馬琦，申瑞玲,2,3，朱瑩瑩,2,3，秦曉鵬，董吉林,2,3

1.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，河南 鄭州 450001；2.食品生產(chǎn)與安全河南省協(xié)同創(chuàng)新中心,河南 鄭州 450001；3.河南省冷鏈?zhǔn)称焚|(zhì)量安全控制重點實驗室,河南 鄭州 450001

0 引言

青稞(HordeumvulgareLinn.var.nudumHook. F.)，禾本科大麥屬，主要產(chǎn)自西藏、青海等高海拔地區(qū)，是一類較抗旱、抗寒、耐土地貧瘠和喜涼的一年生作物,具有高蛋白、高纖維素、高維生素、低糖、低脂等特征[1]. 目前，常見的青稞產(chǎn)品主要是以糌粑為主的傳統(tǒng)藏族食品. 針對青稞獨特的營養(yǎng)特點，國家加大了對青稞產(chǎn)業(yè)的投入. 隨著青稞產(chǎn)品的深度研發(fā)，越來越多經(jīng)過深加工的青稞產(chǎn)品被開發(fā)出來，例如青稞酒、青稞面條、青稞餅干等，但大多數(shù)青稞產(chǎn)品口感粗糙，大眾接受度較低.

青稞營養(yǎng)成分較豐富，因此可以對其特定營養(yǎng)成分進(jìn)行富集，而萌動發(fā)芽是一種常見的方法. 該方法可促進(jìn)水分吸收并軟化煮熟的谷物籽粒，具有簡單有效、成本低的特點，可提高全麥?zhǔn)称返母泄倨焚|(zhì)和營養(yǎng)價值[2].有研究[3-4]表明，萌動發(fā)芽后的青稞抗氧化活性及抑癌防癌作用明顯提高. 谷物經(jīng)萌動發(fā)芽處理后，其蛋白酶等水解酶系活性被激活，α-淀粉酶、纖維素酶、植酸酶、β-葡聚糖酶等酶活力的提高可促進(jìn)谷物功能性營養(yǎng)組分含量的改變[5].例如，申瑞玲等[6]研發(fā)了一種萌動青稞米酒，其黃酮、γ-氨基丁酸、總酚含量均高于未萌動青稞米酒.

蛋糕是一種常見的深受大眾喜愛的烘焙食品，對青稞進(jìn)行萌動發(fā)芽處理后，可以提高青稞的營養(yǎng)成分，改善青稞復(fù)配制作青稞蛋糕的口感，提高大眾接受度，拓寬青稞深加工產(chǎn)品的范圍. 決明子屬于藥食同源的豆科決明屬，具有抑菌抗炎,保肝護(hù)目,改善高血壓、糖尿病等作用[7-11]，因此，在食品工業(yè)中，常添加于烘焙茶飲料，在保健行業(yè)中，已開發(fā)了具有減肥降脂作用的各種保健產(chǎn)品. 而咖啡具有肝臟保護(hù)的作用，適當(dāng)飲用咖啡能降低肝細(xì)胞癌復(fù)發(fā)的風(fēng)險，增加原位肝移植后的生存機會[12].

基于此，本研究利用實驗室已研制的萌動青稞粉和低筋面粉為主要原料，通過添加咖啡、決明子等成分進(jìn)行復(fù)配，以期研制一款低糖、低脂、口感良好、營養(yǎng)全面的青稞蛋糕，為青稞深加工產(chǎn)品的研究開發(fā)提供理論參考.

1 材料與方法

1.1 主要材料和試劑

青稞，青海新丁香糧油有限責(zé)任公司產(chǎn)；低筋面粉(蛋白質(zhì)含量8%)，青島維良食品有限公司產(chǎn)；木糖醇，浙江華康藥業(yè)股份有限公司產(chǎn)；決明子粉，上海今良食品技術(shù)有限公司產(chǎn)；玉米油、雞蛋、咖啡粉，均購置于鄭州市丹尼斯超市；NaClO,南京化學(xué)試劑股份有限公司產(chǎn)；硼酸，濟南蕭試化工有限公司產(chǎn)；HCl,天津富宇精細(xì)化工有限公司產(chǎn).以上試劑均為分析純.

1.2 主要儀器與設(shè)備

PHS-3E型酸度計，上海佑科儀器儀表有限公司產(chǎn)；D-F101 S型恒溫加熱磁力攪拌器，河南省予華儀器有限公司產(chǎn)；MG38 CB-AA型電烤箱，廣東美的廚房電器制造有限公司產(chǎn)；HWS型恒溫恒濕培養(yǎng)箱，北京中興偉業(yè)儀器有限公司產(chǎn)；KDN-103F型自動定氮儀，上海纖檢儀器有限公司產(chǎn)；HL-100型高速多功能粉碎機，上海塞耐機械有限公司產(chǎn)；YES30×8型新國標(biāo)圓形驗粉篩，杭州大成光電儀器有限公司產(chǎn).

1.3 實驗方法

1.3.1 萌動青稞粉的制備挑選適量顆粒飽滿的青稞，清洗后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaClO溶液浸泡30 min(浸沒青稞表面即可)，仔細(xì)沖洗6～8遍后，將青稞泡于30 ℃蒸餾水中并保溫12 h;然后將其平鋪到墊著兩層紗布的托盤上，表面再蓋兩層濕紗布，于恒溫恒濕培養(yǎng)箱中(溫度25 ℃、濕度95%)萌發(fā)12 h后,干燥磨粉,備用.

1.3.2 工藝流程蛋糕粉(萌動青稞粉、低筋面粉、咖啡粉、決明子粉和泡打粉)→制作蛋黃糊→加入打發(fā)的蛋清液→混合蛋黃糊與蛋清液→注模→烘烤→冷卻→脫?！善? 操作要點如下.

1)蛋糕粉：低筋面粉、萌動青稞粉、咖啡粉和決明子粉過50目篩，否則原料顆粒較大、不均勻，在制作蛋黃糊時容易起筋，導(dǎo)致蛋糕各部分不均勻.

2)制作蛋黃糊：將雞蛋的蛋黃與蛋清分離，用打蛋器攪打蛋黃，然后添加玉米油一同攪拌，再加冷水混合；添加蛋糕粉攪拌時，打蛋器需按一個方向轉(zhuǎn)動.

3)打發(fā)蛋清液：確保盛具中沒有水和油，中間分兩次加入木糖醇，蛋清液打發(fā)至呈魚眼泡狀時加一半，繼續(xù)打發(fā)至細(xì)膩的小泡狀時加入剩下的一半.

4)混合蛋黃糊與蛋清液：將1/3制好的蛋清液與蛋黃糊混合好，然后倒進(jìn)余留的蛋清液中，用鏟子從下往上翻拌，防止蛋黃糊密度大沉于底部，混合后應(yīng)整體顏色均勻，無塊狀.

5)注模和烘烤：將調(diào)制好的蛋糕糊添加到干燥的模具中，加至2/3高度即可，拍打出氣泡. 烘箱上下火165 ℃，預(yù)熱2 min后烤制，烤20 min后出爐.

1.3.3 工藝優(yōu)化1)單因素試驗設(shè)計. 以蛋糕感官評分和比容為評價指標(biāo)，考查萌動青稞粉添加量、木糖醇添加量、決明子粉與咖啡粉添加比例、玉米油添加量4個因素對低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕品質(zhì)的影響.

a)萌動青稞粉添加量：以混合粉(萌動青稞粉、低筋面粉)和水油總量為基準(zhǔn)(100%)，混合粉添加量為50%保持不變，選擇木糖醇添加量為30%，決明子粉和咖啡粉添加量為6%(決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶2)，玉米油添加量為20%，考查萌動青稞粉的添加量(8%、12%、16%、20%、24%)對低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕品質(zhì)的影響.

b)木糖醇添加量：以混合粉和水油總量為基準(zhǔn)(100%)，混合粉添加量為50%保持不變，選擇萌動青稞粉添加量為16%，決明子粉和咖啡粉添加量為6%(決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶2)，玉米油添加量為20%，考查木糖醇添加量(20%、25%、30%、35%、40%)對低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕品質(zhì)的影響.

c)決明子粉與咖啡粉添加比例：以混合粉和水油總量為基準(zhǔn)(100%)，混合粉添加量為50%保持不變，選擇木糖醇添加量為30%，玉米油添加量為20%，決明子粉和咖啡粉添加量為6%，考查兩者添加比例(1∶0.5，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4)對低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕品質(zhì)的影響.

d)玉米油添加量：以混合粉和水油總量為基準(zhǔn)(100%)，混合粉添加量為50%保持不變，選擇萌動青稞粉添加量為16%，木糖醇添加量為30%，決明子粉和咖啡粉添加量為6%(決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶2)，保持蛋糕粉與液體的料液比為1∶1左右，考查玉米油添加量(20%、25%、30%、35%、40%)對低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕品質(zhì)的影響.

2)正交試驗設(shè)計. 在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以蛋糕感官評分和比容為指標(biāo)，對萌動青稞粉添加量(A)、木糖醇添加量(B)、決明子粉與咖啡粉添加比例(C)和玉米油添加量(D)四因素進(jìn)行L9(34)正交試驗設(shè)計以確定蛋糕的最優(yōu)配方. 正交試驗因素和水平見表1.

表1 正交試驗因素和水平表Table 1 Orthogonal test factors and levelTable

1.4 檢測方法

1.4.1 感官評價標(biāo)準(zhǔn)參考GB/T 24303—2009[13]，感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表2. 感官評價人員為食品專業(yè)人員，男女比例1∶1. 所有樣品隨機編號，由10名感官評價人員從蛋糕色澤、組織、外形、口感、風(fēng)味五方面進(jìn)行打分.

表2 感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standard

1.4.2 蛋糕比容的測定比容是評價蛋糕品質(zhì)的重要特性，其變化可以反映蛋糕氣孔膨大或收縮的狀態(tài),比容越大，表明蛋糕越松軟[14]. 將所制成的蛋糕放涼后，參考趙謝等[15]的方法測定蛋糕比容,計算公式為

式中，P為蛋糕比容/(cm3·g-1)，V為蛋糕體積/cm3，m為蛋糕質(zhì)量/g.

1.4.3 蛋糕質(zhì)構(gòu)的測定將烤好的蛋糕先冷卻2 h，然后去除上下表皮，截取芯部，切成規(guī)則的1 cm3的正方體小塊. 參考張仲柏等[16]的方法，測定樣品的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復(fù)性，各樣品測8組平行數(shù)據(jù).

1.4.4 蛋糕營養(yǎng)指標(biāo)的測定膳食纖維的測定參考 GB 5009.88—2014[17]；蛋白質(zhì)含量的測定參考GB 5009.5—2016[18]；脂肪含量的測定參考GB/T 5009.6—2016[19]；水分的測定參考GB 5009.3—2016[20]；能量的計算參考GB 28050—2011[21].

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用軟件Origin 8.0和Microsoft Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和作圖，利用SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕單因素試驗結(jié)果如圖1所示.

圖1 低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕單因素試驗結(jié)果Fig.1 Results of single factor test of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

2.1.1 萌動青稞粉添加量由圖1a)可知，隨著萌動青稞粉添加量的增加，蛋糕的青稞味越來越濃郁，當(dāng)萌動青稞粉添加量為16%時感官評分最高，繼續(xù)添加則口感下降，這可能是因為過量添加萌動青稞粉將導(dǎo)致粗糙口感加重，使蛋糕感官品質(zhì)變差. 蛋糕比容呈先下降后上升再下降的趨勢，當(dāng)萌動青稞粉添加量為20%時達(dá)到最大值. 與未添加萌動青稞粉的蛋糕相比，添加萌動青稞粉的蛋糕外表有粗糙感，這可能是因為萌動青稞籽粒組織結(jié)構(gòu)松散，且膳食纖維含量較多. 綜合考慮，選擇萌動青稞粉添加量為16%進(jìn)行下一步試驗.

2.1.2 木糖醇添加量由圖1b)可知，木糖醇添加量為30%時感官評分最高，之后隨著添加量的增加，感官評分略有下降. 蛋糕比容的變化趨勢為先升高后下降，在30%時達(dá)到最大值，這可能是因為木糖醇可以影響蛋液的黏度，在攪拌過程中影響了氣泡形成的時間和穩(wěn)定性[22]. 在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，木糖醇添加量與蛋液氣泡的穩(wěn)定性有較大關(guān)系，且蛋糕在烘焙過程中，各組分間的相互作用也會改變蛋糕比容. 綜合考慮，選擇木糖醇添加量為30%進(jìn)行下一步試驗.

2.1.3 決明子粉與咖啡粉添加比例由圖1c)可知，決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶2時感官評分最高，表明決明子的苦甘味和咖啡的香味提升了蛋糕品質(zhì)，豐富了蛋糕口感和風(fēng)味. 當(dāng)決明子占比增加時，決明子粉顆粒會散布在蛋糕中，增加粗糙感；當(dāng)咖啡粉占比增加時，咖啡的苦味會掩蓋部分原料的味道，使感官評分下降. 蛋糕比容的變化趨勢為先下降后上升再下降，當(dāng)決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶3時，蛋糕比容最高. 綜合考慮，選擇決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶2進(jìn)行下一步試驗.

2.1.4 玉米油添加量由圖1d)可知，玉米油添加量為25%時蛋糕感官評分和比容均相對較高. 這可能是因為玉米油可以穩(wěn)定面糊，防止蛋糕焙烤時頂部塌陷，還能使蛋糕的質(zhì)地更柔軟. 繼續(xù)增加玉米油的添加量，蛋糕感官評分下降，這是因為過多的玉米油會使蛋糕口感油膩. 綜合考慮，選擇玉米油添加量為25%進(jìn)行下一步試驗.

2.2 正交試驗結(jié)果分析

2.2.1 感官評分和比容結(jié)果分析低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕正交試驗結(jié)果見表3，對表3中的感官評分和比容數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4和表5.

表3 低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕正交試驗結(jié)果Table 3 Orthogonal test results of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

表4 感官評分的方差分析Table 4 Variance analysis of sensory score

表5 比容的方差分析Table 5 Variance analysis of specific volume

由表3中R值可知，萌動青稞粉添加量對蛋糕感官評分影響最大，其次是玉米油添加量、決明子粉與咖啡粉添加比例、木糖醇添加量，此時蛋糕最優(yōu)配方為A1B2C3D1，即萌動青稞粉添加量為16%，木糖醇添加量為30%，決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶3，玉米油添加量為25%. 由表3中R*值可知，萌動青稞粉添加量和玉米油添加量對蛋糕比容的影響均較大，其次是木糖醇添加量、決明子粉與咖啡粉添加比例，此時蛋糕最優(yōu)配方為A1B2C3D2，即萌動青稞粉添加量為16%，木糖醇添加量為30%，決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶3，玉米油添加量為30%. 由表4可知，除木糖醇添加量外，其他3種因素對蛋糕感官評分的影響均顯著. 由表5可知，除決明子粉與咖啡粉添加比例外，其他3種因素對蛋糕比容的影響均顯著. 綜合考慮，確定蛋糕的最優(yōu)配方為A1B2C3D1，即萌動青稞粉添加量為16%，木糖醇添加量為30%，決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶3，玉米油添加量為25%.

2.2.2 質(zhì)構(gòu)特性分析在蛋糕的質(zhì)構(gòu)特性中，彈性、黏聚性和回復(fù)性越大越好，硬度和咀嚼性則越小越好. 低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果見表6. 由表6可知，10個樣品的硬度和咀嚼性差異較大，彈性、黏聚性和回復(fù)性差異較小. 其中，試驗號為10的蛋糕樣品的硬度、咀嚼性較小，更易咀嚼，而彈性、黏聚性、回復(fù)性較大，整體較均衡，質(zhì)構(gòu)特性良好，驗證了上述正交試驗結(jié)果.

表6 低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果Table 6 Results of determination of texture of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

2.2.3 營養(yǎng)指標(biāo)測定結(jié)果分析依據(jù)最優(yōu)配方制作低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕，其營養(yǎng)指標(biāo)測定結(jié)果見表7，其中營養(yǎng)素參考值(NRV)參考GB 28050—2011[21]進(jìn)行測定.由表7可知，低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕營養(yǎng)豐富，相較于母應(yīng)春等[23]研究中普通蛋糕的營養(yǎng)指標(biāo)，該蛋糕蛋白質(zhì)含量略高，脂肪含量略低，碳水化合物含量略高，適合普通大眾及糖尿病、高血壓、高血脂人群. 此外，蛋糕中水分含量較高，雖更容易咀嚼，但也縮短了該蛋糕的保質(zhì)期.

表7 低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕營養(yǎng)指標(biāo)測定結(jié)果Table 7 Measurement results of nutritional indicators of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

3 結(jié)論

本文制作了低糖咖啡風(fēng)味萌動青稞蛋糕，研究了萌動青稞粉添加量、木糖醇添加量、決明子粉與咖啡粉添加比例、玉米油添加量4個因素對該蛋糕品質(zhì)的影響，采用正交試驗確定了蛋糕的最優(yōu)配方為萌動青稞粉添加量16%，木糖醇添加量30%，決明子粉與咖啡粉添加比例為1∶3，玉米油添加量25%.按此配方制作的蛋糕口感柔軟細(xì)膩，不但具有獨特的青稞香味，還很好地融合了決明子的苦甘味和咖啡的香味，感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值均較高，但較高的水分含量會縮短其保質(zhì)期，下一步可就此繼續(xù)進(jìn)行研究以延長保質(zhì)期，為實現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)提供參考.