糙米-大豆復(fù)配粉面團(tuán)特性研究及其對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

杜佳陽(yáng)，賈先勇，周大宇，楊麗娜，李東紅，吳昊桐，馬濤*

（1.渤海大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 錦州 121013；2.西藏軍區(qū)保障部采購(gòu)服務(wù)站，西藏 拉薩 850000）

糙米是稻谷脫殼后不加工或經(jīng)較少加工所獲得的全谷粒米，有完整的果皮、種皮和胚[1]，含有更多的維生素、礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分。與大米相比，其膳食纖維含量[2]、脂肪含量和灰分含量是精米的近3倍，胚芽米粉的蛋白質(zhì)含量可達(dá)8.13 g/100 DM，且維生素B1和維生素B3含量是精白米粉7.5倍和10.6倍[3]，還含有谷維素、谷胱甘肽、γ-氨基丁酸、米糠多糖、肌醇等多種促進(jìn)人體健康的功能因子[4]。糙米能有效降低心腦血管疾病、糖尿病和惡性腫瘤等相關(guān)慢性疾病的風(fēng)險(xiǎn)[5]，還可以改善人體免疫功能[6]，可去除體內(nèi)氧自由基、降血脂、提高記憶力和美容等[7-8]，對(duì)疾病的預(yù)防可以起到更加明顯的效果[9]。

大豆作為重要的植物蛋白來(lái)源，富含人體必需的8種氨基酸[10]，不含膽固醇，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高[11]。大豆中的蛋白含量相對(duì)較高，心腦血管疾病患者完全可以用其取代動(dòng)物蛋白[12]，與其它糧食搭配食用，可以大大提高其蛋白質(zhì)的利用率，實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)上的互補(bǔ)。大豆膳食纖維能降低血清膽固醇水平，改善大腸功能、降低血清膽固醇濃度，改善血糖生成反應(yīng)等[13]。張亞楠研究發(fā)現(xiàn)，大豆中的大豆異黃酮是種子中積累的一類(lèi)次生代謝產(chǎn)物，異黃酮在預(yù)防和治療癌癥、骨質(zhì)疏松癥、心臟病等方面有很好的療效[14]。

目前國(guó)外對(duì)無(wú)麩質(zhì)食品的研究主要集中于原料種類(lèi)擴(kuò)展和品質(zhì)提升，市場(chǎng)現(xiàn)已銷(xiāo)售的無(wú)麩質(zhì)食品包括面條、面包、披薩、餅干、蛋糕等[15]，其配方通常由玉米、大米、糯米、小米、大豆以及多種淀粉混合而成[16]。其中，蛋糕屬于較大的零食類(lèi)別，具有食用范圍廣、適口性好、易儲(chǔ)存和銷(xiāo)售等特點(diǎn)。重要的是，面筋在蛋糕中所起的作用相對(duì)較小，便于制作。小麥蛋白在面團(tuán)中主要的作用是形成三維網(wǎng)絡(luò)的面筋，鎖住水分和包裹淀粉顆粒。為保留無(wú)麩質(zhì)粉的營(yíng)養(yǎng)和功能成分，本研究將糙米粉和大豆粉進(jìn)行復(fù)配，通過(guò)大量試驗(yàn)探討不同比例的糙米粉-大豆粉面團(tuán)的流變學(xué)特性，結(jié)合質(zhì)構(gòu)和感官評(píng)價(jià)特性，獲得營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高、口感、色澤、表面狀況良好的糙米-大豆復(fù)配蛋糕粉，并對(duì)其制成的蛋糕品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

大豆粉：山東美樂(lè)嘉食品有限公司（26.2%蛋白質(zhì)，6.0%脂肪，7.0%含水量）；糙米粉：本溪寨香生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司（8.6%蛋白質(zhì)，2.1%脂肪，7%含水量）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備與儀器

JY5002電子天秤：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀：英國(guó)SMS公司；Mixolab混合實(shí)驗(yàn)儀：特雷首邦（北京）貿(mào)易有限公司；YXD60遠(yuǎn)紅外電熱食品烤爐：上海寶珠機(jī)械科技發(fā)展有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 混合粉的制備

將糙米粉與大豆粉進(jìn)行混合，配成糙米粉所占比例分別為 0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的糙米-大豆預(yù)復(fù)配粉樣品備用。根據(jù)其水分含量，采用混合實(shí)驗(yàn)儀測(cè)定并分析相關(guān)參數(shù)尋找較優(yōu)的配粉比例。

1.3.2 蛋糕的制作

面糊制備：按1.3.1中混合粉制備比例制成100 g原料，并將蛋白、蛋黃分離，將除蛋白和糖以外材料混合攪勻成面糊備用。

蛋白制備：蛋白中加入幾滴檸檬汁（去除蛋腥味），用打蛋器打出魚(yú)眼形的大泡，分3次加入白糖打發(fā)，直到蛋白硬性發(fā)泡。

調(diào)糊與裝模：取出1/3的蛋白膏和之前拌勻的面糊混合，用橡皮刮刀切拌均勻，然后將混合好的面糊倒入蛋白中，迅速切拌均勻后快速倒入模具當(dāng)中，振蕩幾下排除模具里面不均勻的大氣泡。

烘烤：設(shè)定烤箱的溫度為上火150℃，下火120℃，烘烤30 min；再將烤盤(pán)調(diào)制上火170℃，下火150℃，烘烤10 min。期間每隔10 min掉轉(zhuǎn)烤盤(pán)方向，直至蛋糕表面呈金黃色時(shí)即可出爐。

冷卻：將焙烤好的蛋糕取出，振蕩后倒扣在冷卻網(wǎng)上，自然冷卻。

1.3.3 面團(tuán)流變學(xué)特性的測(cè)定

混合實(shí)驗(yàn)儀旨在模擬測(cè)定谷物粉加水混合，形成面團(tuán)過(guò)程、加熱糊化過(guò)程和冷卻回生過(guò)程中流變學(xué)的特性變化，經(jīng)一次測(cè)定可同時(shí)得到反映谷物的蛋白粉質(zhì)特性和淀粉黏度特性的相關(guān)曲線，是當(dāng)今世界上最高端的檢測(cè)谷物特性的儀器。

測(cè)定時(shí)面粉放在混合實(shí)驗(yàn)儀的混合室中，儀器根據(jù)面粉的水分含量自動(dòng)加入一定量的水，由兩個(gè)“S”形的攪拌刀以80 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行混合，實(shí)時(shí)測(cè)定并記錄兩個(gè)攪拌刀間對(duì)面團(tuán)的力矩（Nm），繪制出時(shí)間及溫度對(duì)力矩變化的混合曲線[17]。圖1為混合實(shí)驗(yàn)儀的力矩曲線以及各區(qū)間的含義[18-20]。

圖1 混合實(shí)驗(yàn)儀曲線圖Fig.1 Mixer tester graph

1.4 無(wú)麩質(zhì)蛋糕感官評(píng)定

按照戚風(fēng)蛋糕的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。參與感官評(píng)價(jià)的人員為食品專業(yè)學(xué)生10人，感官評(píng)定人員按男女比例1∶1進(jìn)行分類(lèi)。測(cè)試前產(chǎn)品隨機(jī)編號(hào)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)的感官評(píng)定人員分別對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕色澤、外形、甜度、內(nèi)部組織、口感5個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)分，結(jié)果取平均值，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1，采用百分制。

表1 蛋糕成品感官評(píng)定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation scoring standards for finished cakes

1.5 蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的測(cè)定

將室溫25℃冷卻1 h后的蛋糕切成2 cm×2 cm×2 cm的均勻薄片，用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定蛋糕質(zhì)構(gòu)，包括硬度、咀嚼性、彈性、回復(fù)性和黏聚性5個(gè)指標(biāo)。

測(cè)定條件：采用質(zhì)構(gòu)剖面分析方法（texture profile analysis，TPA）模式，選用直徑為30 mm的圓柱形平底探頭，測(cè)前探頭速率1 mm/s，測(cè)時(shí)以2 mm/s速率壓至原高50%，測(cè)后探頭返回速率2 mm/s，觸發(fā)力5 g，兩次壓縮時(shí)間30 s。每組樣品測(cè)試5次，取平均值[21]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS 21和Origin 9.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖，所有試驗(yàn)處理進(jìn)行3次重復(fù)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 糙米粉添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響

糙米粉添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響見(jiàn)表2。

表2 糙米粉添加量對(duì)面團(tuán)粉質(zhì)特性的影響Table 2 Effect of brown rice flour addition on farinography of dough

2.1.1 面團(tuán)吸水率

面團(tuán)吸水率是指面粉各組分的吸水特性。吸水率指數(shù)越小，面粉吸水率低。如表2所示，隨著糙米粉添加量的增加，吸水率大體呈先下降后上升的趨勢(shì)。添加量在50%時(shí)，糙米粉的吸水率最低，為44%。

2.1.2 面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間

面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間是衡量面粉粉質(zhì)特性比較重要的一項(xiàng)指標(biāo)，面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間越長(zhǎng)，面團(tuán)的韌性越好，面筋強(qiáng)度也越大，面團(tuán)的加工性質(zhì)越好。從表2可知，隨著糙米粉添加量的增加，糙米粉面團(tuán)穩(wěn)定時(shí)間從9.9 min降低到7.7 min，大體呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)。穩(wěn)定時(shí)間降低，表明混粉面團(tuán)耐揉性降低，這種現(xiàn)象可能與膳食纖維降低了混合粉的面筋含量和質(zhì)量有關(guān)。

2.1.3 面團(tuán)形成時(shí)間

由表2可以看出，隨著糙米粉的增加，面團(tuán)形成時(shí)間大體呈下降趨勢(shì)。面團(tuán)形成時(shí)間越短，面團(tuán)筋力越弱，隨著糙米粉的增加，混粉的面團(tuán)形成時(shí)間大致呈降低趨勢(shì)。當(dāng)糙米粉添加量為70%時(shí)，形成時(shí)間降低到3.08 min。

2.1.4 面團(tuán)蛋白弱化度

C2值指的是面團(tuán)中蛋白質(zhì)在加熱和機(jī)械力測(cè)定過(guò)程中的弱化程度，C2越小，說(shuō)明蛋白弱化程度越大。從表2可知，隨著糙米粉添加量的增加，混粉樣品的弱化度變化趨勢(shì)為：減小-增大-減小。糙米-大豆混粉的C2值由0.51 Nm下降到0.423 Nm，說(shuō)明糙米粉的增加會(huì)使混粉的蛋白質(zhì)弱化程度減小，使面粉的評(píng)價(jià)值增高。

2.1.5 糊化特性

C3-C2值越大，說(shuō)明淀粉糊化特性越強(qiáng)，其黏度越大[22]。由表2可以看出，隨著糙米粉添加量的增加，C3-C2值從0.075 Nm上升到0.655 Nm。說(shuō)明隨著糙米粉添加量的增加，混粉的淀粉糊化特性增強(qiáng)，面團(tuán)峰值黏度逐漸升高，淀粉顆粒膨脹程度增加，結(jié)合水的能力升高。C3-C4值表示淀粉糊化熱穩(wěn)定性，C3-C4值越小，說(shuō)明淀粉糊化熱穩(wěn)定性越強(qiáng)。隨著糙米粉添加量的增加，C3-C4值大致逐步增加，說(shuō)明糙米-大豆混粉的淀粉糊化熱穩(wěn)定性降低。C5-C4值越小，說(shuō)明淀粉越不容易回生。隨著糙米粉添加量的增加，C5-C4值為30%時(shí)最低，從0.486 Nm降低到0.378 Nm。淀粉回生能力減弱，說(shuō)明了糙米粉的添加改善了面團(tuán)的糊化穩(wěn)定性，延緩了無(wú)麩質(zhì)蛋糕的回生。

2.2 糙米粉-大豆粉對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響

質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、黏聚性、咀嚼性以及彈性[23]。彈性和黏聚性與無(wú)麩質(zhì)蛋糕的品質(zhì)均呈正相關(guān)。彈性越大，吃起來(lái)柔軟、爽口不粘牙；黏聚性越大，內(nèi)部質(zhì)構(gòu)柔軟、富有彈性有勁道。硬度和咀嚼性與蛋糕品質(zhì)成負(fù)相關(guān)。硬度和咀嚼性越大，蛋糕松軟度越差，吃起來(lái)口感發(fā)硬，缺乏綿軟的感覺(jué)，缺乏彈性[24]。不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響見(jiàn)圖2。

圖2 不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of brown rice on texture properties of gluten-free cakes

2.2.1 不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕硬度的影響

硬度作為評(píng)價(jià)蛋糕品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，指咀嚼蛋糕達(dá)到一定變形后所需要的力。由圖2可知，糙米粉的添加量為0%、10%、50%的蛋糕硬度沒(méi)有顯著性差異（P>0.05），相對(duì)硬度較低。糙米粉添加量為50%的蛋糕硬度為534.761 g，與普通小麥粉制成的蛋糕硬度更為接近；此時(shí)糙米粉添加比例適中，蛋糕水分含量升高，口感更佳；添加比例過(guò)高或過(guò)低，蛋糕糊烘焙時(shí)保水效果和持氣能力差，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變密實(shí)，硬度上升，品質(zhì)下降[25-26]。

2.2.2 不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕彈性的影響

彈性指樣品在兩次壓縮之間可恢復(fù)的程度，蛋糕彈性越大，品質(zhì)越好。由圖2可知，蛋糕彈性隨著糙米粉添加量的增加，大體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。糙米粉添加量為0%、10%、60%、70%時(shí)蛋糕彈性差異不顯著（P>0.05），相對(duì)彈性較高。添加量為60%蛋糕彈性為0.913 mm，略低于0%。說(shuō)明適當(dāng)增加糙米粉占比有助于提高蛋糕產(chǎn)品的持氣性能，蛋糕糊本身可以支撐蛋糕自身重量而成型，但過(guò)度會(huì)使蛋糕糊流變學(xué)特性變差，持氣能力減弱，蛋糕起泡性和膨松度變差，導(dǎo)致彈性下降[27]。

2.2.3 不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕咀嚼性的影響

咀嚼性表示咀嚼蛋糕至可吞咽狀態(tài)時(shí)需要做的功，反映蛋糕對(duì)咀嚼的抵抗能力，咀嚼性越高，蛋糕越難被嚼碎至可吞咽狀態(tài)[28]。由圖2可知，糙米粉的添加量為0%、10%、50%的蛋糕咀嚼性沒(méi)有顯著性差異（P>0.05），相對(duì)咀嚼性較低。添加量為50%的蛋糕咀嚼性為318.826 g，略高于0%，說(shuō)明糙米-大豆復(fù)配粉添加比例為50%更適中?？梢?jiàn)蛋糕咀嚼性越高，口感越硬，咀嚼至可吞咽狀態(tài)需要的功就越大。

2.2.4 不同糙米粉添加量對(duì)蛋糕黏聚性的影響

黏聚性指構(gòu)成食品內(nèi)部結(jié)合力的大小，表示食品經(jīng)第一次壓縮變形后對(duì)第二次壓縮的抵抗能力，反映了蛋糕抵抗咀嚼破碎受損保持完整的性質(zhì)。由圖2可知，蛋糕黏聚性隨著糙米粉添加量的增加，變化趨勢(shì)與彈性相同，大致先降低再升高后趨于平穩(wěn)。糙米粉添加量為0%～10%、40%～70%的蛋糕黏聚性沒(méi)有顯著性差異（P>0.05），相對(duì)較高。添加量為40%～70%蛋糕黏聚性與普通小麥粉制成的蛋糕黏聚性更為接近。

2.3 不同糙米粉添加量對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕感官的影響

糙米-大豆粉無(wú)麩質(zhì)蛋糕的感官評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

表3 糙米-大豆粉無(wú)麩質(zhì)蛋糕的感官評(píng)價(jià)Table 3 Sensory evaluation of brown rice-soy gluten-free cake

由表3可知，糙米粉添加量為50%時(shí)感官評(píng)分最高，為82分。當(dāng)添加量繼續(xù)增加時(shí)，所有評(píng)分均下降。綜合考慮，糙米粉添加量為50%時(shí)的無(wú)麩質(zhì)蛋糕效果最佳。這與質(zhì)構(gòu)儀所得結(jié)論基本相符，并且在此添加量下的無(wú)麩質(zhì)蛋糕，表面色澤最好，表皮光滑，起發(fā)均勻無(wú)硬塊，甜度適中，有蛋糕的特有風(fēng)味。

3 結(jié)論

在糙米-大豆復(fù)配粉中，隨著糙米粉比例的增加，復(fù)配粉面團(tuán)的形成時(shí)間、穩(wěn)定時(shí)間都呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而吸水率呈先下降后上升的趨勢(shì)；蛋白弱化度變大，糊化速率趨勢(shì)為：減小-增大-減小。復(fù)配粉的淀粉糊化特性大致升高，即黏度增加，但淀粉糊化熱穩(wěn)定性降低，不利于無(wú)麩質(zhì)蛋糕的制作。

根據(jù)無(wú)麩質(zhì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性及感官評(píng)價(jià)分析，當(dāng)糙米粉和大豆粉添加量為50%時(shí)，表面色澤最好，表皮光滑，起發(fā)均勻無(wú)硬塊，甜度適中。綜合考慮，50%的糙米粉與大豆粉添加量，為糙米-大豆復(fù)配粉的最佳比例。