米粉海绵蛋糕与麦粉海绵蛋糕特性比较

王丽超，孙冰玉，张 光，吕铭守，刘琳琳，石彦国

（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150076）

米粉海绵蛋糕与麦粉海绵蛋糕特性比较

王丽超，孙冰玉，张 光，吕铭守，刘琳琳，*石彦国

（哈尔滨商业大学食品工程学院，黑龙江省普通高等学校食品科学与工程重点实验室，黑龙江哈尔滨 150076）

随着麸质过敏人数的增加，稻米粉以其低过敏源特性被越来越多地应用在无谷蛋白功能性焙烤食品中。分别以粳米粉或低筋小麦粉为主要原料制作蛋糕，在感官可接受的条件下，比较米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕在蛋糕糊性质、蛋糕形态学指标、蛋糕理化指标及蛋糕贮藏稳定性方面的差异。结果表明，米粉海绵蛋糕的蛋糕糊密度、蛋糕糊黏度和乳化稳定性均低于麦粉海绵蛋糕；米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕的水分、蛋白质、总糖含量差异显著；米粉海绵蛋糕体积指数和轮廓指数均低于麦粉海绵蛋糕；在温度25℃，相对湿度60%的条件下贮藏5 d，米粉海绵蛋糕质量损失较大，贮藏过程中淀粉老化现象明显。

米粉；麦粉；海绵蛋糕；差异

0 引言

稻谷是我国第一大粮食作物，播种面积最大、总产最多、单产最高，在粮食生产和消费中处于主导地位。我国稻米虽然产量大，但消费形式单一，工业转化率低。开发以稻米为主的烘焙食品，不仅满足烘焙食品多样化的发展趋势，还将会极大地增加稻米的工业转化率、丰富稻米消费形式、提高稻米附加价值。近年来，随着乳糜泻和麸质过敏患者的增加，无谷蛋白食品的开发引起越来越多的关注[1]。据统计，世界范围内乳糜泻患者占人口比例的1%～2%[2]。稻米粉因其低过敏源特性，被广泛应用在无谷蛋白食品新产品中。米粉和麦粉的主要差异在于米粉中不含有面筋蛋白，这使得在蛋糕、面包和饼干的制作中很难以米粉替代麦粉[3-4]。为了改善米粉焙烤产品在持气能力、质构及产品外观上的不足，通常在米粉产品配方中加入与面筋有相似黏弹性的物质，其中树胶和亲水胶是常用的成分[5]。

试验以米粉为主要原料制作米粉海绵蛋糕，其口感、外观上均能达到感官可接受水平。试验参考海绵蛋糕的制作基础配方[6-8]，客观地表现出米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕在蛋糕糊特性、蛋糕理化指标、蛋糕形态学指标及贮藏稳定性方面的差异，为米粉海绵蛋糕配方的进一步优化提供理论参考。

1 试验材料与方法

1.1 材料与试剂

粳型稻米（方正长粒香）、低筋小麦粉、鲜鸡蛋、白砂糖、泡打粉，均为市售；硫酸铜、硫酸钾、硫酸、盐酸、硼酸、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、氢氧化钠、酒石酸钾钠、葡萄糖等，均为分析纯。

1.2 主要试验仪器

BS224S型分析天平，赛多利斯科学仪器有限公司产品；KDN-F型自动凯氏定氮仪，上海纤检仪器有限公司产品；DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司产品；TA-XT2i型质构仪，北京微讯超技仪器技术公司产品；XYF-K型红菱系列高级食品烤炉，浙江柳市电子仪表厂产品；游标卡尺，哈尔滨量具刃具集团有限责任公司产品；CS-B5A型打蛋器，广州市番禺区昌盛机电设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕的制备

试验采用相同的工艺及辅料制作米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕。

米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕配方见表1。

表1 米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕配方

海绵蛋糕制作工艺流程：

鸡蛋、白砂糖混合→搅打→加入泡打粉、水→搅打→加入米粉、麦粉→混匀→注模→焙烤→冷却→成品。

1.3.2 2种海绵蛋糕糊特性测定

（1）2种海绵蛋糕糊显微观察。参考Esther de la Hera等人[9]方法并略有修改。取1滴蛋糕糊（约2 g），滴在载玻片中心，小心盖上盖玻片，避免混入外界空气。在盖玻片上平放质量为500 g的物体，使蛋糕糊在载玻片内分散均匀，用显微镜放大4倍观察蛋糕糊内气泡状态。

（2）2种海绵蛋糕糊黏度测定。海绵蛋糕糊黏度测定参照Ebeler S E等人[10]的方法并略有修改。将海绵蛋糕糊装入上口径8.7 cm，下口径1.0 cm的漏斗中，测定60 s内流出漏斗的蛋糕糊质量。海绵蛋糕糊黏度用流出的海绵蛋糕糊质量除以60表示，单位g/s。因此，较高的测定值表示海绵蛋糕糊具有较低的黏度。

（3）海绵蛋糕糊密度测定。用蛋糕糊质量除以一定质量海绵蛋糕糊的体积，单位g/cm3[11]。

（4）海绵蛋糕糊乳化稳定性测定。将制备好的蛋糕糊转移到高10 cm，内直径2.5 cm的塑料离心管中，海绵蛋糕糊初始注入高度记为H0，以转速4 000 r/min离心15 min，离心后蛋糕糊高度记为H1，海绵蛋糕糊乳化稳定性H=H1/H0×100%[12]。

1.3.3 海绵蛋糕理化指标测定

海绵蛋糕理化指标测定项目，参照GB/T 20977—2007糕点通则要求；海绵蛋糕中的水分含量测定，参照GB 5009.3—2010；蛋白质含量测定，参照GB/T 5009.5—2010；总糖含量测定，参照GB/T20977—2007附录A。

1.3.4 2种海绵蛋糕体积指数和轮廓指数测定

参照美国谷物化学家协会的方法，将蛋糕在中心的位置垂直切开，在切开的横截面上分别测定3点（B，C，D）的高度，其中C是蛋糕中心点的高度，B和D分别是距离中心点左、右2.5 cm处蛋糕高度，体积指数Volume index=B+C+D，轮廓指数Contour=2C-B-D。

1.3.5 2种海绵蛋糕贮藏过程中质量损失测定

2种海绵蛋糕贮藏过程中质量损失的测定参考文献[13]，蛋糕出炉冷却1 h，放入25℃，相对湿度60%的恒湿恒温箱中贮藏5 d，测定2种海绵蛋糕质量损失。

式中：W1——海绵蛋糕出炉1 h后质量；

W2——贮藏5 d后海绵蛋糕质量。

1.3.6 海绵蛋糕质构特性测定

参照美国谷物化学家协会2000年的标准并略有修改[14]，使用TA-XT2i型质构分析仪，采用TPA 2次压缩模式对海绵蛋糕进行质构分析。测定条件：蛋糕样品切成边长2.5 cm的立方体，探头P35，形变25%，测试前速度2.00 mm/sec，测试速度1.00 mm/sec，测试后速度2.00 mm/sec，2次压缩之间的时间间隔5 s，每个样品做5次平行取平均值。

1.4 数据处理

采用SPSS Statistics 17.0软件对试验数据进行处理，以p＜0.05为显著（*）。

2 结果与分析

2.1 2种海绵蛋糕糊特性分析

2种海绵蛋糕糊特性测定结果见表2，2种海绵蛋糕糊显微状态观察见图1。

由表2和图1可知，米粉海绵蛋糕糊黏度小于麦粉海绵蛋糕，即单位时间内米粉海绵蛋糕糊在漏斗内流出质量更大，黏度值差距显著（p＜0.05）。2种海绵蛋糕糊密度差异显著（p＜0.01），米粉海绵蛋糕糊密度较小，表明在搅打过程中米粉蛋糕糊中混合更多的空气。2种原料海绵蛋糕糊乳化稳定性差异显著（p＜0.01），其中米粉海绵蛋糕糊乳化稳定性较差，如图1（a），米粉海绵蛋糕糊中大的气泡较多，在焙烤过程中大气泡快速合并，使海绵蛋糕糊体积减少。试验结果表明，因为米粉和麦粉的原料差异，使米粉海绵蛋糕糊在搅打过程中能混合更多空气，但海绵蛋糕糊黏度较低，因此蛋糕糊的持气稳定性较差。相似的研究结论认为[15-16]，海绵蛋糕体积取决于蛋糕糊在搅打过程中混入的空气体积以及焙烤过程中蛋糕糊内气体保持情况，高黏度海绵蛋糕糊有利于保持搅打过程中混入的空气以及蛋糕糊中疏松剂产生的气体。因此，米粉海绵蛋糕制作过程中，增加蛋糕糊黏度有利于提高产品品质。

表2 2种海绵蛋糕糊特性测定结果

图1 2种海绵蛋糕糊显微状态观察

2.2 2种海绵蛋糕理化指标分析

2种海绵蛋糕理化指标测定结果见表3。

表3 2种海绵蛋糕理化指标测定结果

其中，水分、蛋白质及总糖含量均符合GB/T 20977—2007糕点通则要求。米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕水分含量、蛋白质含量和总糖含量差异均显著（p＜0.01）。原料中米粉蛋白质含量为5.64%，总淀粉含量为76.47%；小麦粉蛋白质含量为10.10%，总淀粉含量为69.35%。米粉中蛋白质含量较低，导致米粉海绵蛋糕中蛋白质含量较低，因此有研究认为长期食用以米粉为主的无谷蛋白食品会使蛋白质及碳水化合物的摄入量失衡。近年来，越来越多的研究者在米粉焙烤食品配方中加入部分假谷，如藜麦、燕麦或荞麦来平衡无谷蛋白食品中的营养成分，或者添加乳制品及豆制品针对性的提高食品中的蛋白质含量[17-21]。米粉海绵蛋糕中水分含量显著低于麦粉海绵蛋糕，小麦粉中的面筋蛋白有强吸水性，而稻米淀粉吸水性相对较低，因此相同条件下的米粉海绵蛋糕水分含量较低。将稻米粉挤压处理，使稻米粉中损伤淀粉含量增加，可使稻米粉的吸水性增强[22]。研究认为，海绵蛋糕体积随着含水量增加而增大[23]。在实际生产中，将稻米粉挤压处理或者加入保水剂均可使米粉蛋糕体积增大。

2.3 2种海绵蛋糕形态学指标结果分析

2种海绵蛋糕形态学指标测定结果见表4。

表4 2种海绵蛋糕形态学指标测定结果

米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕的体积指数与轮廓指数差异显著（p＜0.01），说明麦粉海绵蛋糕整体膨胀高度高于米粉海绵蛋糕，且中心点起发高度高于米粉海绵蛋糕。Zhou J等人[24]研究认为，蛋糕体积取决于蛋糕糊搅打过程中混入的空气体积以及焙烤过程中气体的保持能力。如表2所示，米粉海绵蛋糕糊在搅打过程中混入大量空气，但蛋糕糊的黏度及乳化稳定性均低于麦粉海绵蛋糕，因此较高的蛋糕糊黏性及乳化稳定性使麦粉蛋糕具有较大的体积。Gülüm Sumnu等人[23]也有相同的研究结论，认为相同条件下，麦粉蛋糕的体积大于稻米粉或玉米粉蛋糕的体积。在焙烤结束后，90%的稻米淀粉颗粒只是轻微的膨胀，这使得米粉蛋糕不能达到最大的体积，另一个原因是稻米粉凝胶形成温度更高，在焙烤结束后稻米粉未能完全凝胶化。还有研究认为，稻米粉本身没有强的张力支撑焙烤过程中蛋糕内部气体的膨胀，因此使米粉蛋糕具有较小的体积指数和轮廓指数。

2.4 2种海绵蛋糕贮藏过程中质量损失及质构变化

2种海绵蛋糕贮藏过程中质量损失及质构变化见表5。

表5 2种海绵蛋糕贮藏过程中质量损失及质构变化

米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕贮藏5 d后质量损失分别为9.08%和5.72%；硬度分别增加386.92%和195.29%；弹性分别降低6.45%和1.10%；咀嚼性分别增加332.48%和176.47%，指标变化差异均显著（p＜0.01）。以上结论表明，麦粉海绵蛋糕在贮藏过程中质量损失较少，即贮藏过程中水分损失较少，麦粉中面筋蛋白的强持水性，可以使麦粉海绵蛋糕在焙烤过程中保留较多的水分，同时在贮藏过程中水分不易散失，使蛋糕保持湿润的口感；米粉海绵蛋糕在贮藏初始阶段硬度较低，口感柔软，随着贮藏时间延长，米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕硬度均有增大，但米粉海绵蛋糕硬度增大明显，说明在海绵蛋糕的贮藏过程中淀粉回生现象在米粉和麦粉制品中同时存在，米粉中淀粉回生对蛋糕质构影响更明显。随着贮藏时间的延长，麦粉海绵蛋糕在贮藏过程中弹性相对稳定，米粉海绵蛋糕贮藏过程中弹性显著降低（p＜0.01）。咀嚼性表示咀嚼一个固体食品达到可吞咽状态时所需做的功[25]，蛋糕的咀嚼性与弹性、硬度相关，随着硬度增大、弹性减小，蛋糕的咀嚼性增大。

3 结论

在米粉海绵蛋糕达到感官可接受水平的条件下，对米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕在蛋糕糊性质、蛋糕理化指标、蛋糕形态学指标及蛋糕贮藏稳定性方面进行比较。试验发现，米粉海绵蛋糕糊在搅打过程中能混合更多的空气，但蛋糕糊黏度较低，因此持气稳定性较差。米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕理化指标上的差异主要来自米粉和麦粉的原料差异，其中蛋白质含量差异显著，但均符合GB/T 20977—2007糕点通则中对海绵蛋糕的要求。在海绵蛋糕形态学指标上，麦粉海绵蛋糕有相对较高的体积指数和轮廓指数，主要受淀粉膨胀程度、淀粉吸水能力、蛋糕糊的黏度及持气稳定性影响。在贮藏过程中，米粉海绵蛋糕和麦粉海绵蛋糕均会产生质量损失，米粉海绵蛋糕质量损失较大。贮藏过程中蛋糕质构特性变化较大，硬度增大，弹性减小，咀嚼性增大，其中米粉海绵蛋糕受淀粉回生影响明显，质构指标变化略大于麦粉海绵蛋糕。综合以上试验结论，米粉海绵蛋糕作为低过敏源新产品具有与麦粉海绵蛋糕相似的感官及物化特性，具有可行性。另外，为进一步提高米粉海绵蛋糕的口感，在米粉海绵蛋糕的生产过程中，可考虑加入树胶类物质、挤压处理稻米粉、加入保水剂等提高蛋糕品质。

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Comparison of Properties of Sponge Cakes Prepared from Rice Flour and Wheat Flour

WANG Lichao，SUN Bingyu，ZHANG Guang，LV Mingshou，LIU Linlin，*SHI Yanguo（Heilongjiang Key Laboratory of Food Science and Engineering，College of Food Engineering，Harbin University of
Commerce，Harbin，Heilongjiang 150076，China）

With the increase of gluten allergy population，rice flour with its low allergy source characteristics are more and more used in gluten functional baked goods.Japonica rice flour and low gluten wheat flour are main raw materials to prepare sponge cakes.The cake batter，morphology，physical-chemical composition and cake storage stability of the two kinds sponge cake are compared.The results show that the rice batter is lower than wheat flour batter in density，emulsion stability and viscosity.Rice and wheat sponge cake has a significant difference in content of moisture，protein and total sugar.The volume and contour index of rice sponge cake is lower than wheat flour sponge cake.Under the condition of 25℃，60%relative humidity storage for five days，sponge cakes prepared from rice flour and wheat flour had a large differences between quality and texture characteristics.

rice flour；wheat flour；sponge cake；difference

TS213.2

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2016.12.004

1671-9646（2016）12a-0014-04

2016-10-10

2014年黑龙江省应用技术研究与开发计划课题“稻米食品加工关键技术研究（GA14B201）”资助。

王丽超（1990— ），女，硕士研究生，研究方向为稻米食品加工。

*通讯作者：石彦国（1960— ），男，教授，博士生导师，研究方向为谷物与大豆化学及加工原理。