發(fā)芽高粱無(wú)麩質(zhì)蛋糕的制備及品質(zhì)優(yōu)化

張俊，張三杉，余夢(mèng)玲，葉丹，雷激*

1(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都，610039)2(四川天味食品集團(tuán)股份有限公司，四川 成都，610200)

麩質(zhì)，即面筋蛋白，是小麥、黑麥、大麥、燕麥及其雜交種和衍生種中含有的一類蛋白質(zhì)片段[1]。部分人群對(duì)麩質(zhì)先天過(guò)敏，攝入含麩質(zhì)的食品會(huì)破壞他們的腸道表皮細(xì)胞，從而誘發(fā)乳糜瀉疾病[2]。近年來(lái)，隨著病理學(xué)研究的深入和診斷手段的更新，我國(guó)乳糜瀉病發(fā)案例報(bào)道不斷增加，尤其是以小麥為主食的北方地區(qū)居民[3]。目前，治療乳糜瀉的唯一方式就是嚴(yán)格控制含麩質(zhì)食品的攝入。國(guó)際食品法典委員會(huì)(Codex Alimentarius Commission，CAC) 規(guī)定，不含小麥(即所有小麥品種)、黑麥、大麥、燕麥及其雜交品系的食品組分所制成的食品；或者是含有上述組分，但經(jīng)加工處理已去除麩質(zhì)或麩質(zhì)含量低于20 mg/kg即為無(wú)麩質(zhì)食品[4]。

當(dāng)前國(guó)外市場(chǎng)上已有較成熟的無(wú)麩質(zhì)食品，而我國(guó)對(duì)無(wú)麩質(zhì)食品的研究仍處于起步階段。高粱，不含麩質(zhì)，是世界上產(chǎn)量?jī)H次于稻米、小麥、玉米及大麥的第五大糧食作物，它不僅可為人體提供所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還有一些保健功能。中醫(yī)認(rèn)為，高粱性味甘、澀、溫，有和胃、消積、溫中、止瀉等功效，主治脾虛濕困、消化不良、小便不利等病癥[5]。但目前我國(guó)高粱仍以飼用和釀造為主，在食用方面仍停留于傳統(tǒng)的加工方式，利用價(jià)值較低。一方面是由于高粱自身抗?fàn)I養(yǎng)因子單寧含量高、賴氨酸缺乏、蛋白質(zhì)品質(zhì)不佳以及食味性較差[6]，使其在食品方面的加工應(yīng)用受到限制，加工技術(shù)的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于其他糧食作物。另一方面，高粱不含面筋蛋白，它的缺失會(huì)影響無(wú)麩質(zhì)食品的成型，造成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)疏松，口感、質(zhì)地以及感官品質(zhì)較差。本課題組前期研究表明，將高粱發(fā)芽處理可提高氨基酸和γ-氨基丁酸含量，降低抗?fàn)I養(yǎng)因子單寧和植酸含量，有效改善了高粱營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。因此，本實(shí)驗(yàn)將發(fā)芽高粱粉用于制作無(wú)麩質(zhì)蛋糕，并針對(duì)其缺乏面筋蛋白帶來(lái)的品質(zhì)問(wèn)題，探討大米粉和不同添加劑對(duì)無(wú)麩質(zhì)蛋糕的品質(zhì)改良作用，以期利用不同輔料和復(fù)合添加劑的協(xié)同增效作用，開(kāi)發(fā)出一款健康美味的無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕，為高粱在食品加工方面的應(yīng)用及無(wú)麩質(zhì)食品的開(kāi)發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白高粱種子產(chǎn)自江蘇省沭陽(yáng)縣新河鎮(zhèn)，市售；雞蛋、玉米油、大米粉，成都市沃爾瑪超市(紅光店)；大豆卵磷脂、羥丙基甲基纖維素(hydroxypropyl methyl cellulose，HPMC)，浙江一諾生物科技有限公司；木糖醇，山東龍力生物科技股份有限公司。

NDJ-1 旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，浙江力辰儀器科技有限公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó) Stable Micro System有限公司；DDQ-B01K1打蛋器，小熊電器股份有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 發(fā)芽高粱的制備

參考易翠平等[7]的高粱發(fā)芽實(shí)驗(yàn)：挑選高粱籽粒，確保沒(méi)有破損顆粒和其他雜質(zhì)。將浸泡20 h后的高粱用7.0%的H2O2溶液消毒15 min，再用去離子水反復(fù)沖洗。然后將高粱籽粒平鋪于雙層紗布之間，于30 ℃、無(wú)光條件下發(fā)芽48 h，為防止發(fā)霉，每隔12 h清洗高粱和紗布并灑水。發(fā)芽完成后置于40 ℃烘箱中干燥，待水分含量降至13%左右，取出粉碎過(guò)120目篩，于4 ℃冷藏保存、備用。

1.2.2 無(wú)麩質(zhì)蛋糕配方及工藝流程

通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定小麥粉蛋糕配方(對(duì)照1)：小麥粉100 g，玉米油30 g，雞蛋200 g，白砂糖60 g，牛奶50 g。

無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕基礎(chǔ)配方(對(duì)照2)：高粱粉100 g，玉米油30 g，雞蛋200 g，白砂糖60 g，牛奶50 g。

無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕改良配方：高粱粉與大米粉共100 g，玉米油30 g，雞蛋200 g，白砂糖與木糖醇共60 g，牛奶50 g，HPMC 0.3 g，大豆卵磷脂0.3 g。

工藝流程參照王雪[8]的蛋糕糊制作步驟，將得到的蛋糕面糊注模后置于蒸鍋中蒸制25 min。

1.2.3 無(wú)麩質(zhì)蛋糕工藝配比優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.2.3.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

按1.2.2的改良配方：

(1)固定木糖醇10 g, 改變大米粉添加量(0、10、20、30、40、50 g)，探討大米粉添加量對(duì)蛋糕面糊及蛋糕品質(zhì)的影響。

(2)固定大米粉30 g，改變木糖醇添加量(0、10、20、30、40、50、60 g)，探討木糖醇添加量對(duì)蛋糕面糊及蛋糕品質(zhì)的影響。

(3)固定大米粉30 g、木糖醇30 g，改變HPMC添加量(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g)，探討HPMC添加量對(duì)蛋糕面糊及蛋糕品質(zhì)的影響。

(4)固定大米粉30 g、木糖醇30 g、HPMC 0.4 g，改變大豆卵磷脂添加量(0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g)，探討大豆卵磷脂添加量對(duì)蛋糕面糊及蛋糕品質(zhì)的影響。

1.2.3.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，采用 L9(34)表通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕最佳工藝配方，實(shí)驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表 單位：g

1.2.4 蛋糕面糊黏度測(cè)定

采用數(shù)字式黏度儀在室溫下測(cè)量蛋糕面糊黏度，選用2號(hào)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速6 r/min，待讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)讀取蛋糕糊的黏度值。

1.2.5 蛋糕面糊密度測(cè)定

采用相對(duì)密度法[9]進(jìn)行測(cè)定。按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：ρ，面糊密度，g/mL；m0，密度杯質(zhì)量，g；m1，裝滿蒸餾水的密度杯質(zhì)量，g；m2，裝滿面糊的密度杯質(zhì)量，g；ρ水，水的密度為1.0 g/mL。

1.2.6 蛋糕比容的測(cè)定

采用油菜籽替換法[10]，將蒸制好的蛋糕在室溫下冷卻1 h后進(jìn)行測(cè)定，按公式(2)計(jì)算：

(2)

式中：SV，蛋糕比容，mL/g；V，蛋糕體積，mL；m，蛋糕質(zhì)量，g。

1.2.7 蛋糕質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

蛋糕室溫冷卻1 h后，將其切成15 mm的正方體，采用 TA.XT2i 型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行TPA 測(cè)試。測(cè)定條件：探頭型號(hào)為P/36，測(cè)試前、中、后速度分別為1.0、3.0、1.0 mm/s，觸發(fā)感應(yīng)力5 g，壓縮比40%。

1.2.8 蛋糕感官品質(zhì)的測(cè)定

參照文獻(xiàn)[11]的方法，挑選10位經(jīng)培訓(xùn)的感官評(píng)定成員，采用九分評(píng)價(jià)法對(duì)蛋糕口感、柔軟度、外觀、色澤和整體可接受度5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定。1為非常不喜歡，5為既不喜歡也不討厭，9為非常喜歡。

1.2.9 統(tǒng)計(jì)分析

所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010分析處理，利用Origin 8.5作圖，通過(guò)SPSS 19.0進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)(P<0.05)，結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與討論

2.1 改良前無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕與小麥粉蛋糕品質(zhì)對(duì)比

由表2可知，高粱蛋糕(對(duì)照2)面糊的黏度和密度顯著(P<0.05)低于小麥蛋糕(對(duì)照1)面糊；高粱蛋糕比容略低于小麥粉蛋糕(P>0.05)，硬度和咀嚼性顯著高于小麥蛋糕(P<0.05)，需進(jìn)一步改善；彈性優(yōu)于小麥粉蛋糕；在感官品質(zhì)上，高粱蛋糕口感、柔軟度、外觀、色澤以及整體可接受性均顯著低于小麥粉蛋糕。綜上所述，無(wú)麩質(zhì)高粱基礎(chǔ)配方蛋糕與小麥粉蛋糕進(jìn)行品質(zhì)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕相比小麥粉蛋糕存在較多不足之處，還需進(jìn)一步的改良。

表2 無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕與小麥粉蛋糕品質(zhì)對(duì)比Table 2 Quality comparison between gluten-free sorghum cake and wheat cake

2.2 改良無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕制作工藝及配方單因素分析

2.2.1 大米粉添加量對(duì)高粱蛋糕品質(zhì)的影響

大米是目前應(yīng)用最多的優(yōu)質(zhì)無(wú)麩質(zhì)原料之一，將其與其他無(wú)麩質(zhì)原料復(fù)合使用可改善產(chǎn)品品質(zhì)特性。由圖1可知，隨著大米粉添加量的增加，蛋糕面糊黏度和密度都呈先降后升的趨勢(shì)。這可能是因?yàn)楦吡恢写掷w維含量較米粉高，保水性好[12]，米粉添加后纖維含量相對(duì)降低，保水性減弱，導(dǎo)致水分溢出，面糊流動(dòng)性變大，黏度降低(P>0.05)；發(fā)芽高粱粉淀粉含量較低，隨著大米粉添加量的繼續(xù)增大，淀粉比例增加，使得面糊黏度增加(P<0.05)。面糊的黏度會(huì)影響面糊中氣泡的移動(dòng)和融合，進(jìn)而影響面糊密度，面糊黏度過(guò)低，流動(dòng)性變大，進(jìn)而引起面糊消泡，導(dǎo)致面糊密度增加；面糊黏度過(guò)大，蛋白霜內(nèi)部氣泡難以融入蛋黃糊中，使得面糊內(nèi)部氣泡量減少，從而導(dǎo)致其密度的增加[8]。面糊密度體現(xiàn)雞蛋液混合面粉、油、水?dāng)嚢柽^(guò)程中的持氣和充氣能力，進(jìn)而影響蛋糕的比容[13]。

圖1 大米粉添加量對(duì)高粱蛋糕面糊品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of rice flour on the quality of sorghum cake batter

由表3可知，隨著大米粉添加量的增加，蛋糕比容先增后降，大米粉添加量為30 g時(shí)，比容最大為2.838 2 mL/g。比容越大，單位質(zhì)量蛋糕的體積越大，蛋糕越松軟。質(zhì)構(gòu)特性包括硬度、彈性、咀嚼性等指標(biāo)，是衡量蛋糕品質(zhì)的重要指標(biāo)。硬度和咀嚼性越低，蛋糕越松軟，口感越好；彈性表示蛋糕變形后能恢復(fù)的程度，彈性越大，蛋糕越柔軟。隨著大米粉添加量的增加，彈性先升后降，硬度和咀嚼性正好相反，這是因?yàn)檫m量的米粉添加可提高蛋糕糊的起泡性和泡沫穩(wěn)定性[14]；當(dāng)大米粉添加過(guò)多，淀粉含量增大會(huì)使面糊的黏度增加，大量的蛋白質(zhì)分子會(huì)吸附到界面上較難展開(kāi)，進(jìn)而影響攪打時(shí)蛋白質(zhì)形成較大界面面積和泡沫體積的能力，使蛋糕硬度增大[15]。同時(shí)，過(guò)多的淀粉會(huì)降低蛋白的起泡性，蛋糕面糊內(nèi)泡沫減少，從而使得蛋糕彈性變差。

表3 大米粉添加量對(duì)高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)特性的影響

如圖2所示，適當(dāng)?shù)拇竺追厶砑恿靠筛纳聘吡坏案馄焚|(zhì)，但添加量過(guò)高，品質(zhì)出現(xiàn)了下降趨勢(shì)。大米粉添加量對(duì)蛋糕口感、柔軟度、外觀和色澤均有很大的影響，添加量為30 g時(shí)，高粱蛋糕整體可接受性最高為7.6分?？诟泻腿彳浂扰c蛋糕質(zhì)構(gòu)有一定的相關(guān)性，硬度越低、彈性越大，蛋糕更加松軟可口；與高粱粉相比，大米粉色澤光潔，可改善蛋糕色澤；外觀的變化可能與面糊黏度相關(guān)，面糊黏度過(guò)大，蛋糕硬度增加，表面出現(xiàn)細(xì)微裂紋；面糊黏度過(guò)低，蒸制過(guò)程中會(huì)造成氣泡上浮到表面并很快逸出，不利于蛋糕組織結(jié)構(gòu)的形成，蛋糕表面塌陷，形狀不規(guī)整。

圖2 大米粉添加量對(duì)高粱蛋糕感官評(píng)分的影響Fig.2 Effect of rice flour on sensory score of sorghum cake

綜上所述，大米粉添加量為30 g(大米粉與發(fā)芽高粱粉共100 g)時(shí)，高粱蛋糕感官整體可接受性最高，比容最大，質(zhì)構(gòu)特性較好。

2.2.2 木糖醇添加量對(duì)高粱蛋糕品質(zhì)的影響

木糖醇是目前市場(chǎng)上最常用的功能性糖醇，熱量較低，甜度與白砂糖相當(dāng)，它還可通過(guò)影響蛋液功能特性來(lái)改善蛋糕面糊以及蛋糕產(chǎn)品品質(zhì)[16]。由圖3可知，隨著木糖醇添加量增加，面糊黏度下降，密度先降后升。與蔗糖相比，糖醇黏度較低，添加木糖醇后，相同攪打條件下，會(huì)降低雞蛋液黏度，但不影響起泡性和泡沫穩(wěn)定性，在攪拌過(guò)程中有利于氣體充分進(jìn)入到面糊體系中，并能夠較好的保持[16]，密度也隨之下降；但面糊黏度過(guò)低，會(huì)造成面糊持氣性和穩(wěn)定性下降，面糊密度增加[17]。

圖3 木糖醇添加量對(duì)高粱蛋糕面糊品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of xylitol on the quality of sorghum cake batter

表4是高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果。隨著木糖醇添加量的增加，比容先增后降，木糖醇添加30 g時(shí)，比容最大為2.865 4 mL/g。但木糖醇添加過(guò)多，過(guò)低的面糊黏度會(huì)降低面糊的持氣性，使得蒸制過(guò)程中氣泡在浮力的作用下不斷上浮并逸出表面；面糊黏度過(guò)低，氣泡上升速度就大，影響蛋糕結(jié)構(gòu)的形成，因而蛋糕比容減小[18]，彈性也因此下降。質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果發(fā)現(xiàn)高粱蛋糕彈性呈先升后降的趨勢(shì)，硬度呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，這可能是因?yàn)樘砑幽咎谴己?，雞蛋液受熱形成凝膠的硬度增加引起的[16]；咀嚼性無(wú)顯著變化(P>0.05)。

表4 木糖醇添加量對(duì)高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effect of xylitol on specific volume and texture characteristics of sorghum cake

由圖4可知，適當(dāng)?shù)奶砑幽咎谴迹案庹w可接受性提高，添加量為30 g時(shí)，整體可接受性最高為7.9分。木糖醇的添加對(duì)蛋糕色澤無(wú)明顯影響(P>0.05)；口感和柔軟度與蛋糕比容和彈性變化趨勢(shì)基本一致，比容和彈性越大，蛋糕的口感和柔軟度也更好；外觀在開(kāi)始無(wú)太大變化，之后可能是因?yàn)檫^(guò)量木糖醇使黏度過(guò)低導(dǎo)致蒸制過(guò)程中氣泡逸出，蛋糕塌陷，形狀不規(guī)整。綜上所述，木糖醇添加量為30 g(白砂糖與木糖醇共60 g)時(shí)，高粱蛋糕感官整體可接受性最高，比容最大，質(zhì)構(gòu)特性較好。

圖4 木糖醇添加量對(duì)高粱蛋糕感官評(píng)分的影響Fig.4 Effect of xylitol on sensory score of sorghum cake

2.2.3 HPMC添加量對(duì)高粱蛋糕品質(zhì)的影響

親水性膠體可模擬面筋蛋白網(wǎng)絡(luò)以增強(qiáng)黏彈性，從而彌補(bǔ)無(wú)麩質(zhì)食品中面筋缺乏帶來(lái)的不良影響。如圖5所示，隨著親水膠體HPMC添加量的增加，面糊黏度顯著上升(P<0.05)，密度先下降后升高。這是因?yàn)镠PMC與淀粉鏈結(jié)構(gòu)相似，相容性好；且HPMC具有良好的持水性和黏稠性，能黏結(jié)淀粉顆粒并降低其流動(dòng)性，使得面糊黏度增加[19]。適當(dāng)?shù)拿婧ざ瓤山档兔婧芏?；?dāng)HPMC添加過(guò)多，面糊太過(guò)黏稠，限制氣泡的膨脹，面糊密度增大[20]。

圖5 HPMC添加量對(duì)高粱蛋糕面糊品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of HPMC on quality of sorghum cake batter

高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)特性變化如表5所示，適當(dāng)添加HPMC有助于增加蛋糕比容，添加量為0.4 g時(shí)，比容最大為2.925 1 mL/g。這是因?yàn)镠PMC屬于纖維素衍生物類親水膠體，具有結(jié)晶的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠較好地保持面糊中的氣體，避免蒸制過(guò)程中氣泡的擴(kuò)散消失，以保證蛋糕具有更高的比容；但是，當(dāng)HPMC添加量超過(guò)0.4 g，由于其吸水性和黏稠性太強(qiáng)，使得高粱蛋糕在蒸制過(guò)程中難以膨脹，比容降低[21]。隨著HPMC添加量增加，彈性先上升后下降，硬度和咀嚼性呈相反趨勢(shì)。這說(shuō)明適量添加HPMC可以改善高粱蛋糕質(zhì)構(gòu)特性；添加量超過(guò)0.4 g之后，由于黏度過(guò)高，蛋糕糊中融入的氣泡減少和淀粉糊化程度降低[22]等原因間接導(dǎo)致蛋糕硬度的增加。

表5 HPMC添加量對(duì)高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖6 HPMC添加量對(duì)高粱蛋糕感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of HPMC on sensory score of sorghum cake

圖7 大豆卵磷脂添加量對(duì)高粱蛋糕面糊品質(zhì)的影響Fig.7 Effect of soybean lecithin on quality of sorghum cake batter

添加HPMC后高粱蛋糕感官品質(zhì)的變化如圖6所示，適當(dāng)添加HPMC有利于提高高粱蛋糕感官品質(zhì)，添加量為0.4 g時(shí)，蛋糕整體可接受性最高為8.2分。不同HPMC添加量的高粱蛋糕色澤沒(méi)有明顯差異(P>0.05)；口感、柔軟度的變化同樣和比容和彈性變化趨勢(shì)一致；外觀得分先增后降，這與大米粉添加量變化造成蛋糕外觀變化的原因一致，與面糊黏度有關(guān)。綜上所述，HPMC添加量為0.4 g時(shí)，高粱蛋糕感官整體可接受性最高，比容最大，質(zhì)構(gòu)特性較好。

2.2.4 大豆卵磷脂添加量對(duì)高粱蛋糕品質(zhì)的影響

乳化劑是一種表面活性物質(zhì)，具有促進(jìn)乳液或充氣食品穩(wěn)定的作用。在烘焙行業(yè)中，大豆卵磷脂是常見(jiàn)的一種乳化劑。如圖7所示，隨著大豆卵磷脂添加量的增加，面糊黏度不斷增加(P<0.05)，這是因?yàn)槿榛瘎┑奶砑幽軌蛟鰪?qiáng)與水的結(jié)合能力，減少游離水的含量，從而減低面糊流動(dòng)性，面糊黏度增加[23]；這將有助于面糊在攪拌過(guò)程中充氣，并降低泡沫從面糊中擴(kuò)散出來(lái)的速度，有助于提高泡沫的穩(wěn)定性，這也正是密度下降的原因。另外，乳化劑可以通過(guò)降低液相和氣相之間的張力來(lái)輔助曝氣，從而減少產(chǎn)生更大的界面面積所需的能量，有利于泡沫的形成和穩(wěn)定[24]，使得面糊密度下降。

在蛋糕加工中，乳化劑可以促進(jìn)油脂乳化分散，使產(chǎn)品體積膨脹，結(jié)構(gòu)疏松[18]。不同的乳化劑添加量會(huì)影響蛋糕品質(zhì)，若添加量較低，雞蛋蛋白分子與乳化劑分子在水和空氣界面上會(huì)相互競(jìng)爭(zhēng)、難以相容，從而降低蛋白的起泡性，泡沫穩(wěn)定性也會(huì)下降；乳化劑添加量過(guò)高，會(huì)增大面糊體系的內(nèi)聚力，不利于蛋糕組織結(jié)構(gòu)的形成，體積反而會(huì)有所降低[25]。而適宜的添加量會(huì)使乳化劑分子在空氣-水界面上形成完整緊密的膜層，在膜層外面再覆蓋一層蛋白質(zhì)分子，這種雙重膜層的泡沫結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，即使受到不斷攪打，泡沫也不易破裂消失，保證蛋糕具有較高的比容[26]。如表6所示，比容隨著大豆卵磷脂添加量的增加而增加，添加量為0.5 g時(shí)比容最大為3.035 8 mL/g；添加量超過(guò)0.5 g之后，比容有所下降。蛋糕硬度和咀嚼性呈下降趨勢(shì)，彈性增加，添加量為0.5 g時(shí)彈性最大，這可能是因?yàn)槿榛瘎┡c淀粉形成復(fù)合物，降低了淀粉的吸水溶脹能力，糊化溫度升高，使得體系中的大量水分向蛋白質(zhì)遷移，從而增加蛋糕的柔軟性[9]。

表6 大豆卵磷脂添加量對(duì)高粱蛋糕比容和質(zhì)構(gòu)特性的影響

圖8 大豆卵磷脂添加量對(duì)高粱蛋糕感官評(píng)分的影響Fig.8 Effect of soybean lecithin on sensory score of sorghum cake

乳化劑能改善體系各組分間的表面張力，使之形成均勻分散的乳化體，從而改善食品的組織結(jié)構(gòu)、口感和外觀。如圖8所示，大豆卵磷脂添加量為0.5 g時(shí)，感官整體可接受性最高為8.4分。色澤依然無(wú)明顯變化；口感、柔軟度與蛋糕比容和彈性有關(guān)，比容和彈性越大，蛋糕的口感和柔軟度也更好；外觀的變化依然與黏度有一定關(guān)系。綜上所述，大豆卵磷脂添加量為0.5 g時(shí)，高粱蛋糕感官整體可接受性最高，比容最大，質(zhì)構(gòu)特性較好。

2.3 無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕工藝配方多因素分析

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上得出大米粉、木糖醇、HPMC和大豆卵磷脂的最佳添加比例，將這4個(gè)因素進(jìn)行 L9(34)正交試驗(yàn)，以蛋糕比容和感官整體可接受度為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

通常來(lái)說(shuō)，硬度和咀嚼性與蛋糕品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，硬度、咀嚼性越小，蛋糕越松軟可口，品質(zhì)越好；彈性與蛋糕品質(zhì)呈正相關(guān)，彈性越大，蛋糕松軟度越高，比容增大[27]。因此，正交試驗(yàn)以比容和感官整體可接受性為指標(biāo)確定高粱蛋糕最佳工藝配方。由表7可以看出，各因素對(duì)高粱蛋糕比容和感官整體可接受性影響的主次順序?yàn)镈>C>A>B，即大豆卵磷脂添加量對(duì)比容和感官整體可接受性的影響最大，其次是HPMC和大米粉，木糖醇的影響最小。各因素對(duì)比容影響的最優(yōu)水平組合為A3B1C2D2，即大米粉40 g，木糖醇20 g，HPMC 0.4 g，大豆卵磷脂0.5 g；各因素對(duì)感官整體可接受性影響的最優(yōu)水平組合為A3B1C2D3，即大米粉40 g，木糖醇20 g，HPMC 0.4 g，大豆卵磷脂0.6 g。

由于上述兩組最優(yōu)組合并不在9次實(shí)驗(yàn)中，需對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。分別按照最優(yōu)水平組合A3B1C2D2和A3B1C2D3制作高粱蛋糕，測(cè)定其比容和感官品質(zhì)，比容和感官整體可接受性分別為3.081 3 mL/g、8.5分和3.032 4 mL/g、8.3分，兩者之間沒(méi)有明顯的差異。綜合考慮各因素對(duì)高粱蛋糕比容和感官品質(zhì)的影響，最終確定無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕工藝配方最優(yōu)配比為A3B1C2D2，即大米粉40 g，木糖醇20 g，HPMC 0.4 g，大豆卵磷脂0.5 g。在此工藝條件下做驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，蛋糕松軟、比容大；表面色澤均勻，外形規(guī)整；口感綿軟、細(xì)膩，無(wú)粗糙感，略有大米的米香味，其比容和感官整體可接受性均高于改良前的高粱蛋糕(2.621 3 mL/g、7.1分)(P<0.05)，而略低于此配方下的常規(guī)小麥粉蛋糕(3.103 7 mL/g、8.7分)，但差異不大(P>0.05)。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Orthogonal experiment results

3 結(jié)論

針對(duì)發(fā)芽高粱蛋糕與普通小麥粉蛋糕之間的差距，選擇添加大米粉、木糖醇、HPMC和大豆卵磷脂對(duì)無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕進(jìn)行品質(zhì)改良。結(jié)果表明，適量的大米粉和3種添加劑可增大蛋糕比容和彈性，降低硬度，產(chǎn)品感官整體可接受性提高，但添加量過(guò)大會(huì)造成面糊黏度和密度變化而引起蛋糕品質(zhì)下降。無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕的最佳配方為：大米粉40 g，發(fā)芽高粱粉60 g，木糖醇20 g，白砂糖40 g，HPMC 0.4 g，大豆卵磷脂0.5 g，玉米油30 g，雞蛋200 g，牛奶50 g。以此配方制得的無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕松軟、比容大；表面色澤均勻，外形規(guī)整；口感綿軟、細(xì)膩，無(wú)粗糙感，略有大米的米香味。相比改良前，蛋糕比容和感官整體可接受性增加，與此配方下的常規(guī)小麥粉蛋糕無(wú)顯著差異，說(shuō)明將大米粉和3種添加劑復(fù)合添加到無(wú)麩質(zhì)高粱蛋糕中具有良好的效果，顯著改善了蛋糕品質(zhì)。