周藝嘉,趙江林*,王燦,林佳慧,譚茂玲,張萍,趙鋼
(1.成都大學(xué)四川省雜糧產(chǎn)業(yè)化工程技術(shù)研究中心,四川 成都 610106;2.環(huán)太生物科技股份有限公司,四川 成都 610213)
苦蕎[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn]又稱“韃靼蕎麥”,是一種特色小宗雜糧??嗍w含有豐富的蛋白質(zhì),其中50%以上為清蛋白和球蛋白,該類蛋白質(zhì)與豆類蛋白質(zhì)較為相似,不含面筋結(jié)構(gòu)[1]。此外,苦蕎富含B族維生素和人體所需的多種微量元素,還含有蘆丁、槲皮素、山奈酚和D-手性肌醇等多種功能活性成分[2]。藜麥(Chenopodium quinoa Willd.)又稱藜谷、昆諾阿藜,為藜屬一年生雙子葉植物[3]。藜麥作為無麩質(zhì)原料,其富含與人體氨基酸組成相似的優(yōu)質(zhì)蛋白,以及黃酮、多酚等多種營養(yǎng)功能因子。研究表明,藜麥及其功能活性成分具有抗氧化、改善體內(nèi)酸堿平衡和增強人體免疫力等功效[4-6]。豌豆(Pisum sativum L.)為豆科一年生草本植物,原產(chǎn)于地中海南部及沿岸地區(qū),其營養(yǎng)價值較為全面[7]。豌豆中的蛋白質(zhì)含量高達20.6%,其中抗?fàn)I養(yǎng)因子和過敏原含量較少,適合大多數(shù)人群食用[8-9]。在食品中添加豌豆淀粉能夠有效改善產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性、提高其穩(wěn)定性[10]。
麩質(zhì)即面筋蛋白,其中包括麥醇蛋白和麥谷蛋白,主要存在于小麥等谷物中[11]。國際食品法典委員會(Codex Alimentarius Commission,CAC)規(guī)定麩質(zhì)蛋白含量在20 mg/kg~100 mg/kg范圍內(nèi)可稱為微麩質(zhì)食品,麩質(zhì)蛋白含量小于20 mg/kg,可稱為無麩質(zhì)食品[12]。乳糜瀉是一種自身免疫性腸病,與食用含麩質(zhì)的食物有較大關(guān)系,這些食物會損害小腸并干擾其對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收[13]。目前對于乳糜瀉患者而言,堅持無麩質(zhì)飲食是一種有效的治療方式。近年來,隨著麩質(zhì)過敏患者對無麩質(zhì)食品的需求日益增加,高營養(yǎng)微麩質(zhì)或無麩質(zhì)食品的開發(fā)具有重要意義和市場前景[14]。華夫餅是一種以小麥粉、雞蛋和牛奶等為主要原料加工而成的休閑點心類食品,其深受消費者喜愛。目前我國市售的無麩質(zhì)食品主要包括面包、面條和餅干等,品種較為單一,且同質(zhì)化嚴(yán)重,進行新型無麩質(zhì)食品的研發(fā)具有十分重要的意義[15]。本研究以苦蕎粉、藜麥粉和豌豆淀粉3種無麩質(zhì)雜糧原料代替小麥粉,著重對主輔料配比進行篩選和優(yōu)化,并進一步對所得產(chǎn)品的品質(zhì)進行分析評價,以期開發(fā)適合麩質(zhì)過敏人群食用的新型雜糧烘焙類休閑食品,從而為無麩質(zhì)食品的開發(fā)利用和提高苦蕎、藜麥等特色雜糧精深加工技術(shù)水平提供依據(jù)。
藜麥粉:五常市德禾電子商務(wù)有限公司;苦蕎粉:環(huán)太生物科技股份有限公司;豌豆淀粉、白砂糖:上海楓未實業(yè)有限公司;黃油:新西蘭乳品牌有限公司;純牛奶:赤峰伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司;酵母:安琪酵母股份有限公司;雞蛋:市售。
蘆?。?biāo)準(zhǔn)品):蘇州美侖生物科技有限公司;2,2'-聯(lián)氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二胺鹽[2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate acid),ABTS]:上海麥克林生化科技有限公司;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical,DPPH):福州飛凈生物科技有限公司;過硫酸鉀(分析純):天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;六水三氯化鋁、一水沒食子酸、無水碳酸鈉(均為分析純):成都市科龍化工試劑廠;Cocktail提取液、ELISA試劑盒:德國拜發(fā)公司。
華夫餅機(S-T1):美的集團股份有限公司;電子分析天平(FA 2204):寧波市鄞州華豐電子儀器廠;發(fā)酵箱(SK-12P):新麥機械(中國)有限公司;質(zhì)構(gòu)儀(TA-XT PlusC):英國SMS公司;多功能酶標(biāo)儀(Biotek Synergy HTX):美國伯騰儀器有限公司;超聲波清洗器(KQ-400DE):昆山市超聲儀器有限公司;多功能粉碎機(BJ-800A):德清拜杰電器有限公司;臺式高速離心機(SF-TGL-16M):上海菲恰爾分析儀器有限公司。
1.3.1 無麩質(zhì)雜糧華夫餅基礎(chǔ)配方
以100 g雜糧粉為基準(zhǔn),主輔料添加量分別為苦蕎粉25%、藜麥粉25%、豌豆淀粉50%、白砂糖30%、黃油25%、雞蛋60%、酵母1%、牛奶90%。
1.3.2 工藝流程
1.3.3 操作要點
1.3.3.1 蛋黃糊的制備
1)蛋白、蛋黃分離:取新鮮雞蛋,水洗擦干后,將蛋白和蛋黃分離,保證蛋白中無蛋黃殘留。將蛋白和蛋黃分別放入無水、無油的不銹鋼攪拌盆中靜置備用。
2)黃油融化:將稱量后的黃油置于50℃的水中隔水融化。
3)活化酵母:將稱量后的純牛奶水浴加熱至28℃,加入酵母攪拌均勻,靜置6 min。
4)將蛋黃、黃油、酵母、純牛奶用刮刀攪拌均勻得到蛋黃糊。
1.3.3.2 蛋白糊的制備
將稱量好的白砂糖加入蛋清中,并攪拌至雞蛋清體積增加到原來的3倍,得到蛋白糊。
1.3.3.3 雜糧面糊的制備
稱取混合后的苦蕎粉、藜麥粉和豌豆淀粉,過篩后與蛋黃糊混合均勻得到雜糧面糊。
1.3.3.4 華夫餅面糊的制備
將雜糧面糊加入蛋白糊中,為避免蛋白消泡,用刮刀從底部向上緩慢翻拌。充分混勻后,在發(fā)酵箱中靜置45 min,設(shè)置溫度為36℃,濕度為72%。
1.3.3.5 裝模與烘烤
將華夫餅機預(yù)熱3 min后,取少量玉米油,將模具涂抹均勻。量取50 mL面糊,倒入預(yù)熱后的華夫餅機中,加熱3.5 min,待表面網(wǎng)格紋路清晰、色澤金黃即可,翻面再加熱2.5 min脫模。
1.3.3.6 冷卻與包裝
將華夫餅從模具中緩慢取出,放在網(wǎng)架上冷卻至室溫25℃即可包裝。
1.3.4 單因素試驗設(shè)計
在前期預(yù)試驗的基礎(chǔ)上,每組試驗在烘烤溫度為上火160℃、下火180℃,烘烤時間6 min的工藝條件下,以感官評分和硬度為評價指標(biāo),考察復(fù)合粉質(zhì)量比(苦蕎粉、藜麥粉、豌豆淀粉添加量質(zhì)量比為15∶15∶70、20 ∶20 ∶60、25 ∶25 ∶50、30 ∶30 ∶40、35 ∶35 ∶30)、白砂糖添加量(20%、25%、30%、35%、40%)、黃油添加量(15%、20%、25%、30%、35%)、雞蛋添加量(0%、30%、60%、90%、120%)和酵母添加量(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)對無麩質(zhì)雜糧華夫餅品質(zhì)的影響。
1.3.5 響應(yīng)面試驗設(shè)計
在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上結(jié)合Box-Behnken中心組合試驗,以復(fù)合粉質(zhì)量比(A)、白砂糖添加量(B)、黃油添加量(C)3個影響較大的因素為自變量,以感官評分(Y)為指標(biāo),利用Design-Expert.V8.0.6.1設(shè)計三因素三水平的響應(yīng)面試驗,因素水平編碼見表1。
表1 Box-Behnken因素水平編碼Table 1 Coding of factors and levels in Box-Behnken design
1.3.6 品質(zhì)分析
1.3.6.1 感官評定
感官評分標(biāo)準(zhǔn)參照GB 7099—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)糕點、面包》[16]中的感官要求進行優(yōu)化,優(yōu)選10名(5男5女)具有食品專業(yè)背景的感官評價人員,分別對產(chǎn)品外觀、風(fēng)味、口感和組織進行綜合評分。結(jié)果取平均值,以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示,感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。
表2 無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory rating scale of gluten-free multigrain waffles
1.3.6.2 質(zhì)構(gòu)特性測定
用質(zhì)構(gòu)儀對華夫餅的質(zhì)構(gòu)特性(硬度、彈性、膠著性、咀嚼性和內(nèi)聚性)進行測定。將華夫餅切成長為30 mm、寬為30 mm、高為15 mm的長方體[17]。采用圓柱型探頭P/36R,測試方式為質(zhì)地多面分析(texture profile analysis,TPA)模式。試驗參數(shù)設(shè)置為觸發(fā)點負載5 g、測試距離20 mm、測試速度5 mm/s、返回速率5 mm/s,每組樣品為3個平行。
1.3.6.3 理化指標(biāo)測定
無麩質(zhì)雜糧華夫餅水分、酸價、過氧化值、脂肪的測定分別參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》[18]、GB 5009.229—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中酸價的測定》[19]、GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定》[20]、GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》[21]。
參考NY/T 1295—2007《蕎麥及其制品中總黃酮含量的測定》[22],采用分光光度法測定樣品中的總黃酮含量。
以蘆丁質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)X,吸光度為縱坐標(biāo)Y,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。蘆丁質(zhì)量濃度與吸光度關(guān)系曲線的回歸方程:Y=17.941X-0.002 6,線性系數(shù) R2=0.999 2。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線分析計算樣品中總黃酮含量,以mg/g表示。
參考申元福等[23]的方法,采用福林酚試劑分光光度法對樣品的總酚含量進行測定。
以沒食子酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)X,吸光度為縱坐標(biāo)Y,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。沒食子酸濃度與吸光度關(guān)系曲線的回歸方程:Y=7.7423X+0.027 3,線性系數(shù) R2=0.9993。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線分析計算樣品中的總酚含量,以mg/g表示。
參考胡慧敏等[24]的方法,采用酶聯(lián)免疫吸附測定(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)法檢測麩質(zhì)蛋白含量。
1.3.6.4 衛(wèi)生指標(biāo)測
菌落總數(shù)、致病菌參考GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定》[25]及GB 31607—2021《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)散裝即食食品中致病菌限量》[26]中的方法測定。
1.3.7 抗氧化活性分析
樣品前處理:將干燥(60℃、48 h)恒重后的最優(yōu)配方華夫餅樣品,經(jīng)多功能粉碎機打粉后過60目網(wǎng)篩,準(zhǔn)確稱取1 g(精確到0.001 g),加入70%甲醇溶液定容到10 mL。放入超聲波清洗器內(nèi),設(shè)置時間20 min、溫度55℃、功率80 W。超聲處理后放入臺式高速離心機中離心25 min,設(shè)置轉(zhuǎn)速為8 000 r/min。取上清液,用0.22 μm無菌濾膜將其過濾,加入70%甲醇溶液配制成濃度分別為 5、10、15、20、25 mg/mL 的稀釋液。
DPPH自由基清除率參考文獻Ajiboye等[27]測定。樣品組(A1)取2 mL各濃度樣品稀釋液于試管中,加入2 mL 0.1 mg/mL DPPH 溶液;對照組(A2)取 2 mL各濃度樣品稀釋液于試管中,加入2 mL 70%甲醇溶液;空白組(A0)取2 mL 70%甲醇溶液于試管中,加入2 mL 0.1 mg/mL DPPH溶液。各組混合均勻后在室溫25℃條件下避光靜置30 min,充分反應(yīng)后于波長517 nm處測定各組吸光度。根據(jù)下列公式計算DPPH自由基清除率,每組重復(fù)測定3次,結(jié)果以IC50值體現(xiàn)。IC50值為清除50%自由基所需樣品的濃度。IC50與樣品清除自由基的能力成負相關(guān),即IC50值越小,表明樣品清除自由基的能力越強。
DPPH 自由基清除率/%=[A0-(A1-A2)]×100/A0
ABTS+自由基清除率測定參考文獻[28]測定。ABTS+溶液:準(zhǔn)確稱取過硫酸鉀0.016 g于25 mL棕色容量瓶中,用70%甲醇溶解后加入0.096 g ABTS+溶液,超聲溶解后定容,搖勻避光保存于4℃冰箱冷藏12 h~16 h。使用時用70%甲醇稀釋,使其在734 nm波長下吸光度為0.70±0.02,現(xiàn)配現(xiàn)用。樣品組(A樣品)取1 mL各濃度樣品稀釋液于試管中,分別加入4 mL ABTS+溶液;對照組(A對照)取1 mL各濃度樣品稀釋液于試管中,加入4 mL 70%甲醇溶液;空白組(A空白)取1 mL 70%甲醇溶液于試管中,加入4 mL ABTS+工作液。各組充分搖勻,室溫25℃條件下避光靜置30 min,反應(yīng)后于波長734 nm處測定各組吸光度,根據(jù)下式計算ABTS+自由基清除率,每組重復(fù)測定3次,結(jié)果用IC50值表示。ABTS+自由基清除率計算公式如下。
ABTS+自由基清除率/%=[1-(A樣品-A對照)/A空白]×100
采用Origin 2018作圖;采用IBM SPSS Statistics 22軟件對所得的數(shù)據(jù)進行處理。
2.1.1 復(fù)合粉質(zhì)量比對華夫餅品質(zhì)的影響
復(fù)合粉質(zhì)量比對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分和硬度的影響見圖1。
圖1 復(fù)合粉質(zhì)量比對華夫餅感官評分和硬度的影響Fig.1 Sensory scores and hardness of waffles prepared under mass ratio of composite powde
由圖1可知,隨著復(fù)合粉中豌豆淀粉添加量逐漸增加,所得華夫餅的硬度偏低,口感細膩,感官評分較高。隨著苦蕎粉和藜麥粉添加量增加,感官評分呈現(xiàn)先下降后升高再下降的趨勢,硬度呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。當(dāng)復(fù)合粉(苦蕎粉、藜麥粉和豌豆淀粉)質(zhì)量比為30∶30∶40時,其感官評分為69.3。此時產(chǎn)品色澤分布均勻,藜麥和苦蕎的香味適中,口感較好。綜合考慮,選擇苦蕎粉、藜麥粉和豌豆淀粉質(zhì)量比為25∶25∶50、30∶30∶40和35∶35∶30進行后續(xù)響應(yīng)面試驗。以復(fù)合粉代替?zhèn)鹘y(tǒng)小麥粉,不但有助于提升華夫餅的營養(yǎng)價值,還可以增強華夫餅的口感和風(fēng)味。研究結(jié)果表明,復(fù)合粉質(zhì)量比對華夫餅品質(zhì)有著較大的影響。
2.1.2 白砂糖添加量對華夫餅品質(zhì)的影響
白砂糖添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分和硬度的影響見圖2。
圖2 白砂糖添加量對華夫餅感官評分和硬度的影響Fig.2 Sensory scores and hardness of waffles prepared under different sugar addition amounts
由圖2可以看出,隨著白砂糖添加量的增加,苦蕎特有的苦味逐漸被白砂糖的甜味中和,華夫餅適口性逐漸提高,感官評分呈明顯上升的趨勢(白砂糖添加量40%除外)。白砂糖添加量較少時,華夫餅甜度較低,苦味較重,且產(chǎn)品質(zhì)地偏硬。當(dāng)白砂糖的添加量增至35%時,所得華夫餅甜味適中,內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻,硬度適中,彈性、咀嚼性最好,感官評分達到最高值73.2。當(dāng)白砂糖添加量高于35%時,由于甜度過高,口感黏膩,導(dǎo)致感官評分略有下降。因此,選取白砂糖添加量為30%~40%進行后續(xù)響應(yīng)面試驗。
2.1.3 黃油添加量對華夫餅品質(zhì)的影響
黃油添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分和硬度的影響見圖3。
圖3 黃油添加量對華夫餅感官評分及硬度的影響Fig.3 Sensory scores and hardness of waffles prepared under different butter addition amounts
由圖3可知,當(dāng)黃油添加量為15%~30%時,所得產(chǎn)品的感官評分逐漸增加且變化較為明顯。當(dāng)黃油添加量為30%時,其感官評分達到最大值,為75.2。黃油添加量超過30%時,感官評分有所下降。分析原因是油脂具有一定的消泡性,可導(dǎo)致蛋白消泡,組織內(nèi)部出現(xiàn)較大的孔洞,使產(chǎn)品口感變差。對比5組華夫餅的硬度,可以發(fā)現(xiàn)隨著黃油添加量的增加,所得產(chǎn)品的硬度呈逐漸下降的趨勢。黃油具有較好的乳化性,加入面糊中可以提高華夫餅的持水性,有效減少烘烤后水分的蒸發(fā)。黃油和雜糧粉充分乳化后可增強面糊的延展性,提高華夫餅的蓬松率。此外,黃油加熱后也能夠加劇美拉德反應(yīng),使華夫餅的風(fēng)味更加醇厚。因此,當(dāng)黃油添加量較少時,產(chǎn)品質(zhì)地粗糙,顆粒感較強,硬度偏大,較難下咽,導(dǎo)致感官評分偏低。綜合考慮,選取黃油添加量為25%~35%的進行后續(xù)試驗。
2.1.4 雞蛋添加量對華夫餅品質(zhì)的影響
雞蛋添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分和硬度的影響見圖4。
圖4 雞蛋添加量對華夫餅感官評分和硬度的影響Fig.4 Sensory scores and hardness of waffles prepared under different egg addition amounts
由圖4可知,隨著雞蛋添加量的增加,華夫餅感官評分呈先上升后下降的趨勢,而硬度則呈現(xiàn)下降的趨勢。蛋黃具有天然的乳化作用,能夠?qū)⒚婧械呐D毯忘S油充分乳化,使產(chǎn)品組織更加細膩。當(dāng)雞蛋添加量為90%時,其感官評分最高為70.6。此時產(chǎn)品蓬松柔軟,口感細膩,色澤金黃。此外,由于雞蛋內(nèi)部的含水量較高,隨著雞蛋添加量的增多,面糊內(nèi)部的含水量上升,導(dǎo)致面糊較稀,造成華夫餅的成型性和支撐性較差,硬度降低,且蛋腥味也較重。整體而言,雞蛋添加量對華夫餅品質(zhì)的影響相對較小,綜合考慮確定雞蛋的最優(yōu)添加量為90%。
2.1.5 酵母添加量對華夫餅品質(zhì)的影響
酵母添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分和硬度的影響見圖5。
圖5 酵母添加量對華夫餅感官評分和硬度的影響Fig.5 Sensory scores and hardness of waffles prepared under different yeast addition amounts
由圖5可知,隨著酵母添加量的增加,華夫餅的感官評分呈先升高后降低的趨勢,而硬度則呈逐漸降低的趨勢。當(dāng)酵母添加量為1.5%時,所得產(chǎn)品感官評分達到最高值67.4,此時華夫餅內(nèi)部結(jié)構(gòu)蓬松,氣孔均勻,帶有淡淡的雜糧發(fā)酵香味,且質(zhì)地較柔軟,硬度較低。當(dāng)不添加酵母時,產(chǎn)品質(zhì)地過硬,內(nèi)部氣孔小,彈性差、風(fēng)味差,導(dǎo)致感官評分最低。當(dāng)酵母添加量為2.0%時,因酵母過量,面糊經(jīng)充分發(fā)酵后產(chǎn)生大量的CO2,導(dǎo)致其體積過度膨脹,內(nèi)部氣密性變差,氣孔不均勻,咀嚼性變差。此外,酵母過多易導(dǎo)致產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生大量的有機酸,產(chǎn)生酸味,影響產(chǎn)品的感官評分。綜合考慮,確定酵母的最優(yōu)添加量為1.5%。
2.2.1 響應(yīng)面試驗結(jié)果
在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上,選擇對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大的3個因素,同時根據(jù)響應(yīng)面試驗相關(guān)原理進行設(shè)計。以華夫餅的感官評分為響應(yīng)值(Y),選擇復(fù)合粉質(zhì)量比(A)、白砂糖添加量(B)、黃油添加量(C)3個因素為自變量進行響應(yīng)面試驗,進一步優(yōu)化無麩質(zhì)雜糧華夫餅的配方,試驗方案與結(jié)果見表3。
表3 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Box-Behnken design and test results
2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的方差分析
運用Design-Expert.V 8.0.6.1版軟件對表3數(shù)據(jù)進行分析擬合后,得到回歸方程:Y=88.74+1.96A+1.65B+1.36C-1.57AB-1.25AC-1.43BC-2.34A2-2.12B2-2.50C2。
回歸模型方差分析見表4。
表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance for regression models
由表4可知,模型結(jié)果P<0.000 1,說明不同試驗組間的差異極顯著(P<0.01)。失擬項P=0.893 5>0.05,不顯著,表明試驗誤差小,該模型選擇較為合理,適用于數(shù)據(jù)處理。模型的確定系數(shù)R2=0.978 4,進一步說明此模型能夠解釋響應(yīng)值感官評分有97.84%的變化來源于所選變量。表示該模型有較好的擬合度,能夠用該方程代替真實試驗點對無麩質(zhì)雜糧華夫餅的品質(zhì)進行分析與預(yù)測。由 P 值可知,A、B、A2、B2、C2對 Y 值影響差異高度顯著(P<0.001);C、AB、BC 對 Y 值影響差異極顯著(P<0.01);AC 對 Y 值影響顯著(P<0.05)。根據(jù)P值大小可知各因素對華夫餅品質(zhì)影響的主次因素順序為復(fù)合粉質(zhì)量比(A)>白砂糖添加量(B)>黃油添加量(C)。
2.2.3 各因素間交互作用分析
三維圖中響應(yīng)面坡度的傾斜程度越大,對應(yīng)的等高線就越接近橢圓形[29],表明各因素對華夫餅感官評分變化的影響程度就越大,各因素間交互作用就越顯著?;诨貧w模型方差分析,對模型的3D圖和等高線圖進行分析,可以直接反映出3個因素交互作用對感官評分的影響。各因素間交互作用分析見圖6~圖8。
圖6 復(fù)合粉質(zhì)量比和白砂糖添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分的影響Fig.6 Effects of mass ratio of composite powder and sucrose addition amount on the sensory scores of gluten-free multigrain waffles
圖7 復(fù)合粉質(zhì)量比和黃油添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分的影響Fig.7 Effects of mass ratio of composite powder and butter addition amount on the sensory scores of gluten-free multigrain waffles
圖8 黃油添加量和白砂糖添加量對無麩質(zhì)雜糧華夫餅感官評分的影響Fig.8 Effects of butter and sucrose addition amounts on the sensory scores of gluten-free multigrain waffles
由圖6~圖8可知,圖中曲面傾斜程度都較大,等高線均呈現(xiàn)橢圓形,說明復(fù)合粉質(zhì)量比、白砂糖添加量、黃油添加量3種因素的交互作用都較明顯,與回歸模型的方差分析結(jié)果一致。由Design-Expert.V8.0.6.1軟件優(yōu)化后,得到無麩質(zhì)雜糧華夫餅的最優(yōu)配方為苦蕎粉添加量31.5%、藜麥粉添加量31.5%、豌豆淀粉添加量37.0%、白砂糖添加量36.2%、黃油添加量30.7%、此配方下的感官評分預(yù)測值為89.3。結(jié)合單因素試驗確定雞蛋和酵母的最優(yōu)添加量分別為90.0%和1.5%。進一步使用這組理論最優(yōu)配方進行3次平行驗證試驗,得到華夫餅的感官評分為87.2、88.4、90.3,平均值為88.63,與預(yù)測值偏差僅為0.75%,說明該模型可靠,可用于無麩質(zhì)雜糧華夫餅最優(yōu)配方參數(shù)的預(yù)測。
2.3.1 無麩質(zhì)華夫餅質(zhì)構(gòu)特性測定結(jié)果
通過響應(yīng)面優(yōu)化得到最佳配方后,對最佳配方制作的華夫餅進行質(zhì)構(gòu)特性檢測,并與一款市售全小麥粉華夫餅進行比較,以驗證是否達到市售要求,檢測對比結(jié)果見表5。
表5 兩種華夫餅的質(zhì)構(gòu)特性Table 5 Textural properties of two waffle products
由表5可知,無麩質(zhì)雜糧華夫餅的硬度與普通市售華夫餅相比略高。硬度是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo),產(chǎn)品硬度越小,質(zhì)地越柔軟,適口性越強,感官評分越高。由復(fù)合粉質(zhì)量比的單因素試驗結(jié)果分析可知,隨著苦蕎粉和藜麥粉添加量逐漸增加,硬度呈逐漸升高的趨勢,感官評分逐漸下降。優(yōu)化后所得華夫餅的硬度為3 584.4 g,與前期單因素試驗的產(chǎn)品相比,硬度明顯下降,表明優(yōu)化后產(chǎn)品的口感和可接受度有所改善。適度的彈性可以進一步促進產(chǎn)品的耐咀嚼性[17]。本產(chǎn)品彈性和咀嚼性的測定值較高,表明其耐咀嚼性較好。內(nèi)聚性可以反映出產(chǎn)品抵抗受損后的完整性,而膠著性可以表示產(chǎn)品的黏性特征。無麩質(zhì)華夫餅內(nèi)聚性和咀嚼性數(shù)值偏低,由于其內(nèi)部不含麩質(zhì),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)較為松散,抗損傷性較弱,黏性較低。
2.3.2 理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定結(jié)果
最優(yōu)配方下制作的無麩質(zhì)雜糧華夫餅與市售華夫餅的理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)測定結(jié)果見表6。
表6 兩種華夫餅的理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)分析Table 6 Physicochemical and microbiological parameters of two waffle products
由表6可知,在最優(yōu)配方下制作的無麩質(zhì)雜糧華夫餅的水分、酸價和過氧化值均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 7099—2015中的規(guī)定。本產(chǎn)品含有一定功能活性成分,測得總黃酮含量為1.84 mg/g,總酚含量高達4.24 mg/g。此外,本產(chǎn)品中脂肪含量明顯低于普通市售華夫餅的脂肪含量,表明對于麩質(zhì)過敏等人群而言,食用本產(chǎn)品可在一定程度上降低脂肪的攝入量。麩質(zhì)蛋白含量為2.67 mg/kg,符合無麩質(zhì)食品的要求。
以DPPH自由基清除率和ABTS+自由基清除率考察兩種華夫餅不同濃度下的抗氧化性,結(jié)果見圖9。
圖9 兩種華夫餅對DPPH自由基和ABTS+自由基清除能力分析Fig.9 DPPH and ABTS+free radical scavenging activities of two waffle products
由圖9可知,質(zhì)量濃度為5 mg/mL~25 mg/mL時,隨著質(zhì)量濃度的增加,兩種華夫餅對DPPH自由基的清除率均呈逐漸上升的趨勢。當(dāng)質(zhì)量濃度達到25 mg/mL時,無麩質(zhì)雜糧華夫餅的DPPH自由基清除率高達93.3%,市售華夫餅僅為23.2%。由圖9B可以看出,在供試濃度范圍內(nèi),質(zhì)量濃度與ABTS+自由基清除率呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。隨著質(zhì)量濃度的增加,兩種華夫餅對ABTS+自由基的清除率也逐漸增高。當(dāng)質(zhì)量濃度為25 mg/mL時,無麩質(zhì)雜糧華夫餅對ABTS+自由基的清除率高達95.9%,市售樣品僅為43.4%。進一步研究可知,無麩質(zhì)雜糧華夫餅和市售華夫餅對DPPH自由基清除率的抑制中濃度(IC50值)分別為7.3 mg/mL和78.4 mg/mL;其對ABTS+自由基清除率的IC50值分別為8.2 mg/mL和29.8 mg/mL。綜上所述,本研究得到的無麩質(zhì)雜糧華夫餅富含黃酮和多酚等功能活性物質(zhì),且具有一定的抗氧化活性。
本研究以苦蕎粉、藜麥粉和豌豆淀粉等作為主要原料,通過單因素試驗和響應(yīng)面試驗對無麩質(zhì)雜糧華夫餅的配方進行了篩選優(yōu)化。經(jīng)單因素試驗初步篩選出復(fù)合粉質(zhì)量比、黃油添加量和白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大。在此基礎(chǔ)上進行響應(yīng)面優(yōu)化試驗,所建立的模型效果較為顯著。研究結(jié)果表明,以100 g雜糧粉為基準(zhǔn),其最優(yōu)生產(chǎn)配方為苦蕎粉添加量31.5%、藜麥粉添加量31.5%、豌豆淀粉添加量37.0%、白砂糖添加量36.2%、黃油添加量30.7%、雞蛋添加量90.0%、酵母添加量1.5%、牛奶添加量90.0%。在最優(yōu)配方下制作出的無麩質(zhì)雜糧華夫餅色澤金黃、組織細密、口感宜人、風(fēng)味俱佳,且含有一定的功能活性成分。該產(chǎn)品是一種新型雜糧烘焙類休閑食品,適宜于麩質(zhì)過敏等人群食用,具有重要的開發(fā)價值和廣闊的市場前景。