電飯煲低糖青稞海綿蛋糕的研制*

蔣曹奇，尤香玲，2，蔣 希，徐向波*

（1.四川旅游學(xué)院，成都 610100；2.成都大學(xué)，成都 610106）

青稞又被稱為裸大麥、元麥，是藏族人民常吃的糧食。作為大麥的一種特殊類型，青稞的營養(yǎng)成分比水稻、小麥、玉米都高[1]，它含有的β-葡聚糖，可以預(yù)防心血管疾病和結(jié)腸癌， 它通過控制血糖預(yù)防糖尿病，具有提高身體免疫、進(jìn)而調(diào)節(jié)生理節(jié)律的作用[2]。此外青稞含有酚類、 黃酮類及活性多肽等多種活性成分，可起到抗氧化、降血糖、增強(qiáng)機(jī)體抵抗力的功效[3]。 隨著對青稞營養(yǎng)價值認(rèn)識的提高, 人們將青稞添加到各類食品中，不僅可以豐富食品的營養(yǎng)，還可以充分提高青稞的利用率。

木糖醇是一種甜味劑， 為白色結(jié)晶或白色晶體粉末，幾乎無臭，具有清涼甜味，耐熱，極溶于水,微溶于乙醇[4]。 木糖醇是一種天然存在的功能性糖醇，許多研究已經(jīng)證實了木糖醇具有很多保健功能，例如可以作為糖尿病患者食用的營養(yǎng)性的食糖代替品； 木糖醇還具有防治齲齒的作用并且可以改善肝功能[5-7]。 木糖醇由于其良好的保健功能，已經(jīng)成為當(dāng)今食品市場的消費(fèi)熱點(diǎn)和開發(fā)重點(diǎn)， 越來越受消費(fèi)者的歡迎。

隨著社會生活的日益進(jìn)步， 如今無論城市還是農(nóng)村幾乎每家每戶都有電飯煲。相較于烤箱，電飯煲的普及度顯然更高，本研究利用青稞、木糖醇為原料開發(fā)低糖電飯煲蛋糕， 運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行感官評價，結(jié)合比容和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行品質(zhì)分析，通過響應(yīng)面法優(yōu)化電飯煲低糖青稞蛋糕的最佳配方， 為青稞低糖家庭烘烤食品的開發(fā)提供創(chuàng)新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

木糖醇，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；低筋面粉，安琪酵母股份有限公司；蛋糕油，上海早苗食品有限公司；玉米油，山東三星集團(tuán)有限公司；青稞面粉，北京金禾綠源農(nóng)業(yè)科技有限公司；雞蛋，市售。

Scout SE 型電子天平（0.01 g），奧豪斯儀器有限公司；SM-5L 型打蛋機(jī)， 新麥機(jī)械有限公司；TMSPRO 型高精度專業(yè)食品物性分析質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；MB-WFS3018Q 型電飯煲，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 基本配方

電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕基礎(chǔ)配方： 以青稞粉和低筋面粉組成的混合粉總質(zhì)量為計量基準(zhǔn)，其它成份按比例添加。 青稞粉+低筋粉100%、木糖醇65%、雞蛋150%、蛋糕油6%。

1.2.2 工藝流程

工藝流程如圖1。

圖1 工藝流程圖

1.2.3 操作要點(diǎn)

按配方比例將原料稱好備用，將雞蛋液、木糖醇和蛋糕油倒入攪拌機(jī)中低速攪拌30 s 拌勻，再高速攪拌9.5 min、攪拌至泡沫狀，最后加入混合均勻的低筋面粉和青稞粉，用長柄刮刀拌勻即可。將電飯煲底部刷上一層玉米油防止糊鍋， 將攪拌好的面糊倒入電飯煲內(nèi)膽中震出氣泡。再用保鮮膜封住內(nèi)膽，并在保鮮膜上扎一些小孔。 按下蛋糕鍵，蒸煮大約44 min。將蒸煮好蛋糕冷卻至室溫，隨后進(jìn)行品質(zhì)測定。

1.3 單因素實驗

保持配方中的原料、輔料與基本配方一致，分別設(shè)定混合粉中青稞粉的用量在10%、20%、30%、40%及50%，低筋面粉用量分別為90%、80%、70%、60%及50%，木糖醇的用量分別為55%、60%、65%、70%及75%， 雞蛋液的用量分別為110%、130%、150%、170%及190%， 蛋糕油的用量分別為2%、4%、6%、8%及10%進(jìn)行單因素試驗， 根據(jù)感官評價分析四種原料添加量變化（青稞粉與低筋粉同時變動）對蛋糕品質(zhì)影響，確定每種原料最佳添加范圍。

1.4 確定響應(yīng)面實驗因素

由表1 可知， 四種單因素中只有蛋糕油添加量對電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官得分沒有顯著相關(guān)性，青稞粉添加量與感官得分顯著負(fù)相關(guān)，木糖醇添加量和雞蛋添加量都與感官得分顯著正相關(guān)。 因此，結(jié)合顯著性分析最終選取青稞粉添加量、木糖醇添加量、 雞蛋添加量3 個單因素作為響應(yīng)面實驗的3 個因素。

表1 不同因素對感官評分的顯著性分析

1.5 響應(yīng)面實驗

通過對單因素試驗及顯著性結(jié)果分析， 選取青稞粉添加量A、木糖醇添加量B、雞蛋添加量C 3 個影響較大的因素按照Box-Behnken 法設(shè)計響應(yīng)面實驗， 以電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的綜合評分作為響應(yīng)值, 用統(tǒng)計軟Design-Expert 8.0 設(shè)計出三因素三水平17 個試驗點(diǎn)的響應(yīng)面分析實驗，以此確定最佳工藝配方。 實驗因素水平與編碼如表2。

1.6 產(chǎn)品感觀及綜合評分

選取10 位具有食品專業(yè)知識的人員組成品評小組，在符合感官評定條件下，根據(jù)電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分，滿分為70分， 取10 位品評員的平均分值為產(chǎn)品感官最終評分，另外30 分為試驗產(chǎn)品比容評分，二者評分之和為產(chǎn)品綜合評分，以綜合評分來確定產(chǎn)品最佳配方。參考GB/T24303—2009《糧油檢驗 小麥粉蛋糕烘焙品質(zhì)海綿蛋糕法》制定感觀評分標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表2 響應(yīng)面實驗因素水平與編碼表

表3 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官評價表

1.7 比容測定

蛋糕比容的測定采用菜籽替代法。 取兩個容量為500 mL 的燒杯，分別為燒杯A、燒杯B，用菜籽將燒杯A 灌滿，搖實并用直尺刮平；取待測蛋糕樣品,稱取質(zhì)量為M，然后放入燒杯B 內(nèi)，用燒杯A 的菜籽將燒杯B 填滿、搖實并用直尺刮平,用量筒量得燒杯A 剩余菜籽的體積V 即為蛋糕體積[9]。 蛋糕比容計算見公式：

式中：P 為蛋糕比容，mL/g；V 為蛋糕體積，mL；M 為蛋糕質(zhì)量，g。

1.8 TPA 測定

驗證實驗得到的產(chǎn)品用TMS-PRO 型食品物性分析儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。 測定條件：P37 探頭在60 mm/min 的測試速度下進(jìn)行測試，壓縮程度為40%，2 次壓縮之間停頓1 s。 進(jìn)行三次平行實驗，選取彈性、硬度以及咀嚼性的測定結(jié)果對產(chǎn)品進(jìn)行分析。

參考GB/T 24303—2009 《糧油檢驗 小麥粉蛋糕烘焙品質(zhì)實驗海綿蛋糕法》制定感觀評分標(biāo)準(zhǔn)。

1.9 數(shù)據(jù)處理

本實驗用Origin2021 作圖，采用Excel 2016 和Design-ExpertV8.0.6 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗

2.1.1 青稞粉添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖2 可知，隨著青稞粉添加量的增加，蛋糕感官評分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢。當(dāng)青稞粉添加量小于20%時，蛋糕色澤較淺，青稞風(fēng)味不明顯，營養(yǎng)強(qiáng)化不突出；當(dāng)青稞粉添加量大于20%時，蛋糕顏色逐漸加深，氣孔增大且質(zhì)地松散，口感粗糙；當(dāng)青稞粉添加量在20%時，蛋糕的青稞風(fēng)味明顯，口感較為細(xì)膩，外觀完整，厚薄均勻，品質(zhì)最佳。

圖2 青稞粉添加量對產(chǎn)品感官評分的影響

2.1.2 木糖醇添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著木糖醇添加量的增加，蛋糕感官評分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢。當(dāng)木糖醇添加量小于70%時，蛋糕甜味不明顯，蓬松度低，且口感稍微發(fā)干；木糖醇添加量大于70%時，蛋糕味道過甜，導(dǎo)致青稞風(fēng)味被掩蓋。 當(dāng)木糖醇的添加量為70%時，感官評分最高，蛋糕色澤均勻，組織柔軟細(xì)膩，香甜可口， 將木糖醇加入蛋糕中不僅能起到良好的調(diào)味作用，而且它所具有的吸濕性還能提升蛋糕口感。

圖3 木糖醇添加量對產(chǎn)品感官評分的影響

2.1.3 雞蛋添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖4 可知，隨雞蛋液添加量的增加，蛋糕的感官評分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢。雞蛋液用量小于150%時，產(chǎn)品柔軟性欠佳，彈性極差，口感偏硬；當(dāng)雞蛋液添加量大于150%時， 烘烤過程中蛋糕體積較大，冷卻后蛋糕出現(xiàn)塌頂?shù)那闆r，回彈性差，且有明顯蛋腥味。 當(dāng)雞蛋液添加量在150%時，蛋糕感官評分最高，此時產(chǎn)品外形飽滿，不回塌，口感松軟，無明顯蛋腥味，品質(zhì)最佳。

圖4 雞蛋添加量對產(chǎn)品感官評分的影響

2.1.4 蛋糕油添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖5 可知，隨蛋糕油添加量的增加，蛋糕的感官評分呈現(xiàn)微弱的先緩慢上升、再下降的趨勢。當(dāng)?shù)案庥吞砑恿啃∮?%時， 產(chǎn)品感官評分基本相差不大， 呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。 當(dāng)?shù)案庥吞砑恿看笥?%時，蛋糕內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)黏度大且粘牙糊口，質(zhì)地過于疏松不易成型，冷卻后蛋糕頂部容易塌陷下來。當(dāng)?shù)案庥吞砑恿繛?%時，蛋糕的感官品質(zhì)最好，呈淺綠色，有青稞蛋糕特有的風(fēng)味，柔軟蓬松，口感細(xì)膩，品質(zhì)最佳。

2.2 響應(yīng)面分析

2.2.1 回歸模型的建立與分析

圖5 蛋糕油添加量對產(chǎn)品感官評分的影響

參照表2 實驗因素及設(shè)計水平進(jìn)行響應(yīng)面實驗結(jié)果見表4，利用Design-Expert 軟件進(jìn)行二次多項回歸擬合， 得到綜合評分Y 與青稞粉添加量A、木糖醇添加量B 、 雞蛋添加量C 的多元回歸方程為:Y =82.00+0.29A+0.14B+3.45C-0.88AB + 0.90AC +0.75BC-5.26A2-5.46B2-6.64C2。

由表5 可知，回歸模型P <0.000 1 為極顯著，R2= 0.998 7，R2adj= 0.997 1， 說明該模型能夠較好地反映響應(yīng)值的變化，方程的失擬項不顯著，表明該方程對實驗的擬合較好。對綜合評分影響極顯著( p ＜0.000 1) 的是一次項C，交互項AB、AC、BC，二次項A2、 B2、 C2；對綜合評分影響顯著( p ＜0.05) 的是一次項A； 三因素對綜合評分的影響順序為C＞A＞B，即雞蛋添加量＞青稞粉添加量＞木糖醇添加量。

表4 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕Box－Behnken 試驗設(shè)計及結(jié)果

表5 回歸及方差分析結(jié)果

2.2.2 驗證實驗

通過響應(yīng)面實驗得到的各因素最佳添加量是：青稞粉添加量20.47%，木糖醇添加量70.13%，雞蛋添加量155.29%，綜合評分最優(yōu)預(yù)測值為82.46 分。為了實際操作便利， 將回歸方程優(yōu)化得到的加工工藝條件調(diào)整為：青稞粉添加量20%、木糖醇添加量70%、雞蛋添加量155%。

蛋糕的彈性、硬度、咀嚼性對評價其品質(zhì)來說是重要因素。 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕最終產(chǎn)品與電飯煲無水海綿蛋糕的參數(shù)比較如表6 所示，最優(yōu)產(chǎn)品的彈性略大于對照組， 硬度以及咀嚼性都小于對照組，說明最優(yōu)產(chǎn)品相較于對照組更柔軟，適口性更好， 主要是因為木糖醇的加入有助于蛋漿和脂肪攪打發(fā)松， 最優(yōu)產(chǎn)品綜合評分與其最優(yōu)預(yù)測值結(jié)果近似，相對誤差較小。

表6 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕與電飯煲無水海綿蛋糕的參數(shù)比較

3 結(jié)論

本實驗通過在單因素實驗和響應(yīng)面實驗的基礎(chǔ)上， 結(jié)合感官評分和比容測定得出電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的最佳配方 （以低筋粉和青稞粉的混合粉記為100%）：雞蛋液155%、木糖醇70%、蛋糕油8%、混合粉中低筋面粉80%及青稞粉20%。 電飯煲蒸煮時間約44 min。 在此配方下制得的蛋糕不僅口感細(xì)膩、質(zhì)地柔軟，具有青稞獨(dú)特的風(fēng)味，而且營養(yǎng)豐富，具有最佳品質(zhì)。