传统发酵冻糕直投发酵条件的探索

马雨熙,程　蕾,刘　雄

(西南大学食品科学学院,重庆 400715)



传统发酵冻糕直投发酵条件的探索

马雨熙1,程蕾2,刘雄3,*

(西南大学食品科学学院,重庆 400715)

以酵母菌为发酵剂,通过测定硬度、粘性、弹性、咀嚼性、内聚性以及胶着性等质构指标,研究了糯米添加量、米水比、发酵时间、发酵温度和发酵剂用量对冻糕质构及感官特性的影响。通过正交实验,以感官特性为评价指标得到冻糕的最优发酵条件为:糯米∶大米为0.3∶1,米水比为1∶0.8,发酵时间4 h,发酵温度32 ℃,发酵剂用量1%。在此条件下得到的冻糕感官评分为89.5,冻糕硬度(1916.67±56.87) g,粘性(1.5±0.08) mJ,弹性(17.36±0.68) mm,咀嚼性(81.10±1.31) mJ,内聚性(0.23±0.023),胶着性(211.67±11.94) g。

冻糕,发酵条件,质构特性,感官评价

冻糕起源于四川省崇州市怀远镇,是一种以大米和糯米为主要原料的著名的成都美食,与叶儿耙,豆腐帘子并称为“怀远三绝”[1]。大米营养丰富,而经常食用糯米能够改善胃虚寒所致的反胃、食欲减少、神经衰弱、肌肉无力、体虚神疲、妊娠腹坠胀等症状[2-3]。同时,发酵作用能使米制品产生丰富的营养物质,赋予发酵米制品独特风味和口感[4-6]。冻糕以其色白微黄,滋润绵软,富有弹性,松泡化渣,油而不腻,香甜微酸的外观和口感,并且带有淡淡的玉米香而受到广大消费者的喜爱,具有巨大的市场前景。

目前,国内外关于冻糕的研究极少,其制作工艺依然采用传统的自然发酵方法。但是由于自然发酵米浆中微生物体系复杂,发酵过程中的菌种活性以及比例难以控制,容易受到杂菌污染,导致此类发酵米制品的发酵时间长且产品品质不稳定[7-8]。且其生产主要依靠民间经验,科学的理论研究和指导几乎处于空白,难以满足日益增长的消费需求。因此,利用现代食品加工技术对特色风味传统食品进行改造、提升和工业化,使其向着快捷、方便、多样化的方向发展是很有价值和必要的。研究表明,酵母菌是发酵米制品中起主要作用的发酵菌种[9-10]。因此,本实验以市售酵母粉为发酵剂,通过测定大米与糯米的配比、水浆比、发酵剂用量、发酵时间、发酵温度对冻糕质构特性和感官评价的影响;并选取较优的单因素水平进行正交实验,探索冻糕的直投式发酵工艺,从而为冻糕的深入研究和工业化发展提供一定的理论基础。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

“金元宝”特选东北粳米益海嘉里(白城)粮油食品工业有限公司;糯米、白砂糖、猪板油均购于重庆市北碚区天生路永辉超市;安琪高活性干酵母安琪酵母股份有限公司;干玉米叶购于四川省崇州市怀远镇。

CT3质构仪BROOKFIELD(博勒飞)公司;JA31002电子天平上海精天电子仪器有限公司;FA2004电子天平上海恒平科学仪器有限公司;JYL DO20料理机九阳股份有限公司;DHP-9082电热恒温培养箱上海齐欣科学仪器有限公司;冻糕四川省崇州市怀远镇唐叶儿耙;蒸笼、蒸锅、铝制方形模具均购于重庆市北碚区天生路永辉超市。

1.2实验方法

1.2.1冻糕的制作工艺及要点将适量大米和糯米分别用清水洗两次,浸泡(水面高于米2 cm左右)22 h;浸泡完成,将大米和糯米沥干,然后按一定的米水比向大米中加入适量清水,打浆;同时,将糯米放在已经烧开的水上蒸30 min至软烂(中途浇一次开水于糯米上,每次按大米∶开水为5∶1进行加水,便于蒸熟);待打浆完成后趁热将已经蒸好的糯米加入米浆中,并按一定比例加入酵母粉后放入恒温发酵箱中进行发酵,每隔1 h将发酵米浆搅拌一次;待发酵完成后,加入米浆质量的15%的白砂糖和15%的熔化的猪油,搅拌均匀;然后取80 g上述浆液于垫有玉米叶的方形模具中,放在蒸笼中蒸煮30 min得到冻糕。

1.2.2单因素实验采用1.2.1方法制作冻糕,制作条件:米水比1∶1,发酵剂1%,发酵温度32 ℃,发酵时间4 h,考察不同的糯米添加量(糯米∶大米=0.1∶1、0.2∶1、0.3∶1、0.4∶1、0.5∶1)对冻糕质构及感官的影响;糯米∶大米为0.3∶1,发酵剂1%,发酵温度32 ℃,发酵时间4 h,考察不同的米水比(米∶水=1∶0.6、1∶0.8、1∶1、1∶1.2、1∶1.4)对冻糕质构及感官的影响;米水比为1∶1,糯米∶大米为0.3∶1,发酵剂1%,发酵温度32 ℃,考察不同的发酵时间(2、3、4、5、6 h)对冻糕质构及感官的影响;米水比为1∶1,糯米∶大米为0.3∶1,发酵剂1%,发酵时间4 h,考察不同的发酵温度(24、28、32、36、40 ℃)对冻糕质构及感官的影响;米水比为1∶1,糯米∶大米为0.3∶1,发酵温度32 ℃,发酵时间4 h,考察不同的发酵剂用量(0.2%、0.6%、1.0%、1.4%、1.8%)对冻糕质构及感官的影响。

1.2.3正交实验根据显著性分析可知,不同的糯米添加量对影响冻糕品质的关键因素弹性没有显著影响,且当添加量大于0.1∶1时,硬度也无显著性变化。因此,根据感官评分选取最佳的糯米添加量后,对加水量、发酵时间、发酵温度及发酵剂用量进行四因素三水平L9(34)正交实验,确定冻糕的最佳发酵条件,实验设计见表1。

表1　L9(34)正交实验因素水平表

1.2.4质构特性的测定待冻糕冷却20 min后,切成50 mm×40 mm×15 mm的方块,采用TA4/1000探头测定。参数设定:目标(压缩量)50%,触发点负载5 g,测试速度1.00 mg/s,返回速度1 mm/s。

1.2.5感官评价采用五人评分法。评价人员必须做到固定,在进行感官鉴定之前不宜过饱或过饿,或者食用辛辣刺激性的食品,评价人员在进行鉴定之前要用白开水漱口,在评定过程中不得相互交流。冻糕的感官鉴定主要从香气、滋味、色泽、弹性、硬度、外观形状、内部结构等几个食品品质指标进行分析,具体标准见表2。

表2　感官评价标准

1.3数据处理

应用Excel 2010统计分析所有数据并绘制图;应用SPSS19.0软件对数据进行单因素方差分析和差异显著性检验(p<0.05表示显著差异),以及相关性分析。

2　结果与讨论

2.1单因素实验

2.1.1糯米添加量对冻糕质构特性的影响由表3可以看出,冻糕的硬度、粘性和胶着性随糯米添加量的增加而呈先下降后上升的趋势;弹性、咀嚼性和内聚性均呈先上升后下降的趋势;在糯米添加量为0.3∶1时内聚性最大。由显著性分析可知,不同糯米添加量对冻糕的硬度、粘性、咀嚼性、内聚性和胶着性的影响有显著性差异,而弹性无显著性差异。淀粉在糊化过程中,直链淀粉之间通过氢键相互交联缠绕,形成具有一定强度的淀粉凝胶网络结构,此结构比较稳定,强度较大,直链淀粉含量越高,形成的氢键越多,其网络结构的强度越大[11-12],形成冻糕的硬度就大,咀嚼时所需的能量较高[13]。糯米主要含支链淀粉,直链淀粉含量低于大米。因此,随着糯米添加量的增加,发酵米浆中的直链淀粉的含量逐渐降低,淀粉凝胶网络的强度降低,冻糕的硬度、胶着性等指标也随之降低。由感官评价的结果可知,冻糕的感官评分随糯米添加量的增加先上升,后下降,当糯米∶大米为0.3∶1时,评分最高,因此,选取糯米添加量为0.2∶1、0.3∶1和0.4∶1的三个糯米添加量水平做正交实验。

表3　不同糯米添加量对冻糕质构及感官的影响

注:同列不同字母表示组间存在显著性差异(p<0.05),表3～表7同。

表4　不同米水比对冻糕质构及感官的影响

2.1.2米水比对冻糕质构特性的影响由表4可以看出,随着米水比的减小,冻糕的硬度、粘性和胶着性均呈先下降后上升再下降的趋势;弹性呈增加趋势而咀嚼性呈下降趋势;内聚性呈先上升后下降的趋势。由显著性分析结果可以看出,不同的米水比对冻糕的硬度、粘性、弹性、咀嚼性、内聚性和胶着性的影响均有显著性差异。在米水比为1∶1时,冻糕的内聚性最大,粘性最小。开始时,水分含量较少,冻糕结构松散,内部无明显孔泡,硬度大,弹性小。水分的逐渐增加,有利于酵母菌的增殖[14]。在酵母菌不断增殖的过程中,酵母菌发酵产生的CO2使冻糕的结构变得蓬松,因此冻糕的硬度、粘性等降低,弹性增加。水分含量过高或过低都会抑制淀粉分子的交联缠绕和结晶重排[15]。随着水分不断接近适宜的含量时,直链淀粉间的氢键交联有序逐步增多,凝胶强度也逐步增强[16]。因此,冻糕的硬度逐渐增加,咀嚼性增强。随着水分的不断增加,除了蛋白和淀粉吸附的水以外还存在多余的游离水分,这使得淀粉分子交联缠绕和聚合有序的机会减少,从而硬度降低[16-17]。由感官评价的结果可知,冻糕的感官评分随米水比的减小先上升后下降,当米水比为1∶1时,评分最高,因此,选取米水比为1∶0.8、1∶1.0和1∶1.2的三个水平做正交实验。

2.1.3发酵时间对冻糕质构特性的影响由表5可以看出,随着发酵时间的增加,冻糕的硬度和胶着性呈先下降后上升的趋势;而粘性、弹性、咀嚼性和内聚性呈先升高后下降的趋势。发酵时间4 h时,冻糕的硬度最小,内聚性最大。从显著性分析的结果看出,不同的发酵时间对冻糕的硬度、粘性、弹性、咀嚼性、内聚性和胶着性的影响均有显著性差异。发酵时间过短,酵母菌增殖数量少,难以形成致密均匀的气孔,使冻糕质地坚硬,硬度较大,弹性较小;随着发酵时间的增加,酵母菌大量繁殖,冻糕内部产生均匀致密的气孔,使冻糕质地蓬松,硬度降低,弹性增加;但是发酵时间过长,又会由于酵母菌过度繁殖,内部孔泡大且不规则,冻糕表面塌陷,冻糕硬度增加,弹性降低。这与陈德文等[18]的研究结果基本一致。由感官评价的结果可知,冻糕的感官评分随发酵时间的增加先上升后下降,当发酵时间为4 h时,评分最高,因此,选取发酵时间为3、4、5 h进行正交实验。

表5　不同发酵时间对冻糕质构及感官的影响

表6　不同发酵温度对冻糕质构及感官的影响

表7　不同发酵剂用量对冻糕质构及感官的影响

表8　冻糕的感官评分与质构之间的相关性分析结果

注:*表示显著相关,**表示极显著相关。

2.1.4发酵温度对冻糕质构特性的影响由表6可以看出,随着发酵温度的增加,冻糕的硬度呈上升趋势,而内聚性呈下降趋势;粘性、弹性和咀嚼性呈先上升后下降趋势;而胶着性则呈先下后上再降的趋势。从显著性分析的结果可得,不同的发酵温度对冻糕硬度、粘性、弹性、咀嚼性、内聚性和胶着性的影响均有显著性差异。发酵温度过低,微生物生长缓慢;发酵温度过高,又会破坏了微生物本身的结构而使其失活[19]。因此,温度过高或者过低都会影响酵母菌的发酵作用,导致CO2产量减少,冻糕硬度较高,弹性较小。由感官评价的结果可知,冻糕的感官评分随发酵温度的增加先上升后下降,当发酵温度为32 ℃时,评分最高,因此,选取发酵温度为28、32、36 ℃的三个发酵温度水平做正交实验。

2.1.5发酵剂用量对冻糕质构特性的影响从表7可以看出,随着发酵剂用量的增加,冻糕的硬度、粘性、咀嚼性、内聚性和胶着性呈先下降后上升的趋势,但当发酵剂添加量最大时,硬度又显著下降;而弹性则先上升后下降。由显著性分析结果可以看出,发酵剂的添加量对冻糕的硬度、粘性、弹性、咀嚼性、内聚性和胶着性的影响均有显著性。发酵剂添加量的增大,使得参与冻糕发酵的酵母菌增多,因此,酵母菌发酵产生的CO2也随之增多,气体增多使冻糕凝胶的质地变得蓬松柔软;但是发酵剂添加量过大,又会加快酵母菌的发酵过程,产气过多使冻糕不能形成稳定的结构[20]。因此冻糕的硬度先下降后上升,弹性则先上升后下降。当发酵剂添加量为1.8%时,冻糕的粘性、咀嚼性、内聚性和胶着性有显著上升,而硬度则显著下降,这可能与发酵过度,淀粉分解导致冻糕塌陷有关。由感官评价的结果可知,冻糕的感官评分随发酵剂用量的增加先上升后下降,当发酵剂用量为1.0%时,评分最高,因此,选取发酵剂用量为0.6%、1.0%和1.4%的三个发酵剂用量水平做正交实验。

2.1.6冻糕的感官评分与质构之间的相关性分析由表8可知,冻糕的感官评分与硬度、粘性和胶着性呈负相关,与弹性、咀嚼性和内聚性呈正相关关系,且感官评分与冻糕弹性、咀嚼性呈显著正相关。这说明口感好、品质佳的冻糕应具有较低的硬度、粘性和胶着性,同时需要富有弹性、耐咀嚼性和较高的内聚性。

表10　实验所得冻糕与传统冻糕质构与感官品质的比较结果

2.2正交实验

由表9可知,感官评分最高的实验方案是A1B2C2D2;由极差分析可知,各因素对冻糕感官品质的影响大小依次为发酵时间>米水比>发酵剂用量>发酵温度。在实验设计的范围内,优化得到的冻糕的最佳发酵条件为A1B2C3D2,以A1B2C2D2和A1B2C3D2进行验证实验,得到的冻糕感官评分分别为89.5和88.2。因此,冻糕的最佳发酵条件为A1B2C2D2,即:糯米∶大米为0.3∶1,米水比为1∶0.8,发酵时间4 h,发酵温度32 ℃,发酵剂用量1%。同时,将实验所得最佳发酵条件与传统工艺发酵而成的冻糕进行质构和感官品质的比较,结果见表10。

表9　正交实验结果与分析

通过对所得最佳发酵条件和传统发酵条件所制得的冻糕进行质构和感官品质方面的比较可知:传统冻糕的感官评分高于实验所得冻糕,主要表现在香味和滋味上。这主要是因为传统冻糕采用天然发酵的方法,参与发酵的微生物种类多样,因此,能产生更加丰富的香气成分和滋味。但是,实验条件下所得冻糕弹性较高,更耐咀嚼,且显著地缩短了传统冻糕的发酵时间;在标准的发酵条件下生产出的冻糕品质更稳定,因此实验所得发酵条件具有一定的实践意义。

3　结论

冻糕的感官评分与硬度、粘性和胶着性呈负相关,与弹性、咀嚼性和内聚性呈正相关关系,且感官评分与冻糕弹性呈极显著正相关,与咀嚼性呈显著负相关;不同因素对冻糕感官品质与质构的影响程度依次为发酵时间>米水比>发酵剂用量>发酵温度。实验得到冻糕的最佳发酵条件:糯米∶大米为0.3∶1,米水比为1∶0.8,发酵时间4 h,发酵温度32 ℃,发酵剂用量1%,在此条件下得到的冻糕感官评分为89.5,冻糕硬度(1916.67±56.87) g,粘性(1.5±0.08) mJ,弹性(17.36±0.68) mm,咀嚼性(81.10±1.31) mJ,内聚性(0.23±0.023),胶着性(211.67±11.94) g。

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Explorating conditions for fermented Donggao by using direct vat starter

MA Yu-xi1,CHENG Lei2,LIU Xiong3.*

(College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China)

Yeast powder was used as direct vat starter in fermented Donggao,and the effects of the amount of sticky rice and water content,fermentation time,temperature and dosage of fermentation agent on the textural properties and sensory evaluation of Donggao were studied by measuring the textural indexes including firmness,stickiness,elasticity,chewing,cohesiveness as well as gumminess. Through orthogonal experiment based on sensory evolution,the optimized fermentation conditions were sticky rice∶rice 0.3∶1,rice∶water 1∶0.8,and fermentation time,temperature and dosage of fermentation agent were 4 h,32 ℃ and 1%,respectively. Under these conditions,the sensory score of Donggao was 89.5,and its firmness,stickiness,elasticity,chewing,cohesiveness as well as gumminess were(1916.67±56.87) g,(1.5±0.08) mJ,(17.36±0.68) mm,(81.10±1.31) mJ,0.23±0.023,(211.67±11.94) g,respectively.

Donggao;fermentation conditions;textural properties;sensory evaluation

2016-02-17

马雨熙(1994-),女,大学本科,研究方向:粮油加工,E-mail:18883369317@163.com。

刘雄(1970-),男,博士,教授,研究方向:食品化学与营养,现代食品加工技术,粮食、油脂与植物蛋白,E-mail:liuxiong848@hotmail.com。

国家级大学生创新创业训练计划(201510635020)。

TS213.3

A

1002-0306(2016)18-0224-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.034