鐵皮石斛花蛋糕工藝優(yōu)化及其質(zhì)構(gòu)特性分析

張珍林，韓邦興，黃仁術(shù)，何曉梅，許夢莉

(1.皖西學(xué)院 生物與制藥工程學(xué)院，安徽 六安 237012；2.皖西學(xué)院 植物細(xì)胞工程安徽省工程技術(shù)研究中心，安徽 六安 237012；3.安徽省中藥資源保護(hù)與持續(xù)利用工程實驗室院，安徽 六安 237012)

0 引言

在安徽、浙江、云南等地方廣泛分布一種藥食同源的天然植物鐵皮石斛，鐵皮石斛每年5-6月份會開花，稱其為鐵皮石斛花[1].鐵皮石斛花據(jù)《神農(nóng)本草化經(jīng)》記載，有疏肝解郁、益胃生津之功效，據(jù)《中國藥學(xué)大詞典》記錄，有明目清熱、增強免疫力、抗衰老、抗氧化、降低血糖和治療白內(nèi)障等方面療效[2].據(jù)研究鐵皮石斛花也具有豐富的營養(yǎng)成分如生物堿、多糖、氨基酸以及礦物元素[3～5].

從我國的飲食習(xí)慣來說，蛋糕是以面粉、雞蛋和牛奶為主要原料而做成的一種面食[6～8].一般以甜味居多，目前為迎合更多消費者的需求，大量無糖蛋糕在市面上已有銷售.經(jīng)典的蛋糕都是由烤箱通過烘烤的方式制作出來，在蛋糕坯制作時還會加入甜味劑、起酥油、發(fā)酵劑等食品添加劑來增強蛋糕感官質(zhì)量[9～10].本研究將鮮鐵皮石斛花通過干制，超微粉碎后加入低筋小麥粉中混合，制作成鐵皮石斛花蛋糕，制作工藝參數(shù)通過正交試驗和質(zhì)構(gòu)儀分析得以優(yōu)化.本產(chǎn)品的研制既豐富蛋糕食用品種多樣性，又打破鐵皮石斛干花沖泡的單一食用方式，具有一定的市場前景.

1 材料和方法

1.1 實驗儀器

烤箱(HTD-40)、打蛋器(DDQ—A20D1)、分析天平(MP1002)、電子天平(JH3101)、粉碎機(HC360)、質(zhì)構(gòu)儀(TA—XT plus)、模具等.

1.2 實驗材料

鐵皮石斛干花，自制

雞蛋，白砂糖，低筋小麥粉，純牛奶，食用油等，以上均是市售

1.3 實驗方法

1.3.1 操作步驟

1.3.1.1 鐵皮石斛花粉制備

將鐵皮石斛干花用超微粉碎機粉碎，過80目篩.

1.3.1.2 蛋白霜的制備

(1)蛋清處理：清洗雞蛋然后輕輕叩開，用分蛋器將蛋清和蛋黃分開，蛋清漏到事先備好的干凈無水盆里，使用打蛋器打發(fā)至粗發(fā)泡狀態(tài).

(2)蛋白霜制作：稱取一定量白砂糖磨成粉，過60目篩，再稱取白糖粉4g，先將1/3的白糖粉加入到打至粗發(fā)泡狀態(tài)的蛋清中；調(diào)制打蛋器檔位至中高檔位，繼續(xù)加入1/3的白糖粉，轉(zhuǎn)至高速繼續(xù)打發(fā)至蛋液呈現(xiàn)細(xì)膩紋路的狀態(tài)；最后將剩下1/3的白糖粉加入，在高速檔繼續(xù)打至干性發(fā)泡的狀態(tài).觀察當(dāng)提起打蛋器的時候，呈現(xiàn)雞尾狀，表示蛋白霜制作完成.

1.3.1.3 蛋黃糊的制備

將剩余部分蛋黃加入4g白糖粉，使用攪拌器攪拌均勻.根據(jù)一個雞蛋的量(50g)添加18g過篩的低筋面粉，按照工藝優(yōu)化設(shè)計實驗添加鐵皮石斛花粉、牛奶和食用油.攪拌均勻至蛋黃糊呈細(xì)膩狀態(tài)，用手嘗試無顆粒存在.

1.3.1.4 混合調(diào)配

(1)取1/3蛋白霜加入至攪拌均勻的蛋黃糊中，同時用橡皮刮刀上下翻拌均勻；繼續(xù)取1/3的蛋白霜加入至其中，用橡皮刮刀上下翻拌均勻.

(2)將上述攪拌均勻的蛋黃糊全部倒入剩下的蛋白霜中，完全翻拌均勻至光滑細(xì)膩無顆粒狀態(tài).

(3)將混合均勻的蛋糕面糊倒入模具中，在桌上震蕩，至蛋糕糊表面無明顯可見氣泡，同時趕出隱藏在蛋糕糊里面的氣泡.

1.3.1.5 烘烤

(1)打開烤箱電源，預(yù)先將烤箱預(yù)熱10min，把震蕩好的蛋糕放入烤箱，設(shè)定底火170℃和面火170℃，時間40min.

(2)烤至蛋糕表面呈現(xiàn)微金黃色，蛋糕表層鋪上一層錫箔紙，烘焙完成取出，輕扣烤盤，完全冷卻后脫模(可借助道具脫模).

1.3.2 實驗設(shè)計

1.3.2.1 單因素實驗設(shè)計

根據(jù)蛋糕預(yù)實驗結(jié)果，確定單因素分別從鐵皮石斛花的量、油的量、牛奶的量這三個因素出發(fā)，按照上述工藝操作步驟進(jìn)行制作，并按照感官評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評定.

1.3.2.2 正交實驗設(shè)計

按照單因素設(shè)計進(jìn)行正交實驗.正交因素水平見表1.

表1 正交實驗設(shè)計因素水平

1.3.2.3 感官實驗設(shè)計

根據(jù)GB/T24303-2009對小麥粉蛋糕烘焙品質(zhì)試驗-海綿蛋糕法制作蛋糕的感官要求，結(jié)合鐵皮石斛花蛋糕的自身特點，按照下述表2從五個方面進(jìn)行鐵皮石斛花蛋糕感官評價，邀請10位具有正常味覺功能以及具有感官評價能力的成年人，隨機給予蛋糕樣品進(jìn)行感官評價，要求評價小組人員評定時互不干擾，試吃完一系列樣品后漱口以減少誤差.

表2 鐵皮石斛花蛋糕感官評價標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2.4 質(zhì)構(gòu)儀分析設(shè)計

壓縮實驗：根據(jù)正交實驗表所優(yōu)化的9組實驗進(jìn)行制作加工，按照樣品標(biāo)注順序用質(zhì)構(gòu)儀P/36R探頭進(jìn)行測定，探頭在測定前離樣品越近越好.壓縮實驗參數(shù)設(shè)定如下：壓縮應(yīng)變力40%，觸發(fā)力5g，預(yù)先測試速度1.0mm/s，測試速度1.7mm/s，測試后速度10.0mm/s，數(shù)據(jù)采集點500pps.

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果與分析

2.1.1 添加鐵皮石斛花粉感官評定結(jié)果與分析

在本產(chǎn)品鐵皮石斛花蛋糕中，考慮主要影響因素是鐵皮石斛花用量、牛奶用量、食用油用量，固定牛奶的用量為10mL，食用油的量為10mL；添加鐵皮石斛花的量依次為0.6g，0.8g，1.0g，1.2g，1.4g.

圖1 鐵皮石斛花的量感官評定分?jǐn)?shù)

由圖 1可以看出，當(dāng)鐵皮石斛花的量為1.0g時，蛋糕的感官評價得分高，參照感官評價標(biāo)準(zhǔn)，此塊蛋糕完整無損壞，蓬松度好，整體均勻，粘連性適中，彈性大，回復(fù)性好，咀嚼無鐵皮石斛花的沙粒感，細(xì)軟滑口，氣味淡雅，無其它異味異樣.當(dāng)鐵皮石斛花的量多于1.0g時，蛋糕吃起來會有沙粒感，且顏色偏重，視覺效果不是很好，彈性較差，質(zhì)地較硬，按下去很難恢復(fù)到原來的形狀，切面質(zhì)地較粗糙.當(dāng)鐵皮石斛花的量少于1.0g時，蛋糕顏色呈現(xiàn)淡黃色，顯示不出鐵皮石斛花的顏色，質(zhì)地過于松軟，沒有嚼勁，口感匱乏，且石斛花的量過少，其營養(yǎng)價值會降低，會失去本實驗的意義.因此，從營養(yǎng)價值及其口感等各方面考慮，以及最終的感官評定結(jié)果表明，當(dāng)鐵皮石斛花的量為1.0g時其品質(zhì)最佳.

2.1.2 添加牛奶感官評定結(jié)果與分析

在本產(chǎn)品鐵皮石斛花蛋糕中，考慮主要影響因素是鐵皮石斛花用量、牛奶用量、食用油用量，固定鐵皮石斛花的用量為1.0g，食用油的量為10mL；牛奶的量依次為6.0mL、8.0mL、10.0mL、12.0mL、14.0mL.

圖2 牛奶的量感官評定分?jǐn)?shù)

牛奶對蛋糕的口感影響至關(guān)重要，它是蛋糕香味的重要來源.本產(chǎn)品不采用奶香粉，而是選擇純牛奶，一方面純牛奶更有營養(yǎng)，另一方面牛奶經(jīng)過烘烤過后香氣不會太重，不會太影響牛奶的口感.從圖2可以看出，牛奶的量在10.0mL時口感最好.若牛奶的量過少，則品嘗不出奶香氣.另外做蛋糕中是用牛奶代替水，牛奶使用量少則蛋糕液較稠，不易烘烤，在烘烤過程中易糊.牛奶過多則蛋糕液太稀，烘烤時不易成型，蛋糕太軟.同時奶香味過重，不易被食用者接受.

2.1.3 添加食用油感官評定結(jié)果與分析

在本產(chǎn)品鐵皮石斛花蛋糕中，考慮主要影響因素是鐵皮石斛花用量、牛奶用量、食用油用量，固定鐵皮石斛花的用量為1.0g，牛奶用量為10mL；食用油的量依次為6.0mL、8.0mL、10.0mL、12.0mL、14.0mL.

圖3 食用油的量感官評定分?jǐn)?shù)

由圖3可以看出，當(dāng)油的量為10.0mL時品質(zhì)、質(zhì)量、口感最好.如果油脂過少，蛋糕就會堅硬，不易被消費者接受.相反，油脂過多會使蛋糕過于松軟而在烘烤過程中產(chǎn)生崩塌.由于油脂在攪拌過程中能拌入大量空氣，在面糊的發(fā)起和增大蛋糕體積等方面具有重要作用；而且會使面筋蛋白和淀粉顆粒潤滑柔軟(蛋糕柔軟只有油或類似柔軟保濕膏類產(chǎn)品才能起到作用，水在蛋糕中不能做到)，具有乳化性質(zhì)的特點；從而預(yù)防蛋糕老化掉渣；還會提升蛋糕口感，改善蛋糕風(fēng)味.

2.2 正交實驗結(jié)果

根據(jù)正交試驗設(shè)計組數(shù)，評價員依據(jù)感官評價表得出鐵皮石斛花蛋糕感官評定結(jié)果，具體如表3所示.

表3 鐵皮石斛花蛋糕正交實驗結(jié)果

由表3可以分析出，第6組樣品在感官評價中所得分?jǐn)?shù)最高為87分，確定最優(yōu)的水平為A2B2C2，即鐵皮石斛花的量為1.0g，牛奶的量為10mL，食用油的量為10mL.分析極差得出影響鐵皮石斛花蛋糕品質(zhì)的主要因素順序依次是：牛奶的量>石斛花的量>食用油的量.在確定鐵皮石斛花蛋糕其它原料的基礎(chǔ)上，加上此次優(yōu)化的主要因素量，所做出的產(chǎn)品色、香、味均能達(dá)到感官評價標(biāo)準(zhǔn).

2.3 鐵皮石斛花蛋糕質(zhì)構(gòu)特性測定結(jié)果

表4 九組實驗樣品的質(zhì)構(gòu)測定值

從表4可以看出，在硬度方面，第2組樣品硬度最大，即成分配方是石斛花的量為1.0g，牛奶的量為9mL，食用油的量為10mL；第7組樣品硬度最小，即配方成分為鐵皮石斛花的量為0.9g，牛奶的量為11mL，食用油的量為11mL；第6組樣品硬度適中，即配方成分為鐵皮石斛花的量為1.0g，牛奶的量為10mL，食用油的量為10mL.根據(jù)感官評價可知，蛋糕硬度適中，消費者接受程度較好，所以第6組樣品硬度最佳.

在粘連性方面，第2組樣品，當(dāng)配方成分為鐵皮石斛花的量為1.0g，牛奶的量為9mL，食用油的量為10mL時，鐵皮石斛花的粘連性最大；第1組樣品粘連性最小，即鐵皮石斛花蛋糕配方為鐵皮石斛花的量為0.9g，牛奶的量為9mL，食用油的量為9mL；第6組樣品粘連性適中.根據(jù)感官評價可知，蛋糕粘連性適中，消費者接受程度較好，因此第6組樣品粘連性較好.

在彈性方面，第6組樣品彈性最大；相反，第5組樣品彈性最小，鐵皮石斛花蛋糕的配方是鐵皮石斛花的量為1.1g，牛奶的量為10mL，食用油的量為9mL.根據(jù)感官評價可知，蛋糕富有很好的彈性，消費者接受程度較好，因而第6組樣品彈性最適合.

在回復(fù)性方面，第8組樣品回復(fù)性最大，即鐵皮石斛花蛋糕的配方是鐵皮石斛花的量為1.0g，牛奶的量為11mL，食用油的量為9mL時；第1組樣品回復(fù)性最小，即鐵皮石斛花蛋糕的配方為鐵皮石斛花的量為0.9g，牛奶的量為9mL，食用油的量為9mL；第6組樣品的回復(fù)性僅次于第8組.

根據(jù)感官評價可知，蛋糕回復(fù)性好，消費者接受程度較好，根據(jù)數(shù)據(jù)應(yīng)該是第8組樣品最適合；但結(jié)合上述質(zhì)地分析，在回復(fù)性上第6組和第8組出現(xiàn)差異，經(jīng)過5次測試驗證兩組回復(fù)性差別不大，具體如表5所示，最后確定選取第6組配方作為回復(fù)性最好產(chǎn)品進(jìn)行制作.

表5 回復(fù)性測定值

2.4 最佳工藝產(chǎn)品驗證

在固定鐵皮石斛花蛋糕其它原料基礎(chǔ)上，根據(jù)正交試驗和質(zhì)地分析結(jié)果，依據(jù)最優(yōu)配方，烤制出一組蛋糕，評價員評定后，計算出平均分達(dá)到88.2，此產(chǎn)品完全符合本感官評價標(biāo)準(zhǔn).具體見表6.

表6 最優(yōu)產(chǎn)品驗證

3 結(jié)論

研制出的鐵皮石斛花蛋糕產(chǎn)品，在感官屬性上，具有獨特的風(fēng)味，氣味淡雅、口感潤澤、無甜膩感、內(nèi)部組織細(xì)膩、松軟有彈性，整體感觀品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性優(yōu)良，得到感官評價員認(rèn)可.通過正交試驗得出最佳配方為鐵皮石斛花的量為1.0g，牛奶的量為10mL，食用油的量為10mL，且質(zhì)構(gòu)分析中這一組樣品的硬度適中、粘連性適中、彈性最大、回復(fù)性也很好.結(jié)合主觀分析和客觀分析，確定本產(chǎn)品配方為：雞蛋1個，面粉18g，白糖粉8g，鐵皮石斛花1g，牛奶10mL，食用油10mL.