粒度對小米粉特性和小米枸杞渣蛋糕品質(zhì)的影響

王兆燃,李文釗,馮藝飛,張莎莎,曹 壯,王 強(qiáng)

(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津 300457)

小米的營養(yǎng)價值很高,含有多種維生素、脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物元素、碳水化合物及鈣磷鐵等人體必需的營養(yǎng)物質(zhì)[1-2],此外小米具有降脂、降壓、滋陰養(yǎng)血、調(diào)節(jié)睡眠、抗菌、防止消化不良等功效[3]。枸杞渣是生產(chǎn)枸杞果汁產(chǎn)生的廢料,纖維含量較多,將其應(yīng)用到蛋糕的研發(fā)中可以提升枸杞的附加值。已有前人將蘋果果渣用于桃酥的制作、番茄渣用于纖維餅干的研究、歐李果渣用于膳食纖維素片的開發(fā)等等[4-6],但對枸杞渣的相關(guān)應(yīng)用很少。

Majzoobi等[7]研究了不同粒徑胡蘿卜渣粉取代面粉對海綿蛋糕品質(zhì)的影響。Kim等研究了米粉粒度對無麩質(zhì)蛋糕品質(zhì)的影響[8]。此外前人對玉米粉粒度和小麥粉粒度對其面制品的影響的研究也很多。研究不同粒度的小米粉持水力、色澤、糊化特性等以及對其蛋糕品質(zhì)的影響,可為小米粉的加工提供理論依據(jù)。近年來對食品風(fēng)味物質(zhì)的研究已經(jīng)成為研究熱點,固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用的方法是研究風(fēng)味物質(zhì)的良好方式。已有前人研究了饅頭、面包等相關(guān)食品的風(fēng)味物質(zhì)[9-11],但是目前對蛋糕的風(fēng)味物質(zhì)的研究較少。

蛋糕是一種常見的焙烤食品,深受消費者喜愛。但目前市場上的蛋糕熱量較高,缺乏維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維及其它功能成分[12]。本文主要研究小米粉粒度對蛋糕品質(zhì)的影響,同時對小米枸杞渣蛋糕的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行了測定。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

低筋面粉 濰坊風(fēng)箏面粉有限責(zé)任公司;小米 黑龍江省黑土莊園有機(jī)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司;鮮雞蛋 華潤萬家樂購超市售;枸杞 銀川杞利元商貿(mào)有限公司;白砂糖 廣州福正東海食品有限公司;蛋糕油 華潤萬家樂購超市售;植物油 華潤萬家樂購超市售。

打蛋器 廣州市祈和電器有限公司;CRWF32KE電烤箱 佛山市偉仕達(dá)電器實業(yè)有限公司;質(zhì)構(gòu)儀 英國stable Micro System公司;BVM6630體積測定儀 瑞典波通公司;氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國瓦里安技術(shù)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 小米枸杞渣蛋糕的基礎(chǔ)配方 以低筋小麥粉和小米粉(7∶3)為基準(zhǔn),枸杞渣粉添加10%,白砂糖添加90%,雞蛋添加150%,蛋糕油添加3%,植物油添加10%,水添加30%,膨松劑添加1%。

1.2.2 工藝流程 小米枸杞渣蛋糕制作工藝如圖1所示。

圖1 小米枸杞渣蛋糕的制作工藝流程Fig.1 Processing technology of millet Lycium Barbarum dregs cake

1.2.3 操作要點

1.2.3.1 原料預(yù)處理 小米粉碎后分別過60、80、100、120目篩,得到不同粒度的小米粉備用,低筋小麥粉統(tǒng)一過100目篩,枸杞水浴浸提后的剩余物烘干粉碎后過80目篩,即為枸杞渣粉。

1.2.3.2 雞蛋的打發(fā) 將新鮮雞蛋、白砂糖和蛋糕油加入打蛋機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪打,先用慢速攪拌1～2 min,待三者充分混勻后,先后用高速、中速攪拌,直至蛋糖呈乳白色、可塑性較好時,再改用快速攪打至蛋糊能豎起,體積達(dá)到原來蛋糖體積的3～4倍,低速整理氣泡[13]。

1.2.3.3 面糊的調(diào)制 加入低筋面粉、小米粉、枸杞渣粉、膨松劑,用低速攪拌。再緩慢加入植物油和水,攪拌均勻至表面光滑且無顆粒。

1.2.3.4 入模 將調(diào)好的面糊放入模具中,體積約為模具的2/3。

1.2.3.5 烘烤 模具放于烤盤上放入烤箱中烘烤,上火溫度均為180 ℃,下火溫度170 ℃,烘烤時間20 min。

1.2.4 水分的測定 依據(jù)GB5009.3-2010 中直接干燥法對不同粒度小米粉的水分進(jìn)行測定。

1.2.5 色澤的測定 采用色差計不同粒度測定小米粉色澤,重復(fù)6次,取平均值。L*值代表亮度,L*值越大,亮度越高;a*值代表紅色,a*值越大,紅色越深;b*值代表黃色,b*值越大,黃色越深。

1.2.6 持水力的測定 在已干燥恒重的離心管內(nèi),加入不同粒度小米粉樣品0.400 g,加入10 mL蒸餾水,分別在70、80、90 ℃水浴鍋中各保持15 min,同時搖動5 min,于4000 r/min下離心10 min,倒出上清液,稱取此時離心管質(zhì)量。

其中:F為持水力,m0為空離心管質(zhì)量,m1為小米粉樣品質(zhì)量,m2為倒出上清液后離心管與小米粉的總重。

1.2.7 糊化特性測定 不同粒度小米粉的糊化特性,參照GB/T 24853-2010使用快速粘度分析儀進(jìn)行測定。稱量3.0 g樣品放入小鋁筒中,加入25 mL蒸餾水,用塑料螺旋漿上下攪動1 min,使其混合均勻,然后卡入旋轉(zhuǎn)塔,開始運行,結(jié)束后得到RVA糊化曲線,導(dǎo)出相應(yīng)的Excel表格即可得知峰值粘度、最低粘度、衰減值、最終粘度、回生值、糊化溫度、衰減值等指標(biāo)。

1.2.8 蛋糕面糊比重的測定 首先取一個平底容器并稱出其質(zhì)量(G0),然后注滿清水,量出清水與容器的總重量(G),再用相同的容器盛蛋糕面糊,記為質(zhì)量(G1),因為水的比重是1 g/mL。從而可以計算出面糊的比重d[14]。其計算公式為:

1.2.9 蛋糕比容的測定 使用BVM6630體積測定儀對蛋糕比容進(jìn)行測定。先開機(jī)預(yù)熱20 min,然后將冷卻后的蛋糕放入體積儀樣品測定區(qū),記錄樣品質(zhì)量,儀器自動掃描樣品體積,結(jié)束后記錄樣品比容值,每個樣品測1次,取3個樣品的平均值。

1.2.10 蛋糕質(zhì)構(gòu)的測定 應(yīng)用質(zhì)構(gòu)測試方法客觀檢測蛋糕的品質(zhì),使用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀,選用P36R探頭,采用TPA檢測模式,對成品蛋糕進(jìn)行質(zhì)地測定。測試前將蛋糕平放,用刀將蛋糕切出表面平整的體積為2 cm×2 cm×2 cm的樣品。每個樣品測定3次取平均值,得到硬度、彈性等指標(biāo)檢測結(jié)果。

TPA模式測定參數(shù)為:測試前速率:1.0 mm/s;測試中速率:1.0 mm/s;測試后速率:1.0 mm/s;壓縮比:50%;兩次壓縮間隔:5 s。

1.2.11 蛋糕感官評價的測定 由8名經(jīng)訓(xùn)練并有經(jīng)驗的評價員進(jìn)行評價,滿分為100分,得分取8名評價員的平均值。感官評分標(biāo)準(zhǔn)[15]參見表1。

表1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)(分)Table 1 Sensory evaluation criteria(score)

氣相條件:色譜柱為Rtx-5MS,載氣為He,進(jìn)樣口溫度為250 ℃,柱流量為1 mL/min,分流比為10∶1,程序升溫:初始溫度40 ℃保持3 min,然后以每4 ℃/min升到150 ℃,保持1 min,再以8 ℃/min升至250 ℃保持6 min;

質(zhì)譜條件:離子源溫度為200 ℃,接口溫度為220 ℃;溶劑延遲時間為1.5 min,離子化模式為EI,能量為70 eV,數(shù)據(jù)采集為全掃描,掃描范圍為35～500 m/z。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2007進(jìn)行實驗數(shù)據(jù)差異性分析,采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行相關(guān)性分析,采用Origin 9.0繪制圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒度小米粉的性質(zhì)

2.1.1 不同粒度小米粉的水分和色澤 不同粒度小米粉的水分以及色澤測定結(jié)果如表2所示。

表2 不同粒度小米粉的水分以及色澤測定結(jié)果Table 2 Determination of moisture and color of rice flour with different particle sizes

由表2可知,隨著小米粉過篩目數(shù)的增大,即小米粉的粒度減小,其水分含量增大,但60～80目與80～100目差異不顯著,100～120目與120目以上的差異也不顯著;隨著小米粉粒度的減小,L*值增大,a*值減小,b*值減小,而且差異顯著(p<0.05)。隨著小米粉粒度的變化,其比表面積、直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量等指標(biāo)也隨之改變,這可能與小米粉色澤以及水分含量隨粒度變化有關(guān)[13]。

2.1.2 不同粒度小米粉的持水力 不同粒度小米粉的持水力測定結(jié)果如圖2所示。

文人都有一個書房夢，北魏李謐有句名言：“丈夫擁書萬卷，何假南面百城。”但真正擁有一間書房也并非易事，需要以時間換空間，慢慢來。剛畢業(yè)的時候，在新單位有間屋子就不錯了，書也沒幾本，書房只是個遙遠(yuǎn)的夢。娶妻生子后，生計至上，一間屋，亂糟糟，孩子尿布的尿臊氣和書架上的書香味混雜其間。到了晚上，我常去同在一個大院的單位辦公室看書，常?？吹解挂?，大院里的燈光漸次熄滅，只有我的辦公室的燈還亮著。

圖2 不同粒度小米粉的持水力Fig.2 Water holding capacity of rice flour with different granularity

由圖2可知,過篩目數(shù)越大，小米粉粒度越小,持水力越大;溫度越高,持水力越大。魏春紅等[17]人認(rèn)為隨著粒度的減小,小米粉的比表面積增大,表面能增加,空隙率增加,水分子和淀粉分子游離羥基的結(jié)合增多,而且其破損淀粉含量上升,破損淀粉吸收水,故持水力增大。溫度越高,淀粉粒吸水越強(qiáng)[18-19],故持水力越大。

2.1.3 不同粒度小米粉的糊化特性 不同粒度小米粉的糊化特性參數(shù)如表3所示。

表3 不同粒度小米粉的糊化特性參數(shù)Table 3 Gelatinization characteristics of different particle size millet flour

由表3可知,隨著小米粉粒度的減小,峰值粘度先增大后減小(100～120目達(dá)到最大),最低粘度和糊化溫度值減小,衰減值和回生值增大。淀粉糊化的本質(zhì)是水分子進(jìn)入微晶束結(jié)構(gòu),拆散淀粉分子間締合狀態(tài),淀粉分子或其集聚體高度水化所形成的凝膠[20]。曾潔等[21]曾提出粒度越小,越易糊化,水分更容易滲入到顆粒內(nèi)部,淀粉顆粒溶脹變得容易,故糊化溫度越低。

2.2 小米粉粒度對小米枸杞渣蛋糕品質(zhì)的影響

2.2.1 小米粉粒度對蛋糕面糊比重的影響 小米粉粒度對蛋糕面糊比重的影響如圖3所示。

圖3 小米粉粒度對蛋糕面糊比重的影響Fig.3 Effect of millet flour particle size on the proportion of cake batter

由圖3可知,隨著小米粉粒度的減小,蛋糕面糊比重增大。這可能與小米粉的持水力有關(guān),小米粉粒度越小,水分子和淀粉分子游離羥基的結(jié)合越多,持水力越大,面糊比重越大。

2.2.2 小米粉粒度對蛋糕比容和感官品質(zhì)的影響 小米粉粒度對蛋糕比容和感官品質(zhì)的影響如圖4所示。

圖4 小米粉粒度對蛋糕比容和感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of millet flour size on cake specific volume and sensory quality

由圖4可知,隨著小米粉粒度的減小,蛋糕比容減小;感官評分呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,小米粉粒度為80目的時候,蛋糕的感官評分最高。小米粉粒度為60目時,口感較粗糙。小米粉粒度大于100目時,蛋糕的硬度相對較大,影響口感,故感官評分降低。

2.2.3 小米粉粒度對蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響 小米粉粒度對蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響如表4所示。由表4可知,隨著小米粉粒度的減小,蛋糕的硬度增大,而且差異顯著(p<0.05),這可能與蛋糕的持水力隨小米粉粒度減小而增大有關(guān);彈性增大,但是各粒度之間沒有顯著性差異;膠著度和咀嚼度減小,粘聚性和回復(fù)性沒有明顯變化趨勢。

表4 小米粉粒度對蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of the grain size of millet flour on the texture characteristics of cake

2.3 小米粉粒度與蛋糕品質(zhì)之間的相關(guān)性分析

小米粉粒度與蛋糕品質(zhì)之間的相關(guān)性分析結(jié)果如表5所示。由表5可知,小米粉過篩目數(shù)與蛋糕的硬度呈顯著的正相關(guān)(p<0.05);與蛋糕的彈性呈顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.05);與蛋糕面糊比重呈顯著的正相關(guān)(p<0.05);小米粉過篩目數(shù)與膠著度、咀嚼度以及比容有較高的相關(guān)性;與粘聚性、回復(fù)性有較低的相關(guān)性。此外,蛋糕的硬度與彈性呈極顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.01);膠著度與咀嚼度呈極顯著的正相關(guān)(p<0.01)。

表5 小米粉粒度與蛋糕品質(zhì)之間的相關(guān)性分析Table 5 Correlation between grain size and cake quality

2.4 小米枸杞渣蛋糕風(fēng)味物質(zhì)的研究

小米粉粒度為80～100目時蛋糕感官評分最高,在此條件下對其進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究,得到的小米枸杞渣蛋糕總離子流色譜圖如圖5所示。

圖5 小米枸杞渣蛋糕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流色譜圖Fig.5 Total ion current chromatogram of volatile flavor compounds of Millet and Lycium barbarum dregs cake

未添加小米時得到的蛋糕總離子流色譜圖如圖6所示。兩種蛋糕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)GC-MS分析結(jié)果如表6所示。

表6 兩種蛋糕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對比Table 6 Comparison volatile flavor compounds in two kinds of cakes

續(xù)表

圖6 蛋糕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)總離子流色譜圖Fig.6 Total ion current chromatogram of volatile flavor compounds of cake

小米枸杞渣蛋糕中共鑒定出30種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),主要有醇類、醛類、酮類、酯類和烷烴。添加小米后蛋糕的風(fēng)味物質(zhì)中增加了戊醛、2-甲基吡嗪、6,6-二甲基富烯、2,3,4-三甲基癸烷、4-乙酸松油烯酯、十二烷,初步認(rèn)為這幾種物質(zhì)為小米枸杞渣蛋糕特有的風(fēng)味物質(zhì);同時也減少了一些風(fēng)味物質(zhì)如乙酸己酯、萜品烯、丁酸異戊酯等,推測可能是小米某些香氣物質(zhì)與蛋糕其他原料在烘焙過程中發(fā)生反應(yīng),從而使得一些風(fēng)味物質(zhì)減少[22]。

3 結(jié)論

隨著小米粉粒度的減小(過篩目數(shù)的增大),小米粉的L*值增大,a*值減小,b*值減小,持水力變大,峰值粘度先增大后減小,最低粘度、最終粘度、糊化溫度減小,衰減值、回生值增大;小米枸杞渣蛋糕的面糊比重和蛋糕硬度增大、比容減小、感官評分先增大后減小,粒度為80～100目時蛋糕的感官評分最高;由小米粉粒度與蛋糕品質(zhì)間的相關(guān)性分析可得小米粉目數(shù)與蛋糕硬度、面糊比重呈顯著正相關(guān)(p<0.05),與蛋糕彈性呈顯著負(fù)相關(guān)(p<0.05);采用頂空-固相微萃取方法測定小米枸杞渣蛋糕中的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì),結(jié)果共鑒定出30種風(fēng)味物質(zhì),主要有醇類、醛類、酮類、酯類和烷烴類。