阮征，李賽，李旭涵，周雅軒，李丹丹，李汴生*

（1.華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510640）

（2.廣東省天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州 510640）

戚風(fēng)蛋糕由含有低筋小麥粉、蛋黃、油和水的蛋黃糊與蛋白泡沫混合后形成的面糊烘烤而成，具有質(zhì)地細(xì)膩柔軟、水分充足、組織細(xì)密均勻的特點(diǎn)[1]。蛋糕在制作過(guò)程中，小麥粉中的麥谷蛋白和麥醇溶蛋白通過(guò)吸水形成面筋，面筋與雞蛋中的蛋白質(zhì)形成骨架結(jié)構(gòu)，體系中的淀粉粘附在骨架上，形成蛋糕的海綿狀組織結(jié)構(gòu)[2]。由于小麥粉中膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量較低，大量研究選擇添加部分營(yíng)養(yǎng)素含量豐富的配料制備營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化型蛋糕，如辣木葉粉海綿蛋糕[3]、胡蘿卜海綿蛋糕[4]、蔓越莓膳食纖維蛋糕[5]、馬蹄戚風(fēng)蛋糕[6]等。

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudumHook.F.），又稱為裸大麥，具有“三高兩低”，即高膳食纖維、高蛋白、高維生素和低脂、低糖的特點(diǎn)。作為一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富的食物，將青稞運(yùn)用到烘焙食品中，迎合了當(dāng)前消費(fèi)者追求營(yíng)養(yǎng)、健康的心理[7]。但青稞中面筋蛋白含量很低，同時(shí)含有較高含量的β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖等親水性膳食纖維，會(huì)破壞面糊體系中的蛋白網(wǎng)絡(luò)，使得蛋糕口感粗糙、組織松散[8]。這一蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)除了與原料成分相關(guān)外，與原料的粒徑大小也存在一定關(guān)系[9]。

為了解決富含膳食纖維、缺少面筋蛋白的原料在蛋糕中添加量受限的問(wèn)題，本研究將比較不同粒徑青稞粉與低筋小麥粉的主要營(yíng)養(yǎng)成分、吸水吸油能力和微觀結(jié)構(gòu)的差異，通過(guò)改變不同粒徑青稞粉在戚風(fēng)蛋糕中的添加量，探究原料性質(zhì)與面糊比重、面糊氣泡分布、面糊黏度以及蛋糕感官品質(zhì)、比容、質(zhì)構(gòu)、內(nèi)部氣孔結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，為高膳食纖維、低面筋蛋白原料在蛋糕等烘焙食品中的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

有機(jī)青稞粉，甘肅祁連農(nóng)莊有機(jī)農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司；蛋糕用小麥粉、木糖醇、雙效泡打粉、塔塔粉，上海楓未實(shí)業(yè)有限公司；鮮雞蛋、全脂牛奶、玉米油、白砂糖、食用鹽、白醋、食品脫氧劑、蛋糕包裝袋等均為市售。

1.2 儀器與設(shè)備

MG25AF-PRR 電烤箱，廣東美的微波電器制造有限公司；TG16-WS 臺(tái)式高速離心機(jī)，湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司；EM-30 Plus 臺(tái)式掃描電鏡，韓國(guó)COXEM 公司；OLYMPUS-CX21 生物顯微鏡，日本HORIBA 公司；DHR-2 旋轉(zhuǎn)流變儀，美國(guó) TA INSTRUMENTS 公司；TA-XT2 物性測(cè)試儀，英國(guó)Stable Micro System 公司；Cano Scan LiDE 120 平板掃描儀，日本Canon 公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理

將青稞籽粒粉碎至全部能過(guò)80 目篩，按80～100目、100～120 目以及＜120 目三種粒徑范圍進(jìn)行分級(jí)，分別標(biāo)記為QKF80、QKF100、QKF120；低筋小麥粉統(tǒng)一過(guò)100 目篩，用Control 表示。所有粉料冷藏備用。

1.3.2 單因素實(shí)驗(yàn)

以100%小麥粉蛋糕為對(duì)照，分別考察青稞粉的三種不同粒度（QKF80、QKF100、QKF120）以及不同添加量（50%、75%、100%）對(duì)戚風(fēng)蛋糕面糊特性和品質(zhì)的影響。

1.3.3 戚風(fēng)蛋糕的制作

表1 為蛋糕制作的基本配方。首先將雞蛋去殼，蛋黃、蛋清分開(kāi)；白砂糖和木糖醇混合均勻。在不銹鋼盆中加入牛奶、糖和玉米油，攪拌使其呈乳化狀態(tài)；先向盆中篩入小麥粉、泡打粉和鹽，混合均勻后加入蛋黃，再加入相應(yīng)粒徑及添加量的青稞粉，混合至盆內(nèi)無(wú)干粉。在蛋清中加入白醋和塔塔粉，分三次加糖，用打蛋器打發(fā)至蛋白呈直立尖狀（干性發(fā)泡）。將蛋黃糊輕倒入蛋白糊，用橡皮刮刀從底部往上緩緩翻拌至混合均勻。

表1 戚風(fēng)蛋糕的基本配方Table 1 Basic recipe of Qifeng cake

將烤箱內(nèi)溫度調(diào)整至150 ℃，提前預(yù)熱10 min。將蛋糕面糊放入模具中（30 g/個(gè)，8 個(gè)/次，荷載量6.25×103J/(kg·s)），震蕩模具，排出面糊中的氣泡，放入烤箱烘烤37 min，隨后將蛋糕倒扣并冷卻至室溫。

1.3.4 粉料特性的測(cè)定

參考GB/T 5506.1-2008、GB 5009.3-2016、GB 5009.4-2016、GB 5009.5-2016、GB 5009.6-2016、GB 5009.7-2016、AOAC 985.29 測(cè)定粉料的濕面筋、水分、灰分、粗蛋白、粗脂肪、總糖及膳食纖維含量。參考Beuchat 等人[10]的方法測(cè)定粉料的吸水能力。參考Abbey 等人[11]的方法測(cè)定粉料的吸油能力。采用掃描電子顯微鏡在400×和1000×放大水平下觀察小麥粉及青稞粉的微觀結(jié)構(gòu)。

1.3.5 面糊特性的測(cè)定

參考張弛[12]的方法測(cè)定面糊的比重。將新鮮制備的面糊放于光學(xué)顯微鏡下觀察并拍攝，使用Nano Measurer 軟件對(duì)面糊的氣泡分布進(jìn)行分析。

參考郝月慧[13]的方法測(cè)定面糊的黏度，并略加修改。面糊的黏度測(cè)定采用DHR-2 旋轉(zhuǎn)流變儀流動(dòng)模式下的動(dòng)態(tài)應(yīng)力掃描，選擇具體測(cè)試條件為：平板直徑選用40 mm，夾縫距離為1 mm，溫度為25 ℃，樣品的剪切速率從0.1 s-1線性增加到100 s-1。將得到的數(shù)據(jù)按照式（1）的冪律方程擬合到Ostwald 模型中：

式中：

μ——表觀黏度，Pa·s；

K——稠度指數(shù)，Pa·sn；

γ——剪切速率，s-1；

n——流動(dòng)指數(shù)。

1.3.6 蛋糕品質(zhì)的測(cè)定蛋糕經(jīng)室溫冷卻后，參照GB/T 24303-2009，采用菜籽置換法測(cè)定蛋糕的比容。采用Rodríguez-García等[14]的方法對(duì)蛋糕芯進(jìn)行氣孔成像分析。取蛋糕中心（2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm），采用物性測(cè)試儀P/36R 探頭對(duì)其進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析：測(cè)前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度1.0 mm/s，測(cè)后速度3.0 mm/s，壓縮比50%，觸發(fā)力5 g。

1.3.7 蛋糕的感官評(píng)價(jià)

參考GB/T 20977-2007 并稍作修改，由10 名食品專業(yè)人員對(duì)蛋糕的色澤、外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性、風(fēng)味五個(gè)角度進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示。

表2 戚風(fēng)蛋糕感官評(píng)定表Table 2 Sensory evaluation of Qifeng cake

1.3.8 數(shù)據(jù)處理方法

所有數(shù)據(jù)平行測(cè)定3 次，結(jié)果取平均值；數(shù)據(jù)結(jié)果采用SPSS 24.0、Excel 2019 和Origin 2021 處理，采用Duncan 新復(fù)極差分析法，取95%置信區(qū)間（p＜0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 粉料的基本營(yíng)養(yǎng)成分

小麥粉和不同粒徑青稞粉的基本營(yíng)養(yǎng)成分及膳食纖維含量如表3 所示。低筋小麥粉中濕面筋含量約為19.5%，青稞粉中則不含濕面筋，因?yàn)榍囡宣湸既艿鞍缀可?，不能形成面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[15]。青稞粉的水分含量略低于小麥粉，灰分含量則高于小麥粉。

表3 小麥粉及不同粒徑青稞粉的基本營(yíng)養(yǎng)成分含量（%）Table 3 Basic nutrients of wheat flour and highland barley flour (%)

青稞粉的粒徑越大，蛋白質(zhì)含量越高，QKF120的蛋白質(zhì)含量與小麥粉無(wú)顯著性差異；青稞粉的總糖含量和膳食纖維含量均顯著性高于小麥粉。其中，QKF80 中總膳食纖維（DF）、可溶性膳食纖維（SDF）和不溶性膳食纖維（IDF）含量均為最高，而QKF100和QKF120 中三者含量的差異較小。有研究指出，青稞中SDF 的主要成分為β-葡聚糖，該物質(zhì)具有很強(qiáng)的水結(jié)合能力，可形成高黏度溶液，具有降低血清膽固醇水平、改善脂質(zhì)代謝、增強(qiáng)免疫系統(tǒng)等多種生理功能[16]。同時(shí)，青稞中含有的水溶性阿拉伯木聚糖也能夠形成黏性溶液，可能具有與β-葡聚糖相似的生理作用[17]。

2.2 粉料的吸水吸油能力

食物成分吸水、膨脹和改善其稠度的能力稱為吸水能力（WAC）。在烘焙過(guò)程中，水合作用會(huì)影響原料成分的性質(zhì)和成分間相互作用，并通過(guò)改變面糊的流變行為影響蛋糕的成型[18]。

由圖1 可知，青稞粉的WAC 均高于小麥粉，QKF80、QKF100 及QKF120 的WAC 分別為小麥粉的2.5、2.2 和1.4 倍，與其粒徑呈顯著正相關(guān)。Bressiani等[19]也發(fā)現(xiàn)，粉料粒徑對(duì)其吸水能力有較顯著的影響，且無(wú)論品種如何，粗顆粒粉料的吸水率都更高。Holtekj?len 等[20]將不同品種的大麥粉與小麥粉混合制作含40%大麥粉的面包時(shí)，發(fā)現(xiàn)WAC 越高的混合粉中β-葡聚糖含量更多，且混合粉的WAC 值會(huì)影響面團(tuán)在發(fā)酵和烘焙過(guò)程中的流動(dòng)特性和面包的品質(zhì)。小麥粉中吸收水分的主要成分為蛋白質(zhì)和淀粉，而青稞粉中除了含有蛋白質(zhì)和淀粉外，還含有其他親水性成分，如β-葡聚糖、阿拉伯木聚糖等非淀粉多糖，能通過(guò)氫鍵結(jié)合大量的水分[21]。因此，青稞粉會(huì)比小麥粉表現(xiàn)出更強(qiáng)的吸水能力，并且可能會(huì)對(duì)面糊性能及蛋糕品質(zhì)產(chǎn)生影響，不同粒徑的青稞粉WAC 不同則可能與其所含親水性物質(zhì)的類型、含量及大小存在差異有關(guān)。

粉料的吸油能力（OAC）主要由粉料中疏水性氨基酸和其它非極性側(cè)鏈與脂質(zhì)結(jié)合的能力決定[22]。由圖1 可知，不同粒徑青稞粉的OAC 均高于小麥粉。其中，QKF80 及QKF100 的OAC 不存在顯著性差異，約為小麥粉的2.5 倍，QKF120 的OAC 和小麥粉之間也不存在顯著性差異，約為小麥粉的1.3 倍。Huang等[23]認(rèn)為，粉料良好的吸油能力有助于提高面糊體系的穩(wěn)定性。

2.3 粉料的微觀結(jié)構(gòu)

粉料的微觀結(jié)構(gòu)如圖2 所示，表面光滑的卵球狀部分為淀粉，無(wú)規(guī)則形狀部分為蛋白質(zhì)和纖維素。青稞粉的微觀結(jié)構(gòu)因粒徑不同出現(xiàn)了較大差異。QKF80和QKF100 的微觀結(jié)構(gòu)較為相似，其淀粉顆粒被大量結(jié)構(gòu)不規(guī)則、表面粗糙的纖維結(jié)構(gòu)覆蓋。QKF120 的微觀結(jié)構(gòu)則與小麥粉較為接近，淀粉顆粒表面光滑，蛋白質(zhì)及膳食纖維粘附在淀粉顆粒表面或填充在淀粉顆粒之間，與Su 等[24]觀察的結(jié)果一致。與大粒徑青稞粉相比，QKF120 中的纖維粒徑更小，分布更松散，對(duì)應(yīng)WAC 及OAC 最低。Sangnark 等[25]也發(fā)現(xiàn)，膳食纖維的結(jié)構(gòu)大小與其WAC 和OAC 呈顯著正相關(guān)，即膳食纖維顆粒越大或纖維狀膳食纖維越多時(shí)，WAC和OAC 越大。由此可見(jiàn)，不同粒徑大小的青稞粉所含膳食纖維的類型和結(jié)構(gòu)均存在差異，會(huì)影響其吸水吸油能力。

2.4 面糊的比重

面糊的比重代表攪拌時(shí)混入面糊中氣體的保持率，面糊的比重越小，其氣體含量越高，等質(zhì)量面糊烤出的蛋糕體積越大，組織更松軟[26]。由圖3 可知，對(duì)照組面糊的比重為0.34，青稞粉添加量為50%時(shí)，三種粒徑對(duì)應(yīng)的面糊比重與對(duì)照組無(wú)顯著性差異。當(dāng)青稞粉添加量達(dá)75%后，面糊比重隨著青稞粉粒徑的減小而減小，與青稞粉的WAC 呈現(xiàn)出相同的變化規(guī)律。QKF80、QKF100 和QKF120 完全替代小麥粉后面糊的比重分別為0.46、0.38 和0.36，均顯著大于對(duì)照組，面糊的持氣性能可能變差。Premi 等[27]采用辣木葉粉替代2%、5%及10%的小麥粉，發(fā)現(xiàn)面糊的比重隨著蛋糕配方中辣木葉粉含量的增加而增加，且均顯著性大于對(duì)照組面糊的比重。有研究指出，在蛋糕配方中加入一定量的親水性成分，雖然會(huì)增加面糊的比重，但親水成分形成高黏度溶液的特性也會(huì)增加面糊黏度，從而可降低面糊中氣體向外逃逸的速率，有利于蛋糕在焙烤前期的品質(zhì)改善[28]。由此可知，在蛋糕配方中加入青稞粉后，面糊中的親水性成分增加是面糊比重增加的主要原因，但青稞粉粒徑較大、替代量較多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致面糊比重過(guò)大，可能會(huì)對(duì)面糊的持氣能力和蛋糕體積產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.5 面糊的黏度

圖4 顯示，隨著剪切速率的增加，面糊的黏度逐漸降低，表現(xiàn)出剪切稀化行為。由冪律方程可得出面糊的稠度系數(shù)K 和流動(dòng)指數(shù)n，如表4 所示。K 值反映面糊的黏度大小，K 越大，黏度越大；n 的值離1越遠(yuǎn)，流體越偏離理想狀態(tài)，其黏度隨著剪切速率變化而變化的程度越大[29]。

表4 不同青稞粉粒徑及添加量的面糊流變學(xué)參數(shù)Table 4 The rheological properties of batter with different size and addition amount of highland barley powder

面糊黏度會(huì)影響面糊攪打過(guò)程中氣體的融入和移動(dòng)，對(duì)比重及氣泡分布產(chǎn)生影響，還會(huì)影響氣泡在整個(gè)烘焙過(guò)程中的膨脹和穩(wěn)定性[30]。由表4 可知，青稞粉粒徑越大、對(duì)應(yīng)粒徑大小的青稞粉添加量越多，面糊的K 值越大，n 值越低，面糊黏度大小與青稞粉中DF 的含量及WAC 的變化一致，即在蛋糕配方中添加青稞粉時(shí)，面糊的黏度與青稞粉的DF 含量及WAC有關(guān)[31]。Jaskari 等[32]利用全麥粉代替部分小麥粉制作海綿蛋糕時(shí)也發(fā)現(xiàn)，隨著全麥粉比例的增加，面糊中β-葡聚糖含量增加，當(dāng)面糊被加熱時(shí)，β-葡聚糖溶解并增加了面糊的黏度?？梢?jiàn)，加入青稞粉后，面糊中的β-葡聚糖及可溶性阿拉伯木聚糖吸水形成高黏度溶液的特性顯著性增加了面糊的黏度。面糊適當(dāng)?shù)酿ざ瓤山档兔婧袣怏w向外逃逸的速率，有利于蛋糕在焙烤前期的品質(zhì)改善，但若黏度過(guò)大，攪打過(guò)程中空氣難以進(jìn)入面糊，面糊持氣性能又會(huì)降低[28]。因此，青稞粉粒徑過(guò)大時(shí)，可能會(huì)破壞面糊的持氣性能，與比重的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.6 面糊的氣泡大小及分布

面糊中氣泡的存在和分布主要影響產(chǎn)品的口感、質(zhì)構(gòu)和體積等[33]。面糊氣泡大小和氣泡分布的均勻性如圖5 所示，直徑處于0.02～0.04 mm 的氣泡均占多數(shù)。對(duì)照組面糊氣泡大小及分布較為均勻，氣泡直徑均處于0.01～0.09 mm 之間。QKF80 及QKF100 相應(yīng)添加量下氣泡的分布情況則基本一致，且都出現(xiàn)了少量直徑較大的異常氣泡。在蛋糕烘烤的過(guò)程中，這些異常氣泡容易上浮破裂，導(dǎo)致面糊體系不穩(wěn)定，造成蛋糕塌陷、體積變小、氣孔粗糙且不均勻[34]。出現(xiàn)異常氣泡可能與青稞粉增大了面糊體系黏度，導(dǎo)致大氣泡在面糊中無(wú)法逸出有關(guān)。QKF120 的面糊中氣泡直徑均處于0.01～0.12 mm 之間，氣泡分布也比較均勻一致?？梢?jiàn)青稞粉粒徑較小時(shí)，面糊中的氣泡狀態(tài)不會(huì)受到較大影響。

當(dāng)青稞粉添加量達(dá)100%時(shí)，QKF80 及QKF100 的面糊中氣泡分布變得稀疏，比重顯著增加，面糊持氣量下降。雖然QKF100 與QKF120 對(duì)應(yīng)面糊的黏度相近，但QKF100 的面糊氣泡數(shù)量及均勻性不及QKF120。Gómez 等[35]認(rèn)為原料顆粒過(guò)大會(huì)造成面糊中氣泡過(guò)大、分布不規(guī)則，面糊呈現(xiàn)出不連續(xù)性，影響其穩(wěn)定性和蛋糕最終的體積。因此，認(rèn)為青稞粉粒徑過(guò)大會(huì)影響面糊中氣泡的大小和氣泡分布的均勻性，而加入粒徑較小的青稞粉不會(huì)對(duì)面糊的持氣性能產(chǎn)生負(fù)面影響。

2.7 蛋糕的比容

蛋糕比容是衡量蛋糕膨脹程度的主要指標(biāo)，影響蛋糕的硬度、彈性、咀嚼性等，比容大表明蛋糕的膨脹程度好[36]。蛋糕的膨發(fā)狀況及比容如圖6、圖7 所示。

由圖6 可知，對(duì)照組蛋糕及QKF120 蛋糕的膨發(fā)狀態(tài)良好，外形飽滿，色澤均勻，孔隙大小適宜。對(duì)照組蛋糕的比容為4.8，在青稞粉添加量不變的情況下，蛋糕的比容均隨著青稞粉粒徑的減小而增加。QKF120 的三種添加量下蛋糕的比容處于4.8～5.2 之間，蓬松程度也略大于對(duì)照組蛋糕。觀察對(duì)應(yīng)面糊中的氣泡狀態(tài)可知，該粒徑的青稞粉可起到穩(wěn)定面糊氣泡的作用，有利于蛋糕的膨發(fā)。根據(jù)Schirmer 等[37]的研究，蛋糕氣孔的膨脹程度主要取決于烘焙過(guò)程中的加熱速率、CO2生成量以及蛋白質(zhì)變性和淀粉糊化引起的結(jié)構(gòu)變化。在焙烤過(guò)程中，面糊溫度達(dá)到70 ℃左右時(shí)，面糊氣泡周圍和連續(xù)相中的蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生變性、交聯(lián)，與分散其中的淀粉顆粒形成凝膠網(wǎng)絡(luò)，使得面糊體系獲得穩(wěn)定，蛋糕開(kāi)始成型[38]。研究顯示，纖維的強(qiáng)吸水力會(huì)使得面糊中促進(jìn)顆粒運(yùn)動(dòng)的游離水減少，從而影響淀粉的糊化過(guò)程和淀粉面筋基質(zhì)的形成[39]。因此，青稞粉中的膳食纖維會(huì)對(duì)蛋糕烘焙時(shí)的淀粉糊化及蛋白質(zhì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成過(guò)程產(chǎn)生影響，從而影響面糊中的氣泡在蛋糕凝固前的膨脹及定型。

圖7 表明，青稞粉添加量達(dá)75%后，青稞粉粒徑顯著影響蛋糕的比容，QKF80 的蛋糕比容顯著低于對(duì)照組及QKF100、QKF120 蛋糕的比容。首先，QKF80中的SDF 會(huì)吸收大量水分，阻礙面糊中淀粉-蛋白質(zhì)凝膠網(wǎng)絡(luò)的形成，且部分膳食纖維顆粒過(guò)大還會(huì)加劇對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，支撐面糊氣泡在受熱過(guò)程中膨脹所需要的力減弱，蛋糕難以膨發(fā)，體積變小[40]。其次，QKF80 中面糊的比重及黏度過(guò)大，攪拌時(shí)氣體難以進(jìn)入面糊，面糊中氣泡含量少且分布不均勻，蛋糕的比容變小。而QKF100 及QKF120 制得的面糊比重及粘度比小麥蛋糕面糊略大，一定程度上有助于面糊烘烤過(guò)程中氣泡的保留及膨脹；同時(shí)，兩者的SDF含量均比QKF80 少，對(duì)淀粉的糊化過(guò)程影響較小。QKF120 中尺寸較小的膳食纖維還可能因其結(jié)構(gòu)特性有助于面糊形成一定量保留氣泡的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)面糊體系起到支撐作用，有助于蛋糕體積及比容的進(jìn)一步增加[41]。

2.8 蛋糕的氣孔結(jié)構(gòu)

蛋糕內(nèi)部的氣孔結(jié)構(gòu)源于烘焙過(guò)程中氣孔的形成和增長(zhǎng)，多孔的蛋糕通常質(zhì)地更柔軟，感官品質(zhì)更高[42]。圖8 為蛋糕內(nèi)部經(jīng)平板掃描儀掃描及Image J 軟件處理后的蛋糕氣孔結(jié)構(gòu)圖。對(duì)照組蛋糕和QKF120的蛋糕內(nèi)部氣孔小而細(xì)，且分布均勻；隨著青稞粉粒徑變大，蛋糕內(nèi)部氣孔分布逐漸變得稀疏和不均勻，且添加量越大，氣孔結(jié)構(gòu)也越大。蛋糕中氣孔結(jié)構(gòu)的狀態(tài)主要與烘焙過(guò)程中面糊的氣泡變化程度有關(guān)[14]，由于青稞粉粒徑較大、添加量過(guò)高的面糊中氣泡不穩(wěn)定，進(jìn)而影響了蛋糕內(nèi)部的組織狀態(tài)。

表5 為蛋糕氣孔的相關(guān)參數(shù)，其中，CD 值表示單位面積的氣孔數(shù)，AF 是氣孔表面積分率，CD/AF值反映蛋糕內(nèi)部氣孔的大小及均勻程度，值越大，蛋糕內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)越好。對(duì)照組蛋糕的CD 及CD/AF 最大，AF 值最小，內(nèi)部氣孔大小及分布狀態(tài)較好。采用青稞粉替代小麥粉后，蛋糕的CD 值和CD/AF 值均顯著性減小，AF 值增加，蛋糕內(nèi)部氣孔數(shù)量減少，而單個(gè)氣孔的面積有所增加；相同青稞粉添加量下，QKF120 蛋糕的CD 值和CD/AF 值均顯著性高于QKF80 及QKF100 蛋糕，說(shuō)明含小粒徑青稞粉的蛋糕內(nèi)部氣孔數(shù)量及分布情況更好，與圖8 呈現(xiàn)的效果一致。

表5 蛋糕芯氣孔密度及氣孔表面積分率Table 5 Porosity density and area fraction of cake

Karp 等[41]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組蛋糕相比，蛋糕的CD 值隨著燕麥纖維的增加出現(xiàn)了先增加后降低的趨勢(shì)，認(rèn)為燕麥纖維粉的添加量較少時(shí)，膳食纖維的特性有助于蛋糕形成保留氣泡的結(jié)構(gòu)，而纖維含量過(guò)高會(huì)破壞蛋糕定型過(guò)程中淀粉結(jié)構(gòu)的形成，進(jìn)而破壞氣孔結(jié)構(gòu)的形成。也有研究指出，蛋糕CD 值的變化與可溶性纖維、水膠體和水形成的網(wǎng)絡(luò)有關(guān)[43]。與上述研究比較分析可知，由于本研究中青稞粉添加量較高，會(huì)顯著降低蛋糕的CD 值。青稞粉粒徑較大時(shí)，所含膳食纖維對(duì)蛋糕結(jié)構(gòu)的破壞作用更大，出現(xiàn)較多不均勻大氣孔；青稞粉粒徑較小時(shí)，膳食纖維多為顆粒狀，分布更規(guī)則，可溶性膳食纖維含量也較少，適量吸水后形成的凝膠網(wǎng)絡(luò)有助于蛋糕的膨脹定型。

2.9 蛋糕的質(zhì)構(gòu)

蛋糕的質(zhì)構(gòu)特性如表6 所示。對(duì)照組蛋糕的硬度最小，為38.49 g；QKF80 及QKF100 蛋糕的硬度均隨著添加量的增加而增加，分別為52.93～75.80 g 和45.96～73.31 g，QKF120 蛋糕的硬度則與對(duì)照組不存在顯著性差異，為40.96～42.55 g。蛋糕硬度變大可能與蛋糕體積減小有關(guān)，Gomez 等[44]也發(fā)現(xiàn)蛋糕的體積和硬度之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。QKF120 替代小麥粉時(shí)，蛋糕的膠粘性和咀嚼性與對(duì)照組蛋糕不存在顯著性差異，與硬度的變化一致。硬度、膠粘性和咀嚼性與蛋糕品質(zhì)呈負(fù)相關(guān)，其值越大，蛋糕的松軟度及口感越差[45]。由此可知，青稞粉粒徑較小時(shí)，蛋糕的品質(zhì)更好。

表6 蛋糕的質(zhì)構(gòu)特性Table 6 Texture characteristics of cake

對(duì)照組蛋糕的彈性為0.94，實(shí)驗(yàn)組蛋糕的彈性均低于對(duì)照組，為0.89～0.93。青稞粉添加量大于75%時(shí)，QKF80 及QKF100 蛋糕的彈性最差，其余蛋糕的彈性與對(duì)照組則不存在顯著性差異。Rodríguez-García 等[14]認(rèn)為彈性值的降低與蛋糕內(nèi)部氣孔數(shù)量的減少有關(guān)。分析青稞蛋糕的質(zhì)構(gòu)特性可知，青稞粉的粒徑較大且添加量較多時(shí)，會(huì)對(duì)蛋糕的品質(zhì)產(chǎn)生影響，當(dāng)添加的量以及青稞粉粒徑較小時(shí)，雖然其硬度、膠粘性、咀嚼性、彈性與小麥蛋糕仍存在一定差異，但均處于可接受范圍之內(nèi)。

2.10 蛋糕的感官評(píng)價(jià)

口感是影響食品質(zhì)量和消費(fèi)者接受度的重要參數(shù)。隨著青稞粉的加入，蛋糕的口感和風(fēng)味會(huì)發(fā)生顯著變化，圖9 為對(duì)照組及實(shí)驗(yàn)組蛋糕色澤、外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈性及風(fēng)味的感官評(píng)分。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，QKF120 的蛋糕感官評(píng)分均達(dá)到了80 分，說(shuō)明該粒徑下蛋糕的各項(xiàng)品質(zhì)較好，青稞粉對(duì)蛋糕所帶來(lái)的風(fēng)味及色澤變化并不會(huì)對(duì)蛋糕的整體接受度產(chǎn)生負(fù)面影響。QKF80 及QKF100 添加量達(dá)75%后，蛋糕的感官評(píng)分均低于60，外形、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及彈性得分顯著降低（p＜0.05），說(shuō)明蛋糕的比容大小、質(zhì)構(gòu)特性及內(nèi)部氣孔結(jié)構(gòu)狀態(tài)會(huì)降低消費(fèi)者對(duì)蛋糕的喜愛(ài)程度。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)以戚風(fēng)蛋糕作為載體，通過(guò)改變不同粒徑青稞粉在戚風(fēng)蛋糕配方中的添加量，探究了青稞粉與面糊特性、蛋糕品質(zhì)之間的關(guān)系。結(jié)果表明，青稞粉粒徑及添加量的變化對(duì)面糊比重、黏度、氣泡分布和蛋糕比容、氣孔結(jié)構(gòu)、質(zhì)構(gòu)及感官品質(zhì)均會(huì)產(chǎn)生影響。青稞粉粒徑較大時(shí)，所含DF、SDF、IDF 較多，且膳食纖維表面粗糙、結(jié)構(gòu)不規(guī)則，比小粒徑青稞粉具有更強(qiáng)的吸水吸油能力。青稞粉的加入會(huì)影響面糊的比重、黏度及面糊中氣泡的分布及穩(wěn)定性。當(dāng)加入的青稞粉粒徑較小時(shí)，面糊的比重及黏度增加，有利于面糊的穩(wěn)定，在面筋含量極少的情況下也能支撐蛋糕在烘烤過(guò)程中成型；青稞粉粒徑較大時(shí)，膳食纖維含量增加，其結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)面糊氣泡的連續(xù)性、穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，面糊比重及黏度顯著增加，進(jìn)而影響了蛋糕的成型，蛋糕的比容減小，內(nèi)部氣孔結(jié)構(gòu)變大，硬度增加，口感變差。比較幾種蛋糕的品質(zhì)特性及感官評(píng)分可知，QKF120 三種添加量下制得的蛋糕質(zhì)地柔軟、風(fēng)味適宜，具有開(kāi)發(fā)為高含量青稞戚風(fēng)蛋糕的潛力。