黑龙江粳米粉对清蛋糕糊力学特性的影响

2020-05-23陈凤莲赵亚婷贺殷媛张红玉孙贵尧张娜

河南农业大学学报 2020年2期

陈凤莲，赵亚婷，贺殷媛，张红玉，孙贵尧，张娜

(哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江哈尔滨 150076)

一些人群由于肠黏膜细胞酶活性不足，无法分解麦胶蛋白，从而对含麦胶蛋白(如面筋)的麦粉制品异常敏感，这些慢性小肠吸收不良综合症的乳糜泻患者人数正在逐年递增，尤其在北美、北欧和澳大利亚有较高的发病率，在中国也有多例报道[1]。随着无麸质产品的研究开发开始兴起，以及越来越多元化的消费需求，糕点制作用不同种谷物代替小麦粉。由于大米粉具有天然、必需氨基酸含量全面等优点[2]，并且不含面筋蛋白，因此它是最适合用来代替面粉制作蛋糕的材料之一。利用大米粉进行制作糕点的研究很多[3-5],TSUCHIYA等[6]研究了添加糯米粉对米粉蛋糕质量的影响，对米粉蛋糕样品进行了体积比、色差、质地、显微结构等方面的分析，结果发现糯米粉含量为20%的蛋糕感观评价最好。JANGCHUD等[7]发现复合米粉和水的添加量对泰国香米蛋糕品质有显著影响，当加水量超过或少于1/2时，蛋糕则变干硬。

VARAVINIT等[8]用米粉、预糊化木薯淀粉和交联淀粉按照一定比例所制得的米制蛋糕与传统面粉蛋糕的外观、风味、质构等无明显差异。陆宁等[9]把黑米粉和面粉按照3.7∶1比例制作出较高品质的黑米蛋糕；石太渊等[10]设计正交试验，发现当乌米粉和面粉比例为3∶100时，蛋糕品质最好；2008年于中国申请专利的薏米蛋糕以生薏米粉、烤薏米粉和面粉按照比例制作蛋糕，是一款风味独特、具有保健功能的米制蛋糕；针对米制蛋糕保水性差、老化速度更快等缺点，王丽等[11]对米制蛋糕的品质改良和保鲜技术进行了研究，结果表明，米制蛋糕可以通过添加单一的或者复合型添加剂进行品质改良。

目前关于米制蛋糕的制作工艺、风味感官以及保鲜手段需要进一步去完善，因此，本试验主要研究在蒸蛋糕中大米粉对面粉的替代，选定12种大米粉，分别以固定的梯度对面粉进行取替，采用质构仪对添加了米粉的蛋糕面糊进行测定和分析，找到最优制作蛋糕的米粉和梯度，制作风味独特、营养丰富的米粉蛋糕。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

百乐麦低筋面粉(粉质特性为吸水率：63%，形成时间：2.0 min，稳定时间：5.6 min，弱化度：66 FU，综合评价值：70；拉伸特性—延伸度：205 mm，拉伸面积：115 cm2，拉伸阻力:229 BU，最大拉伸阻力：271 BU，拉伸比例:1.12，最大拉伸比例：1.32)[12]，青岛百乐麦食品有限公司；鸡蛋、绵白糖，市售。

五优稻4号：黑龙江省五常市；龙稻5号和龙稻20号：黑龙江省绥化市肇东；龙稻9号和龙稻19号：黑龙江省哈尔滨道外区；龙稻23号：黑龙江省哈尔滨阿城区；龙稻24号和龙稻25号：黑龙江省大庆市肇源；龙粳31号和46号：黑龙江省齐齐哈尔市；牡丹江29号和31号：黑龙江省牡丹江市。

材料说明：所用12种粳米粉的蛋白质含量在4.03%～6.99%，总淀粉含量在78.00%～85.94%，直链淀粉在0.56%～19.63%，水分含量为11.15%～13.39%。蛋白质质量决定着米粉的食品加工品质。各品种的蛋白含量有略微的差别。米粉中淀粉含量的高低及其比例直接影响米粉的质量，淀粉含量高的大米淀粉制成的米粉成品密度大，口感较硬，即它为米粉引入弹韧性(咬劲)，粳米粉的总淀粉含量相差不大，此外，水分对蒸蛋糕的品质也有一定影响，水分低必然会影响蒸蛋糕的口感，水分太高则不利于蒸蛋糕的外观及储藏。

1.2 仪器与设备

TA-new plus质构仪(北京微讯超技仪器技术公司)；Isenso Intelligent Techology co,.Ltd CS-B5A打蛋机(广州市番禺区昌盛机电设备有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 粳米粉基础组分测定方法 AACC76—13.01测定总淀粉含量；AACC61—03.01测定直链淀粉含量；凯氏定氮 GB/T 5009.5—2010测定蛋白质含量； 105 ℃直接干燥法GB 5009.3—201测定水分含量。

1.3.2 大米蒸蛋糕的基础配方m(面粉)∶m(全蛋)∶m(绵白糖)=1∶1.1∶0.9。

1.3.3 大米蒸蛋糕的工艺流程原料的选择和称量→蛋液打发→面糊调制→注模成型→蒸制→冷却→脱模→成品。

1.3.4 清蛋糕面糊力学特性的分析

1.3.4.1 清蛋糕面糊的调制选取12种黑龙江粳米粉，分别按照(按面粉计算)0%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%与蛋糕基础配方中的面粉配比，制作清蛋糕面糊。

1.3.4.2 清蛋糕面糊力学特性的测定将制作好的蛋糕面糊注入50 mL烧杯中，装满平杯，设计3个平行。采用TA-new plus型质构测试仪进行反挤压测定，探头选择P35平底柱形探头，操作类型为反挤压操作，操作模式为黏性测定，测定速度为1.0 mm·s-1，测定前速度为2.0 mm·s-1，测定后速度为1.0 mm·s-1，测定距离为15 mm，感应力为Auto-5 g。测定参数包括最大正力，正面积，最大负力，负面积和曳丝长度，分别代表了样品的强度、稠度、黏聚性、黏性和曳丝性。

1.3.5 大米蒸蛋糕单因素试验设计通过前期预试验，选择米粉质量分数、全蛋的质量分数和绵白糖的质量分数为自变量，通过对产品进行TPA测定、质量体积测定和感官评价来探讨其对蛋糕品质的影响，确定出蛋糕配方的最优参数。

1.3.6 质构分析采用TA-new plus质构仪对大米蒸蛋糕进行TPA测定。测定选用P35探头，操作模式为TPA测定，测试速度1.0 mm·s-1，测试前速度为1.0 mm·s-1，测试后速度为1.0 mm·s-1，压缩程度为60%，压缩时间间隔为30 s，选取硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和恢复性作为评定蒸蛋糕质构特性的指标。

1.3.7 蛋糕体积质量分数测定采用小米置换法，蛋糕体积质量分数按下列公式计算。

1.3.8 蛋糕感官评价邀请7名女性3名男性，根据表1感官评价标准对蛋糕进行感官评价。

表1 蛋糕感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standards of cake

2 结果与分析

2.1 粳米粉对清蛋糕糊力学特性的影响

2.1.1 粳米粉对清蛋糕糊强度的影响蛋糕面糊的形成是一个小麦面粉、糖、鸡蛋等物质的混合物形成液固气多相非均质分散系统，面糊的物理和化学性质在很大程度上决定了最终蛋糕产品的品质[12]。蛋糕糊的强度以最大正力值表示。由表2看出，清蛋糕面糊的挤出强度随米粉质量分数的增加而增加。牡丹江31号、龙粳46号的趋势是先下降再上升，其上升缓慢，当两种粳米粉添加到100%时，即对低筋面粉完全替代之后，面糊的强度对比低筋粉面糊的强度变化不大；五优稻4号、龙稻25号和23号、龙粳31号、牡丹江29号在质量分数小于50%时，变化平缓，在质量分数大于50%后，数值呈明显上升趋势，在米粉质量分数达到100%时，其面糊强度较0时有明显增大。龙稻5号、9号及19号的面糊强度随着米粉质量分数的增多而缓慢增大，并且分别在80%、70%、80%各自出现骤变现象，当质量分数达到100%时，其面糊强度较0时明显增大；龙稻20号和24号的变化趋势则出现波动，前者在质量分数为90%时出现峰值，后者的峰值则出现在100%质量分数，且其强度较大。

2.1.2 粳米粉对清蛋糕稠度的影响表3是以正面积表示粳米粉对蛋糕糊的稠度的影响。清蛋糕面糊的稠度随米粉质量分数的增加而增加，之间稍有起伏。牡丹江31号和29号、龙稻46号在反挤压测定中所得到的稠度呈平缓上升趋势，在质量分数达到100%时，其面糊稠度与0时差别不大；龙粳31号、五优稻4号、龙稻23号和25号的上升趋势较明显，当质量分数达到100%时，对比0时面糊稠度增大；龙稻9号、19号和5号则在质量分数70%左右有明显上升趋势，其面糊稠度上升明显，当质量分数达到100%时，其面糊稠度较0时明显增大；龙稻20号和24号则波动较大，上升趋势较明显，分别在90%、100%时达到峰值。

2.1.3 粳米粉对清蛋糕糊黏聚性的影响蛋糕糊的黏聚性以最大负力值表示。表4显示，试验测得的最大负力即面糊的黏聚性总体呈上升趋势。牡丹江31号、五优稻4号、龙粳46号的数值上升较平缓；龙稻23号和5号、龙粳31号、牡丹江29号、龙稻25号和19号在质量分数较低时数值也较平缓，但在质量分数70%～100%存在较明显的上升趋势；龙稻20号、9号和24号的数值存在较明显的波动，并分别在90%和100%处出现峰值，且其黏聚性较大。

表2 粳米粉对清蛋糕糊强度的影响Table 2 Effect of japonica rice flour on the strength of clear cake paste

表3 粳米粉对清蛋糕稠度的影响Table 3 Effect of japonica rice flour on the consistency of clear cake paste

表4 粳米粉对清蛋糕面糊黏聚性的影响Table 4 Effect of japonica flour on the cohesiveness of clear cake paste

2.1.4 粳米粉对清蛋糕糊黏性的影响面糊的黏度会影响面糊中气泡的移动和融合，所以对最终蛋糕品质起了关键的作用。蛋糕糊的黏性以负面积表示。表5指出，虽然数值有波动，但总体呈现上升趋势。牡丹江31号、龙粳46号数值上升趋势平缓，变化不大；五优稻4号、龙粳31号、牡丹江29号、龙稻23号、25号、5号和19号亦基本呈上升趋势，在质量分数小于70%时，其较平缓，在添加量大于70%后，数值明显上升，在质量分数达到100%时，面糊黏性较0%时有显著变化；龙稻9号、20号和24号的数值存在较明显的波动，并在100%、90%、100%处出现峰值，且其黏性较大。

表5 粳米粉对清蛋糕面糊黏性的影响Table 5 Effect of japonica rice flour on the stickiness of clear cake paste

续表5 粳米粉对清蛋糕面糊黏性的影响Table 5 Effect of japonica rice flour on the stickiness of clear cake paste

2.1.5 粳米粉对清蛋糕糊曳丝长度的影响蛋糕糊的曳丝性以曳丝长度表示。在表6中，12种大米粉的数值呈平缓上升趋势。五优稻4号、龙稻5号和19号数值呈现先下降，再上升的趋势；牡丹江29和31号、龙粳31号、龙稻5号、24号、9号的曳丝长度较大，曳丝性较好。

表6 粳米粉对清蛋糕面糊曳丝性的影响Table 6 Effect of japonica rice flour on the traceability of clear cake paste

2.1.6 原料粳米粉的确定有资料报道，小麦粉中蛋白及胶体物质的存在影响了蛋糕糊的黏稠度，成分中水结合能力的增加减少了自由水的数量，从而减少了蛋糕糊体系中粒子的游离，黏度增加[13]。上述分析可以看出，随着米粉质量分数的增加，蛋糕糊的强度、稠度、内聚性黏性以及曳丝性都有不同程度的增加。这说明米粉对的结合程度大于小麦粉的。表2—表5可以看出，龙稻5号、24号和9号的数值波动较大，且当质量分数为100%时，其面糊的强度、稠度、黏性和黏聚性都很大，与其他大米粉的差距较大，虽然面糊的黏性越大，其持泡性越好，面糊内的气体不易逸出，蛋糕的起发性也越好，但是当面糊稠度过大，容易造成蛋糕表面破裂、不平整，影响蛋糕的品质。综上所述，与稻花香五优稻4号以及龙稻系列相比，产自于大庆的龙粳31号和产自于齐齐哈尔的牡丹江29和31号3种大米粉更适合大米蒸蛋糕的制作。

2.2 大米蒸蛋糕制作的单因素研究

2.2.1 米粉质量分数对大米蒸蛋糕品质的影响由表7可以看出，随着米粉质量分数的增加，蒸蛋糕的硬度、弹性和咀嚼性整体上先降低后上升，但差异性不大，黏聚性和恢复性无显著变化。硬度和咀嚼性越大，说明蛋糕的松软度越差，口感越硬。一般对于面粉制作的清蛋糕通常会出现硬度与弹性呈负相关的趋势[14-15]，但是对于米粉蒸蛋糕却出现了不同的变化趋势，分析原因可能是由于米粉中米谷蛋白占蛋白的80%左右[16]，不同于面粉中谷蛋白与醇溶蛋白的比例约40：50[17一18]，从而对制品的内部质构产生不一样的影响效果。

表7 米粉质量分数的TPA测定结果Table 7 TPA test results mass fraction of rice flour

蛋糕体积质量数值越大，说明经过蒸制的蛋糕的体积膨胀程度越大，组织结构越疏松，口感越松软。图1中，随着米粉质量分数的增大，蒸蛋糕的体积质量先增加后降低，这与王小英等[19]用粳米粉替代低筋面粉做戚风蛋糕的结果相类似，在10%～30%之间，蛋糕体积质量与对照组相比，无显著差异，且当米粉质量分数在40%时，体积质量相出现了一最高值，这可能是添加一定量的米粉有利于蛋糕的起发和起泡稳定性，但替代比例过高会稀释面筋作用，降低蛋糕的持气性和蓬松性。

图1 米粉质量分数的大米蒸蛋糕质量体积测定结果Fig.1 Results of volume massic measurement of steamed cake with rice flour mass fraction

表8所示，随着米粉质量分数的增加，整体感官变化不大，但蒸蛋糕的米香味变得浓郁，色泽逐渐由黄变白。当质量分数超过80%后口感上也会出现松散的粉质感，可能是由于蛋糕液是一个气液固多项非均质分散体系，米粉和面粉中具有不同的淀粉和蛋白的含量、直链淀粉和支链淀粉的比例以及醇溶蛋白和谷蛋白含量[20]，导致过多的代替量降低了多项分散系的融合性，从而出现松散的粉质感。综合米粉质量分数对蒸蛋糕的质构、质量体积和感官的影响，选取80%为最佳添加量。

2.2.2 全蛋质量分数对大米蒸蛋糕品质的影响由表9可知，当全蛋质量分数为125%时，大米蒸蛋糕的硬度和咀嚼性最小，恢复性最大，弹性良好；而当全蛋质量分数为135%和145%时，弹性最大，但是硬度和咀嚼性较125%时大。由TPA检测结果可知，全蛋质量分数为125%和135%时蛋糕的硬度和咀嚼性较小，恢复性和弹性较大，黏聚性适中，品质较好。

如图2所示，当全蛋质量分数为125%时，蛋糕的体积质量分数最大，而当全蛋质量分数为145%时，其体积质量分数最小。质量分数为145%和155%时体积质量较小可能是由于面糊的总含水量增加，导致稠度和黏度下降，持泡性下降导致体积质量分数减小。由体积质量分数测定结果可以得出当全蛋质量分数为125%时蛋糕的蓬发程度最大、品质较好的结论。

表8 米粉质量分数的大米蒸蛋糕感官评价结果Table 8 Sensory evaluation results of steamed cake with the mass fraction of rice flour

表9 全蛋质量分数下TPA测定结果Table 9 Determination of TPA in whole egg mass fraction

图2 全蛋质量分数的大米蒸蛋糕体积质量测定结果Fig.2 Results of volume and massic of steamed cake with rice with total egg contents

由表10可以看出，当全蛋质量分数为125%时，蛋糕的感官评价得分最高，而当全蛋质量分数为115%时，蛋糕的感官评价得分最低。由感官评价可以得出当全蛋质量分数为125%时，蛋糕的感官体验最好，品质较佳。

2.2.3 绵白糖质量分数对大米蒸蛋糕品质的影响由表11可以看出，大米蒸蛋糕的硬度和咀嚼性随绵白糖质量分数的增加而递减，即当绵白糖质量分数为120%时，蛋糕硬度和咀嚼性最小。TPA测定结果可以得出当绵白糖质量分数为120%和110%时，蛋糕的硬度和咀嚼性较小，弹性和恢复性较大，品质较好。

图3中，当绵白糖质量分数为110%时，大米蒸蛋糕的质量体积最大，而质量分数为80%时，蛋糕质量体积最小，其原因可能是由于绵白糖质量分数减少会降低面糊的泡沫稳定性，使面糊中的空气更容易逸出，质量体积降低。由质量体积测定可以得出当质量分数为110%和120%时，蛋糕的蓬发程度较高，品质较好。

表10 全蛋质量分数的大米蒸蛋糕感官评价结果 Table 10 Sensory evaluation results of rice steamed cake with egg mass fraction

表11 绵白糖质量分数的TPA测定结果Table 11 TPA test results of mass fraction of white sugar

图3 绵白糖质量分数的大米蒸蛋糕体积质量分数测定结果Fig.3 Measurement results of volume and mass of rice steamed cake with mass fraction of white sugar

如表12所示，当绵白糖质量分数为110%时，蛋糕的感官评价得分最高，而当绵白糖质量分数为80%时，蛋糕的感官评价得分最低；随着绵白糖质量分数的增加，蛋糕的外形、口感、松软度、起发性等都越来越好，但当绵白糖质量分数达到120%时，虽然蛋糕的松软爽口，起发良好，但是由于绵白糖量太大而导致太甜，影响了蛋糕的感官体验，因此其得分要低于质量分数为110%的大米蒸蛋糕。综上所述，由感官评价可以得出绵白糖质量分数为110%时，蛋糕品质较好。

3 结论

分别用五优稻4号、龙稻5号、龙稻9号、龙稻19号、龙稻20号、龙稻23号、龙稻24号、龙稻25号、龙粳31号、龙粳46号、牡丹江29号和牡丹江31号12个品种大米粉以10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%十个梯度对百乐麦低筋面粉进行替代，制作大米蒸蛋糕面糊及大米蒸蛋糕，并采用物性仪检测、感官评价、质量体积测定等方法对面糊和蛋糕进行测定分析。采用反挤压测定方法对蛋糕面糊进行测定，所得面糊强度、稠度、黏聚性和黏性均大致呈逐渐上升趋势，但是数据有波动，同一种大米粉4条趋势大致相同，可以推测这4个参数之间存在正相关联系。而面糊的曳丝长度大多也是呈上升趋势，中间有波动。结合5个参数的分析结果，得出结论产自于大庆的龙粳31号和产自于齐齐哈尔的牡丹江29和31号3种大米粉更加适合大米蒸蛋糕的制作。