兩種糜子及魔芋膠對糜子蛋糕感官性質的影響

吳書琪，段建華，索化夷，宋佳佳，張玉，王洪偉*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.食品科學與工程國家級實驗教學示范中心（西南大學），重慶 400715）

糜子（Panicum miliaceum L.）是一種起源于我國黃河流域的一年生禾本科黍屬草本植物[1]，又稱黍、稷、穄，脫殼后稱為黃米或糜米。糜子耐干旱且生長期短，可種植于干旱半干旱地區[2]，是我國主要的制米作物之一。

糜子根據直鏈淀粉的含量可分為糯性糜子和粳性糜子。糯性糜子的直鏈淀粉含量少，甚至存在不含直鏈淀粉的基因型[3]。有研究表明[4]，直鏈淀粉含量越高、支鏈淀粉含量越低，米飯的黏性越低，彈性越高，口感越硬。在我國，也會根據糜子的不同性質來制作不同的食物，如糯性糜子直鏈淀粉含量少，常被用于制作年糕、豆包、油炸糕、涼糕、粽子等以軟糯口感為主的食物。粳性糜子的直鏈淀粉含量高，常被用來制作黃米飯、饅頭、煎餅等較堅硬的食物[5-6]。

糜子的蛋白質含量與小麥類似[7]，但面筋蛋白含量很低。有研究表明[8]，降低面筋蛋白會使烘焙食品的硬度和咀嚼性上升，彈性下降，也就是減少面筋蛋白會對烘焙食品的質構特性產生不良影響。親水性膠體的使用可有效降低面筋蛋白不足對烘焙食品的質構特性產生的不良影響[9]。魔芋膠具有良好的持水性和膠黏性，在蛋糕配料中加入魔芋膠，可以增加蛋糕的彈性、韌性。魔芋膠的持水性還能夠提高蛋糕配料的攪打質量，使得制成的蛋糕氣孔分布均勻，口感松軟細膩[10]。

目前，糜子的研究大多集中于糜子淀粉[11-12]和蛋白質[7]的理化性質上，也有學者對由不同比例糯性、粳性糜子粉為原料制作的糜子產品的形態學和理化性質進行了研究[5]，但其對感官性質的影響還未見報道。感官性質往往同時受配方、工藝等多種因素的影響。Cho等[13]對seolgitteok的感官定量描述分析結果進行了雙因素方差分析和主成分分析，研究了糙米粉和糖的添加量對seolgitteok的風味和質地的影響。Chun等[14]對豬肉餅的感官定量描述分析結果進行了主成分分析，研究了香菇粉、三聚磷酸鈉以及冷藏條件對豬肉派的風味和質地的影響。

本文將糯性、粳性兩種糜子以及魔芋膠進行復配，開發出一種新型的糜子蛋糕，經過培訓的感官評價小組對糜子蛋糕進行定量描述分析，通過雙因素方差分析和主成分分析，研究糯性、粳性糜子比例及魔芋膠添加量對糜子蛋糕感官性質的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

雞蛋、食用油、純牛奶、白砂糖、魔芋膠（食品級）：市售；糯性、粳性糜子粉：山西忻州。

1.1.2 儀器與設備

CS-135A型攪拌機：廣州市宏陽制造有限公司；CRTF52W型電熱烤爐：廣東偉仕達電器科技有限公司；MP5002型電子天平（0.01 g）：上海恒平科學儀器有限公司；FA2004A型電子分析天平（0.000 1 g）：上海精天電子儀器有限公司。

1.2 樣品制備

樣品制作的工藝流程參考文獻[15-16]。操作要點如下。

1）先將總量為170g的糜子粉與50g食用油、210g牛奶、170 g蛋黃混合，攪拌至無干料，根據不同需要加入魔芋膠0～6 g，制成蛋黃糊。

2）使用電動攪拌器打發280 g蛋清并在攪拌過程中分3次加入130 g糖。第1次加入45 g糖，使用攪拌器中速攪拌3 min～4 min，再加入45 g糖，使用高速模式攪拌3 min～4 min，最后加入剩余的40 g糖，再次使用中速模式攪拌2 min～3min，打發的蛋白霜應在提起攪拌器時頂端出現較為干硬的小三角，即干性發泡狀態。

3）將蛋白霜與先前制作的蛋黃糊進行混合，制成蛋糕糊，并將蛋糕糊注入模具中，澆模量為模具體積的三分之二。

4）烤制前將烤箱以上火155℃，下火145℃預熱30 min，預熱完成后以同樣的溫度對蛋糕進行烤制，時間為45 min。

制作蛋黃糊時使用的糯性、粳性糜子粉（總量為170 g）質量比和魔芋膠用量見表1。

表1 樣品編號及原料添加量Table 1 Sample codes and addition levels of ingredients

1.3 樣品的準備和呈送

蛋糕被分割成體積為1.5 cm3的正方體蛋糕塊，置于60 mL帶蓋一次性塑料杯中，每杯中盛裝4塊。所有的樣品都使用三位隨機數字進行編號，并分別呈送給小組成員。

1.4 感官評價小組的建立

糜子蛋糕感官評價小組由西南大學食品科學學院7名感官評價員組成。每名評價員均完成了120 h的感官培訓。培訓內容包括感官分析基礎知識、感官性質的識別及標度的使用。該評價小組曾參與蒸蛋糕[17]、怪味胡豆[18]和酸奶[19]的感官評價。

1.5 感官描述詞的形成

感官評價小組經過4次時長為2 h的試驗，試驗時每位評價員首先對所有樣品進行獨立評價，盡可能全面、廣泛地形成描述樣品香氣、風味、質地等感官性質的描述詞，參考以往研究所使用的描述詞[17，20-25]進行小組內部討論，小組內部達成一致后，經刪減、整合形成對糜子蛋糕的感官描述詞。

參考文獻 [17，20-25]并按照GB/T 29604—2013《感官分析建立感官特性參比樣的一般導則》的方法為已經確定的感官描述詞選擇合適的參比樣，使用最小間隔為0.5的0～15點標度確定其強度。最終建立包括香氣、風味、質地描述詞以及對應的參比樣在內的感官描述詞表。

1.6 定量描述分析

將已經建立的感官描述詞和參比樣同時呈送給感官評價員，樣品以隨機順序呈送。每位評價員首先需要根據參比樣和感官描述詞對單個樣品進行獨立評價，評價時使用最小間隔為0.5的0～15點標度，0表示不能感知到該性質，15表示該性質能夠被非常強烈地感知到。每個樣本之間有5 min的休息時間，同時提供給其純凈水和梳打餅干清潔口腔。

所有樣品評價完成后，進行小組內部討論，直至形成對樣品每個感官性質的一致性評分。評價重復3次。

1.7 數據處理與分析

試驗計量數據采用平均值±標準差表示。采用SPSS 26進行雙因素方差分析，差異顯著水平為0.05。采用XLSTAT 2016進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 感官描述詞的建立

經過多次討論，感官評價小組最終形成包括10個香氣（aroma，ar）描述詞、9 個風味（flavor，f）描述詞、10 個質地（texture，t）描述詞在內的感官描述詞，具體見表2。

表2 糜子蛋糕的感官描述詞Table 2 A lexicon to describe the sensory attributes of proso millet cake

續表2 糜子蛋糕的感官描述詞Continue table 2 A lexicon to describe the sensory attributes of proso millet cake

由表2可知，除了熟芝麻香（ar）外，其余描述詞均與蒸蛋糕[17]、一種以糜子為原料的混合谷物制品[20]、面包[21]、冰淇淋[25]、酸奶[23]的研究一致。Chen 等[22]在描述腐乳時使用了描述詞“芝麻油”，將其描述為“一種芝麻油特有的具有堅果香、黃油香和木香的混合香氣”。Cherdchu等[24]使用了“芝麻”描述醬油的感官性質，定義為“一種芝麻特有的具有木香、堅果香、黃油香和灰塵味的混合香氣”。糜子蛋糕感官評價小組經討論認為，糜子蛋糕的芝麻風味類似芝麻焙烤后，經美拉德反應所產生的一種特殊香氣，因此命名為“熟芝麻香”。Sanderson 等[20]使用了“內聚性”“干燥”“堅果味”“粘牙性”“咸味”“黃油味/香”“甜味”“苦味”“咸（余味）”等詞描述了一種以糜子為原料的混合谷物制品的感官性質。其中，“堅果味”和“甜味”得到了保留，但對其定義進行了一定程度的修改。“內聚性”與“硬度”的定義相似，經討論決定，選擇使用“含水量”和“硬度”。對比“奶油味/香”和“黃油味/香”，評價小組認為，前者更適合于糜子蛋糕，故保留了描述詞“奶油味/香”。由于未在糜子蛋糕中感知到“干燥”“咸味”“苦味”“咸（余味）”，故沒有采用這些描述詞。

2.2 雙因素方差分析

通過雙因素方差分析發現，粳性、糯性糜子粉質量比和魔芋膠添加量能顯著影響糜子蛋糕的香氣和風味特征（見表3）、質地特征（見表4）。

表3 糜子蛋糕的香氣和風味特征雙因素方差分析Table 3 Two-way analysis of variance of aroma and flavour characteristics of proso millet cake

表4 糜子蛋糕的質地特征雙因素方差分析Table 4 Two-way analysis of variance of texture characteristics of proso millet cake

由表3和表4可知，改變粳性、糯性糜子粉比例對樣品的甜香（ar）、烘焙香（ar）、熟芝麻香（ar）、焦糖香（ar）、焦糖味（f）、含水量（t）、粗糙度（t）、彈性（t）、硬度（t）、吸水性（t）、黏附性（t）、成團性（t）有顯著影響（P＜0.05）。而且，隨糯性糜子粉比例的增加，甜香（ar）、彈性（t）、硬度（t）、黏附性（t）、成團性（t）的評分顯著下降，尤其當粳性、糯性糜子粉質量比分別為100∶0和 0∶100 時，差異顯著（P＜0.05）。這與盧毅等[4]研究中所表明的大米中的直鏈淀粉含量越低，米飯的硬度和彈性就越小的結果相符合。

魔芋膠的添加量對烘焙香（ar）、密度（t）有顯著影響（P＜0.05）。隨魔芋膠添加量的增加，烘焙香（ar）的評分增加，當魔芋膠添加量為0 g和6 g時，烘焙香（ar）的差異顯著（P＜0.05）。粳性、糯性糜子粉質量比對密度（t）的評分影響不顯著，僅魔芋膠添加量的改變會顯著影響密度（t）。這與魔芋膠本身溶于水后能夠得到黏稠的液體以及能夠改善淀粉糊的質構不良的特性相吻合。

此外，粳性、糯糜子粉的質量比和魔芋膠的添加量對烘焙香（ar）、熟芝麻香（ar）、焦糖味（f）、粗糙度（t）有顯著的交互作用（P＜0.05）。可以看出，兩種因素的改變及交互作用都對烘焙香（ar）有顯著影響。其中，由偏η2可知，粳性、糯性糜子粉質量比對烘焙香（ar）的影響最大，粳性、糯性糜子粉質量比和魔芋膠添加量的交互作用影響次之，魔芋膠添加量影響最小。粳性、糯性糜子粉質量比和粳性、糯性糜子粉質量比和魔芋膠添加量的交互作用都會對熟芝麻香（ar）、焦糖味（f）產生影響，但前者的影響程度要大于后者。

2.3 主成分分析

主成分的特征值見表5，主成分分析（principal component analysis，PCA）樣品感官性質載荷圖見圖1。

表5 主成分的特征值Table 5 Eigenvalues of principle components

圖1 PCA分析樣品感官性質載荷圖Fig.1 The PCA map of proso millet cake

如表5所示，主成分分析中得到的前兩個主成分的累計貢獻率為57.14%。前6個主成分可以解釋總體變異的83.78%。基本上能夠解釋樣品感官性質的絕大部分信息。

如圖1可知，樣品大多分布于第一、二象限，位于第三、四象限的樣品較少。主成分1主要與蛋糕整體印象（ar）、甜香（ar）、油香（ar）、熟芝麻香（ar）、焦糖香（ar）、蛋糕整體印象味（f）、奶油味（f）、奶味（f）、油味（f）、粗糙度（t）、彈性（t）、硬度（t）、吸水性（t）、成團性（t）呈正相關；主成分 2主要與奶油香（ar）、顆粒度（t）呈正相關，與甜味（f）呈負相關。c3、c6、e6均位于第二象限靠近原點的位置，b3、c0均位于第一象限且靠近原點的位置。其中，b0有較好的吸水性（t）、成團性（t）、黏附性（t）等性質，a6 在包括蛋糕整體印象（ar）、烘焙香（ar）、熟芝麻香（ar）在內的多項香氣性質中表現較好。

除均勻度（t）和含水量（t）外，所有性質在主成分1上均表現為正載荷。主成分1能夠根據粳性糜子粉含量的高低將樣品區分開來，粳性糜子粉含量較高的樣品位于原點右側，含量較低的樣品位于原點的左側。由于主成分 1主要由蛋糕整體印象（ar）、甜香（ar）、油香（ar）、熟芝麻香（ar）、焦糖香（ar）、蛋糕整體印象味（f）、奶油味（f）、奶味（f）、油味（f）、粗糙度（t）、彈性（t）、硬度（t）、吸水性（t）、成團性（t）決定，可以認為，粳、糯性糜子粉質量比的不同的樣品，可以在上述性質上較容易地被區分出來，結合表3、表4的結果來看，尤其是粳性和糯性糜子粉質量比為0∶100和100∶0的樣品，在甜香（ar）、彈性（t）、硬度（t）、成團性（t）上的差異尤為顯著。

另外，僅改變粳性、糯性糜子粉比例或魔芋膠的樣品至少分布在兩個象限中，說明二者間存在著一定的交互作用，這與雙因素方差分析的結果一致。

3 結論

本試驗研制了一種以不同比例糯性、粳性糜子粉和魔芋膠為主要原料的蛋糕，構建了一個包含10個香氣描述詞、9個風味描述詞、10個質地描述詞在內的糜子蛋糕感官描述詞。

隨著粳性、糯性糜子粉比例的改變，樣品的甜香（ar）、烘焙香（ar）、熟芝麻香（ar）、焦糖香（ar）、焦糖味（f）、含水量（t）、粗糙度（t）、彈性（t）、硬度（t）、吸水性（t）、黏附性（t）、成團性（t）都會受到顯著影響。尤其隨著糯性糜子粉質量比的增加，甜香（ar）、彈性（t）、硬度（t）、黏附性（t）、成團性（t）的評分顯著下降。魔芋膠添加量會對密度（t）造成影響，但未見明顯的規律性。

通過研究原料的變化對糜子蛋糕感官性質的影響，能夠為糜子制品的開發提供參考，也能為消費接受度的研究提供參考。