(哈尔滨商业大学食品工程学院,黑龙江哈尔滨 150076)

米发糕是我国传统的大米发酵食品,经浸泡、磨浆、添加发酵剂、注模、发酵并利用水蒸气汽蒸而形成,其成品呈蜂窝状结构,口感松软,有发酵产生的特殊的、令人愉悦的气味,易于被人体消化吸收[1-4]。杂粮具有独特的营养和保健作用,如黑米具有保护心血管系统,减轻糖尿病和并发症,预防某些癌症发生等功能[5];燕麦其脂肪、蛋白质、矿物质元素和不饱和脂肪酸含量均居谷物之首[6-7];小米的营养成分较齐全,人体对其消化吸收率较高[8]。因此,采用不同谷物制作的杂粮发糕营养更加丰富,市场前景广阔。

目前市售杂粮米发糕一般是现做现卖。这是由于米发糕的水分和淀粉含量较高,在储藏过程中易发生老化、变质,且微生物的生长、淀粉颗粒的结晶[9]、组织结构改变[10-11]等都极大地影响了杂粮米发糕的食用品质。而其贮藏方法和条件不明确,也限制杂粮米发糕开发和产业化应用。因而本研究以高筋小麦粉为主要原料,黑米、小米、燕麦等杂粮为添加物,制成一种新型复合杂粮米发糕,分别采用塑料盒装和真空袋两种包装方式,并设定-18 ℃冷冻、4 ℃冷藏、25 ℃室温的情况下储藏米发糕,对发糕储藏期间的菌落总数、水分含量、比容、质构特性(弹性、回复性、咀嚼性、硬度)进行测定,以期为研究淀粉老化机理及改善杂粮米糕品质提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

高筋小麦粉 北大荒集团有限公司;黑米粉、小米粉、燕麦粉 黑龙江泓翔园食品;高活性干酵母 安琪酵母股份有限公司;绵白糖、谷朊粉 市售;胰蛋白胨、琼脂 分析纯,南京生利德生物科技有限公司;葡萄糖、氢氧化钠、磷酸二氢钾、氯化钠、铁氰化钾 分析纯,哈尔滨市化工试剂厂;PP塑料盒 泉州市台同塑料制品有限公司;PET/PVDC/PE真空包装袋 江苏贝瑞包装材料有限公司。

BSA3202S电子天平 赛多利斯科学仪器有限公司;CS-85A面团搅拌机 广州市番禺区昌盛机电设备有限公司;蒸锅 苏泊尔公司;XF系列醒发箱 广州市赛思达机械设备有限公司;TA-new plus质构仪 英国Stable Micro Systems;LSH-80HC-1恒湿恒温箱 上海一恒科学仪器有限公司;YW-D8电热蒸饭柜 广东东莞市永尚节能科技有限公司。DZQ-400/2SA/B 双室真空包装机 上海宏睿金属制品有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 杂粮米发糕制作 各种原料粉→过筛→原辅料混合→搅拌→发酵→蒸煮→冷却→成品

1.2.1.1 杂粮米发糕配比 杂粮米发糕的配方采用烘焙百分比计算,即以面粉和杂粮总量设为100%,高筋小麦粉40%、杂粮粉添加比例为60%(黑米、小米、燕麦为1∶1∶1等比例添加)、谷朊粉添加量为6%、绵白糖添加量为3%、酵母添加量为3%、水添加量为80%(购买的面粉和杂粮粉含水量为13.5%)。

1.2.1.2 操作要点 将三种杂粮(黑米粉、小米粉、燕麦粉)过80目筛备用;将酵母(添加量为3%)用30 ℃左右温水活化,绵白糖用水溶解;原辅料混合倒入搅拌机中搅拌6 min;倒入模具内,放置在恒湿恒温箱中,在36 ℃、湿度为75%条件下进行发酵35 min后,取出蒸制20 min,将蒸制好的杂粮米发糕在室温下静置30 min后得成品杂粮米发糕[12-13]。将制作好的杂粮米发糕分别用塑料盒和真空压缩袋抽真空包装密封,两种样品分别置于-18 ℃冷冻、4 ℃冷藏和25 ℃常温条件下进行储藏。

1.2.2 菌落总数的测定 菌落总数参照GB/T 4789.2-2016《食品微生物学检验:菌落总数测定》对米发糕进行菌落总数的测定。首次取样时间为1 d,此后每隔2 d测定样品的菌落总数。根据国标GB 8957-2016《食品安全国家标准 糕点、面包卫生规范》,当测试样品菌落总数达到10000 CFU/g,即停止取样测试。当取样时间超过7 d时,增加取样周期,将取样周期变为7 d,直到菌落总数达10000 CFU/g,停止取样。

依据菌落总数确定取样点,并对样品的水分、比容和经复蒸后的质构特性进行测定。

1.2.3 水分的测定 水分参照GB 5009.3-2010直接干燥法,平行测定3次取平均值。

1.2.4 比容的测定 蒸制好的杂粮米发糕室温下冷却30 min后,采用菜籽置换法进行比容的测定,取3次测得的平均值作为米发糕的比容[14]。比容计算公式如下:

比容(mL/g)=体积(mL)/质量(g)

1.2.5 质构特性测定

1.2.5.1 米发糕的复蒸工艺 取100 g杂粮米发糕放入沸水蒸柜中,蒸汽压力不超过0.02 MPa,25 ℃储藏米发糕复蒸时间3 min、4 ℃储藏米发糕复蒸时间5 min、-18 ℃储藏米发糕复蒸时间12 min。

1.2.5.2 质构测定参数 将复蒸好的米发糕冷却30 min,用模具将杂粮米发糕切成直径为45 mm、厚度为20 mm的圆柱形试样,进行质构TPA测定。参数设置为:测前速度2 mm/s,测试速度1 mm/s,测后速度2 mm/s,变形程度60%,触及力5 g,记录样品测试的弹性、回复性、硬度、咀嚼性,每组平行测定3次[15]。

1.3 数据处理

所有实验均重复三次,数据采用origin 8.0软件进行处理和分析。

2 结果与分析

2.1 杂粮米发糕储藏过程中菌落总数的变化

图1a～图1c分别反映了杂粮米发糕在两种包装方式、三种温度条件下储藏的菌落总数变化。杂粮米发糕菌落总数随储藏时间的延长而呈上升趋势。在开始的5 d菌落总数上升速率较快,尤其是在25 ℃下,菌落总数生长的最快,此温度微生物代谢较快,生长比较迅速。在室温25 ℃、4 ℃冷藏下保存到第7 d样品的菌落总数已接近10000 CFU/g,停止取样。而在-18 ℃冷冻条件下,菌落总数呈缓慢增长趋势,因微生物在低温下生物活性较低,生长缓慢。而真空袋储藏米发糕相对塑料盒密封对微生物的生长控制有较好的效果,在28 d时菌落总数接近10000 CFU/g。

2.2 杂粮米发糕储藏过程中水分的变化

图2a～图2c分别反映了米发糕在两种包装方式、三种不同条件下的水分含量变化。杂粮米发糕水分含量随储藏时间的延长而呈下降趋势。淀粉分子链间的聚合速率受水分含量的影响,并且当水分含量低于50%时,淀粉加热糊化困难,影响淀粉分子的移动[13],因此淀粉的回生特性受水分含量的影响很大。水分含量是衡量淀粉类产品的一个重要指标,它不仅影响储藏样品的质量安全,并且影响样品复蒸后的品质变化。

图1 储藏时间对杂粮米发糕菌落总数的影响Fig.1 Effects of storage time on total bacterial colonies of multigrain rice steamed sponge cake

图2 储藏时间对杂粮米发糕水分的影响Fig.2 Effects of storage time on water content of multigrain rice steamed sponge cake

随着储藏时间的延长,各个温度下发糕的水分含量均呈下降趋势,贮藏温度越高水分含量下降的速率越快。25 ℃下储藏时间第1 d时发糕的水分含量为55%,到第7 d的塑料盒包装的发糕水分下降到35%左右,这时样品己经难以完全糊化。不同的包装之间水分含量的变化存在差异,真空包装的发糕水分含量较塑料盒普通包装的样品高,这可能因为塑料盒包装的样品密封性不如真空包装,导致水分的损失,因此,真空包装方式更好。在4、25 ℃条件下储藏7 d,塑料盒包装的米发糕水分损失率均大于真空包装的米发糕水分损失率,在-18 ℃冷冻条件下,两种包装方式的含水量变化分别略小于4 ℃时,且真空包装的杂粮米发糕水分损失率最小。

2.3 杂粮米发糕储藏过程中比容的变化

图3a～图3c分别反映了杂粮米发糕在两种包装方式、三种不同条件下的比容变化。随着储藏时间的延长,米发糕比容值也在不断减小。其中两种包装方式,在25 ℃条件下比容变化的最大,塑料盒装的杂粮米发糕比容值从2.5 mL/g下降到1.8 mL/g,真空包装的米发糕下降到1.9 mL/g左右;4 ℃条件下储藏的米发糕比容值都在1.9 mL/g以上;-18 ℃时比容变化较小,比容值都在2.0 mL/g。另外,三种贮藏温度下,真空包装的比容变化均小于塑料盒装,其原因可能是随着储藏时间的延长,塑料包装杂粮米发糕中水分含量损失较多,杂粮米发糕发生收缩现象,导致比容较低。

2.4 杂粮米发糕储藏过程中质构的变化

2.4.1 杂粮米发糕储藏过程中弹性的变化 图4a～图4c分别反映了杂粮米发糕两种包装方式、三种不同条件下的弹性变化。随着储藏天数的增加,弹性逐渐减小,其中25 ℃储藏条件下弹性变化最大,-18 ℃时弹性变化最小,在三种温度下真空包装的弹性变化小于塑料盒装。弹性减小可能是因为杂粮米发糕储藏过程中由于失水,导致样品比容减小,组织结构塌陷,没有回弹性,因此弹性值变小。

图4 储藏时间对杂粮米发糕弹性的影响Fig.4 Effect of storage time on elasticity of multigrain rice steamed sponge cake

图5 储藏时间对杂粮米发糕回复性的影响Fig.5 Effect of storage time on resilience of multigrain rice steamed sponge cake

2.4.2 杂粮米发糕储藏过程中回复性的变化 图5a～图5c分别反映了杂粮米发糕在两种包装方式、三种不同条件下的回复性变化。随着储藏天数的增加,回复性逐渐减小,其中塑料盒包装在25 ℃储藏下回复性数值变化最大,7 d后从0.25下降至0.16;4 ℃时,从0.25下降至0.21左右;-18 ℃时数值变化最小,7 d后从0.25下降至0.21左右,在3种温度下真空包装的发糕,其回复性变化小于塑料盒装。其原因可能是,由于杂粮米发糕的比容、弹性减小,杂粮米发糕结构组织较差,因此回复性也较差。

图6 储藏时间对杂粮米发糕咀嚼性的影响Fig.6 Effect of storage time on chewiness of multigrain rice steamed sponge cake

2.4.3 杂粮米发糕储藏过程中咀嚼性的变化 图6a～图6c分别反映了杂粮米发糕在两种包装方式、三种不同条件下的咀嚼性变化。随着储藏天数的增加,咀嚼性数值不断增大,其中25 ℃储藏条件下塑料盒包装发糕咀嚼性数值变化最大,从175增加到450左右;4 ℃时咀嚼性变化次之;-18 ℃时数值变化最小,从175增加到300左右,在三种温度下真空包装的咀嚼性变化小于塑料盒装。其原因可能是储藏时间延长,杂粮米发糕中的淀粉发生老化现象,杂粮米发糕内部分子分散相的凝聚、沉淀以及支链淀粉形成凝胶结构体,使得米发糕整体变硬,咀嚼性增大[16-17]。

2.4.4 杂粮米发糕储藏过程中硬度的变化 图7a～图7c分别反映了杂粮米发糕在两种包装方式、三种不同条件下的硬度变化。随着储藏天数的增加,硬度逐渐增大,25 ℃储藏条件下塑料盒装硬度变化最大,而-18 ℃时真空包装下硬度变化最小。其原因可能是储藏时间延长,水分发生蒸发,导致淀粉失水,缓慢的分子运动使得淀粉分子间氢键又相互缔合[18],在短期内直链淀粉迅速重排,转化为变化能较低的有序结晶结构,淀粉颗粒的致密程度上升使淀粉老化所造成的[19-20]。

3 结论

本实验结果表明,储藏温度、储藏时间、包装方式对杂粮米发糕品质均有影响。随着储藏时间的延长菌落总数增加,水分含量降低;导致杂粮米发糕的比容、弹性、回复性下降,硬度、咀嚼性上升从而使得杂粮米发糕品质下降。在其中25 ℃条件下储藏,塑料盒和真空包装储藏7 d时杂粮米发糕的菌落总数

图7 储藏时间对杂粮米发糕硬度的影响Fig.7 Effect of storage time on hardness of multigrain rice steamed sponge cake

均已超过10000 CFU/g,水分含量由55%下降到35%和45%左右,米发糕已失去食用价值;而在4 ℃冷藏条件下,塑料盒包装储藏7 d时杂粮米发糕的菌落总数与25 ℃储藏条件接近,塑料盒和真空包装水分含量损失率分别约为10%和5%左右;-18 ℃冷冻储藏真空包装条件下,28 d后菌落总数才接近10000 CFU/g,水分含量由55%下降到43%左右。对比两种包装方法,相同贮藏温度和时间条件下,真空包装水分损失率低,且菌落总数增加较缓慢,更利于保持杂粮米发糕的质构特征,因此采用真空包装杂粮米发糕优于塑料盒包装。从杂粮米发糕储藏过程中比容和质构特征对比分析,-18 ℃储藏条件下,杂粮米发糕的比容和弹性、回复性、咀嚼性等质构特征的变化均小于室温25 ℃、4 ℃储藏条件,更有利于杂粮米发糕的保存。