汪名春,刁蘇晨,朱培蕾,周裔彬,杜先鋒,*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院食品科學(xué)與工程系,安徽合肥 230036;2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,安徽合肥 230031)

菊糖米糕的工藝及感官質(zhì)構(gòu)評定

汪名春1,刁蘇晨1,朱培蕾2,周裔彬1,杜先鋒1,*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院食品科學(xué)與工程系,安徽合肥 230036;2.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所,安徽合肥 230031)

為了改善傳統(tǒng)米糕的質(zhì)構(gòu)性狀及其營養(yǎng)品質(zhì),嘗試將菊糖添加到米糕中。通過單因素和L9(34)正交實(shí)驗(yàn)研究了加水量、糯米粉和粳米粉配比以及菊糖添加量等因素對感官評價(jià)和質(zhì)構(gòu)分析(Texture Profile Analysis,TPA)等相關(guān)指標(biāo)的影響,并進(jìn)一步研究了菊糖米糕的感官評價(jià)和TPA有關(guān)指標(biāo)之間的相關(guān)性。研究結(jié)果表明:菊糖米糕的最優(yōu)工藝條件為加水量57.5%、糯米粉與粳米粉配比3∶2(g/g)、菊糖添加量3%;菊糖米糕的硬度、粘性和咀嚼性等TPA指標(biāo)與感官評價(jià)的相應(yīng)指標(biāo)間具有良好的相關(guān)性,提示質(zhì)構(gòu)分析是菊糖米糕品質(zhì)評價(jià)的一種有效方式。

菊糖,米糕,質(zhì)構(gòu)分析,感官分析,相關(guān)分析

近年來,隨著食品工業(yè)的迅猛發(fā)展,功能性糖類添加劑已經(jīng)成為食品工業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分和研究熱點(diǎn)。同時(shí)非淀粉多糖如β-葡聚糖、黃原膠和果膠等作為功能性糖類添加劑在淀粉基食品中的應(yīng)用也日益廣泛。大量的研究表明,非淀粉多糖能影響淀粉的熱力學(xué)性質(zhì)和流變學(xué)特性,從而改變和控制淀粉基食品的質(zhì)構(gòu),改善其保水性和凍融穩(wěn)定性,抑制貯藏期間淀粉的老化以及保持貯藏期間產(chǎn)品質(zhì)量等功能特性[1-2]。

菊糖(Inulin),又名菊粉,是由D-果糖經(jīng)β-(1-2)連接而成的線性非淀粉多糖,聚合度(DP)為2～100,是一種水溶性很好的膳食纖維[3]。與一般的非淀粉多糖相比,菊糖添加到食品中不僅能改善其質(zhì)構(gòu)性狀,提高其加工性能,而且由于菊糖具有促進(jìn)腸道排空和益生菌生長、減肥、增強(qiáng)免疫力以及促進(jìn)礦物質(zhì)吸收等生理功能,因此其還是一種功能性食品原料,可以提高食品的營養(yǎng)價(jià)值[4-5]。此外,最新研究發(fā)現(xiàn)菊糖具有降低糞臭素、影響下丘腦神經(jīng)元以及保護(hù)臟器氧化等特殊生理功能[6],且其與水混合后形成的奶油狀結(jié)構(gòu)可以在食品中替代脂肪,可以作為脂肪替代劑[7]。2009年原衛(wèi)生部發(fā)布了第5號公告,正式批準(zhǔn)菊糖為一種新食品原料。

目前,菊糖在淀粉基食品中的應(yīng)用研究主要集中在菊糖對面團(tuán)、面包、面條以及饅頭等面粉類食品的特性和品質(zhì)影響方面[8-13],而有關(guān)菊糖在米粉類食品中的應(yīng)用研究還鮮見報(bào)道。為此,本研究在傳統(tǒng)米糕制作的基礎(chǔ)上,為了改善其質(zhì)構(gòu)性狀和提高其營養(yǎng)品質(zhì),嘗試將菊糖添加到傳統(tǒng)米糕中,通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)來探究菊糖米糕的最佳工藝條件,在此基礎(chǔ)上研究了菊糖米糕感官評價(jià)和質(zhì)構(gòu)測試(Texture Profile Analysis,TPA)有關(guān)指標(biāo)之間的相關(guān)性,以期為菊糖米糕的開發(fā)應(yīng)用和品質(zhì)評價(jià)提供一定的參考依據(jù)。

表2 菊糖米糕的評分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory evaluation standards of inulin rice-cakes

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菊糖(平均聚合度20,純度≥90%) 南京奧多福尼生物科技有限公司;糯米和粳米 產(chǎn)地為黑龍江省;直鏈淀粉和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)品 Sigma公司;白砂糖以及鋁制模具(5cm×3.5cm×1.7cm) 市售產(chǎn)品。

TA-XTplus型物性儀 英國Stable Micro Systems公司;V-1600型紫外可見分光光度計(jì) 上海美普達(dá)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 米粉直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的測定 參照文獻(xiàn)[14]和[15]的方法,采用雙波長分光光度法分別測定兩種米粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量。

1.2.2 米糕制作的基本工藝流程 米糕制作工藝參考文獻(xiàn)[16],具體工藝流程如下:將糯米和粳米打磨成粉,過80目分樣篩,收集過篩后樣品備用。按照一定的比例稱取實(shí)驗(yàn)所需要的米粉(總質(zhì)量為25g)并在其中加入20%白砂糖和適量的飲用水后反復(fù)搓揉,待搓揉充分后用模具壓制成型,放入蒸鍋中置沸水中蒸煮15min。取出的米糕立即用保鮮膜封好,防止表皮風(fēng)干開裂,影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果測定。待米糕冷卻至室溫即可進(jìn)行后續(xù)測試。

1.2.3 水的添加量優(yōu)化 實(shí)驗(yàn)分五組,水的添加量依次分別為米粉總質(zhì)量的55%、57.5%、60%、62.5%、65%。其中白砂糖添加量為米粉總質(zhì)量的20%,糯米粉與粳米粉的配比為3∶2。以塌陷度為考察指標(biāo),實(shí)驗(yàn)平行三次取平均值。

1.2.4 糯米粉與粳米粉混合配比優(yōu)化 實(shí)驗(yàn)分四組,糯米粉與粳米粉的配比依次分別為4∶1、3∶1、3∶2、3∶3。其中白砂糖添加量為米粉總質(zhì)量的20%,加入水的質(zhì)量為米粉總質(zhì)量的60%。以TPA測試結(jié)果為考察指標(biāo),實(shí)驗(yàn)平行三次取平均值。

1.2.5 菊糖添加量優(yōu)化 實(shí)驗(yàn)分四組,菊糖添加量依次分別為米粉總質(zhì)量的1%、3%、5%、7%。其中白砂糖添加量為米粉總質(zhì)量的20%,糯米粉與粳米粉的配比為3∶2,加入水的質(zhì)量為米粉總質(zhì)量的60%。以TPA測試結(jié)果為考察指標(biāo),實(shí)驗(yàn)平行三次取平均值。

1.2.6 正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選擇加水量、糯米粉與粳米粉配比以及菊糖添加量三個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn),正交實(shí)驗(yàn)因素水平設(shè)置見表1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Coded levels for independent variables used in orthogonal array design

1.2.7 感官評定 菊糖米糕的感官評定采用風(fēng)味剖析法[17]。招募16名食品專業(yè)的學(xué)生(男女各半),經(jīng)過感官評價(jià)訓(xùn)練后,在室溫下,對米糕的硬度、粘性、咀嚼性、米糕風(fēng)味等進(jìn)行感官評定,呈送和品評順序隨機(jī)。每個(gè)測試樣品得分在去掉最高分和最低分后取算術(shù)平均值。評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.2.8 質(zhì)構(gòu)儀分析 采用TPA測試模式,探頭型號為P/36 R,實(shí)驗(yàn)前速度為2.0mm/s,實(shí)驗(yàn)速度為5.0mm/s,實(shí)驗(yàn)后速度為5.0mm/s,壓縮程度30%,時(shí)間間隔10s,壓縮次數(shù)2次,實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次[17]。TPA測試獲得的質(zhì)構(gòu)參數(shù)如下:硬度(Hardness)、粘聚性(Adhesiveness)、彈性(Springiness)、粘性(Cohesiveness)、咀嚼性(Chewiness)、回復(fù)值(Resilience)。

表4 米粉比例對米糕質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effect of rice powders ratio on texture of rice-cakes

注:不同小寫字母表示差異顯著,表5同。

表5 菊糖添加量對米糕質(zhì)構(gòu)的影響Table 5 Effect of inulin amount on texture of rice-cakes

1.2.9 塌陷度的測定 塌陷度定義[18]:以兩塊三角板相互垂直來測定煮熟前后米糕的高度,記錄前后高度 hl、h2;塌陷度以Δh=h1-h2表示,Δh(cm)愈小塌陷度愈低。

1.2.10 數(shù)據(jù)處理與分析 采用SPSS17.0對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 米粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量

經(jīng)測定,粳米粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量分別為14.70%和85.30%;糯米粉中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量分別為2.28%和97.72%。

2.2 加水量對米糕質(zhì)構(gòu)的影響

由表3中的數(shù)據(jù)可知,當(dāng)加水量為55%、57.5%和60%時(shí),制得的米糕沒有出現(xiàn)塌陷現(xiàn)象,而加水量為62.5%和65%的米糕則呈現(xiàn)不同程度的塌陷,且米糕過粘,揉捏困難,難以成形,影響米糕的外觀和口感。加水量≤57.5%時(shí)米糕整體出現(xiàn)不同程度的開裂現(xiàn)象,加水量高于60%時(shí)未出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。因此,綜合塌陷度和開裂程度兩個(gè)指標(biāo),實(shí)驗(yàn)中加水量的最佳比例為60%。

2.3 米粉比例對米糕質(zhì)構(gòu)的影響

由表4中數(shù)據(jù)可知,隨著糯米粉比例的減少,粳米粉比例的增加,對米糕的回復(fù)值、彈性和粘聚性變化基本無影響,但硬度、粘性和咀嚼性在4∶1和3∶1時(shí)變化不顯著(p>0.05),后來則呈顯著上升趨勢(p<0.05),這可能與米糕中直鏈淀粉含量的變化有關(guān)。陳能等研究表明[19],稻米的直鏈淀粉含量與米飯的硬度、彈性等有著密切的關(guān)系。在本實(shí)驗(yàn)中,隨著糯米粉比例的減少,粳米粉比例的增加,則米糕中直鏈淀粉含量也隨之升高,從而導(dǎo)致米糕的質(zhì)地變硬,TPA測試則表現(xiàn)為硬度、粘性和咀嚼性等指標(biāo)上升。

本實(shí)驗(yàn)中,糯米粉與粳米粉比例為4∶1時(shí),制作過程中容易塌陷,難以成型。此外,TPA測試結(jié)果表明,糯米粉與粳米粉比例為4∶1和3∶1時(shí),兩組米糕間的質(zhì)構(gòu)差異較小。且糯米粉與粳米粉的比例為3∶3時(shí),質(zhì)構(gòu)參數(shù)表現(xiàn)為硬度、粘度、咀嚼性的顯著上升。因此,綜合考慮成本及質(zhì)構(gòu)參數(shù)確定最佳的米粉配比為3∶2。

2.4 菊糖添加量對米糕質(zhì)構(gòu)的影響

由表5數(shù)據(jù)結(jié)果可知,當(dāng)菊糖的添加量為1%和3%時(shí),米糕的硬度、粘性和咀嚼性的TPA測試值相比添加菊糖量為5%和7%的米糕有明顯下降(p<0.05),且這一下降趨勢與菊糖的添加量呈正相關(guān)。當(dāng)菊糖添加量進(jìn)一步上升達(dá)到5%和7%時(shí),變化不顯著(p>0.05)。菊糖的添加量在1%和3%時(shí),對米糕的回復(fù)值、彈性、粘聚性影響很小;但當(dāng)添加量達(dá)到5%和7%時(shí),米糕的回復(fù)值和彈性又明顯上升。

由于菊糖具有很好的親水性,當(dāng)菊糖以一定的比例添加到淀粉基食品中時(shí),菊糖分子間的氫鍵被破壞,菊糖分子吸水膨脹形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),淀粉顆粒填充于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之中[20-21],由此形成的米糕在質(zhì)構(gòu)上則表現(xiàn)為硬度、粘性和咀嚼性的下降。但是隨著菊糖添加量的繼續(xù)增加,菊糖分子間的相互作用持續(xù)增加,當(dāng)增加到一定程度時(shí),則相互纏繞形成結(jié)構(gòu)緊密穩(wěn)定的凝膠網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),米糕質(zhì)構(gòu)表現(xiàn)為硬度、粘性和咀嚼性的上升。因此,在本實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)菊糖添加量達(dá)3%時(shí),米糕的硬度、粘度、咀嚼性適中,因此菊糖添加量在3%左右較為合適。

表6 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 6 Orthogonal array design and texture results

2.5 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

在上述單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,以感官分析和TPA測試中的硬度、粘性和咀嚼性等作為評價(jià)指標(biāo),對影響米糕質(zhì)構(gòu)的3個(gè)因素,包括加水量、糯米粉與粳米粉配比以及菊糖添加量等,采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對米糕制作的工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表6所示。

根據(jù)表6中的極差分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),菊糖添加量對米糕的硬度、粘性影響最大,而加水量主要影響米糕的咀嚼性。由于硬度、粘性和咀嚼性與產(chǎn)品的品質(zhì)之間呈負(fù)相關(guān),因此根據(jù)極差的大小對各因素對米糕質(zhì)構(gòu)的影響進(jìn)行主次排列可以得到:硬度,C>A>B,最優(yōu)組合條件為A2B3C2;粘性,C>B>A,最優(yōu)組合條件為A2B3C2;咀嚼性,B>C>A,最優(yōu)組合條件為A3B2C2;感官評價(jià),B>C>A,最優(yōu)組合條件為A2B2C2。

對于硬度、粘性和咀嚼性這三項(xiàng)TPA指標(biāo),在B2和B3這兩個(gè)水平下實(shí)驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)間差異較小,說明57.5%和60%的水分添加量對米糕硬度、粘性和咀嚼性的影響差異較小。因此,綜合正交實(shí)驗(yàn)TPA測試結(jié)果及感官分析結(jié)果,確定最優(yōu)組合條件為A2B2C2,即實(shí)驗(yàn)所得最佳米糕制作工藝條件為:加水量57.5%,糯米粉與粳米粉的配比3∶2,菊糖添加量3%。

2.6 米糕質(zhì)構(gòu)的感官評價(jià)指標(biāo)與TPA指標(biāo)的相關(guān)性分析

將表6和表7中的硬度、粘性及咀嚼性等各三項(xiàng)指標(biāo)作為獨(dú)立的因子,用SPSS17.0軟件進(jìn)行相關(guān)性統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見表8。從相關(guān)系數(shù)的值可以看出,感官硬度分別與TPA中的硬度和粘性兩項(xiàng)指標(biāo)在0.01的水平上極顯著相關(guān)(p<0.01),與其咀嚼性指標(biāo)在0.05的水平上顯著相關(guān)(p<0.05)。感官粘性分別與TPA中的粘性和咀嚼性兩項(xiàng)指標(biāo)在0.01的水平上極顯著相關(guān)(p<0.01),感官粘性與TPA硬度指標(biāo)在0.05的水平上顯著相關(guān)(p<0.05);感官咀嚼性與TPA中的咀嚼性指標(biāo)在0.01的水平上極顯著相關(guān)(p<0.01),感官咀嚼性與TPA中的粘性在0.05的水平上顯著相關(guān)(p<0.05),與TPA硬度指標(biāo)無顯著相關(guān)性。

表8 米糕感官評價(jià)指標(biāo)與TPA指標(biāo)的相關(guān)性分析Table 8 Correlation between sensory evaluation and TPA of rice-cakes

注:**在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。*在0.05水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

表7 正交實(shí)驗(yàn)感官評定結(jié)果Table 7 Orthogonal array design with sensory score

注:不同小寫字母表示差異顯著。 以TPA 的3個(gè)指標(biāo)作為自變量x,感官指標(biāo)中對應(yīng)的3個(gè)指標(biāo)為因變量y,進(jìn)一步進(jìn)行逐步回歸分析,變量入選F值的顯著水平為0.05?；貧w分析結(jié)果見表9。從表中可以看出,p值(Sig)顯著水平為0.01。感官硬度和硬度、感官粘性和粘性、感官咀嚼性和咀嚼性均得到最優(yōu)回歸方程,其顯著性經(jīng)檢驗(yàn)均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.01)。方程決定系數(shù)R2分別為0.847、0.713、0.751。

表9 米糕的感官評定與質(zhì)構(gòu)分析的回歸分析Table 9 Regression model between sensory evaluation and texture analysis of rice-cakes

注:y是感官評定指標(biāo),x是儀器分析指標(biāo)。

以上結(jié)果與李丹丹[22],李雪琴[23]和鄧曼莉[24]等人的研究結(jié)果相一致,表明感官評價(jià)結(jié)果與儀器分析結(jié)果之間存在良好的相關(guān)性。本研究中菊糖米糕的硬度、粘性和咀嚼性等TPA指標(biāo)可以很好的反映其感官質(zhì)構(gòu),提示TPA測試是菊糖米糕品質(zhì)評價(jià)的一種有效方式。

3 結(jié)論

通過單因素和正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對菊糖米糕的制作工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化研究,得到的最佳工藝參數(shù)為加水量57.5%,糯米粉和粳米粉的比例3∶2,菊糖添加量3%。在此工藝條件下制作的菊糖米糕香甜適口,口感軟硬適中,同時(shí)還具有菊糖本身所具有的功能特性。此外,相關(guān)性分析結(jié)果顯示菊糖米糕的硬度、粘性和咀嚼性等TPA指標(biāo)可以很好的反映其感官質(zhì)構(gòu),說明TPA測試是菊糖米糕品質(zhì)評價(jià)的一種有效方式。

菊糖米糕的最大特點(diǎn)是在于菊糖的添加而賦予的功能營養(yǎng)特性,因此其可以作為一種營養(yǎng)健康的休閑食品進(jìn)行生產(chǎn)開發(fā)。本研究獲得的菊糖米糕工藝參數(shù)將對其工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用提供重要參考和理論依據(jù),但是由于實(shí)驗(yàn)室小試與中試及工廠實(shí)際大生產(chǎn)在儀器設(shè)備和工藝技術(shù)上的很大差別,因此在進(jìn)行菊糖米糕的工廠化生產(chǎn)應(yīng)用方面還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整優(yōu)化。

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Study on production technology and sensory texture evaluation of inulin rice-cakes

WANG Ming-chun1,DIAO Su-chen1,ZHU Pei-lei2,ZHOU Yi-bin1,DU Xian-feng1,*

(1.Department of Food Science and Engineering,College of Tea and Food technology,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China;2.Institute of Horticulture,Academy of Anhui Agricultural Science,Hefei 230031,China)

Inulin was used to improve the texture properties and nutritional quality for rice-cakes. Single-factor and orthogonal experiments were used to explore the effect of moisture content,ratio of the two rice flour,as well as appropriate amount of inulin on sensory analysis and texture profile analysis(TPA),and the further study was conducted to investigate the correlation between sensory analysis and TPA. The results indicated that the optimal conditions for these four parameters were 57.5%,3∶2(g/g)and 3%,respectively. It was found that there was a closely correlative relationship between sensory evaluation and TPA indexs including hardness,cohesiveness and chewiness,which suggested that TPA was an effective way to evaluate the quality of inulin rice-cakes.

inulin;rice-cakes;texture analysis;sensory assessment;correlation analysis

2014-10-11

汪名春(1982-)，男，博士，講師，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)；農(nóng)副產(chǎn)品深加工。

*通訊作者:杜先鋒(1963-)，男，博士，教授，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品精深加工及副產(chǎn)物綜合利用；谷物化學(xué)。

安徽省自然科學(xué)基金(1408085QC58)；國家自然科學(xué)基金(31271960，31471700)。

TS213.3

A

1002-0306(2015)11-0251-06

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.043