不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕品質(zhì)的影響

饒晨露，陳玲，張成志，鄭波

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510640)

發(fā)糕作為我國(guó)傳統(tǒng)的特色小吃，是一種以大米粉為主要原料，經(jīng)過(guò)酵母發(fā)酵、汽蒸而成的水蒸糕點(diǎn)，具有甜而不膩、制作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。近年來(lái)，隨著人們對(duì)健康飲食生活的日益追求，傳統(tǒng)發(fā)糕由于其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有限、消化率高且風(fēng)味單一，不符合當(dāng)代時(shí)尚消費(fèi)理念。因此將雜糧或一些更具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的藥食同源的原料替代大米粉[1,2]，實(shí)現(xiàn)發(fā)糕食品營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味的調(diào)控，創(chuàng)制出具有個(gè)性化營(yíng)養(yǎng)及風(fēng)味的新型發(fā)糕具有重要的應(yīng)用價(jià)值和指導(dǎo)意義。

青稞是種植在我國(guó)西南部海拔較高地區(qū)的一種雜糧，是藏族人民的重要糧食作物，它不僅具有“三高兩低”的營(yíng)養(yǎng)組成特點(diǎn)，而且富含β葡聚糖、多酚類(lèi)化合物、黃酮和γ氨基丁酸等重要生物活性成分，比大米等谷物具有更高的營(yíng)養(yǎng)和保健價(jià)值[3,4]。張成志等[5]利用青稞粉完全替代大米粉，經(jīng)過(guò)打漿、發(fā)酵、汽蒸等工藝創(chuàng)制出新型青稞全粉發(fā)糕，為目前營(yíng)養(yǎng)健康發(fā)糕類(lèi)食品的開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。然而由于青稞全粉中粗纖維含量較高，從而影響其產(chǎn)品的感官品質(zhì)及加工特性，因此有必要對(duì)目前青稞發(fā)糕產(chǎn)品進(jìn)行品質(zhì)改良，其中添加品質(zhì)改良劑是一種行之有效的方法。目前，對(duì)青稞發(fā)糕的品質(zhì)改良研究幾乎未見(jiàn)報(bào)道。

本研究采用張成志等[5]擬定的青稞發(fā)糕感官評(píng)定體系來(lái)探究不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕品質(zhì)的影響，降低了感官評(píng)分過(guò)程中產(chǎn)生的模糊性差異。本研究在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，探究了在最適添加量下不同種類(lèi)改良劑對(duì)青稞全粉漿糊化性質(zhì)、粉漿持水性、發(fā)糕切面氣孔分布狀態(tài)以及發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性的影響，為營(yíng)養(yǎng)健康青稞發(fā)糕的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣提供技術(shù)支撐和理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青稞粉，青稞藏禾源青稞資源開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司；酵母，安琪酵母股份有限公司；Guar，河南奧尼斯特食品有限公司；Xan，河南萬(wàn)邦實(shí)業(yè)有限公司；Cas，蘇州亞亨化工科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

BS210S 電子天平，德國(guó) Sartorius 公司；C21-SDHC8E15D 電磁爐，紹興蘇泊爾生活電器有限公司；LRH-70 生化培養(yǎng)箱，上海恒科儀器有限公司；Brabender 黏度儀，德國(guó)Brabender 公司；TA-XT Plus 質(zhì)構(gòu)分析儀，英國(guó)Stable Micro Systems 公司；MesoMR23-040H-1 核磁共振成像分析儀，蘇州紐邁分析儀器股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 青稞全粉發(fā)糕的制備

發(fā)糕的制備參考張成志等[5]的方法并略有改動(dòng)。配置質(zhì)量濃度為15%的酵母溶液，于37℃培養(yǎng)5 min；稱(chēng)取50 g 青稞粉、50 g 白砂糖、100 g 蒸餾水及一定量的改良劑，攪勻后滴加酵母溶液，使添加量達(dá)0.6%后繼續(xù)攪拌均勻；將粉漿轉(zhuǎn)入膜具于37℃發(fā)酵2.63 h，后轉(zhuǎn)入蒸鍋中汽蒸15 min，冷卻至常溫后即得成品。

采用Xan、Guar 和Cas 作為改良劑，根據(jù)國(guó)家食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)GB 2760-2014，選用Xan 和Guar 的添加量依次為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，Cas的添加量依次為2%、4%、6%、8%、10%。以未添加改良劑的青稞全粉發(fā)糕作為空白對(duì)照。

1.3.2 感官評(píng)定

選擇12 位受過(guò)感官評(píng)定培訓(xùn)的人員，根據(jù)張成志等[5]制定的青稞發(fā)糕感官評(píng)定表進(jìn)行評(píng)級(jí)，其中優(yōu)、良、中、差四個(gè)等級(jí)的得分比例分別為1、0.75、0.5和0.25，將各個(gè)評(píng)分項(xiàng)目的滿(mǎn)分乘以相應(yīng)等級(jí)的得分比例即為該項(xiàng)目的得分，將所有得分累加后即為發(fā)糕的感官評(píng)定總分。每5 個(gè)樣品為一批次，品評(píng)過(guò)程中樣品隨機(jī)編號(hào)、放置，每次只對(duì)一個(gè)感官指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定。

1.3.3 青稞全粉漿的糊化性質(zhì)研究

將樣品配制成質(zhì)量濃度為6%的懸浮液，轉(zhuǎn)移到Brabender 黏度儀的專(zhuān)用測(cè)量杯中，按以下程序測(cè)試：將黏度儀的測(cè)量轉(zhuǎn)子速度調(diào)整為250 r/min，以30℃作為溫度起始點(diǎn)，按7.5℃/min 逐漸升溫至95℃，并保持該溫度持續(xù)30 min，然后再以7.5℃/min 逐漸降溫至50℃，繼續(xù)保溫30 min。根據(jù)儀器連續(xù)記錄黏度隨時(shí)間和溫度的變化得到的關(guān)鍵值，可計(jì)算得到熱糊穩(wěn)定性、冷湖穩(wěn)定性、崩解值、凝膠性、凝沉性等糊化性質(zhì)[6]。

1.3.4 青稞全粉漿的持水性研究

參考朱婷偉[7]的方法，采用低場(chǎng)核磁共振成像分析儀進(jìn)行分析。選擇MesoMR23-060H-I-25mm 磁體-探頭，采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill 脈沖序列對(duì)粉漿進(jìn)行掃描，測(cè)定粉漿中的自旋弛豫時(shí)間T2。檢測(cè)參數(shù)如下：磁體頻率為27.1 MHz，90 °脈沖時(shí)間P1=11.52 us，180 °脈沖時(shí)間P2=22.00 us，磁體頻率為21.2 MHz，采樣頻率SW=100 kHz，采樣點(diǎn)數(shù)TD=800018，采樣間隔時(shí)間TW=10000 ms，累加次數(shù)NS=4。對(duì)測(cè)得的T2弛豫時(shí)間圖譜進(jìn)行反演后，得到粉漿中水分狀態(tài)的分布及其對(duì)應(yīng)狀態(tài)的相對(duì)含量。

1.3.5 青稞全粉發(fā)糕的氣孔分布研究

參考楊雙[8]的方法，將發(fā)糕中心切成固定厚度的均勻薄片，置于掃描儀面板中掃描，分辨率設(shè)為600 dpi。掃描后通過(guò)ImageJ 軟件截取中心處3 cm×3 cm的圖像，將像素格式設(shè)為8-bit，分析時(shí)閾值采用Ostu thresholding，統(tǒng)計(jì)氣孔個(gè)數(shù)和氣孔平均面積，根據(jù)公式（1）、（2）計(jì)算氣孔表面分率和氣孔稠密度，重復(fù)至少3 次。

1.3.6 青稞全粉發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參考Kou 等[9]的方法，并略作修改。將冷卻至室溫的發(fā)糕樣品用小刀切成邊長(zhǎng)為3 cm、厚度為2 cm的立方體，使用P/36R 探頭進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定參數(shù)如下：測(cè)前速度1.50 mm/s，測(cè)試速度1.00 mm/s，測(cè)后速度1.00 mm/s，變形程度50.0%，觸及力5.0 g。每組樣品做3 次以上平行實(shí)驗(yàn)。

1.4 數(shù)據(jù)分析處理

采用SPSS 23.0 和Orign 8.1 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和繪圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕感官品質(zhì)的影響

感官評(píng)定總分可以從整體上評(píng)判青稞全粉發(fā)糕的感官品質(zhì)。由表1 可知，隨著三種改良劑添加量的增大，青稞發(fā)糕的感官評(píng)定總分均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，這與劉小翠等[10]對(duì)米發(fā)糕改良劑的研究結(jié)果一致。由表可知，適當(dāng)添加Guar 和Xan 可以顯著改善青稞全粉發(fā)糕的香氣、滋味、質(zhì)構(gòu)及瓤孔均勻度等各方面的品質(zhì)，其中Guar 的作用效果更佳，且其對(duì)香氣的改善尤其大，0.2% Guar 可使香氣評(píng)分從13.56 分提升至20.56 分。這可能是因?yàn)镚uar 的結(jié)構(gòu)與纖維素非常相似，對(duì)纖維素具有很強(qiáng)的親和性，因而非常適用于青稞等纖維含量高的雜糧食品開(kāi)發(fā)[11]。而Xan 則可能是因?yàn)樗梢栽诎l(fā)糕汽蒸的過(guò)程中與膨脹的淀粉分子三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)合[12]，阻止淀粉分子羥基相互靠近，增大了食品的持水性和柔軟性[13]。Cas 的添加可以顯著減少發(fā)糕的黏性，10% Cas 能使其黏性降低約60%。因而，添加Cas 能增加發(fā)糕的滑爽感，改善口感，但鑒于其單獨(dú)使用的感官評(píng)定總分較低（≤76.52 分），因此在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，可以考慮將Cas 與其他改良劑復(fù)配使用。

表1 不同添加量的三種改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕感官品質(zhì)的影響 Table 1 The effect of three kinds of modifiers with different additions on the sensory quality of highland barley steamed sponge cake

由感官評(píng)定總分可知，Xan、Guar 和Cas 的最適添加量分別為：0.2%、0.4%、4%，且整體改良效果的順序依次為：Guar>Xan>>Cas。0.4% Guar 改良后的青稞全粉發(fā)糕的感官評(píng)定總分達(dá)94.00 分。因此，本研究對(duì)最佳添加量下三種改良劑改良后的青稞全粉發(fā)糕進(jìn)行進(jìn)一步研究，深入探討青稞全粉發(fā)糕的品質(zhì)改良效果。

2.2 不同改良劑對(duì)青稞全粉漿糊化性質(zhì)的影響

由表2 可知，三種改良劑均提高了粉漿的起糊溫度，其中0.2% Xan 的影響最大，使起糊溫度提高了12.2℃。親水膠體對(duì)起糊溫度的影響可能是由于其在粉漿中與青稞淀粉存在相分離，即在熱力學(xué)難以形成相容體系所導(dǎo)致[14]，而Cas 則可能是與其本身的起糊溫度較高有關(guān)。此外，三種改良劑均不同程度地降低了粉漿的熱糊穩(wěn)定性和冷糊穩(wěn)定性，其中Cas 的作用效果最大。崩解值表征的是高溫下粉漿耐剪切的能力，因此可推斷0.2% Xan和0.4% Guar能夠提高粉漿的耐剪切性能，而4% Cas 降低了粉漿的耐剪切性能，劉敏等[15]研究了Xan 對(duì)蓮藕淀粉糊化性質(zhì)的影響，并得出了與本文相似的結(jié)論。在凝膠性方面，三種改良劑表現(xiàn)出不同的作用效果，其中0.4% Guar 有助于淀粉糊在冷卻過(guò)程中形成較強(qiáng)的凝膠，而4% Cas 則降低了粉漿的凝膠性。淀粉糊的凝沉即淀粉的老化過(guò)程，與淀粉的品質(zhì)密切相關(guān)。在黏度測(cè)定中，凝沉性用降溫結(jié)束的黏度與峰值黏度的差值（絕對(duì)值）表示，差值越大表示凝沉性越強(qiáng)。三種改良劑對(duì)粉漿凝沉性的影響差異較大，0.2% Xan 和4% Cas 均能顯著降低粉漿的凝沉性，且4% Cas 的作用更強(qiáng)，使粉漿凝沉值從316.00 BU 降至128.00 BU。

表2 三種改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕糊化性質(zhì)的影響 Table 2 Effect of three kinds of modifiers on gelatinization properties of highland barley steamed sponge cake

2.3 不同改良劑對(duì)青稞全粉漿持水性的影響

低場(chǎng)核磁共振技術(shù)能對(duì)食品的水分形態(tài)和遷移情況進(jìn)行定量分析，反映食品在加工、儲(chǔ)藏等過(guò)程中的品質(zhì)[16]。通過(guò)橫向弛豫時(shí)間T2表征青稞全粉漿中不同形態(tài)水分的流動(dòng)性，出峰的T2值越小，表明粉漿的持水性越強(qiáng)，內(nèi)部水分相互結(jié)合得越緊密。由圖1 可知，每條曲線都出現(xiàn)了2～4 個(gè)峰，表明每種粉漿中的水分都由2～4 種不同形態(tài)的水分形成。根據(jù)圖中不同曲線的峰分布特點(diǎn)，可將粉漿中的水分為3 個(gè)組分：T21（0.1 ms～15 ms）表示強(qiáng)結(jié)合水；T22（15 ms～250 ms）表示弱結(jié)合水；T23（250 ms～1000 ms）表示自由水[7]。

圖1 添加三種改良劑后青稞全粉漿的T2 弛豫曲線圖 Fig.1 T2 relaxation curve of highland barley flour slurry under three kinds of modifiers addition

由表3 可知，三種改良劑都能在一定程度上降低粉漿的T21和T22值，且0.4% Guar 或4% Cas 的添加均導(dǎo)致T23位置峰的消失，表明這兩種改良劑添加后粉漿中的水分與非水組分均存在一定程度的結(jié)合。從整體上看，三種改良劑的添加均能提升粉漿的持水性。根據(jù)弛豫時(shí)間T21、T22和T23相對(duì)應(yīng)的峰面積可知，0.2% Xan 使強(qiáng)結(jié)合水的相對(duì)峰面積增加1.81%，即增加了粉漿中強(qiáng)結(jié)合水的含量，0.4% Guar 和4% Cas 能夠顯著提高粉漿中弱結(jié)合水的含量，且0.4% Guar 的作用效果更強(qiáng)，使弱結(jié)合水的峰面積增加了2.15%。吳酉芝等[17]在面團(tuán)持水性的研究中也發(fā)現(xiàn)了Guar 具有提升持水性的能力。

表3 三種改良劑對(duì)青稞全粉漿水分分布情況的影響 Table 3 Moisture distribution of highland barley flour slurry under three kinds of modifiers addition

2.4 不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕切面氣孔分布的影響

青稞全粉發(fā)糕的氣孔分布是表征發(fā)糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息和評(píng)價(jià)發(fā)糕品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[18]。氣孔的分布可用氣孔表面分率和氣孔稠密度來(lái)表示，其中氣孔表面分率描述的是氣孔平均面積的大小，而氣孔稠密度描述的是氣孔的個(gè)數(shù)[8]。由圖2 和表4 可知，0.2% Xan、0.4% Guar 和4% Cas 對(duì)青稞全粉發(fā)糕切面氣孔分布的影響具有較大的差異：0.2% Xan 能顯著降低發(fā)糕切面的氣孔表面分率和氣孔稠密度，使其分別減少了8.47%和0.17 mm-2，因此發(fā)糕切面變得更細(xì)密、平整；0.4% Guar 能顯著增大切面的氣孔表面分率和氣孔稠密度，使其分別增加了14.41%和0.26 mm-2，因此發(fā)糕的氣孔較對(duì)照組更均勻、密集；而4% Cas 不僅增加了氣孔表面分率，還略微降低了氣孔稠密度，導(dǎo)致其不僅對(duì)發(fā)糕的氣孔均勻性沒(méi)有改善，而且易導(dǎo)致較大的孔洞。整體而言，添加X(jué)an 及Guar 的青稞全粉發(fā)糕氣孔分布要優(yōu)于Cas 組。劉彥等[19]研究發(fā)現(xiàn)在蕎麥面包中加入阿拉伯膠和羧甲基纖維素鈉均可增加其氣孔表面分率和氣孔稠密度，從而改善面包的氣孔分布。

表4 三種改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕切面氣孔分布的影響 Table 4 Stomata distribution of highland barley steamed sponge cake section under three kinds of modifiers addition

圖2 添加三種改良劑后青稞全粉發(fā)糕的切面圖 Fig.2 Sectional drawing of highland barley steamed sponge cake under three kinds of modifiers addition

2.5 不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕質(zhì)構(gòu)的影響

對(duì)質(zhì)構(gòu)特性的研究能直接反映出不同改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕品質(zhì)的改良效果，結(jié)果如表5 所示。由表可知，三種改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性的影響有較明顯的差異。其中，0.4% Guar 和0.2% Xan 具有顯著降低發(fā)糕硬度、黏附力、彈性、咀嚼性及提升回復(fù)力的作用。然而4% Cas 對(duì)青稞全粉發(fā)糕的硬度和彈性的改良效果不明顯，且其對(duì)其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的改善效果在三種改良劑中最差，仰思穎[20]在發(fā)酵糙米糕的研究中同樣得出了4%木薯淀粉對(duì)其硬度和彈性影響較小的結(jié)論。Xan 和Guar 對(duì)青稞全粉發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性的改良效果較為全面，值得注意的是，Guar 降低發(fā)糕硬度的能力非常突出，添加后可使發(fā)糕的硬度從2512.62 g 降至695.78 g。此外，Xan 提升發(fā)糕回復(fù)力的能力最佳，約升至對(duì)照組的2.4 倍。

表5 三種改良劑對(duì)青稞全粉發(fā)糕質(zhì)構(gòu)特性的影響 Table 5 The effect of three kinds of modifiers on texture of highland barley steamed sponge cake

2.6 質(zhì)構(gòu)特性和感官評(píng)分的相關(guān)性分析

對(duì)青稞全粉發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)特性與感官評(píng)分進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析可為調(diào)控發(fā)糕口感及加工性能提供新的思路與方法。由表6 知，青稞全粉發(fā)糕的硬度、咀嚼性與感官評(píng)分之間存在極顯著的負(fù)相關(guān)性（p<0.01）；彈性、黏附力與感官評(píng)分之間存在顯著的負(fù)相關(guān)性（p<0.05），而回復(fù)力與感官評(píng)分的相關(guān)性不顯著（p>0.05）。因此可認(rèn)為，在青稞全粉發(fā)糕的品質(zhì)評(píng)價(jià)體系中，其硬度以及咀嚼性與青稞全粉發(fā)糕的感官品質(zhì)最為相關(guān)，且在本研究的青稞發(fā)糕質(zhì)構(gòu)測(cè)試數(shù)值范圍內(nèi)，硬度、咀嚼性、彈性和黏附力的值越小，青稞全粉發(fā)糕的感官評(píng)分越高。

表6 青稞全粉發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)特性與感官評(píng)分的Pearson 相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果 Table 6 The Pearson correlation inspection result between each texture variable and sensory score of highland barley steamed sponge cake

3 結(jié)論

綜上所述，Xan、Guar、Cas 均能顯著改善青稞全粉發(fā)糕的感官品質(zhì)，且Xan、Guar、Cas 各自的最適添加量分別為：0.2%、0.4%、4%。其中，添加0.4% Guar的青稞全粉發(fā)糕的感官品質(zhì)最佳，其評(píng)分高達(dá)94.00分。三種改良劑可以通過(guò)降低青稞全粉發(fā)糕的硬度、黏附力、彈性、咀嚼性以及提升回復(fù)力的方式來(lái)改善其感官品質(zhì)，而質(zhì)構(gòu)特性的變化則可能與青稞全粉漿的糊化性質(zhì)及持水力的改善有關(guān)。其中，0.2% Xan 和0.4% Guar 可以顯著改善青稞全粉發(fā)糕的質(zhì)構(gòu)特性，值得注意的是，Guar 降低發(fā)糕硬度的能力非常優(yōu)異，其改良后發(fā)糕的硬度可低至約695.78 g，而Xan 能使發(fā)糕的回復(fù)力提升至原來(lái)的2.4 倍。0.2% Xan 能將青稞全粉發(fā)糕切面的氣孔表面分率和氣孔稠密度分別減小至1.38%和0.07 mm-2，而0.4% Guar 能使發(fā)糕的氣孔表面分率和氣孔稠密度分別增加至24.26%和0.50 mm-2，從整體上看，二者均能顯著改善發(fā)糕的內(nèi)部氣孔結(jié)構(gòu)，但0.2% Xan 是通過(guò)顯著減少氣孔的大小和平均面積的方式使發(fā)糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加細(xì)密，而0.4% Guar則是通過(guò)顯著增大氣孔的大小和平均面積的方式使發(fā)糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松而均勻。4% Cas 作為改良劑單獨(dú)作用于青稞全粉發(fā)糕的效果不佳，實(shí)際應(yīng)用中可以考慮與其他改良劑復(fù)合使用。經(jīng)過(guò)改良后的青稞全粉發(fā)糕質(zhì)地更好，感官接受度也更高，為青稞全粉發(fā)糕及相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供了參考。