苦荞黑豆蒸糕加工工艺

及品质分析

引用格式

贺祺涵,母志平,钟灵允,等.苦荞黑豆蒸糕加工工艺及品质分析[J].农产品加工,2025,(02):31-36.

基金项目

四川省科技计划项目（2023ZHCG0085，2023ZHCG0091）；国家现代农业产业技术体系四川创新团队项目（SCCXTD202011）。

摘   要

以苦荞及黑豆为主要原料制备苦荞黑豆蒸糕。以感官评分为评价指标，通过单因素试验及正交试验对苦荞粉添加量、酵母添加量、发酵时间、蒸制时间进行优化，并对所得成品的质构、理化指标、香气成分及体外模拟消化抗氧化活性进行测定。结果表明，苦荞黑豆蒸糕最佳原料配比及工艺条件为苦荞粉添加量30%，酵母添加量2%，发酵时间10 min，蒸制时间25 min。在此条件下制备的苦荞黑豆蒸糕口感松软有弹性，营养风味佳，且具有一定的抗氧化功能。该产品是一款新型健康食品，为蒸糕类产品的加工提供理论依据，也为杂粮产品的多元化提供参考。

关 键 词

苦荞；黑豆；糕点；加工工艺；品质

正   文

苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaertn）又名鞑靼荞麦，被誉为“五谷之王”^[1]。苦荞具有降血脂、降血压、改善肠道微生物及清除自由基等多重功效，对糖尿病、心血管疾病、肥胖症具有较好的预防及治疗作用，被用于各类保健食品开发，具有广阔的发展空间^[2-4]。黑豆（Glycine max（L.）merr.）又名乌豆，具有高蛋白、低热量的优点，在抗炎抗癌、调节血糖及保持机体功能完整等方面不可或缺^[5-9]。蒸糕是中国的传统糕点之一，主要以谷类、豆类及薯类等为原料，通过隔水蒸制而成的一种特色小吃。目前，市面上蒸糕种类较少且工艺相对落后，尚未出现以苦荞及黑豆为主要原料的蒸糕类产品。基于此，以大米、苦荞及黑豆为主要原料，并配以酵母、白砂糖等辅料，对其原辅料配比及制作工艺条件进行筛选优化，同时对其品质及功能活性进行分析，以期开发出一款色香味俱佳、营养丰富且具有一定保健功能的新型健康糕点，将有助于丰富蒸糕类型、扩大市场，为特色蒸糕工业化生产提供重要参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

川荞一号，成都大学杂粮加工重点实验室提供；黑豆，四川省绿植农业有限责任公司提供；五常长粒香米，五常市兴旺米业有限公司提供；食用小苏打，上海枫未实业有限公司提供；高活性干酵母，安琪酵母股份有限公司提供。

芦丁、2,2 -联氮-二（3 -乙基-苯并噻唑- 6 -磺酸）二铵盐[2,2' -Azinobis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic Acid），ABTS]、1,1 -二苯基- 2 -三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、3,5 -二硝基水杨酸、过硫酸钾、总蛋白定量测试盒[二喹啉甲酸（Bicinchoninic Acid，BCA）法]、福林酚试剂、盐酸、氢氧化钠、乙醇、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、丙酮等，均为分析纯。

1.2 仪器与设备

IH50E型电炒锅，浙江苏泊尔股份有限公司产品；SK2-12P型发酵箱，新麦机械（中国）有限公司产品；ESJ210-4B型电子分析天平，龙腾电子有限公司产品；Biotek Synerey HTX型多功能酶标仪，美国伯腾仪器有限公司产品；SHZ-YN型恒温振荡水浴锅，常州市亿能实验仪器厂产品；7890A-5975C型气相色谱质谱联用仪，配有电子轰击离子源（EI）及Agilent chemstation data analysis数据分析系统，美国Agilent公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

①大米→清洗→烘干→磨粉→过筛；

②苦荞→清洗→烘干→磨粉→过筛；

③黑豆→清洗→烘干→磨粉→过筛→炒制→水浴加热（纯水）→冷却；

①+②→拌粉（加入小苏打、白砂糖及酵母）→搅拌（加入③）→发酵→二次发酵→蒸制→冷却脱模→成品。

1.3.2 操作要点

1）原料预处理。挑选颗粒完整且无霉变的大米、黑豆及苦荞籽粒清洗后烘干，磨粉去壳，过60目筛后备用。

2）黑豆粉热处理。将炒制完成的黑豆粉倒入100 ℃蒸馏水中搅拌均匀后于水浴保温，此步骤与上述炒制步骤的目的是用于去除黑豆豆腥味^[10-11]。

3）拌粉。按照具体比例称取处理好的大米粉、苦荞粉，并添加一定质量的小苏打、白砂糖及酵母混合搅拌均匀。

4）搅拌。将拌粉得到的混合物与热处理后的黑豆混合物进行混合搅拌。

5）发酵。用保鲜膜将搅拌成糊的原辅料混合物密封，放入温度30 ℃，湿度71%的发酵箱中发酵。

6）二次发酵。将发酵完成的原辅料混合物搅拌排气后装入蒸制模具中，放入湿热蒸锅中封盖二次发酵10 min。

7）蒸制。二次发酵完成后开火进行蒸糕熟制   操作。

8）冷却脱模。取出蒸制完成的蒸糕及模具，将模具倒扣于冷却架上，待其冷却至室温后脱模即得成品。

1.3.3 苦荞黑豆蒸糕原料配比及制作工艺条件单因素试验

以质量分数记，苦荞黑豆蒸糕基础配方及工艺为大米粉添加量50%，黑豆粉添加量50%，纯水添加量90%，小苏打添加量2%，白砂糖添加量12%，苦荞粉添加量40%，酵母添加量2%，在30 ℃条件下发酵20 min，发酵完成后蒸煮20 min。在其他工艺条件及原料添加量相同的情况下，研究苦荞粉添加量、酵母添加量、发酵时间及蒸煮时间对苦荞黑豆蒸糕感官评分的影响。

1.3.4 苦荞黑豆蒸糕制作工艺正交试验

在单因素试验的基础上，选取四因素中4个水平进行L₁₆（4⁵）正交试验，以感官评分为评价指标确定苦荞黑豆蒸糕最佳制作工艺。

正交试验因素水平见表1。

1.3.5 感官评定

邀请12名专业人员对苦荞黑豆蒸糕进行感官评分，评分标准通过《糕点通则》GB/T 20977—2007及其自身特性进行设计。

感官品质评分标准见表2。

1.3.6 质构分析

采用质地剖面分析测试模式，探头P/36 R型，试验前速度2.0 mm/s，试验速度5.0 mm/s，试验后速度5.0 mm/s，压缩程度30%，时间间隔10 s，压缩次数2次^[12]。

1.3.7 理化指标及功能成分的测定

苦荞黑豆蒸糕中总糖、脂肪和水分等理化指标分别参照3,5 -二硝基水杨酸法^[13]、《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》GB 5009.6—2016、《糕点通则》GB/T 20977—2007及BCA浓度测定法^[14]、《食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定》GB 5009.88—2014。利用AlCl3分光光度法对总黄酮含量进行测定^[15]，利用Folin-Ciocalteu比色法对总酚含量进行测定^[16]。

1.3.8 香气成分分析

采用顶空-固相微萃取和气相色谱法-质谱法联用（Gas Chromatograohy-mass Spectrometry，GC-MS）技术测定样品中的挥发性成分。

1）萃取条件。称取5 g样品置于20 mL萃取瓶中密封，置于60 ℃水浴中，磁力搅拌速度500 r/min，平衡20 min后，插入萃取针萃取30 min。

2）色谱条件。色谱柱为HP-5MS型（60 m×250 μm× 0.25 μm)；进样口温度250 ℃，载气为He，气质接口温度280 ℃，载气流速1.5 mL/min，分流比4∶1。升温程序：初始50 ℃，保持1 min，以5 ℃/min升温到100 ℃保持2 min；4 ℃/min升温到180 ℃保持3 min；5 ℃/min升温到250 ℃保持5 min。

3）质谱条件。离子源温度230 ℃，电子离子源能量70 eV，四极杆温度150 ℃，接口温度280 ℃，全扫描质荷比为35~550。

1.3.9 体外模拟消化研究

1）口腔消化过程。称取样品于研钵中加入去离子水研磨成糊，调节pH值至6.5，加入模拟唾液，放入37 ℃水浴中振荡后急速低温离心，取上清液于-20 ℃下保存备用^[17]。

2）胃消化过程。取口腔消化液用盐酸调节pH值至2，加入模拟胃液，于37 ℃恒温水浴中消化2 h。在反应0，15，30，60，90，120 min时各取20 mL悬浊液急速低温离心，取上清液于-20 ℃条件下保存备用^[18]。

3）肠消化过程。取胃消化液，调节pH值至6.0并加入模拟肠液，再加入NaCl溶液及KCl溶液，37 ℃下消化3 h。于反应0，15，30，60，90，120， 150，180 min时取悬浊液急速低温离心，取上清液于-20 ℃下保存备用^[17]。

4）抗氧化测定。参考王珺儒等人^[19]的方法进行DPPH自由基清除率的测定；ABTS+自由基清除率测定参考王丽虹等人^[20]的方法。

1.4 数据分析

采用Origin 2018 64 Bit作图，采用IBM SPSS Statistics 21软件对试验数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 苦荞黑豆蒸糕工艺配方确定

2.1.1 苦荞粉添加量的确定

苦荞粉添加量对蒸糕感官评分的影响见图1。

由图1可知，苦荞黑豆蒸糕的感官评分呈现先增加后逐渐降低的趋势。当苦荞粉添加量为60%~ 70%时，蒸糕中面筋含量整体偏低，成品成型难、口感粗糙，感官评分较差；当苦荞粉添加量为30%时，感官评分达到最大值为79.67分，此时黑豆荞麦蒸糕软硬适中，含有较好的苦荞及黑豆的香气，适口性较好。因此，选择苦荞添加量为20%，30%，40%，50%进行后续正交试验设计。

2.1.2 酵母添加量的确定

发酵是苦荞黑豆蒸糕制备过程中的一个重要环节，酵母添加量则是发酵过程中主要的影响因素之一。

酵母添加量对蒸糕感官评分的影响见图2。

由图2可知，当未添加酵母时，苦荞黑豆蒸糕发酵不完全，口感粗糙，硬度较大，外观塌陷且黏牙；当酵母添加量为10%时，发酵产生的气泡较多较大，蒸糕酒精味较重，其筋结构拉伸过度，口感协调性差且外观不光滑。因此，选择酵母添加量为2%，4%，6%，8%进行后续正交试验设计。

2.1.3 发酵时间的确定

发酵时间对蒸糕感官评分的影响见图3。

由图3可知，未经过发酵制得的蒸糕质地偏硬，组织紧密且气孔较少，感官评分低；当发酵时间为50 min时，发酵时间过长造成蒸糕绵软，酸味及酒精味较重，口感变差，感官评分最低为57.16分。因此，在发酵温度为30 ℃时选择发酵时间10，20， 30，40 min进行正交试验设计。

2.1.4 蒸制时间的确定

蒸制时间对蒸糕感官评分的影响见图4。

由图4可知，随着蒸制时间的延长，蒸糕的感官评分呈现先增加后降低的趋势，这可能和淀粉凝胶形成及破裂造成蒸糕外观、口感变化有关。当蒸制时间为10 min时，苦荞黑豆蒸糕熟化程度低，体积膨胀程度较小，制备出的蒸糕黏牙、组织紧密且适口性差；当蒸制时间为35 min时，蒸糕熟化程度过高，造成其色泽偏深，底部水汽堆积变软，表面坍塌。因此，选择15，20，25，30 min的蒸制时间进行正交试验设计。

2.1.5 正交优化结果分析

在单因素试验结果的基础上，进行四因素四水平的正交试验。

苦荞黑豆蒸糕正交试验结果见表3。

由表3可知，4个因素中对感官评分影响的主次顺序为B>D>A>C。表3中感官评价结果最优为组合9，感官评分为81.36分，而通过比较各因素试验指标平均值大小，可知3个因素的最优水平组合为组合9。因此，对A₂B₁C₁D₃，A₁B₁C₁D₁进行重复试验，结果得出A₂B₁C₁D₃感官评分为85.67分，最终确定苦荞黑豆蒸糕最佳工艺条件为A₂B₁C₁D₃，即苦荞粉添加量30%，酵母添加量2%，发酵时间10 min，蒸制时间25 min。

苦荞黑豆蒸糕正交优化试验方差分析见表4。

由表4可知，4个因素中酵母添加量及蒸制时间对综合感官评分影响显著（p<0.05）。方差分析结果和正交试验极差R值一致。

2.2 苦荞黑豆蒸糕品质分析

2.2.1 质构分析

苦荞黑豆蒸糕硬度为441.16 g，咀嚼性为415.39 g，胶着性为418.75 g，弹性为0.99，凝聚力为0.95，回复力为0.59。苦荞黑豆蒸糕硬度及凝聚力较小，产品内部组织松软、软绵适口，此质构特性可能是由原料淀粉特性及制作工艺所共同造成的。

2.2.2 理化指标及功能成分分析

苦荞黑豆蒸糕水分含量为43.45%，总糖含量为27.68 g/100 g，脂肪含量为5.80 g/100 g，蛋白质含量为7.34 g/100 g。在原料预处理阶段黑豆及苦荞膳食纤维较好保留，从而制备的苦荞黑豆蒸糕总膳食纤维高达26.25 g/100 g。而功能性成分在制备过程中损失较小，苦荞黑豆蒸糕总黄酮含量为0.15 mg/g，总酚含量为2.65 mg/g，具有一定的保健价值。

2.3 香气成分分析

苦荞黑豆蒸糕中主要挥发性风味物质见表5。

由表5可知，苦荞黑豆蒸糕主要含有36种挥发性风味物质，其中醇类物质含量较高为29.04%，酯类化合物19.43%，烯烃类化合物0.88%，羧酸类化合物10.37%及其他类化合物40.28%，这些醇类、酯类及烯烃类、羧酸类化合物共同组成苦荞黑豆蒸糕醇香、果香及特殊的蒸煮香气，在一定程度上提升其感官品质。

2.4 体外模拟消化过程中抗氧化活性变化

苦荞黑豆蒸糕在体外模拟消化过程中抗氧化活性的变化见图5。

由图5可知，在模拟胃消化阶段，样品清除ABTS+自由基能力与清除DPPH自由基能力均呈现逐渐上升的趋势，在胃消化120 min时达到最高值。在模拟肠消化阶段，样品对ABTS+自由基清除率呈现上升趋势，由60.01%逐步上升至68.69%；而对DPPH自由基清除能力呈现先上升后下降的趋势，于肠消化30 min达到最高值77.84%。

苦荞黑豆蒸糕在肠消化阶段对ABTS+自由基的清除率明显高于口腔及胃消化阶段，这可能是由于对ABTS+自由基清除能力较强的活性物质在肠消化阶段更稳定且释放更完全；而在整个消化阶段，苦荞黑豆蒸糕对DPPH自由基的清除率稳定在50%~ 80%，这种较为稳定的清除能力可能是因为不同消化阶段中pH值及酶种类对苦荞黑豆蒸糕中清除DPPH自由基活性物质的释放无显著影响。

在模拟体外消化过程苦荞黑豆蒸糕对ABTS+及DPPH自由基清除能力的变化结果显示，该蒸糕在体外消化过程中具有一定的抗氧化活性，而抗氧化活性的波动变化可能与蒸糕中的各类抗氧化活性物质的波动变化有关。

3 结论

通过单因素试验和正交试验确定了苦荞黑豆蒸糕的最佳原料配比及制作工艺，即苦荞粉添加量30%，酵母添加量2%，发酵时间10 min，蒸制时间25 min。苦荞黑豆蒸糕口感细腻，内部气泡均匀，组织松软有弹性，感官评分达85.67分。苦荞黑豆蒸糕营养丰富，脂肪5.80 g/100 g，蛋白质7.34 g/100 g，总膳食纤维26.25 g/100 g，总黄酮0.15 mg/g，总酚2.65 mg/g。苦荞黑豆蒸糕主要含有36种挥发性风味物，这些化合物共同构成苦荞黑豆蒸糕的香气，使得其感官品质有进一步的提升。通过体外模拟消化系统对苦荞黑豆蒸糕抗氧化活性的动态变化进行研究，确定蒸糕在体外模拟消化过程中具有一定的抗氧化活性。苦荞黑豆蒸糕的研究不仅提升了苦荞及黑豆的利用，也为其他蒸糕类制品的开发提供一定的参考。

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