蛋糕的感官評價的影響Fig.3 Effect of adding BLP on sensory evaluation of gluten-free sponge cake

如圖3所示，對照組無麩質(zhì)海綿蛋糕整體感官質(zhì)量顯著高于試驗組（p＜0.05），據(jù)10名品嘗志愿者反饋信息可知，對照組無麩質(zhì)海綿蛋糕具有典型的海綿蛋糕特征金黃色，試驗組海綿蛋糕特征顏色為綠色，且隨著BLP含量的增加色澤加深，同時伴隨著GLS含量的增大，西蘭花特征氣息明顯增大，消費者接受程度顯著下降；添加6%和9%BLP的海綿蛋糕消費者接受程度為49%和45%。基于消費者偏好分布，選擇BLP添加量為3%，接受程度為60%，與空白對照組差10%，二者最近接；B1試驗組的西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕色澤為抹茶綠、具有海綿蛋糕典型的風味外還有淡淡的西蘭花特殊氣息，口感細膩，稍有潮濕感，柔軟適度、觸感好且有彈性。

3 討論

國內(nèi)外對水果和蔬菜加工過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物均進行了大量的研究以提升體附加值[14-15]，果蔬副產(chǎn)品是膳食纖維和天然活性功能物質(zhì)的重要來源。國內(nèi)對西蘭花副產(chǎn)物功效特別是抗氧化特性進行了大量研究，研究結(jié)果顯示西蘭花莖和葉含有較高水平的總酚，表現(xiàn)出良好的抗氧化和抗癌特性[5-6，16-17]。最近有研究西蘭花葉子提取物作為飲料中功能活性物質(zhì)的來源，如Dziki D等[18]研發(fā)的含有西蘭花濃縮物的綠茶飲料，其中硫苷含量最高能達到7.5 mg/g，其顯著特征是總酚含量較高，最高達到688 mg/100 mL，對DPPH自由基的清除能力高于100 μmol/mL Trolox。而西蘭花很少添加到食品中，據(jù)國內(nèi)研究數(shù)據(jù)顯示，西蘭花作為功效成分尚未在烘焙產(chǎn)品中使用。

本研究中使用的BLP的顯著特征是蛋白質(zhì)含量較高，西蘭花的營養(yǎng)成分一方面取決于品種和生長條件。在本試驗中對BLP冷凍干燥預處理，處理方式也可能對其其營養(yǎng)特性產(chǎn)生影響。另一特點是BLP總酚含量較高，這與Reis[19]、Martinez等[20]學者鑒定花椰菜中酚類化合物含量在5.38 mg/g～13.10 mg/g結(jié)論是一致。總酚等生物活性化合物的存在有助于提高BLP的抗氧化能力。在本研究中添加BLP后的海綿蛋糕對O2-·清除能力極顯著增大，提升了36倍。

烘焙加工后食品中生物活性化合物的穩(wěn)定性以及作為功能成分的有效性是本試驗關注的焦點，在本試驗中西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕GLS含量并不是隨著西蘭花添加量的增加成線性增加，如B2與B1相比GLS增加了0.44倍，而B3與B1相比則增加了0.11倍；Ciska等[21]報道了煮熟的布魯塞爾豆芽中GLS含量降解出現(xiàn)類似的趨勢。上述現(xiàn)象可歸結(jié)于熱處理過程中植物組織的降解、且GLS與細胞壁結(jié)合部分被釋放，同時還存在食物體系生物活性化合物之間存在協(xié)同相互作用。如Xu等[22]報道了蔗糖和GLS之間的相互作用。在西蘭花中添加蔗糖可抑制了GLS在儲存期間的降解。Giambanelli等[23]還報道了馬鈴薯淀粉與玉米淀粉達到一定比例可對GLS產(chǎn)生保護作用，如西蘭花凍干粉與玉米/馬鈴薯淀粉的比例為1∶9時，GLS的熱降解受到抑制。在本試驗中，海綿蛋糕配方中蔗糖占15%，且馬鈴薯淀粉/玉米粉與西蘭花凍干粉比例超過1∶9，因此，蔗糖、馬鈴薯淀粉/玉米粉和西蘭花生物活性化合物之間的存在相互作用，從而一定程度上保證了烘焙加工后食品中生物活性化合物的穩(wěn)定性和有效性。

高GLS含量的食物對健康有益，GLS降解過程中產(chǎn)生的異硫氰酸酯，這是蕓苔屬蔬菜的抗癌作用關鍵物質(zhì)[24]。即使水解GLS的黑芥子酶在烘焙期間失活，腸道菌群也能降解GLS并釋放異硫氰酸酯。

4 結(jié)論

本試驗結(jié)果表明，添加BLP顯著提高了無麩質(zhì)海綿蛋糕的抗氧化能力，經(jīng)試驗，本試驗配方一定程度上能保證烘焙加工后海綿蛋糕GLS的穩(wěn)定性，使制備的西蘭花無麩質(zhì)海綿蛋糕具有較高水平的GLS含量。感官評價的結(jié)果表明，添加3%的BLP的無麩質(zhì)海綿蛋糕的接受程度為90%，呈抹茶色，具有海綿蛋糕典型的風味外還有淡淡的西蘭花特殊氣息，口感細膩，稍有潮濕感，柔軟適度、觸感好且有彈性。此時的GLS含量為1.34 mg/g、總酚含量為0.77 mg/g，對超氧陰離子自由基清除能力為0.79 μmol/mL Trolox、對ABTS+自由基清除能力為1.04 μmol/mL Trolox、還原能力為2.57 μmol/mL Trolox。