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

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(lèi)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(lài)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

Table 1 Orthogonal experiment factor level table

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：

ρ=ρ水

(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?xún)?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

注：同行不同字母表示數(shù)值之間差異顯著(P<0.05)

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

Table 3 Effect of rice flour on specific volume and texture characteristics of sorghum cake

注：同列不同小寫(xiě)字母表示數(shù)值之間差異顯著(P<0.05)(下同)

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芏龋划?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(lèi)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

Table 5 Effect of HPMC on specific volume and texture characteristics of sorghum cake

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

Table 6 Effect of soybean lecithin on specific volume and texture properties of sorghum cake

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)?span id="1rz6ljv" class="emphasis_italic" style="font-style: italic;">D>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)。