粒度对小米粉特性和小米枸杞渣蛋糕品质的影响

王兆燃,李文钊,冯艺飞,张莎莎,曹 壮,王 强

(天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津 300457)

小米的营养价值很高,含有多种维生素、脂肪酸、蛋白质、矿物元素、碳水化合物及钙磷铁等人体必需的营养物质[1-2],此外小米具有降脂、降压、滋阴养血、调节睡眠、抗菌、防止消化不良等功效[3]。枸杞渣是生产枸杞果汁产生的废料,纤维含量较多,将其应用到蛋糕的研发中可以提升枸杞的附加值。已有前人将苹果果渣用于桃酥的制作、番茄渣用于纤维饼干的研究、欧李果渣用于膳食纤维素片的开发等等[4-6],但对枸杞渣的相关应用很少。

Majzoobi等[7]研究了不同粒径胡萝卜渣粉取代面粉对海绵蛋糕品质的影响。Kim等研究了米粉粒度对无麸质蛋糕品质的影响[8]。此外前人对玉米粉粒度和小麦粉粒度对其面制品的影响的研究也很多。研究不同粒度的小米粉持水力、色泽、糊化特性等以及对其蛋糕品质的影响,可为小米粉的加工提供理论依据。近年来对食品风味物质的研究已经成为研究热点,固相微萃取-气相色谱-质谱联用的方法是研究风味物质的良好方式。已有前人研究了馒头、面包等相关食品的风味物质[9-11],但是目前对蛋糕的风味物质的研究较少。

蛋糕是一种常见的焙烤食品,深受消费者喜爱。但目前市场上的蛋糕热量较高,缺乏维生素、矿物质、膳食纤维及其它功能成分[12]。本文主要研究小米粉粒度对蛋糕品质的影响,同时对小米枸杞渣蛋糕的风味物质进行了测定。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

低筋面粉 潍坊风筝面粉有限责任公司;小米 黑龙江省黑土庄园有机农业开发有限公司;鲜鸡蛋 华润万家乐购超市售;枸杞 银川杞利元商贸有限公司;白砂糖 广州福正东海食品有限公司;蛋糕油 华润万家乐购超市售;植物油 华润万家乐购超市售。

打蛋器 广州市祈和电器有限公司;CRWF32KE电烤箱 佛山市伟仕达电器实业有限公司;质构仪 英国stable Micro System公司;BVM6630体积测定仪 瑞典波通公司;气相色谱-质谱联用仪 美国瓦里安技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 小米枸杞渣蛋糕的基础配方 以低筋小麦粉和小米粉(7∶3)为基准,枸杞渣粉添加10%,白砂糖添加90%,鸡蛋添加150%,蛋糕油添加3%,植物油添加10%,水添加30%,膨松剂添加1%。

1.2.2 工艺流程 小米枸杞渣蛋糕制作工艺如图1所示。

图1 小米枸杞渣蛋糕的制作工艺流程Fig.1 Processing technology of millet Lycium Barbarum dregs cake

1.2.3 操作要点

1.2.3.1 原料预处理 小米粉碎后分别过60、80、100、120目筛,得到不同粒度的小米粉备用,低筋小麦粉统一过100目筛,枸杞水浴浸提后的剩余物烘干粉碎后过80目筛,即为枸杞渣粉。

1.2.3.2 鸡蛋的打发 将新鲜鸡蛋、白砂糖和蛋糕油加入打蛋机内进行搅打,先用慢速搅拌1～2 min,待三者充分混匀后,先后用高速、中速搅拌,直至蛋糖呈乳白色、可塑性较好时,再改用快速搅打至蛋糊能竖起,体积达到原来蛋糖体积的3～4倍,低速整理气泡[13]。

1.2.3.3 面糊的调制 加入低筋面粉、小米粉、枸杞渣粉、膨松剂,用低速搅拌。再缓慢加入植物油和水,搅拌均匀至表面光滑且无颗粒。

1.2.3.4 入模 将调好的面糊放入模具中,体积约为模具的2/3。

1.2.3.5 烘烤 模具放于烤盘上放入烤箱中烘烤,上火温度均为180 ℃,下火温度170 ℃,烘烤时间20 min。

1.2.4 水分的测定 依据GB5009.3-2010 中直接干燥法对不同粒度小米粉的水分进行测定。

1.2.5 色泽的测定 采用色差计不同粒度测定小米粉色泽,重复6次,取平均值。L*值代表亮度,L*值越大,亮度越高;a*值代表红色,a*值越大,红色越深;b*值代表黄色,b*值越大,黄色越深。

1.2.6 持水力的测定 在已干燥恒重的离心管内,加入不同粒度小米粉样品0.400 g,加入10 mL蒸馏水,分别在70、80、90 ℃水浴锅中各保持15 min,同时摇动5 min,于4000 r/min下离心10 min,倒出上清液,称取此时离心管质量。

其中:F为持水力,m0为空离心管质量,m1为小米粉样品质量,m2为倒出上清液后离心管与小米粉的总重。

1.2.7 糊化特性测定 不同粒度小米粉的糊化特性,参照GB/T 24853-2010使用快速粘度分析仪进行测定。称量3.0 g样品放入小铝筒中,加入25 mL蒸馏水,用塑料螺旋浆上下搅动1 min,使其混合均匀,然后卡入旋转塔,开始运行,结束后得到RVA糊化曲线,导出相应的Excel表格即可得知峰值粘度、最低粘度、衰减值、最终粘度、回生值、糊化温度、衰减值等指标。

1.2.8 蛋糕面糊比重的测定 首先取一个平底容器并称出其质量(G0),然后注满清水,量出清水与容器的总重量(G),再用相同的容器盛蛋糕面糊,记为质量(G1),因为水的比重是1 g/mL。从而可以计算出面糊的比重d[14]。其计算公式为:

1.2.9 蛋糕比容的测定 使用BVM6630体积测定仪对蛋糕比容进行测定。先开机预热20 min,然后将冷却后的蛋糕放入体积仪样品测定区,记录样品质量,仪器自动扫描样品体积,结束后记录样品比容值,每个样品测1次,取3个样品的平均值。

1.2.10 蛋糕质构的测定 应用质构测试方法客观检测蛋糕的品质,使用TA.XT.Plus质构仪,选用P36R探头,采用TPA检测模式,对成品蛋糕进行质地测定。测试前将蛋糕平放,用刀将蛋糕切出表面平整的体积为2 cm×2 cm×2 cm的样品。每个样品测定3次取平均值,得到硬度、弹性等指标检测结果。

TPA模式测定参数为:测试前速率:1.0 mm/s;测试中速率:1.0 mm/s;测试后速率:1.0 mm/s;压缩比:50%;两次压缩间隔:5 s。

1.2.11 蛋糕感官评价的测定 由8名经训练并有经验的评价员进行评价,满分为100分,得分取8名评价员的平均值。感官评分标准[15]参见表1。

表1 感官评价标准(分)Table 1 Sensory evaluation criteria(score)

气相条件:色谱柱为Rtx-5MS,载气为He,进样口温度为250 ℃,柱流量为1 mL/min,分流比为10∶1,程序升温:初始温度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;

质谱条件:离子源温度为200 ℃,接口温度为220 ℃;溶剂延迟时间为1.5 min,离子化模式为EI,能量为70 eV,数据采集为全扫描,扫描范围为35～500 m/z。

1.3 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2007进行实验数据差异性分析,采用SPSS 13.0软件进行相关性分析,采用Origin 9.0绘制图像。

2 结果与分析

2.1 不同粒度小米粉的性质

2.1.1 不同粒度小米粉的水分和色泽 不同粒度小米粉的水分以及色泽测定结果如表2所示。

表2 不同粒度小米粉的水分以及色泽测定结果Table 2 Determination of moisture and color of rice flour with different particle sizes

由表2可知,随着小米粉过筛目数的增大,即小米粉的粒度减小,其水分含量增大,但60～80目与80～100目差异不显著,100～120目与120目以上的差异也不显著;随着小米粉粒度的减小,L*值增大,a*值减小,b*值减小,而且差异显著(p<0.05)。随着小米粉粒度的变化,其比表面积、直链淀粉含量、支链淀粉含量等指标也随之改变,这可能与小米粉色泽以及水分含量随粒度变化有关[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测定结果如图2所示。

文人都有一个书房梦，北魏李谧有句名言：“丈夫拥书万卷，何假南面百城。”但真正拥有一间书房也并非易事，需要以时间换空间，慢慢来。刚毕业的时候，在新单位有间屋子就不错了，书也没几本，书房只是个遥远的梦。娶妻生子后，生计至上，一间屋，乱糟糟，孩子尿布的尿臊气和书架上的书香味混杂其间。到了晚上，我常去同在一个大院的单位办公室看书，常常看到夤夜，大院里的灯光渐次熄灭，只有我的办公室的灯还亮着。

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

由图2可知,过筛目数越大，小米粉粒度越小,持水力越大;温度越高,持水力越大。魏春红等[17]人认为随着粒度的减小,小米粉的比表面积增大,表面能增加,空隙率增加,水分子和淀粉分子游离羟基的结合增多,而且其破损淀粉含量上升,破损淀粉吸收水,故持水力增大。温度越高,淀粉粒吸水越强[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参数如表3所示。

表3 不同粒度小米粉的糊化特性参数Table 3 Gelatinization characteristics of different particle size millet flour

由表3可知,随着小米粉粒度的减小,峰值粘度先增大后减小(100～120目达到最大),最低粘度和糊化温度值减小,衰减值和回生值增大。淀粉糊化的本质是水分子进入微晶束结构,拆散淀粉分子间缔合状态,淀粉分子或其集聚体高度水化所形成的凝胶[20]。曾洁等[21]曾提出粒度越小,越易糊化,水分更容易渗入到颗粒内部,淀粉颗粒溶胀变得容易,故糊化温度越低。

2.2 小米粉粒度对小米枸杞渣蛋糕品质的影响

2.2.1 小米粉粒度对蛋糕面糊比重的影响 小米粉粒度对蛋糕面糊比重的影响如图3所示。

图3 小米粉粒度对蛋糕面糊比重的影响Fig.3 Effect of millet flour particle size on the proportion of cake batter

由图3可知,随着小米粉粒度的减小,蛋糕面糊比重增大。这可能与小米粉的持水力有关,小米粉粒度越小,水分子和淀粉分子游离羟基的结合越多,持水力越大,面糊比重越大。

2.2.2 小米粉粒度对蛋糕比容和感官品质的影响 小米粉粒度对蛋糕比容和感官品质的影响如图4所示。

图4 小米粉粒度对蛋糕比容和感官品质的影响Fig.4 Effect of millet flour size on cake specific volume and sensory quality

由图4可知,随着小米粉粒度的减小,蛋糕比容减小;感官评分呈现先上升后下降趋势,小米粉粒度为80目的时候,蛋糕的感官评分最高。小米粉粒度为60目时,口感较粗糙。小米粉粒度大于100目时,蛋糕的硬度相对较大,影响口感,故感官评分降低。

2.2.3 小米粉粒度对蛋糕质构特性的影响 小米粉粒度对蛋糕质构特性的影响如表4所示。由表4可知,随着小米粉粒度的减小,蛋糕的硬度增大,而且差异显著(p<0.05),这可能与蛋糕的持水力随小米粉粒度减小而增大有关;弹性增大,但是各粒度之间没有显著性差异;胶着度和咀嚼度减小,粘聚性和回复性没有明显变化趋势。

表4 小米粉粒度对蛋糕质构特性的影响Table 4 Effect of the grain size of millet flour on the texture characteristics of cake

2.3 小米粉粒度与蛋糕品质之间的相关性分析

小米粉粒度与蛋糕品质之间的相关性分析结果如表5所示。由表5可知,小米粉过筛目数与蛋糕的硬度呈显著的正相关(p<0.05);与蛋糕的弹性呈显著的负相关(p<0.05);与蛋糕面糊比重呈显著的正相关(p<0.05);小米粉过筛目数与胶着度、咀嚼度以及比容有较高的相关性;与粘聚性、回复性有较低的相关性。此外,蛋糕的硬度与弹性呈极显著的负相关(p<0.01);胶着度与咀嚼度呈极显著的正相关(p<0.01)。

表5 小米粉粒度与蛋糕品质之间的相关性分析Table 5 Correlation between grain size and cake quality

2.4 小米枸杞渣蛋糕风味物质的研究

小米粉粒度为80～100目时蛋糕感官评分最高,在此条件下对其进行挥发性风味物质的研究,得到的小米枸杞渣蛋糕总离子流色谱图如图5所示。

图5 小米枸杞渣蛋糕挥发性风味物质总离子流色谱图Fig.5 Total ion current chromatogram of volatile flavor compounds of Millet and Lycium barbarum dregs cake

未添加小米时得到的蛋糕总离子流色谱图如图6所示。两种蛋糕挥发性风味物质GC-MS分析结果如表6所示。

表6 两种蛋糕挥发性风味物质对比Table 6 Comparison volatile flavor compounds in two kinds of cakes

续表

图6 蛋糕挥发性风味物质总离子流色谱图Fig.6 Total ion current chromatogram of volatile flavor compounds of cake

小米枸杞渣蛋糕中共鉴定出30种挥发性风味物质,主要有醇类、醛类、酮类、酯类和烷烃。添加小米后蛋糕的风味物质中增加了戊醛、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,初步认为这几种物质为小米枸杞渣蛋糕特有的风味物质;同时也减少了一些风味物质如乙酸己酯、萜品烯、丁酸异戊酯等,推测可能是小米某些香气物质与蛋糕其他原料在烘焙过程中发生反应,从而使得一些风味物质减少[22]。

3 结论

随着小米粉粒度的减小(过筛目数的增大),小米粉的L*值增大,a*值减小,b*值减小,持水力变大,峰值粘度先增大后减小,最低粘度、最终粘度、糊化温度减小,衰减值、回生值增大;小米枸杞渣蛋糕的面糊比重和蛋糕硬度增大、比容减小、感官评分先增大后减小,粒度为80～100目时蛋糕的感官评分最高;由小米粉粒度与蛋糕品质间的相关性分析可得小米粉目数与蛋糕硬度、面糊比重呈显著正相关(p<0.05),与蛋糕弹性呈显著负相关(p<0.05);采用顶空-固相微萃取方法测定小米枸杞渣蛋糕中的挥发性风味物质,结果共鉴定出30种风味物质,主要有醇类、醛类、酮类、酯类和烷烃类。