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发芽高粱无麸质蛋糕制备及品质优化

时间:2022-06-25 18:10:02

下面是小编为大家整理的发芽高粱无麸质蛋糕制备及品质优化,供大家参考。

发芽高粱无麸质蛋糕制备及品质优化

 

 发芽高粱无麸质蛋糕的制备及品质优化

 麸质,即面筋蛋白,是小麦、黑麦、大麦、燕麦及其杂交种和衍生种中含有的一类蛋白质片段 [1] 。部分人群对麸质先天过敏,摄入含麸质的食品会破坏他们的肠道表皮细胞,从而诱发乳糜泻疾病[2]。近年来,随着病理学研究的深入和诊断手段的更新,我国乳糜泻病发案例报道不断增加,尤其是以小麦为主食的北方地区居民[3]。目前,治疗乳糜泻的唯一方式就是严格控制含麸质食品的摄入。国际食品法典委员会(CodexAlimentariusCommission,CAC)规定,不含小麦(即所有小麦品种)、黑麦、大麦、燕麦及其杂交品系的食品组分所制成的食品;或者是含有上述组分,但经加工处理已去除麸质或麸质含量低于 20mg/kg 即为无麸质食品[4]。

 当前国外市场上已有较成熟的无麸质食品,而我国对无麸质食品的研究仍处于起步阶段。高粱,不含麸质,是世界上产量仅次于稻米、小麦、玉米及大麦的第五大粮食作物,它不仅可为人体提供所需营养物质,还有一些保健功能。中医认为,高粱性味甘、涩、温,有和胃、消积、温中、止泻等功效,主治脾虚湿困、消化不良、小便不利等病症[5]。但目前我国高粱仍以饲用和酿造为主,在食用方面仍停留于传统的加工方式,利用价值较低。一方面是由于高粱自身抗营养因子单宁含量高、赖氨酸缺乏、蛋白质品质不佳以及食味性较差[6],使其在食品方面的加工应用受到限制,加工技术

 的研究远远滞后于其他粮食作物。另一方面,高粱不含面筋蛋白,它的缺失会影响无麸质食品的成型,造成产品结构疏松,口感、质地以及感官品质较差。本课题组前期研究表明,将高粱发芽处理可提高氨基酸和 γ-氨基丁酸含量,降低抗营养因子单宁和植酸含量,有效改善了高粱营养品质。因此,本实验将发芽高粱粉用于制作无麸质蛋糕,并针对其缺乏面筋蛋白带来的品质问题,探讨大米粉和不同添加剂对无麸质蛋糕的品质改良作用,以期利用不同辅料和复合添加剂的协同增效作用,开发出一款健康美味的无麸质高粱蛋糕,为高粱在食品加工方面的应用及无麸质食品的开发提供科学依据。

 1 材料与方法 1.1 材料与仪器 白高粱种子产自江苏省沭阳县新河镇,市售;鸡蛋、玉米油、大米粉,成都市沃尔玛超市( ( 红光店) ) ;大豆卵磷脂、羟丙基甲基纤维素 (hydro xypropylmethylcellulose , HPMC) ,浙江一诺生物科技有限公司;木糖醇,山东龙力生物科技股份有限公司。

 NDJ- -1 1 旋转黏度计,浙江力辰仪器科技有限公司; TA- - XT2i质构仪,英国 m StableMicroSystem 有限公司; DDQ- -1 B01K1 打蛋器,小熊电器股份有限公司。

 1.2 实验方法

 1.2.1 发芽高粱的制备 参考易翠平等 [7] 的高粱发芽实验:挑选高粱籽粒,确保没。

 有破损颗粒和其他杂质。将浸泡 20h 后的高粱用 7.0%的 H2O2溶液消毒 15min,再用去离子水反复冲洗。然后将高粱籽粒平铺于双层纱布之间,于 30℃、无光条件下发芽 48h,为防止发霉,每隔 12h 清洗高粱和纱布并洒水。发芽完成后置于40℃烘箱中干燥,待水分含量降至 13%左右,取出粉碎过 120目筛,于 4℃冷藏保存、备用。

 1.2.2 无麸质蛋糕配方及工艺流程 通过预实验确定小麦粉蛋糕配方( ( 对照 1) :小麦粉 100g ,玉米油 30g ,鸡蛋 200g ,白砂糖 60g ,牛奶 50g 。

 无麸质高粱蛋糕基础配方( ( 对照 2) :高粱粉 100g ,玉米油 30g ,鸡蛋 200g ,白砂糖 60g ,牛奶 50g 。

 无麸质高粱蛋糕改良配方:高粱粉与大米粉共 100g ,玉米油30g ,鸡蛋 200g ,白砂糖与木糖醇共 60g ,牛奶 50g, , HPMC0.3g ,大豆卵磷脂 0.3g 。

 工艺流程参照王雪 [8] 的蛋糕糊制作步骤,将得到的蛋糕面糊注模后置于蒸锅中蒸制 25min 。

 1.2.3 无麸质蛋糕工艺配比优化设计 1.2.3.1 单因素试验设计 按 1.2.2 的改良配方:

 (1) 固定木糖醇 10g, 改变大米粉添加量 (0、 、 10、 、 20、 、 30、 、 40 、

 50g) ,探讨大米粉添加量对蛋糕面糊及蛋糕品质的影响。

 (2) 固定大米粉 30g ,改变木糖醇添加量 (0、 、 10、 、 20、 、 30、 、 40 、50、 、 60g)。

 ,探讨木糖醇添加量对蛋糕面糊及蛋糕品质的影响。

 (3) 固定大米粉 30g 、木糖醇 30g ,改变 C HPMC 添加量 (0、 、 0.1 、0.2 、 0.3 、 0.4 、 0.5 、 0.6g) ,探讨 C HPMC 添加量对蛋糕面糊及蛋糕品质的影响。

 (4) 固定大米粉 30g 、木糖醇 30g 、 HPMC0.4g ,改变大豆卵磷脂添加量 (0 、 0.1 、 0.2 、 0.3 、 0.4 、 0.5 、 0.6g) ,探讨大豆卵磷脂添加量对蛋糕面糊及蛋糕品质的影响。

 1.2.3.2 正交试验设计 在单因素试验结果的基础上,采用 L9(34) 表通过正交试验设计确定无麸质高粱蛋糕最佳工艺配方 ,实验因素水平见表 1 1。

 。

 表 1 正交试验因素水平表单位:g Table1Orthogonalexperimentfactorleveltable 1.2.4 蛋糕面糊黏度测定 采用数字式黏度仪在室温下测量蛋糕面糊黏度,选用 2 2 号转子,转速 6r/min ,待读数稳定时读取蛋糕糊的黏度值。

 1.2.5 蛋糕面糊密度测定 采用相对密度法 [9] 进行测定。按公式(1)计算:

 ρ=ρ 水 (1) 式中:

 ρ ,面糊密度, g/mL ; m0 ,密度杯质量,g g ; m1 ,装

 满蒸馏水的密度杯质量,g g; ; m2 ,装满面糊的密度杯质量,g g ;ρ ρ 水,水的密度为 1.0g/mL 。

 1.2.6 蛋糕比容的测定 采用油菜籽替换法[10],将蒸制好的蛋糕在室温下冷却 1h后进行测定,按公式(2)计算:

 (2) 式中:

 SV ,蛋糕比容, mL/g ;V V ,蛋糕体积, mL ;m m ,蛋糕质量,g g 。

 1.2.7 蛋糕质构的测定 蛋糕室温冷却 h 1h 后,将其切成 m 15mm 的正方体,采用 TA.XT2i型质构仪进行 A TPA 测试。测定条件:探头型号为 P/36,测试前、中、后速度分别为 1.0、3.0、1.0mm/s,触发感应力 5g,压缩比 40%。

 1.2.8 蛋糕感官品质的测定 参照文献 [11]选 的方法,挑选 0 10 位经培 训的感官评定成员,采用九分评价法对蛋糕口感、柔软度、外观、色泽和整体可接受度 5 5 个指标进行评定。1 为非常不喜欢,5 为既不喜欢也不讨厌,9 为非常喜欢。

 1.2.9 统计分析 所有实验数据用 Excel2022 分析处理,利用 5 Origin8.5 作图,通过 0 SPSS19.0 进行显著性检验 (P0.05) ,结果以均值 ± 标准差表示。

 2 结果与讨论 2.1 改良前无麸质高粱蛋糕与小麦粉蛋糕品质对比 表 由表 2 2 可知,高粱蛋糕( (照 对照 2) 面糊的黏度和密度显著(P0.05) 低于小麦蛋糕( ( 对照 1) 面糊;高粱蛋糕比容略低于小麦粉蛋糕 (P0.05) , 硬度和咀嚼性显著高于小麦蛋糕 (P0.05) ,需进一步改善;弹性优于小麦粉蛋糕;在感官品质上,高粱蛋糕口感、柔软度、外观、色泽以及整体可接受性均显著低于小麦粉蛋糕。综上所述,无麸质高粱基础配方蛋糕与小麦粉蛋糕进行品质对比,发现无麸质高粱蛋糕相比小麦粉蛋糕存在较多不足之处,还需进一步的改良。

 表 2 无麸质高粱蛋糕与小麦粉蛋糕品质对比 Table2Qualitycomparisonbetweengluten-freesorghumcakeandwheatcake 注:同行不同字母表示数值之间差异显著(P0.05) 2.2 改良无麸质高粱蛋糕制作工艺及配方单因素分析 2.2.1 大米粉添加量对高粱蛋糕品质的影响 大米是目前应用最多的优质无麸质原料之一,将其与其他无麸质原料复合使用可改善产品品质特性。由图 1 可知,随着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趋势。这可能是因为高粱中粗纤维含量较米粉高,保水性好[12],米粉添加后纤维含量相对降低,保水性减弱,导致水分溢出,面糊流动性变大,黏度降低(P0.05);发芽高粱粉

 淀粉含量较低,随着大米粉添加量的继续增大,淀粉比例增加,使得面糊黏度增加(P0.05)。面糊的黏度会影响面糊中气泡的移动和融合,进而影响面糊密度,面糊黏度过低,流动性变大,进而引起面糊消泡,导致面糊密度增加;面糊黏度过大,蛋白霜内部气泡难以融入蛋黄糊中,使得面糊内部气泡量减少,从而导致其密度的增加[8]。面糊密度体现鸡蛋液混合面粉、油、水搅拌过程中的持气和充气能力,进而影响蛋糕的比容[13]。

 图 1 大米粉添加量对高粱蛋糕面糊品质的影响 Fig.1Effectofriceflouronthequalityofsorghumcakebatter 由表3 3 可知,随着大米粉添加量的增加,蛋糕比容先增后降,大米粉 添加量为 g 30g 时,比容最大为 2.8382mL/g。

 。比容越大,单位质量蛋糕的体积越大,蛋糕越松软。质构特性包括硬度、弹性、咀嚼性等指标,是衡量蛋糕品质的重要指标。硬度和咀嚼性越低,蛋糕越松软,口感越好;弹性表示蛋糕变形后能恢复的程度,弹性越大,蛋糕越柔软。随着大米粉添加量的增加,弹性先升后降,硬度和咀嚼性正好相反,这是因为适量的米粉添加可提高蛋糕糊的起泡性和泡沫稳定性[14];当大米粉添加过多,淀粉含量增大会使面糊的黏度增加,大量的蛋白质分子会吸附到界面上较难展开,进而影响搅打时蛋白质形成较大界面面积和泡沫体积的能力,使蛋糕硬度增

 大[15]。同时,过多的淀粉会降低蛋白的起泡性,蛋糕面糊内泡沫减少,从而使得蛋糕弹性变差。

 表 3 大米粉添加量对高粱蛋糕比容和质构特性的影响 Table3Effectofriceflouronspecificvolumeandtexturecharacteristicsofsorghumcake 注:同列不同小写字母表示数值之间差异显著(P0.05)(下同) 如图 2 2 所示,适当的大米粉添加量可改善高粱蛋糕品质,但添加量过高,品质出现了下降趋势。大米粉添加量对蛋糕口感、柔软度、外观和色泽均有很大的影响,添加量为 30g 时,高粱蛋糕整体可接受性最高为 7.6 分。口感和柔软度与蛋糕质构有一定的相关性,硬度越低、弹性越大,蛋糕更加松软可口;与高粱粉相比,大米粉色泽光洁,可改善蛋糕色泽;外观的变化可能与面糊黏度相关,面糊黏度过大,蛋糕硬度增加,表面出现细微裂纹;面糊黏度过低,蒸制过程中会造成气泡上浮到表面并很快逸出,不利于蛋糕组织结构的形成,蛋糕表面塌陷,形状不规整。

 图 2 大米粉添加量对高粱蛋糕感官评分的影响 Fig.2Effectofriceflouronsensoryscoreofsorghumcake 综上所述,大米粉添加量为 30g( 大米粉与发芽高粱粉共 100g)时,高粱蛋糕感官整体可接受性最高,比容最大,质构特性较好。

 2.2.2 木糖醇添加量对高粱蛋糕品质的影响 木糖醇是目前市场上最常用的功能性糖醇,热量较低,甜度与白砂糖相当,它还可通过影响蛋液功能特性来改善蛋糕面糊以及蛋糕产品品质 [16] 。由图 3 可知,随着木糖醇添加量增加,面糊黏度下降,密度先降后升。与蔗糖相比,糖醇黏度较低,添加木糖醇后,相同搅打条件下,会降低鸡蛋液黏度,但不影响起泡性和泡沫稳定性,在搅拌过程中有利于气体充分进入到面糊体系中,并能够较好的保持[16],密度也随之下降;但面糊黏度过低,会造成面糊持气性和稳定性下降,面糊密度增加[17]。

 图 3 木糖醇添加量对高粱蛋糕面糊品质的影响 Fig.3Effectofxylitolonthequalityofsorghumcakebatter 表 表 4 4 是高粱蛋糕比容和质构测定结果。随着木糖醇添加量的增加,比容先增后降,木糖醇添加 30g 时,比容最大为2.8654mL/g。但木糖醇添加过多,过低的面糊黏度会降低面糊的持气性,使得蒸制过程中气泡在浮力的作用下不断上浮并逸出表面;面糊黏度过低,气泡上升速度就大,影响蛋糕结构的形成,因而蛋糕比容减小[18],弹性也因此下降。质构测定结果发现高粱蛋糕弹性呈先升后降的趋势,硬度呈波动上升趋势,这可能是因为添加木糖醇后,鸡蛋液受热形成凝胶的硬度增加引起的[16];咀嚼性无显著变化(P0.05)。

 表 4 木糖醇添加量对高粱蛋糕比容和质构特性的影响

 Table4Effectofxylitolonspecificvolumeandtexturecharacteristicsofsorghumcake 图 由图 4 4 可知,适当的添加木糖醇,蛋糕整体可接受性提高,添加量为 g 30g 时,整体可接受性最高为 9 7.9 分。木糖醇的添加对蛋糕色泽无明显影响(P0.05);口感和柔软度与蛋糕比容和弹性变化趋势基本一致,比容和弹性越大,蛋糕的口感和柔软度也更好;外观在开始无太大变化,之后可能是因为过量木糖醇使黏度过低导致蒸制过程中气泡逸出,蛋糕塌陷,形状不规整。综上所述,木糖醇添加量为 30g(白砂糖与木糖醇共 60g)时,高粱蛋糕感官整体可接受性最高,比容最大,质构特性较好。

 图 4 木糖醇添加量对高粱蛋糕感官评分的影响 Fig.4Effectofxylitolonsensoryscoreofsorghumcake 2.2.3HPMC 添加量对高粱蛋糕品质的影响 亲水性胶体可模拟面筋蛋白网络以增强黏弹性,从而弥补无麸质食品中面筋缺乏带来的不良影响。如图 5 所示,随着亲水胶体 HPMC 添加量的增加,面糊黏度显著上升(P0.05),密度先下降后升高。这是因为 HPMC 与淀粉链结构相似,相容性好;且 HPMC 具有良好的持水性和黏稠性,能黏结淀粉颗粒并降低其流动性,使得面糊黏度增加[19]。适当的面糊黏度可降低面糊密度;当 HPMC 添加过多,面糊太过黏稠,限制气泡的膨胀,面糊密度增大[20]。

 图 5HPMC 添加量对高粱蛋糕面糊品质的影响 Fig.5EffectofHPMConqualityofsorghumcakebatter 表 高粱蛋糕比容和质构特性变化如表 5 5 加 所示,适当添加 HPMC为 有助于增加蛋糕比容,添加量为 g 0.4g 时,比容最大为2.9251mL/g。

 。这是因为 HPMC 属于纤维素衍生物类亲水胶体,具有结晶的网络结构,能够较好地保持面糊中的气体,避免蒸制过程中气泡的扩散消失,以保证蛋糕具有更高的比容;但是,当 HPMC 添加量超过 0.4g,由于其吸水性和黏稠性太强,使得高粱蛋糕在蒸制过程中难以膨胀,比容降低[21]。随着 HPMC 添加量增加,弹性先上升后下降,硬度和咀嚼性呈相反趋势。这说明适量添加 HPMC 可以改善高粱蛋糕质构特性;添加量超过 0.4g 之后,由于黏度过高,蛋糕糊中融入的气泡减少和淀粉糊化程度降低[22]等原因间接导致蛋糕硬度的增...

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