米粉海綿蛋糕與麥粉海綿蛋糕特性比較

王麗超，孫冰玉，張 光，呂銘守，劉琳琳，石彥國

（哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江省普通高等學校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150076）

米粉海綿蛋糕與麥粉海綿蛋糕特性比較

王麗超，孫冰玉，張 光，呂銘守，劉琳琳，*石彥國

（哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江省普通高等學校食品科學與工程重點實驗室，黑龍江哈爾濱 150076）

隨著麩質(zhì)過敏人數(shù)的增加，稻米粉以其低過敏源特性被越來越多地應(yīng)用在無谷蛋白功能性焙烤食品中。分別以粳米粉或低筋小麥粉為主要原料制作蛋糕，在感官可接受的條件下，比較米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕在蛋糕糊性質(zhì)、蛋糕形態(tài)學指標、蛋糕理化指標及蛋糕貯藏穩(wěn)定性方面的差異。結(jié)果表明，米粉海綿蛋糕的蛋糕糊密度、蛋糕糊黏度和乳化穩(wěn)定性均低于麥粉海綿蛋糕；米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕的水分、蛋白質(zhì)、總糖含量差異顯著；米粉海綿蛋糕體積指數(shù)和輪廓指數(shù)均低于麥粉海綿蛋糕；在溫度25℃，相對濕度60%的條件下貯藏5 d，米粉海綿蛋糕質(zhì)量損失較大，貯藏過程中淀粉老化現(xiàn)象明顯。

米粉；麥粉；海綿蛋糕；差異

0 引言

稻谷是我國第一大糧食作物，播種面積最大、總產(chǎn)最多、單產(chǎn)最高，在糧食生產(chǎn)和消費中處于主導地位。我國稻米雖然產(chǎn)量大，但消費形式單一，工業(yè)轉(zhuǎn)化率低。開發(fā)以稻米為主的烘焙食品，不僅滿足烘焙食品多樣化的發(fā)展趨勢，還將會極大地增加稻米的工業(yè)轉(zhuǎn)化率、豐富稻米消費形式、提高稻米附加價值。近年來，隨著乳糜瀉和麩質(zhì)過敏患者的增加，無谷蛋白食品的開發(fā)引起越來越多的關(guān)注[1]。據(jù)統(tǒng)計，世界范圍內(nèi)乳糜瀉患者占人口比例的1%～2%[2]。稻米粉因其低過敏源特性，被廣泛應(yīng)用在無谷蛋白食品新產(chǎn)品中。米粉和麥粉的主要差異在于米粉中不含有面筋蛋白，這使得在蛋糕、面包和餅干的制作中很難以米粉替代麥粉[3-4]。為了改善米粉焙烤產(chǎn)品在持氣能力、質(zhì)構(gòu)及產(chǎn)品外觀上的不足，通常在米粉產(chǎn)品配方中加入與面筋有相似黏彈性的物質(zhì)，其中樹膠和親水膠是常用的成分[5]。

試驗以米粉為主要原料制作米粉海綿蛋糕，其口感、外觀上均能達到感官可接受水平。試驗參考海綿蛋糕的制作基礎(chǔ)配方[6-8]，客觀地表現(xiàn)出米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕在蛋糕糊特性、蛋糕理化指標、蛋糕形態(tài)學指標及貯藏穩(wěn)定性方面的差異，為米粉海綿蛋糕配方的進一步優(yōu)化提供理論參考。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與試劑

粳型稻米（方正長粒香）、低筋小麥粉、鮮雞蛋、白砂糖、泡打粉，均為市售；硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鹽酸、硼酸、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、葡萄糖等，均為分析純。

1.2 主要試驗儀器

BS224S型分析天平，賽多利斯科學儀器有限公司產(chǎn)品；KDN-F型自動凱氏定氮儀，上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)品；DHG-9123A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司產(chǎn)品；TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)儀，北京微訊超技儀器技術(shù)公司產(chǎn)品；XYF-K型紅菱系列高級食品烤爐，浙江柳市電子儀表廠產(chǎn)品；游標卡尺，哈爾濱量具刃具集團有限責任公司產(chǎn)品；CS-B5A型打蛋器，廣州市番禺區(qū)昌盛機電設(shè)備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕的制備

試驗采用相同的工藝及輔料制作米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕。

米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕配方見表1。

表1 米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕配方

海綿蛋糕制作工藝流程：

雞蛋、白砂糖混合→攪打→加入泡打粉、水→攪打→加入米粉、麥粉→混勻→注?！嚎尽鋮s→成品。

1.3.2 2種海綿蛋糕糊特性測定

（1）2種海綿蛋糕糊顯微觀察。參考Esther de la Hera等人[9]方法并略有修改。取1滴蛋糕糊（約2 g），滴在載玻片中心，小心蓋上蓋玻片，避免混入外界空氣。在蓋玻片上平放質(zhì)量為500 g的物體，使蛋糕糊在載玻片內(nèi)分散均勻，用顯微鏡放大4倍觀察蛋糕糊內(nèi)氣泡狀態(tài)。

（2）2種海綿蛋糕糊黏度測定。海綿蛋糕糊黏度測定參照Ebeler S E等人[10]的方法并略有修改。將海綿蛋糕糊裝入上口徑8.7 cm，下口徑1.0 cm的漏斗中，測定60 s內(nèi)流出漏斗的蛋糕糊質(zhì)量。海綿蛋糕糊黏度用流出的海綿蛋糕糊質(zhì)量除以60表示，單位g/s。因此，較高的測定值表示海綿蛋糕糊具有較低的黏度。

（3）海綿蛋糕糊密度測定。用蛋糕糊質(zhì)量除以一定質(zhì)量海綿蛋糕糊的體積，單位g/cm3[11]。

（4）海綿蛋糕糊乳化穩(wěn)定性測定。將制備好的蛋糕糊轉(zhuǎn)移到高10 cm，內(nèi)直徑2.5 cm的塑料離心管中，海綿蛋糕糊初始注入高度記為H0，以轉(zhuǎn)速4 000 r/min離心15 min，離心后蛋糕糊高度記為H1，海綿蛋糕糊乳化穩(wěn)定性H=H1/H0×100%[12]。

1.3.3 海綿蛋糕理化指標測定

海綿蛋糕理化指標測定項目，參照GB/T 20977—2007糕點通則要求；海綿蛋糕中的水分含量測定，參照GB 5009.3—2010；蛋白質(zhì)含量測定，參照GB/T 5009.5—2010；總糖含量測定，參照GB/T20977—2007附錄A。

1.3.4 2種海綿蛋糕體積指數(shù)和輪廓指數(shù)測定

參照美國谷物化學家協(xié)會的方法，將蛋糕在中心的位置垂直切開，在切開的橫截面上分別測定3點（B，C，D）的高度，其中C是蛋糕中心點的高度，B和D分別是距離中心點左、右2.5 cm處蛋糕高度，體積指數(shù)Volume index=B+C+D，輪廓指數(shù)Contour=2C-B-D。

1.3.5 2種海綿蛋糕貯藏過程中質(zhì)量損失測定

2種海綿蛋糕貯藏過程中質(zhì)量損失的測定參考文獻[13]，蛋糕出爐冷卻1 h，放入25℃，相對濕度60%的恒濕恒溫箱中貯藏5 d，測定2種海綿蛋糕質(zhì)量損失。

式中：W1——海綿蛋糕出爐1 h后質(zhì)量；

W2——貯藏5 d后海綿蛋糕質(zhì)量。

1.3.6 海綿蛋糕質(zhì)構(gòu)特性測定

參照美國谷物化學家協(xié)會2000年的標準并略有修改[14]，使用TA-XT2i型質(zhì)構(gòu)分析儀，采用TPA 2次壓縮模式對海綿蛋糕進行質(zhì)構(gòu)分析。測定條件：蛋糕樣品切成邊長2.5 cm的立方體，探頭P35，形變25%，測試前速度2.00 mm/sec，測試速度1.00 mm/sec，測試后速度2.00 mm/sec，2次壓縮之間的時間間隔5 s，每個樣品做5次平行取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 17.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理，以p＜0.05為顯著（*）。

2 結(jié)果與分析

2.1 2種海綿蛋糕糊特性分析

2種海綿蛋糕糊特性測定結(jié)果見表2，2種海綿蛋糕糊顯微狀態(tài)觀察見圖1。

由表2和圖1可知，米粉海綿蛋糕糊黏度小于麥粉海綿蛋糕，即單位時間內(nèi)米粉海綿蛋糕糊在漏斗內(nèi)流出質(zhì)量更大，黏度值差距顯著（p＜0.05）。2種海綿蛋糕糊密度差異顯著（p＜0.01），米粉海綿蛋糕糊密度較小，表明在攪打過程中米粉蛋糕糊中混合更多的空氣。2種原料海綿蛋糕糊乳化穩(wěn)定性差異顯著（p＜0.01），其中米粉海綿蛋糕糊乳化穩(wěn)定性較差，如圖1（a），米粉海綿蛋糕糊中大的氣泡較多，在焙烤過程中大氣泡快速合并，使海綿蛋糕糊體積減少。試驗結(jié)果表明，因為米粉和麥粉的原料差異，使米粉海綿蛋糕糊在攪打過程中能混合更多空氣，但海綿蛋糕糊黏度較低，因此蛋糕糊的持氣穩(wěn)定性較差。相似的研究結(jié)論認為[15-16]，海綿蛋糕體積取決于蛋糕糊在攪打過程中混入的空氣體積以及焙烤過程中蛋糕糊內(nèi)氣體保持情況，高黏度海綿蛋糕糊有利于保持攪打過程中混入的空氣以及蛋糕糊中疏松劑產(chǎn)生的氣體。因此，米粉海綿蛋糕制作過程中，增加蛋糕糊黏度有利于提高產(chǎn)品品質(zhì)。

表2 2種海綿蛋糕糊特性測定結(jié)果

圖1 2種海綿蛋糕糊顯微狀態(tài)觀察

2.2 2種海綿蛋糕理化指標分析

2種海綿蛋糕理化指標測定結(jié)果見表3。

表3 2種海綿蛋糕理化指標測定結(jié)果

其中，水分、蛋白質(zhì)及總糖含量均符合GB/T 20977—2007糕點通則要求。米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕水分含量、蛋白質(zhì)含量和總糖含量差異均顯著（p＜0.01）。原料中米粉蛋白質(zhì)含量為5.64%，總淀粉含量為76.47%；小麥粉蛋白質(zhì)含量為10.10%，總淀粉含量為69.35%。米粉中蛋白質(zhì)含量較低，導致米粉海綿蛋糕中蛋白質(zhì)含量較低，因此有研究認為長期食用以米粉為主的無谷蛋白食品會使蛋白質(zhì)及碳水化合物的攝入量失衡。近年來，越來越多的研究者在米粉焙烤食品配方中加入部分假谷，如藜麥、燕麥或蕎麥來平衡無谷蛋白食品中的營養(yǎng)成分，或者添加乳制品及豆制品針對性的提高食品中的蛋白質(zhì)含量[17-21]。米粉海綿蛋糕中水分含量顯著低于麥粉海綿蛋糕，小麥粉中的面筋蛋白有強吸水性，而稻米淀粉吸水性相對較低，因此相同條件下的米粉海綿蛋糕水分含量較低。將稻米粉擠壓處理，使稻米粉中損傷淀粉含量增加，可使稻米粉的吸水性增強[22]。研究認為，海綿蛋糕體積隨著含水量增加而增大[23]。在實際生產(chǎn)中，將稻米粉擠壓處理或者加入保水劑均可使米粉蛋糕體積增大。

2.3 2種海綿蛋糕形態(tài)學指標結(jié)果分析

2種海綿蛋糕形態(tài)學指標測定結(jié)果見表4。

表4 2種海綿蛋糕形態(tài)學指標測定結(jié)果

米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕的體積指數(shù)與輪廓指數(shù)差異顯著（p＜0.01），說明麥粉海綿蛋糕整體膨脹高度高于米粉海綿蛋糕，且中心點起發(fā)高度高于米粉海綿蛋糕。Zhou J等人[24]研究認為，蛋糕體積取決于蛋糕糊攪打過程中混入的空氣體積以及焙烤過程中氣體的保持能力。如表2所示，米粉海綿蛋糕糊在攪打過程中混入大量空氣，但蛋糕糊的黏度及乳化穩(wěn)定性均低于麥粉海綿蛋糕，因此較高的蛋糕糊黏性及乳化穩(wěn)定性使麥粉蛋糕具有較大的體積。Gülüm Sumnu等人[23]也有相同的研究結(jié)論，認為相同條件下，麥粉蛋糕的體積大于稻米粉或玉米粉蛋糕的體積。在焙烤結(jié)束后，90%的稻米淀粉顆粒只是輕微的膨脹，這使得米粉蛋糕不能達到最大的體積，另一個原因是稻米粉凝膠形成溫度更高，在焙烤結(jié)束后稻米粉未能完全凝膠化。還有研究認為，稻米粉本身沒有強的張力支撐焙烤過程中蛋糕內(nèi)部氣體的膨脹，因此使米粉蛋糕具有較小的體積指數(shù)和輪廓指數(shù)。

2.4 2種海綿蛋糕貯藏過程中質(zhì)量損失及質(zhì)構(gòu)變化

2種海綿蛋糕貯藏過程中質(zhì)量損失及質(zhì)構(gòu)變化見表5。

表5 2種海綿蛋糕貯藏過程中質(zhì)量損失及質(zhì)構(gòu)變化

米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕貯藏5 d后質(zhì)量損失分別為9.08%和5.72%；硬度分別增加386.92%和195.29%；彈性分別降低6.45%和1.10%；咀嚼性分別增加332.48%和176.47%，指標變化差異均顯著（p＜0.01）。以上結(jié)論表明，麥粉海綿蛋糕在貯藏過程中質(zhì)量損失較少，即貯藏過程中水分損失較少，麥粉中面筋蛋白的強持水性，可以使麥粉海綿蛋糕在焙烤過程中保留較多的水分，同時在貯藏過程中水分不易散失，使蛋糕保持濕潤的口感；米粉海綿蛋糕在貯藏初始階段硬度較低，口感柔軟，隨著貯藏時間延長，米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕硬度均有增大，但米粉海綿蛋糕硬度增大明顯，說明在海綿蛋糕的貯藏過程中淀粉回生現(xiàn)象在米粉和麥粉制品中同時存在，米粉中淀粉回生對蛋糕質(zhì)構(gòu)影響更明顯。隨著貯藏時間的延長，麥粉海綿蛋糕在貯藏過程中彈性相對穩(wěn)定，米粉海綿蛋糕貯藏過程中彈性顯著降低（p＜0.01）。咀嚼性表示咀嚼一個固體食品達到可吞咽狀態(tài)時所需做的功[25]，蛋糕的咀嚼性與彈性、硬度相關(guān)，隨著硬度增大、彈性減小，蛋糕的咀嚼性增大。

3 結(jié)論

在米粉海綿蛋糕達到感官可接受水平的條件下，對米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕在蛋糕糊性質(zhì)、蛋糕理化指標、蛋糕形態(tài)學指標及蛋糕貯藏穩(wěn)定性方面進行比較。試驗發(fā)現(xiàn)，米粉海綿蛋糕糊在攪打過程中能混合更多的空氣，但蛋糕糊黏度較低，因此持氣穩(wěn)定性較差。米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕理化指標上的差異主要來自米粉和麥粉的原料差異，其中蛋白質(zhì)含量差異顯著，但均符合GB/T 20977—2007糕點通則中對海綿蛋糕的要求。在海綿蛋糕形態(tài)學指標上，麥粉海綿蛋糕有相對較高的體積指數(shù)和輪廓指數(shù)，主要受淀粉膨脹程度、淀粉吸水能力、蛋糕糊的黏度及持氣穩(wěn)定性影響。在貯藏過程中，米粉海綿蛋糕和麥粉海綿蛋糕均會產(chǎn)生質(zhì)量損失，米粉海綿蛋糕質(zhì)量損失較大。貯藏過程中蛋糕質(zhì)構(gòu)特性變化較大，硬度增大，彈性減小，咀嚼性增大，其中米粉海綿蛋糕受淀粉回生影響明顯，質(zhì)構(gòu)指標變化略大于麥粉海綿蛋糕。綜合以上試驗結(jié)論，米粉海綿蛋糕作為低過敏源新產(chǎn)品具有與麥粉海綿蛋糕相似的感官及物化特性，具有可行性。另外，為進一步提高米粉海綿蛋糕的口感，在米粉海綿蛋糕的生產(chǎn)過程中，可考慮加入樹膠類物質(zhì)、擠壓處理稻米粉、加入保水劑等提高蛋糕品質(zhì)。

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Comparison of Properties of Sponge Cakes Prepared from Rice Flour and Wheat Flour

WANG Lichao，SUN Bingyu，ZHANG Guang，LV Mingshou，LIU Linlin，*SHI Yanguo（Heilongjiang Key Laboratory of Food Science and Engineering，College of Food Engineering，Harbin University of
Commerce，Harbin，Heilongjiang 150076，China）

With the increase of gluten allergy population，rice flour with its low allergy source characteristics are more and more used in gluten functional baked goods.Japonica rice flour and low gluten wheat flour are main raw materials to prepare sponge cakes.The cake batter，morphology，physical-chemical composition and cake storage stability of the two kinds sponge cake are compared.The results show that the rice batter is lower than wheat flour batter in density，emulsion stability and viscosity.Rice and wheat sponge cake has a significant difference in content of moisture，protein and total sugar.The volume and contour index of rice sponge cake is lower than wheat flour sponge cake.Under the condition of 25℃，60%relative humidity storage for five days，sponge cakes prepared from rice flour and wheat flour had a large differences between quality and texture characteristics.

rice flour；wheat flour；sponge cake；difference

TS213.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.004

1671-9646（2016）12a-0014-04

2016-10-10

2014年黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開發(fā)計劃課題“稻米食品加工關(guān)鍵技術(shù)研究（GA14B201）”資助。

王麗超（1990— ），女，碩士研究生，研究方向為稻米食品加工。

*通訊作者：石彥國（1960— ），男，教授，博士生導師，研究方向為谷物與大豆化學及加工原理。