不同改良剂对青稞全粉发糕品质的影响

饶晨露，陈玲，张成志，郑波

（华南理工大学食品科学与工程学院，广东广州 510640)

发糕作为我国传统的特色小吃，是一种以大米粉为主要原料，经过酵母发酵、汽蒸而成的水蒸糕点，具有甜而不腻、制作简单等特点。近年来，随着人们对健康饮食生活的日益追求，传统发糕由于其营养价值有限、消化率高且风味单一，不符合当代时尚消费理念。因此将杂粮或一些更具有营养价值的药食同源的原料替代大米粉[1,2]，实现发糕食品营养风味的调控，创制出具有个性化营养及风味的新型发糕具有重要的应用价值和指导意义。

青稞是种植在我国西南部海拔较高地区的一种杂粮，是藏族人民的重要粮食作物，它不仅具有“三高两低”的营养组成特点，而且富含β葡聚糖、多酚类化合物、黄酮和γ氨基丁酸等重要生物活性成分，比大米等谷物具有更高的营养和保健价值[3,4]。张成志等[5]利用青稞粉完全替代大米粉，经过打浆、发酵、汽蒸等工艺创制出新型青稞全粉发糕，为目前营养健康发糕类食品的开发提供基础数据。然而由于青稞全粉中粗纤维含量较高，从而影响其产品的感官品质及加工特性，因此有必要对目前青稞发糕产品进行品质改良，其中添加品质改良剂是一种行之有效的方法。目前，对青稞发糕的品质改良研究几乎未见报道。

本研究采用张成志等[5]拟定的青稞发糕感官评定体系来探究不同改良剂对青稞全粉发糕品质的影响，降低了感官评分过程中产生的模糊性差异。本研究在前期预实验基础上，探究了在最适添加量下不同种类改良剂对青稞全粉浆糊化性质、粉浆持水性、发糕切面气孔分布状态以及发糕质构特性的影响，为营养健康青稞发糕的研发和产业化推广提供技术支撑和理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青稞粉，青稞藏禾源青稞资源开发有限责任公司；酵母，安琪酵母股份有限公司；Guar，河南奥尼斯特食品有限公司；Xan，河南万邦实业有限公司；Cas，苏州亚亨化工科技有限公司。

1.2 仪器与设备

BS210S 电子天平，德国 Sartorius 公司；C21-SDHC8E15D 电磁炉，绍兴苏泊尔生活电器有限公司；LRH-70 生化培养箱，上海恒科仪器有限公司；Brabender 黏度仪，德国Brabender 公司；TA-XT Plus 质构分析仪，英国Stable Micro Systems 公司；MesoMR23-040H-1 核磁共振成像分析仪，苏州纽迈分析仪器股份有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 青稞全粉发糕的制备

发糕的制备参考张成志等[5]的方法并略有改动。配置质量浓度为15%的酵母溶液，于37℃培养5 min；称取50 g 青稞粉、50 g 白砂糖、100 g 蒸馏水及一定量的改良剂，搅匀后滴加酵母溶液，使添加量达0.6%后继续搅拌均匀；将粉浆转入膜具于37℃发酵2.63 h，后转入蒸锅中汽蒸15 min，冷却至常温后即得成品。

采用Xan、Guar 和Cas 作为改良剂，根据国家食品添加剂标准GB 2760-2014，选用Xan 和Guar 的添加量依次为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，Cas的添加量依次为2%、4%、6%、8%、10%。以未添加改良剂的青稞全粉发糕作为空白对照。

1.3.2 感官评定

选择12 位受过感官评定培训的人员，根据张成志等[5]制定的青稞发糕感官评定表进行评级，其中优、良、中、差四个等级的得分比例分别为1、0.75、0.5和0.25，将各个评分项目的满分乘以相应等级的得分比例即为该项目的得分，将所有得分累加后即为发糕的感官评定总分。每5 个样品为一批次，品评过程中样品随机编号、放置，每次只对一个感官指标进行评定。

1.3.3 青稞全粉浆的糊化性质研究

将样品配制成质量浓度为6%的悬浮液，转移到Brabender 黏度仪的专用测量杯中，按以下程序测试：将黏度仪的测量转子速度调整为250 r/min，以30℃作为温度起始点，按7.5℃/min 逐渐升温至95℃，并保持该温度持续30 min，然后再以7.5℃/min 逐渐降温至50℃，继续保温30 min。根据仪器连续记录黏度随时间和温度的变化得到的关键值，可计算得到热糊稳定性、冷湖稳定性、崩解值、凝胶性、凝沉性等糊化性质[6]。

1.3.4 青稞全粉浆的持水性研究

参考朱婷伟[7]的方法，采用低场核磁共振成像分析仪进行分析。选择MesoMR23-060H-I-25mm 磁体-探头，采用Carr-Purcell-Meiboom-Gill 脉冲序列对粉浆进行扫描，测定粉浆中的自旋弛豫时间T2。检测参数如下：磁体频率为27.1 MHz，90 °脉冲时间P1=11.52 us，180 °脉冲时间P2=22.00 us，磁体频率为21.2 MHz，采样频率SW=100 kHz，采样点数TD=800018，采样间隔时间TW=10000 ms，累加次数NS=4。对测得的T2弛豫时间图谱进行反演后，得到粉浆中水分状态的分布及其对应状态的相对含量。

1.3.5 青稞全粉发糕的气孔分布研究

参考杨双[8]的方法，将发糕中心切成固定厚度的均匀薄片，置于扫描仪面板中扫描，分辨率设为600 dpi。扫描后通过ImageJ 软件截取中心处3 cm×3 cm的图像，将像素格式设为8-bit，分析时阈值采用Ostu thresholding，统计气孔个数和气孔平均面积，根据公式（1）、（2）计算气孔表面分率和气孔稠密度，重复至少3 次。

1.3.6 青稞全粉发糕的质构测定

参考Kou 等[9]的方法，并略作修改。将冷却至室温的发糕样品用小刀切成边长为3 cm、厚度为2 cm的立方体，使用P/36R 探头进行测定。测定参数如下：测前速度1.50 mm/s，测试速度1.00 mm/s，测后速度1.00 mm/s，变形程度50.0%，触及力5.0 g。每组样品做3 次以上平行实验。

1.4 数据分析处理

采用SPSS 23.0 和Orign 8.1 进行数据处理和绘图，实验数据均以平均值±标准差表示。

2 结果与讨论

2.1 不同改良剂对青稞全粉发糕感官品质的影响

感官评定总分可以从整体上评判青稞全粉发糕的感官品质。由表1 可知，随着三种改良剂添加量的增大，青稞发糕的感官评定总分均呈现先升高后降低的趋势，这与刘小翠等[10]对米发糕改良剂的研究结果一致。由表可知，适当添加Guar 和Xan 可以显著改善青稞全粉发糕的香气、滋味、质构及瓤孔均匀度等各方面的品质，其中Guar 的作用效果更佳，且其对香气的改善尤其大，0.2% Guar 可使香气评分从13.56 分提升至20.56 分。这可能是因为Guar 的结构与纤维素非常相似，对纤维素具有很强的亲和性，因而非常适用于青稞等纤维含量高的杂粮食品开发[11]。而Xan 则可能是因为它可以在发糕汽蒸的过程中与膨胀的淀粉分子三维网络结合[12]，阻止淀粉分子羟基相互靠近，增大了食品的持水性和柔软性[13]。Cas 的添加可以显著减少发糕的黏性，10% Cas 能使其黏性降低约60%。因而，添加Cas 能增加发糕的滑爽感，改善口感，但鉴于其单独使用的感官评定总分较低（≤76.52 分），因此在实际生产工艺中，可以考虑将Cas 与其他改良剂复配使用。

表1 不同添加量的三种改良剂对青稞全粉发糕感官品质的影响 Table 1 The effect of three kinds of modifiers with different additions on the sensory quality of highland barley steamed sponge cake

由感官评定总分可知，Xan、Guar 和Cas 的最适添加量分别为：0.2%、0.4%、4%，且整体改良效果的顺序依次为：Guar>Xan>>Cas。0.4% Guar 改良后的青稞全粉发糕的感官评定总分达94.00 分。因此，本研究对最佳添加量下三种改良剂改良后的青稞全粉发糕进行进一步研究，深入探讨青稞全粉发糕的品质改良效果。

2.2 不同改良剂对青稞全粉浆糊化性质的影响

由表2 可知，三种改良剂均提高了粉浆的起糊温度，其中0.2% Xan 的影响最大，使起糊温度提高了12.2℃。亲水胶体对起糊温度的影响可能是由于其在粉浆中与青稞淀粉存在相分离，即在热力学难以形成相容体系所导致[14]，而Cas 则可能是与其本身的起糊温度较高有关。此外，三种改良剂均不同程度地降低了粉浆的热糊稳定性和冷糊稳定性，其中Cas 的作用效果最大。崩解值表征的是高温下粉浆耐剪切的能力，因此可推断0.2% Xan和0.4% Guar能够提高粉浆的耐剪切性能，而4% Cas 降低了粉浆的耐剪切性能，刘敏等[15]研究了Xan 对莲藕淀粉糊化性质的影响，并得出了与本文相似的结论。在凝胶性方面，三种改良剂表现出不同的作用效果，其中0.4% Guar 有助于淀粉糊在冷却过程中形成较强的凝胶，而4% Cas 则降低了粉浆的凝胶性。淀粉糊的凝沉即淀粉的老化过程，与淀粉的品质密切相关。在黏度测定中，凝沉性用降温结束的黏度与峰值黏度的差值（绝对值）表示，差值越大表示凝沉性越强。三种改良剂对粉浆凝沉性的影响差异较大，0.2% Xan 和4% Cas 均能显著降低粉浆的凝沉性，且4% Cas 的作用更强，使粉浆凝沉值从316.00 BU 降至128.00 BU。

表2 三种改良剂对青稞全粉发糕糊化性质的影响 Table 2 Effect of three kinds of modifiers on gelatinization properties of highland barley steamed sponge cake

2.3 不同改良剂对青稞全粉浆持水性的影响

低场核磁共振技术能对食品的水分形态和迁移情况进行定量分析，反映食品在加工、储藏等过程中的品质[16]。通过横向弛豫时间T2表征青稞全粉浆中不同形态水分的流动性，出峰的T2值越小，表明粉浆的持水性越强，内部水分相互结合得越紧密。由图1 可知，每条曲线都出现了2～4 个峰，表明每种粉浆中的水分都由2～4 种不同形态的水分形成。根据图中不同曲线的峰分布特点，可将粉浆中的水分为3 个组分：T21（0.1 ms～15 ms）表示强结合水；T22（15 ms～250 ms）表示弱结合水；T23（250 ms～1000 ms）表示自由水[7]。

图1 添加三种改良剂后青稞全粉浆的T2 弛豫曲线图 Fig.1 T2 relaxation curve of highland barley flour slurry under three kinds of modifiers addition

由表3 可知，三种改良剂都能在一定程度上降低粉浆的T21和T22值，且0.4% Guar 或4% Cas 的添加均导致T23位置峰的消失，表明这两种改良剂添加后粉浆中的水分与非水组分均存在一定程度的结合。从整体上看，三种改良剂的添加均能提升粉浆的持水性。根据弛豫时间T21、T22和T23相对应的峰面积可知，0.2% Xan 使强结合水的相对峰面积增加1.81%，即增加了粉浆中强结合水的含量，0.4% Guar 和4% Cas 能够显著提高粉浆中弱结合水的含量，且0.4% Guar 的作用效果更强，使弱结合水的峰面积增加了2.15%。吴酉芝等[17]在面团持水性的研究中也发现了Guar 具有提升持水性的能力。

表3 三种改良剂对青稞全粉浆水分分布情况的影响 Table 3 Moisture distribution of highland barley flour slurry under three kinds of modifiers addition

2.4 不同改良剂对青稞全粉发糕切面气孔分布的影响

青稞全粉发糕的气孔分布是表征发糕内部结构信息和评价发糕品质的重要指标之一[18]。气孔的分布可用气孔表面分率和气孔稠密度来表示，其中气孔表面分率描述的是气孔平均面积的大小，而气孔稠密度描述的是气孔的个数[8]。由图2 和表4 可知，0.2% Xan、0.4% Guar 和4% Cas 对青稞全粉发糕切面气孔分布的影响具有较大的差异：0.2% Xan 能显著降低发糕切面的气孔表面分率和气孔稠密度，使其分别减少了8.47%和0.17 mm-2，因此发糕切面变得更细密、平整；0.4% Guar 能显著增大切面的气孔表面分率和气孔稠密度，使其分别增加了14.41%和0.26 mm-2，因此发糕的气孔较对照组更均匀、密集；而4% Cas 不仅增加了气孔表面分率，还略微降低了气孔稠密度，导致其不仅对发糕的气孔均匀性没有改善，而且易导致较大的孔洞。整体而言，添加Xan 及Guar 的青稞全粉发糕气孔分布要优于Cas 组。刘彦等[19]研究发现在荞麦面包中加入阿拉伯胶和羧甲基纤维素钠均可增加其气孔表面分率和气孔稠密度，从而改善面包的气孔分布。

表4 三种改良剂对青稞全粉发糕切面气孔分布的影响 Table 4 Stomata distribution of highland barley steamed sponge cake section under three kinds of modifiers addition

图2 添加三种改良剂后青稞全粉发糕的切面图 Fig.2 Sectional drawing of highland barley steamed sponge cake under three kinds of modifiers addition

2.5 不同改良剂对青稞全粉发糕质构的影响

对质构特性的研究能直接反映出不同改良剂对青稞全粉发糕品质的改良效果，结果如表5 所示。由表可知，三种改良剂对青稞全粉发糕质构特性的影响有较明显的差异。其中，0.4% Guar 和0.2% Xan 具有显著降低发糕硬度、黏附力、弹性、咀嚼性及提升回复力的作用。然而4% Cas 对青稞全粉发糕的硬度和弹性的改良效果不明显，且其对其他质构指标的改善效果在三种改良剂中最差，仰思颖[20]在发酵糙米糕的研究中同样得出了4%木薯淀粉对其硬度和弹性影响较小的结论。Xan 和Guar 对青稞全粉发糕质构特性的改良效果较为全面，值得注意的是，Guar 降低发糕硬度的能力非常突出，添加后可使发糕的硬度从2512.62 g 降至695.78 g。此外，Xan 提升发糕回复力的能力最佳，约升至对照组的2.4 倍。

表5 三种改良剂对青稞全粉发糕质构特性的影响 Table 5 The effect of three kinds of modifiers on texture of highland barley steamed sponge cake

2.6 质构特性和感官评分的相关性分析

对青稞全粉发糕的质构特性与感官评分进行关联性分析可为调控发糕口感及加工性能提供新的思路与方法。由表6 知，青稞全粉发糕的硬度、咀嚼性与感官评分之间存在极显著的负相关性（p<0.01）；弹性、黏附力与感官评分之间存在显著的负相关性（p<0.05），而回复力与感官评分的相关性不显著（p>0.05）。因此可认为，在青稞全粉发糕的品质评价体系中，其硬度以及咀嚼性与青稞全粉发糕的感官品质最为相关，且在本研究的青稞发糕质构测试数值范围内，硬度、咀嚼性、弹性和黏附力的值越小，青稞全粉发糕的感官评分越高。

表6 青稞全粉发糕的质构特性与感官评分的Pearson 相关性检验结果 Table 6 The Pearson correlation inspection result between each texture variable and sensory score of highland barley steamed sponge cake

3 结论

综上所述，Xan、Guar、Cas 均能显著改善青稞全粉发糕的感官品质，且Xan、Guar、Cas 各自的最适添加量分别为：0.2%、0.4%、4%。其中，添加0.4% Guar的青稞全粉发糕的感官品质最佳，其评分高达94.00分。三种改良剂可以通过降低青稞全粉发糕的硬度、黏附力、弹性、咀嚼性以及提升回复力的方式来改善其感官品质，而质构特性的变化则可能与青稞全粉浆的糊化性质及持水力的改善有关。其中，0.2% Xan 和0.4% Guar 可以显著改善青稞全粉发糕的质构特性，值得注意的是，Guar 降低发糕硬度的能力非常优异，其改良后发糕的硬度可低至约695.78 g，而Xan 能使发糕的回复力提升至原来的2.4 倍。0.2% Xan 能将青稞全粉发糕切面的气孔表面分率和气孔稠密度分别减小至1.38%和0.07 mm-2，而0.4% Guar 能使发糕的气孔表面分率和气孔稠密度分别增加至24.26%和0.50 mm-2，从整体上看，二者均能显著改善发糕的内部气孔结构，但0.2% Xan 是通过显著减少气孔的大小和平均面积的方式使发糕内部结构更加细密，而0.4% Guar则是通过显著增大气孔的大小和平均面积的方式使发糕内部结构疏松而均匀。4% Cas 作为改良剂单独作用于青稞全粉发糕的效果不佳，实际应用中可以考虑与其他改良剂复合使用。经过改良后的青稞全粉发糕质地更好，感官接受度也更高，为青稞全粉发糕及相关产品的进一步开发提供了参考。