發(fā)芽糙米軟雪餅制備工藝優(yōu)化及其品質(zhì)分析

姜忠麗, 白 瓊, 龐文錄

(沈陽(yáng)師范大學(xué) 糧食學(xué)院, 沈陽(yáng) 110034)

0 引 言

食用糙米食品具有降低罹患心腦血管疾病、糖尿病和惡性腫瘤等慢性疾病風(fēng)險(xiǎn)的作用[1]。糙米發(fā)芽后,富集了對(duì)人體健康有益的多種生物活性物質(zhì),其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值是糙米的3～5倍[2-3]。為了更好地利用全谷物食品,其加工方式也在不斷創(chuàng)新。微波作為一種非電離輻射,其中的高頻電磁場(chǎng)會(huì)快速變化,反應(yīng)介質(zhì)中的極性粒子或帶電粒子不能及時(shí)排列,導(dǎo)致了分子間結(jié)構(gòu)的重排,會(huì)使發(fā)芽全谷物的營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生改變,從而影響其食用功能[4]。

軟雪餅是一種湖南傳統(tǒng)糕點(diǎn),屬于面包類(lèi)焙烤食品。但市售軟雪餅的特點(diǎn)是淀粉含量高,其他營(yíng)養(yǎng)成分含量微乎其微。將微波改性后的發(fā)芽糙米粉作為原料,與小麥粉進(jìn)行較高比例復(fù)配制作營(yíng)養(yǎng)豐富的功能性焙烤產(chǎn)品----發(fā)芽糙米軟雪餅,改善了市售軟雪餅營(yíng)養(yǎng)成分單一的問(wèn)題。本文通過(guò)單因素和正交試驗(yàn),確定了發(fā)芽糙米軟雪餅的最佳工藝參數(shù),并對(duì)二者的質(zhì)構(gòu)、比容、持水力、膳食纖維、蛋白質(zhì)以及γ-氨基丁酸含量進(jìn)行了比較。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

糙米:盤(pán)錦市大洼縣968號(hào);谷阮粉、小麥粉、馬鈴薯全粉、木糖醇、酵母、黃油、明膠、糖粉、精制鹽、奶粉,市售;乙腈、三水合乙酸鈉、γ-氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

MAS-IIPLUS常壓微波合成/萃取反應(yīng)工作站:上海新儀微波化學(xué)科技有限公司;Brookfield CT3質(zhì)構(gòu)儀:美國(guó)Brookfield公司;LD4-2離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器廠;FJ24醒發(fā)箱:廣州市白云區(qū)億高電器有限公司;AB-DCN03和面機(jī):ACA北美電器有限公司;OMG-3/9-5x6烤箱:河北歐美佳機(jī)械公司;SPX-150C恒溫培養(yǎng)箱:上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;GFL-123電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:天津市萊玻特瑞儀器設(shè)備有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 基本配方

熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉共100 g,熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7,酵素5 g,馬鈴薯全粉10 g,谷阮粉5 g;其他配料的添加量分別為酵母1.5 g,木糖醇10 g,黃油6 g,鹽0.6 g,奶粉2.5 g,水56 g。

1.3.2 工藝流程

糙米→浸泡→發(fā)芽→干燥→粉碎→發(fā)芽糙米粉→微波熟化→熟化發(fā)芽糙米粉→接種→發(fā)酵→原輔料預(yù)混→面團(tuán)調(diào)制→一次醒發(fā)→切塊整形→二次醒發(fā)→焙烤→調(diào)味→成品。

1.3.3 操作要點(diǎn)

1.3.3.1 發(fā)芽糙米的制備

糙米在30 ℃浸泡24 h,38 ℃下恒溫發(fā)芽30 h。

1.3.3.2 熟化發(fā)芽糙米的制備

30%的發(fā)芽糙米粉-水溶液,微波功率500 W,微波溫度30 ℃,微波時(shí)間20 min。

1.3.3.3 酵素的制備

20 g熟化發(fā)芽糙米粉,100 g水,1 g鹽,8 g蜂蜜,3 g酵母菌,發(fā)酵溫度35 ℃,發(fā)酵時(shí)間6 h。

1.3.3.4 制作工藝要點(diǎn)

1) 面團(tuán)調(diào)制:提前活化的酵母和原輔料攪拌至面團(tuán)表面光滑,加入黃油,至撐開(kāi)得到一層均勻的筋膜。

2) 一次醒發(fā):置于溫度30 ℃、相對(duì)濕度85%的發(fā)酵箱中醒發(fā)1 h左右,至面團(tuán)發(fā)酵到體積不再變大。

3) 切塊整形:切成40 g面劑,揉至表面光滑,搟壓成直徑約為7 cm,厚度約為1 cm的薄餅,稍靜置后制成具有一定形狀的軟雪餅胚。

4) 二次醒發(fā):醒發(fā)20 min。

5) 焙烤:上火170 ℃,下火160 ℃,焙烤18 min。

6) 調(diào)味:將提前浸泡的明膠糖水均勻噴涂在發(fā)芽糙米軟雪餅成品表面。

1.3.4 感官評(píng)定

參照GB/T 20981—2007《面包》中的要求并作修改,最終結(jié)果取平均值。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1,滿分100分。

表1 發(fā)芽糙米軟雪餅感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory evaluation standard of germinated brown rice soft cracker

1.3.5 單因素試驗(yàn)

以感官評(píng)分進(jìn)行感官評(píng)定,確定熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比、酵素、馬鈴薯全粉和谷阮粉4個(gè)因素的最佳添加量。設(shè)定酵素5 g,馬鈴薯全粉10 g,谷阮粉5 g,熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比分別為1∶9,2∶8,3∶7,4∶6,5∶5;設(shè)定熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7,馬鈴薯全粉10 g,谷阮粉5 g,酵素的添加量分別為1,3,5,7,9 g;設(shè)定熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7,酵素5 g,谷阮粉5 g,馬鈴薯全粉的添加量分別為0,5,10,15,20 g;設(shè)定熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7,馬鈴薯全粉10 g,酵素5 g,谷阮粉的添加量分別為1,3,5,7,9 g。

1.3.6 正交試驗(yàn)

用熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比、酵素、馬鈴薯全粉和谷阮粉添加量進(jìn)行正交試驗(yàn),正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表2,得出最佳工藝參數(shù)。

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Orthogonal test factors for recipe

1.3.7 比容的測(cè)定

參考GB/T 20981—2007《面包》中比容的測(cè)定,采用油菜籽替代法測(cè)定發(fā)芽糙米軟雪餅的比容[5]。比容按式(1)計(jì)算:

(1)

式中:V表示體積,mL;M表示質(zhì)量,g。

1.3.8 持水力的測(cè)定

兒茶酚胺是腎上腺素、去甲腎上腺素及多巴胺的總稱。兒茶酚胺增多癥是體內(nèi)嗜鉻細(xì)胞生成的兒茶酚胺過(guò)多而引起的臨床綜合征,以高血壓為主要臨床特征,主要包括腎上腺及腎上腺外嗜鉻細(xì)胞瘤;多發(fā)性內(nèi)分泌腫瘤-Ⅱ型(multiple endocrine neoplasia-2,MEN-2);腎上腺髓質(zhì)增生[1]。現(xiàn)隨機(jī)抽選我院收治的40例兒茶酚胺增多癥患者資料作為研究對(duì)象,進(jìn)行回顧性分析。報(bào)告如下。

參考Nawrocka等[6]的方法稍作修改,持水力按式(2)計(jì)算:

(2)

式中:W1表示樣品質(zhì)量,g;W2表示離心管與樣品總質(zhì)量,g;W3表示離心管與沉淀物總質(zhì)量,g。

1.3.9 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

TPA測(cè)試條件:TA6/100型圓柱形探頭,預(yù)測(cè)試速度2.0 mm/s,測(cè)前、中、后速度均為1.0 mm/s,壓縮程度為50%,出發(fā)點(diǎn)負(fù)載5 g,間隔1 s,循環(huán)次數(shù)2次,數(shù)據(jù)采集頻率為100 p/s。

1.3.10 膳食纖維含量的測(cè)定

參照GB 5009.88—2014中的酶-重量法。

1.3.11 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

參照GB 5009.5—2016中的凱氏定氮法。

1.3.12γ-氨基丁酸的測(cè)定

參照NY/T 2890—2016《稻米中γ-氨基丁酸的測(cè)定 高效液相色譜法》對(duì)γ-氨基丁酸含量進(jìn)行測(cè)定,其標(biāo)準(zhǔn)曲線公式為y=22.54x+9.76,R2=0.999 2,標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示。γ-氨基丁酸含量按標(biāo)準(zhǔn)曲線公式和式(3)計(jì)算:

圖1 γ -氨基丁酸標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 The standard curve of GABA

(3)

式中:w表示γ-氨基丁酸含量,mg/100 g;ρ表示γ-氨基丁酸測(cè)定質(zhì)量濃度,mg/L;V表示定容體積,mL;m表示試樣質(zhì)量,單位為g。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Origin 9.0和EXCEL等軟件對(duì)圖表進(jìn)行繪制。所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)3次,取其平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比對(duì)感官評(píng)分的影響

不同熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比對(duì)感官評(píng)分的影響如圖2所示。由圖2可知,隨著熟化發(fā)芽糙米粉在混合粉中所占比重的增加,發(fā)芽糙米軟雪餅的感官評(píng)分呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢(shì)。在熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7時(shí)達(dá)到最大值92.5分。當(dāng)熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為1∶9和2∶8時(shí),小麥焙烤味突出而糙米特有的香味不明顯,感官評(píng)分較低。當(dāng)熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為4∶6和5∶5時(shí),感官評(píng)分下降?？赡芤?yàn)椴诿椎鞍追敲娼畹鞍?使面團(tuán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到影響,持氣性和持水性降低,比容下降,口感變粗糙,表皮出現(xiàn)褶皺[6]。因此,熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉最佳質(zhì)量比為3∶7。

圖2 不同熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.2 Effects of different ratios of maturated germinated brown rice flour and wheat flour on sensory score

2.1.2 酵素添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

酵素添加量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖3所示。由圖3可知,隨著酵素添加量的增加,感官評(píng)分先增加后減少,在添加量為5 g時(shí)達(dá)到最大值,為95.5分。當(dāng)添加量為1和3 g時(shí),發(fā)芽糙米軟雪餅的酵素醇香味不明顯,口感較細(xì)膩,感官評(píng)分較低。當(dāng)添加量為7和9 g時(shí),軟雪餅變酸,變澀,內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊實(shí),導(dǎo)致感官評(píng)分降低?？赡苁且?yàn)榻退刂芯哂幸欢ǖ牡鞍酌富钚?可部分降解面團(tuán)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)支撐框架,造成軟雪餅的體積減小[7]。因此,酵素最佳添加量為5 g。

圖3 酵素添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.3 Effects of amount of enzyme on sensory score

2.1.3 馬鈴薯全粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

馬鈴薯全粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖4所示。由圖4可知,隨著馬鈴薯全粉添加量的增加,發(fā)芽糙米軟雪餅的感官評(píng)分呈先增加后減小的趨勢(shì),當(dāng)馬鈴薯全粉的添加量達(dá)到10 g時(shí),感官評(píng)分值最大為93.8分。馬鈴薯全粉的添加量過(guò)多,降低了面團(tuán)面筋含量,破壞面團(tuán)中的蛋白質(zhì)和淀粉的結(jié)構(gòu),導(dǎo)致面團(tuán)發(fā)酵力不夠,內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊實(shí),口感粗糙[8]。因此,馬鈴薯全粉最佳添加量為10 g。

圖4 馬鈴薯全粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.4 Effects of amount of potato flour on sensory score

2.1.4 谷阮粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

谷阮粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響如圖5所示。由圖5可知,當(dāng)谷阮粉添加量為5 g時(shí),感官評(píng)分達(dá)到最大值為93.2分,發(fā)芽糙米軟雪餅的色澤、內(nèi)部組織、紋理結(jié)構(gòu)、口感達(dá)到最佳狀態(tài)。谷阮粉中含有的麥谷蛋白和麥原蛋白可與小麥粉中的蛋白相結(jié)合,增加了面團(tuán)的面筋含量,提高了持氣性和持水性,產(chǎn)生了凝結(jié)作用,使面團(tuán)變得松軟[9]。但隨著谷阮粉添加量超過(guò)臨界值5 g時(shí),面團(tuán)的面筋筋力過(guò)大,面團(tuán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得緊實(shí),發(fā)酵產(chǎn)生的氣體難以支撐面團(tuán),形成大孔洞,導(dǎo)致面團(tuán)口感發(fā)酸,使感官評(píng)分下降[10-11]。因此,谷阮粉最佳添加量為5 g。

圖5 谷阮粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響Fig.5 Effects of amount of gluten flour on sensory score

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知,RA>RC>RB>RD。影響感官評(píng)分的因素順序?yàn)槭旎l(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比>馬鈴薯全粉>酵素>谷阮粉,即配方組合為A2B3C2D3。該組合未出現(xiàn)在正交試驗(yàn)組中,故進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 3 Orthogonal experimental design and results

由表4可知,A2B3C2D3的感官評(píng)分高于正交試驗(yàn)組中的最高分組合A2B1C2D3,因而A2B3C2D3為最優(yōu)組合。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)的感官評(píng)分Table 4 Sensory score of proof test

2.3 質(zhì)構(gòu)特性

由表5可知,發(fā)芽糙米軟雪餅的硬度和內(nèi)聚性低于市售軟雪餅的對(duì)應(yīng)測(cè)定值,而彈性、咀嚼性和回復(fù)性高于對(duì)應(yīng)測(cè)定值。由于熟化發(fā)芽糙米粉的添加降低了軟雪餅面筋的含量,加快了老化程度,因而增加了咀嚼性。回復(fù)性是在受到向下的壓力后恢復(fù)原來(lái)形態(tài)的能力,代表松軟度[12],發(fā)芽糙米軟雪餅的回復(fù)性高說(shuō)明其彈性高,更松軟。內(nèi)聚性與彈性成反比,彈性升高,內(nèi)聚性降低。發(fā)芽糙米軟雪餅與市售軟雪餅相比,內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松,更有彈性,咀嚼時(shí)消耗的能量更少,具有發(fā)芽糙米和馬鈴薯全粉特有的氣味,綜合品質(zhì)得到了明顯的提高。

表5 空白組與對(duì)照組軟雪餅的質(zhì)構(gòu)特性Table 5 Quality and structure characteristics of the blank and control soft cracker

2.4 持水力、比容、蛋白質(zhì)、膳食纖維以及γ -氨基丁酸

由表6可知,發(fā)芽糙米軟雪餅的持水力、比容、蛋白質(zhì)和膳食纖維均高于市售軟雪餅。發(fā)芽糙米粉經(jīng)適當(dāng)微波處理后,增加了持水力。原因在于部分不溶性膳食纖維經(jīng)過(guò)破壞,使更多的親水基團(tuán)暴露出來(lái),結(jié)合水的能力增強(qiáng)[13]。部分淀粉可能轉(zhuǎn)化成具有更高持水性能的抗性淀粉,影響了面團(tuán)中的淀粉與蛋白質(zhì)的組成[14-15]。谷阮粉和酵素的添加可以增強(qiáng)面團(tuán)的耐攪拌性,縮短面團(tuán)的發(fā)酵時(shí)間,使發(fā)芽糙米軟雪餅的比容增大。發(fā)芽糙米軟雪餅的γ-氨基丁酸的含量高于市售軟雪餅。

表6 持水力、比容、蛋白質(zhì)、膳食纖維以及γ -氨基丁酸的比較Table 6 Comparison of water holding capacity, specific volume, dietary fiber, protein content and GABA

2.5 發(fā)芽糙米粉、熟化發(fā)芽糙米粉、酵素以及發(fā)芽糙米軟雪餅的γ -氨基丁酸含量比較

由圖6可知,與糙米粉相比,發(fā)芽糙米粉、熟化發(fā)芽糙米粉、酵素中γ-氨基丁酸含量均有所增加,其中酵素中的含量最高,每100 g中γ-氨基丁酸的含量由16.26 mg上升至56.84 mg。表明發(fā)芽處理、微波熟化處理和微波—發(fā)酵聯(lián)用處理均可使γ-氨基丁酸含量達(dá)到富集,微波-發(fā)酵聯(lián)用的效果最顯著。微波可促進(jìn)谷氨酸脫羧酶(GAD)的活性,發(fā)酵可為谷氨酸脫羧酶提供最適pH值,使與其有關(guān)的酶系統(tǒng)被激活,二者聯(lián)用可加速催化發(fā)芽糙米中L-谷氨酸發(fā)生脫羧反應(yīng)生成次級(jí)代謝物γ-氨基丁酸,以更好地富集γ-氨基丁酸。發(fā)芽糙米軟雪餅中添加了30%熟化發(fā)芽糙米粉和5 g酵素,100 g發(fā)芽糙米軟雪餅的γ-氨基丁酸含量為29.23 mg,100 g熟化發(fā)芽糙米粉的γ-氨基丁酸的含量為34.24 mg,發(fā)芽糙米軟雪餅的γ-氨基丁酸的含量較熟化發(fā)芽糙米粉降低17%,歸因于其在醒發(fā)過(guò)程中的消耗或美拉德褐變反應(yīng)期間的氨基酸降解[16]。

圖6 γ -氨基丁酸含量比較Fig.6 Comparison of γ -aminobutyric acid content

3 結(jié) 論

經(jīng)單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)確定:發(fā)芽糙米軟雪餅的最佳工藝參數(shù)為熟化發(fā)芽糙米粉與小麥粉質(zhì)量比為3∶7,酵素5 g,馬鈴薯全粉10 g,谷阮粉5 g;其他配料的添加量分別為酵母1.5 g,水56 g,木糖醇10 g,黃油6 g,鹽0.6 g,奶粉2.5 g。100 g發(fā)芽糙米軟雪餅的γ-氨基丁酸含量為29.23 mg,蛋白質(zhì)含量為8.45 g,膳食纖維含量為2.72 g。硬度和內(nèi)聚性低于市售軟雪餅的對(duì)應(yīng)測(cè)定值,彈性、咀嚼性、回復(fù)性、持水力以及比容、蛋白質(zhì)含量、膳食纖維含量、γ-氨基丁酸含量高于市售軟雪餅的對(duì)應(yīng)測(cè)定值,綜合品質(zhì)得到了明顯的提高。

發(fā)芽糙米軟雪餅表皮色澤均勻,芯柔軟有彈性,內(nèi)部疏松多孔,口感細(xì)膩,具有馬鈴薯和發(fā)芽糙米特有的香氣,含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分;以木糖醇代替蔗糖,更適合“三高”、糖尿病人等特殊人群;在符合馬鈴薯主糧化的戰(zhàn)略需求的同時(shí),拓寬了消費(fèi)者范圍,為發(fā)芽糙米粉和馬鈴薯全粉的深加工提供了新思路。