傳統發酵凍糕直投發酵條件的探索

馬雨熙,程　蕾,劉　雄

(西南大學食品科學學院,重慶 400715)

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傳統發酵凍糕直投發酵條件的探索

馬雨熙1,程蕾2,劉雄3,*

(西南大學食品科學學院,重慶 400715)

以酵母菌為發酵劑,通過測定硬度、粘性、彈性、咀嚼性、內聚性以及膠著性等質構指標,研究了糯米添加量、米水比、發酵時間、發酵溫度和發酵劑用量對凍糕質構及感官特性的影響。通過正交實驗,以感官特性為評價指標得到凍糕的最優發酵條件為:糯米∶大米為0.3∶1,米水比為1∶0.8,發酵時間4 h,發酵溫度32 ℃,發酵劑用量1%。在此條件下得到的凍糕感官評分為89.5,凍糕硬度(1916.67±56.87) g,粘性(1.5±0.08) mJ,彈性(17.36±0.68) mm,咀嚼性(81.10±1.31) mJ,內聚性(0.23±0.023),膠著性(211.67±11.94) g。

凍糕,發酵條件,質構特性,感官評價

凍糕起源于四川省崇州市懷遠鎮,是一種以大米和糯米為主要原料的著名的成都美食,與葉兒耙,豆腐簾子并稱為“懷遠三絕”[1]。大米營養豐富,而經常食用糯米能夠改善胃虛寒所致的反胃、食欲減少、神經衰弱、肌肉無力、體虛神疲、妊娠腹墜脹等癥狀[2-3]。同時,發酵作用能使米制品產生豐富的營養物質,賦予發酵米制品獨特風味和口感[4-6]。凍糕以其色白微黃,滋潤綿軟,富有彈性,松泡化渣,油而不膩,香甜微酸的外觀和口感,并且帶有淡淡的玉米香而受到廣大消費者的喜愛,具有巨大的市場前景。

目前,國內外關于凍糕的研究極少,其制作工藝依然采用傳統的自然發酵方法。但是由于自然發酵米漿中微生物體系復雜,發酵過程中的菌種活性以及比例難以控制,容易受到雜菌污染,導致此類發酵米制品的發酵時間長且產品品質不穩定[7-8]。且其生產主要依靠民間經驗,科學的理論研究和指導幾乎處于空白,難以滿足日益增長的消費需求。因此,利用現代食品加工技術對特色風味傳統食品進行改造、提升和工業化,使其向著快捷、方便、多樣化的方向發展是很有價值和必要的。研究表明,酵母菌是發酵米制品中起主要作用的發酵菌種[9-10]。因此,本實驗以市售酵母粉為發酵劑,通過測定大米與糯米的配比、水漿比、發酵劑用量、發酵時間、發酵溫度對凍糕質構特性和感官評價的影響;并選取較優的單因素水平進行正交實驗,探索凍糕的直投式發酵工藝,從而為凍糕的深入研究和工業化發展提供一定的理論基礎。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

“金元寶”特選東北粳米益海嘉里(白城)糧油食品工業有限公司;糯米、白砂糖、豬板油均購于重慶市北碚區天生路永輝超市;安琪高活性干酵母安琪酵母股份有限公司;干玉米葉購于四川省崇州市懷遠鎮。

CT3質構儀BROOKFIELD(博勒飛)公司;JA31002電子天平上海精天電子儀器有限公司;FA2004電子天平上海恒平科學儀器有限公司;JYL DO20料理機九陽股份有限公司;DHP-9082電熱恒溫培養箱上海齊欣科學儀器有限公司;凍糕四川省崇州市懷遠鎮唐葉兒耙;蒸籠、蒸鍋、鋁制方形模具均購于重慶市北碚區天生路永輝超市。

1.2實驗方法

1.2.1凍糕的制作工藝及要點將適量大米和糯米分別用清水洗兩次,浸泡(水面高于米2 cm左右)22 h;浸泡完成,將大米和糯米瀝干,然后按一定的米水比向大米中加入適量清水,打漿;同時,將糯米放在已經燒開的水上蒸30 min至軟爛(中途澆一次開水于糯米上,每次按大米∶開水為5∶1進行加水,便于蒸熟);待打漿完成后趁熱將已經蒸好的糯米加入米漿中,并按一定比例加入酵母粉后放入恒溫發酵箱中進行發酵,每隔1 h將發酵米漿攪拌一次;待發酵完成后,加入米漿質量的15%的白砂糖和15%的熔化的豬油,攪拌均勻;然后取80 g上述漿液于墊有玉米葉的方形模具中,放在蒸籠中蒸煮30 min得到凍糕。

1.2.2單因素實驗采用1.2.1方法制作凍糕,制作條件:米水比1∶1,發酵劑1%,發酵溫度32 ℃,發酵時間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)對凍糕質構及感官的影響;糯米∶大米為0.3∶1,發酵劑1%,發酵溫度32 ℃,發酵時間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)對凍糕質構及感官的影響;米水比為1∶1,糯米∶大米為0.3∶1,發酵劑1%,發酵溫度32 ℃,考察不同的發酵時間(2、3、4、5、6 h)對凍糕質構及感官的影響;米水比為1∶1,糯米∶大米為0.3∶1,發酵劑1%,發酵時間4 h,考察不同的發酵溫度(24、28、32、36、40 ℃)對凍糕質構及感官的影響;米水比為1∶1,糯米∶大米為0.3∶1,發酵溫度32 ℃,發酵時間4 h,考察不同的發酵劑用量(0.2%、0.6%、1.0%、1.4%、1.8%)對凍糕質構及感官的影響。

1.2.3正交實驗根據顯著性分析可知,不同的糯米添加量對影響凍糕品質的關鍵因素彈性沒有顯著影響,且當添加量大于0.1∶1時,硬度也無顯著性變化。因此,根據感官評分選取最佳的糯米添加量后,對加水量、發酵時間、發酵溫度及發酵劑用量進行四因素三水平L9(34)正交實驗,確定凍糕的最佳發酵條件,實驗設計見表1。

表1　L9(34)正交實驗因素水平表

1.2.4質構特性的測定待凍糕冷卻20 min后,切成50 mm×40 mm×15 mm的方塊,采用TA4/1000探頭測定。參數設定:目標(壓縮量)50%,觸發點負載5 g,測試速度1.00 mg/s,返回速度1 mm/s。

1.2.5感官評價采用五人評分法。評價人員必須做到固定,在進行感官鑒定之前不宜過飽或過餓,或者食用辛辣刺激性的食品,評價人員在進行鑒定之前要用白開水漱口,在評定過程中不得相互交流。凍糕的感官鑒定主要從香氣、滋味、色澤、彈性、硬度、外觀形狀、內部結構等幾個食品品質指標進行分析,具體標準見表2。

表2　感官評價標準

1.3數據處理

應用Excel 2010統計分析所有數據并繪制圖;應用SPSS19.0軟件對數據進行單因素方差分析和差異顯著性檢驗(p<0.05表示顯著差異),以及相關性分析。

2　結果與討論

2.1單因素實驗

2.1.1糯米添加量對凍糕質構特性的影響由表3可以看出,凍糕的硬度、粘性和膠著性隨糯米添加量的增加而呈先下降后上升的趨勢;彈性、咀嚼性和內聚性均呈先上升后下降的趨勢;在糯米添加量為0.3∶1時內聚性最大。由顯著性分析可知,不同糯米添加量對凍糕的硬度、粘性、咀嚼性、內聚性和膠著性的影響有顯著性差異,而彈性無顯著性差異。淀粉在糊化過程中,直鏈淀粉之間通過氫鍵相互交聯纏繞,形成具有一定強度的淀粉凝膠網絡結構,此結構比較穩定,強度較大,直鏈淀粉含量越高,形成的氫鍵越多,其網絡結構的強度越大[11-12],形成凍糕的硬度就大,咀嚼時所需的能量較高[13]。糯米主要含支鏈淀粉,直鏈淀粉含量低于大米。因此,隨著糯米添加量的增加,發酵米漿中的直鏈淀粉的含量逐漸降低,淀粉凝膠網絡的強度降低,凍糕的硬度、膠著性等指標也隨之降低。由感官評價的結果可知,凍糕的感官評分隨糯米添加量的增加先上升,后下降,當糯米∶大米為0.3∶1時,評分最高,因此,選取糯米添加量為0.2∶1、0.3∶1和0.4∶1的三個糯米添加量水平做正交實驗。

表3　不同糯米添加量對凍糕質構及感官的影響

注:同列不同字母表示組間存在顯著性差異(p<0.05),表3～表7同。

表4　不同米水比對凍糕質構及感官的影響

2.1.2米水比對凍糕質構特性的影響由表4可以看出,隨著米水比的減小,凍糕的硬度、粘性和膠著性均呈先下降后上升再下降的趨勢;彈性呈增加趨勢而咀嚼性呈下降趨勢;內聚性呈先上升后下降的趨勢。由顯著性分析結果可以看出,不同的米水比對凍糕的硬度、粘性、彈性、咀嚼性、內聚性和膠著性的影響均有顯著性差異。在米水比為1∶1時,凍糕的內聚性最大,粘性最小。開始時,水分含量較少,凍糕結構松散,內部無明顯孔泡,硬度大,彈性小。水分的逐漸增加,有利于酵母菌的增殖[14]。在酵母菌不斷增殖的過程中,酵母菌發酵產生的CO2使凍糕的結構變得蓬松,因此凍糕的硬度、粘性等降低,彈性增加。水分含量過高或過低都會抑制淀粉分子的交聯纏繞和結晶重排[15]。隨著水分不斷接近適宜的含量時,直鏈淀粉間的氫鍵交聯有序逐步增多,凝膠強度也逐步增強[16]。因此,凍糕的硬度逐漸增加,咀嚼性增強。隨著水分的不斷增加,除了蛋白和淀粉吸附的水以外還存在多余的游離水分,這使得淀粉分子交聯纏繞和聚合有序的機會減少,從而硬度降低[16-17]。由感官評價的結果可知,凍糕的感官評分隨米水比的減小先上升后下降,當米水比為1∶1時,評分最高,因此,選取米水比為1∶0.8、1∶1.0和1∶1.2的三個水平做正交實驗。

2.1.3發酵時間對凍糕質構特性的影響由表5可以看出,隨著發酵時間的增加,凍糕的硬度和膠著性呈先下降后上升的趨勢;而粘性、彈性、咀嚼性和內聚性呈先升高后下降的趨勢。發酵時間4 h時,凍糕的硬度最小,內聚性最大。從顯著性分析的結果看出,不同的發酵時間對凍糕的硬度、粘性、彈性、咀嚼性、內聚性和膠著性的影響均有顯著性差異。發酵時間過短,酵母菌增殖數量少,難以形成致密均勻的氣孔,使凍糕質地堅硬,硬度較大,彈性較小;隨著發酵時間的增加,酵母菌大量繁殖,凍糕內部產生均勻致密的氣孔,使凍糕質地蓬松,硬度降低,彈性增加;但是發酵時間過長,又會由于酵母菌過度繁殖,內部孔泡大且不規則,凍糕表面塌陷,凍糕硬度增加,彈性降低。這與陳德文等[18]的研究結果基本一致。由感官評價的結果可知,凍糕的感官評分隨發酵時間的增加先上升后下降,當發酵時間為4 h時,評分最高,因此,選取發酵時間為3、4、5 h進行正交實驗。

表5　不同發酵時間對凍糕質構及感官的影響

表6　不同發酵溫度對凍糕質構及感官的影響

表7　不同發酵劑用量對凍糕質構及感官的影響

表8　凍糕的感官評分與質構之間的相關性分析結果

注:*表示顯著相關,**表示極顯著相關。

2.1.4發酵溫度對凍糕質構特性的影響由表6可以看出,隨著發酵溫度的增加,凍糕的硬度呈上升趨勢,而內聚性呈下降趨勢;粘性、彈性和咀嚼性呈先上升后下降趨勢;而膠著性則呈先下后上再降的趨勢。從顯著性分析的結果可得,不同的發酵溫度對凍糕硬度、粘性、彈性、咀嚼性、內聚性和膠著性的影響均有顯著性差異。發酵溫度過低,微生物生長緩慢;發酵溫度過高,又會破壞了微生物本身的結構而使其失活[19]。因此,溫度過高或者過低都會影響酵母菌的發酵作用,導致CO2產量減少,凍糕硬度較高,彈性較小。由感官評價的結果可知,凍糕的感官評分隨發酵溫度的增加先上升后下降,當發酵溫度為32 ℃時,評分最高,因此,選取發酵溫度為28、32、36 ℃的三個發酵溫度水平做正交實驗。

2.1.5發酵劑用量對凍糕質構特性的影響從表7可以看出,隨著發酵劑用量的增加,凍糕的硬度、粘性、咀嚼性、內聚性和膠著性呈先下降后上升的趨勢,但當發酵劑添加量最大時,硬度又顯著下降;而彈性則先上升后下降。由顯著性分析結果可以看出,發酵劑的添加量對凍糕的硬度、粘性、彈性、咀嚼性、內聚性和膠著性的影響均有顯著性。發酵劑添加量的增大,使得參與凍糕發酵的酵母菌增多,因此,酵母菌發酵產生的CO2也隨之增多,氣體增多使凍糕凝膠的質地變得蓬松柔軟;但是發酵劑添加量過大,又會加快酵母菌的發酵過程,產氣過多使凍糕不能形成穩定的結構[20]。因此凍糕的硬度先下降后上升,彈性則先上升后下降。當發酵劑添加量為1.8%時,凍糕的粘性、咀嚼性、內聚性和膠著性有顯著上升,而硬度則顯著下降,這可能與發酵過度,淀粉分解導致凍糕塌陷有關。由感官評價的結果可知,凍糕的感官評分隨發酵劑用量的增加先上升后下降,當發酵劑用量為1.0%時,評分最高,因此,選取發酵劑用量為0.6%、1.0%和1.4%的三個發酵劑用量水平做正交實驗。

2.1.6凍糕的感官評分與質構之間的相關性分析由表8可知,凍糕的感官評分與硬度、粘性和膠著性呈負相關,與彈性、咀嚼性和內聚性呈正相關關系,且感官評分與凍糕彈性、咀嚼性呈顯著正相關。這說明口感好、品質佳的凍糕應具有較低的硬度、粘性和膠著性,同時需要富有彈性、耐咀嚼性和較高的內聚性。

表10　實驗所得凍糕與傳統凍糕質構與感官品質的比較結果

2.2正交實驗

由表9可知,感官評分最高的實驗方案是A1B2C2D2;由極差分析可知,各因素對凍糕感官品質的影響大小依次為發酵時間>米水比>發酵劑用量>發酵溫度。在實驗設計的范圍內,優化得到的凍糕的最佳發酵條件為A1B2C3D2,以A1B2C2D2和A1B2C3D2進行驗證實驗,得到的凍糕感官評分分別為89.5和88.2。因此,凍糕的最佳發酵條件為A1B2C2D2,即:糯米∶大米為0.3∶1,米水比為1∶0.8,發酵時間4 h,發酵溫度32 ℃,發酵劑用量1%。同時,將實驗所得最佳發酵條件與傳統工藝發酵而成的凍糕進行質構和感官品質的比較,結果見表10。

表9　正交實驗結果與分析

通過對所得最佳發酵條件和傳統發酵條件所制得的凍糕進行質構和感官品質方面的比較可知:傳統凍糕的感官評分高于實驗所得凍糕,主要表現在香味和滋味上。這主要是因為傳統凍糕采用天然發酵的方法,參與發酵的微生物種類多樣,因此,能產生更加豐富的香氣成分和滋味。但是,實驗條件下所得凍糕彈性較高,更耐咀嚼,且顯著地縮短了傳統凍糕的發酵時間;在標準的發酵條件下生產出的凍糕品質更穩定,因此實驗所得發酵條件具有一定的實踐意義。

3　結論

凍糕的感官評分與硬度、粘性和膠著性呈負相關,與彈性、咀嚼性和內聚性呈正相關關系,且感官評分與凍糕彈性呈極顯著正相關,與咀嚼性呈顯著負相關;不同因素對凍糕感官品質與質構的影響程度依次為發酵時間>米水比>發酵劑用量>發酵溫度。實驗得到凍糕的最佳發酵條件:糯米∶大米為0.3∶1,米水比為1∶0.8,發酵時間4 h,發酵溫度32 ℃,發酵劑用量1%,在此條件下得到的凍糕感官評分為89.5,凍糕硬度(1916.67±56.87) g,粘性(1.5±0.08) mJ,彈性(17.36±0.68) mm,咀嚼性(81.10±1.31) mJ,內聚性(0.23±0.023),膠著性(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

馬雨熙(1994-),女,大學本科,研究方向:糧油加工,E-mail:18883369317@163.com。

劉雄(1970-),男,博士,教授,研究方向:食品化學與營養,現代食品加工技術,糧食、油脂與植物蛋白,E-mail:liuxiong848@hotmail.com。

國家級大學生創新創業訓練計劃(201510635020)。

TS213.3

A

1002-0306(2016)18-0224-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.034