白蓮馬蹄糕的制作工藝優(yōu)化及其品質(zhì)分析

葉若松 陳勇輝 歐陽(yáng)金金 羅應(yīng)琴

摘 要：以白蓮、馬蹄粉為原料制備白蓮馬蹄糕，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面法結(jié)合質(zhì)構(gòu)分析探究白蓮馬蹄糕最佳生產(chǎn)工藝。結(jié)果表明，白蓮馬蹄糕的最佳配方為馬蹄粉添加量14.2%，蓮子乳添加量19.5%，糖添加量4%，蒸煮時(shí)間15.5 min。所制得的白蓮馬蹄糕具有獨(dú)特的白蓮和馬蹄香味，且富有彈性，質(zhì)地均勻，甜度適中。

關(guān)鍵詞：白蓮；馬蹄糕；響應(yīng)面優(yōu)化；質(zhì)構(gòu)分析；制作工藝

Optimization and Quality Analysis of White Lotus and Water Chestnut Cake

YE Ruosong1， CHEN Yonghui2， OUYANG Jinjin1， LUO Yingqin1

（1.College of Life Science， Jiangxi Science & Technology Normal University， Nanchang 330013， China; 2.Jiangxi Biotech Vocational College， Nanchang 330200， China）

Abstract： White lotus and water chestnut powder were used to prepare white lotus water chestnut cake. Based on the single factor experiment， the best production process of white lotus and water chestnut cake was explored by response surface method combined with texture analysis. The results showed that the optimal formula of white lotus and water chestnut cake was as follows： the amount of water chestnut powder was 14.2%， the amount of white lotus milk was 19.5%， the amount of sugar was 4%， and the heating time was 15.5 min. The white lotus water chestnut cake has a unique fragrance of white lotus and water chestnut， and is elastic， uniform in texture， moderate in sweetness.

Keywords： white lotus; water chestnut cake; response surface optimization; texture analysis; production technology

白蓮（White Lotus）不僅是著名的觀賞性植物，也是重要的食材或藥材，具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。白蓮味道香甜，富含多糖類、多酚類、黃酮醇類、花青素、生物堿類等多種功能性化合物[2]。傳統(tǒng)中醫(yī)認(rèn)為，白蓮具有健脾、安神之效，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也證明蓮子可增強(qiáng)人體的免疫力和羥自由基清除能力[3]。

馬蹄（Water Chestnut），學(xué)名荸薺（Eleocharis dulcis），廣泛種植于我國(guó)南方的各個(gè)省份。馬蹄營(yíng)養(yǎng)豐富，滋味甘甜，富含多種活性成分[4]，具有清熱解毒、化濕祛痰、消食除脹的功效[5]，并被證明具有抗氧化、控制血糖、抗菌等[6]作用。馬蹄糕是以馬蹄粉為主要原材料的一種傳統(tǒng)甜點(diǎn)，傳承歷史悠久。研制以馬蹄為原料的具有特殊風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)保健作用的食品已成傳統(tǒng)馬蹄糕點(diǎn)開(kāi)發(fā)的新方向。

本產(chǎn)品以鮮白蓮、馬蹄粉為原料，對(duì)白蓮馬蹄糕的配方與加工工藝進(jìn)行探討，并研究其最佳風(fēng)味的配方比例，制得具有白蓮和馬蹄雙重營(yíng)養(yǎng)和保健作用的馬蹄糕新產(chǎn)品。研究結(jié)果對(duì)馬蹄糕新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、白蓮資源的合理利用都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

馬蹄粉，廣州市洲星食品有限公司；白砂糖，太古糖業(yè)有限公司；新鮮蓮子，購(gòu)于南昌市場(chǎng)。

BSA224S-CW電子天平，上海賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；摩飛榨汁機(jī)MR9600，廣東新寶電器股份有限公司；TA-XTplusC物性測(cè)試儀，英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 白蓮馬蹄糕制作工藝及操作要點(diǎn)

白蓮乳及馬蹄糕制備方法如圖1所示。

（1）白蓮預(yù)處理。將白蓮與水以1∶1（m∶V）比例放進(jìn)榨汁機(jī)中打細(xì)制成白蓮乳，過(guò)濾去渣備用。

（2）炒糖。將砂糖放進(jìn)鍋里用微火炒至金黃色。

（3）和生漿。取清水加入馬蹄粉攪拌均勻，用紗布或?yàn)V網(wǎng)過(guò)濾至無(wú)顆粒，加入一定比例白蓮乳待用。

（4）半生半熟漿。稱取一定量的炒糖，熱水溶解后趁熱沖入生漿液中，快速攪拌，得糊狀半生半熟漿。

（5）蒸糕。模具內(nèi)壁預(yù)先刷上一層食用油，倒入半生漿，隔水蒸至馬蹄糕呈透明狀。

（6）包裝。待馬蹄糕冷卻到室溫后切割裝入包裝袋中，抽真空保存。

1.2.2 白蓮馬蹄糕工藝優(yōu)化參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)。在基礎(chǔ)配方（馬蹄粉添加量14%、白蓮乳添加量40%、糖添加量6%，不足部分用純凈水補(bǔ)充至100%，蒸糕時(shí)間15 min）條件下，以感官評(píng)定值為指標(biāo)，分別研究不同馬蹄粉添加量（10%、12%、14%、16%和18%），白蓮乳添加量（10%、15%、20%、25%和30%），糖添加量（2%、3%、4%、5%和6%），蒸糕時(shí)間（10 min、12 min、15 min、18 min和20 min）對(duì)白蓮馬蹄糕感官品質(zhì)的影響。其中，馬蹄粉、白蓮乳、糖的添加量均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示。

（2）響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取較優(yōu)的參數(shù)范圍進(jìn)行響應(yīng)面分析，以白蓮馬蹄糕的感官評(píng)分為響應(yīng)值，確定白蓮馬蹄糕制作最優(yōu)工藝參數(shù)。試驗(yàn)各因素處理水平見(jiàn)表1。

1.2.3 白蓮馬蹄糕感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

選擇30名從事食品專業(yè)研究的人員組成評(píng)定小組，根據(jù)產(chǎn)品的色澤、口感、飽滿度、香氣和組織形態(tài)對(duì)白蓮馬蹄糕制作進(jìn)行感官評(píng)分，感官評(píng)分指標(biāo)如表2所示。

1.2.4 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將樣品切成高25 mm、直徑25 mm的圓柱體，在環(huán)境溫度25 ℃條件下采用TPA測(cè)試模式對(duì)白蓮馬蹄糕的硬度和彈性進(jìn)行測(cè)定。測(cè)前速度2 mm·s-1，測(cè)試速度2 mm·s-1，測(cè)后速度2 mm·s-1，引發(fā)力5 g。每組取2個(gè)樣品，每個(gè)樣品測(cè)3次，取平均值。

1.2.5 白蓮馬蹄糕常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)

（1）總淀粉的測(cè)定。總淀粉測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測(cè)定》（GB/T 5009.9—2016）中第二法，即酸水解法。

（2）蛋白質(zhì)的測(cè)定。蛋白質(zhì)測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》（GB/T 5009.5—2016）中第一法，即凱氏定氮法。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

所得數(shù)據(jù)均為3次試驗(yàn)的平均值，采用Design-Exper 10.0.8軟件進(jìn)行響應(yīng)面分析并使用SPSS 23.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 馬蹄粉添加量對(duì)白蓮馬蹄糕品質(zhì)的影響

馬蹄粉具有較強(qiáng)的凝膠特性和較高的持水性，可賦予馬蹄糕優(yōu)良的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)和口感。從圖2可以看出，感官評(píng)分隨著馬蹄粉添加量的增大呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)馬蹄粉添加量為14%時(shí)，白蓮馬蹄糕評(píng)分最高。質(zhì)構(gòu)分析表明用此水粉比例制作的馬蹄糕質(zhì)地均勻，硬度適中，口感彈性好。當(dāng)馬蹄粉添加量較少，馬蹄糕口感偏軟，稍有粘牙。馬蹄粉添加量增大時(shí)，馬蹄糕凝固性更好，但口感偏硬，彈性較差。經(jīng)綜合考慮，以馬蹄粉添加量為12%、14%、16%進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2.1.2 白蓮乳添加量對(duì)白蓮馬蹄糕品質(zhì)的影響

從圖3可以看出，感官評(píng)分隨著白蓮乳添加量的增大呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)白蓮乳的添加量為20%時(shí)，白蓮馬蹄糕評(píng)分最高。此添加量下的馬蹄糕具有白蓮的香甜味道，色澤均勻，呈淺白色。質(zhì)構(gòu)分析顯示，此時(shí)馬蹄糕軟硬度適中，富有彈性且不黏牙。當(dāng)白蓮乳添加量降低時(shí)，馬蹄糕中白蓮香氣較淡，透明度更高。提高白蓮乳添加量可提高馬蹄糕中白蓮香氣，但糕體質(zhì)地不均勻，容易產(chǎn)生沉淀，彈性下降，且口感變得粗糙。因此，以白蓮乳添加量為15%、20%、25%進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2.1.3 糖添加量對(duì)白蓮馬蹄糕品質(zhì)的影響

從圖4可以看出，感官評(píng)分隨著糖添加量的增大呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，當(dāng)糖添加量為4%時(shí)，白蓮馬蹄糕評(píng)分最高，此添加量下馬蹄糕甜度適中，具有白蓮的香甜風(fēng)味。當(dāng)糖量添加過(guò)低時(shí)，馬蹄糕口味稍顯寡淡，白蓮香甜氣味不突出。提高糖添加量則使馬蹄糕偏甜，掩蓋了白蓮的香氣。質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果顯示，隨著糖添加量的增加，馬蹄糕的硬度增加，當(dāng)糖添加量為4%時(shí)馬蹄糕彈性最好。綜合考慮，以糖添加量為3%、4%、5%進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2.1.4 蒸糕時(shí)間對(duì)白蓮馬蹄糕品質(zhì)的影響

從圖5可以看出，馬蹄糕的感官評(píng)分隨著蒸糕時(shí)間的延長(zhǎng)先升高后降低，當(dāng)蒸糕時(shí)間為15 min時(shí)，馬蹄糕的評(píng)分最高。此時(shí)馬蹄糕質(zhì)地均勻，軟硬適中，表面光滑，口感彈性較好。蒸糕時(shí)間較短時(shí)，馬蹄糕淀粉外熟內(nèi)生，凝固性較差，口感略有黏牙，且彈性較差。蒸糕時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，馬蹄糕口感過(guò)硬，失去彈性。因此，以蒸糕時(shí)間為12 min、15 min、18 min進(jìn)行響應(yīng)面分析。

2.2 白蓮馬蹄糕響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Benhnken中心組合試驗(yàn)原理，以感官評(píng)價(jià)的綜合評(píng)分為響應(yīng)值（Y），選取A（馬蹄粉添加量）、B（白蓮乳添加量）、C（糖添加量）、D（蒸糕時(shí)間）為試驗(yàn)因素，進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，共29個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)，試驗(yàn)結(jié)果和方差分析分別見(jiàn)表3和表4。

應(yīng)用Design Expert 8.0軟件對(duì)表2中結(jié)果進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合，即得二次多項(xiàng)回歸方程：Y=89.60+0.25A-0.21B+0.12C-0.17D-1.12AB+0.25AC-0.13AD-0.12BC+0.88BD+0.25CD-8.18A2-3.99B2-1.36C2-0.68D2。

方差分析、回歸方程的有效性檢驗(yàn)及各因素對(duì)產(chǎn)品的影響見(jiàn)表4。模型F=29.90，P＜0.01，達(dá)到極顯著水平。失擬值F=3.50，P＞0.05，不顯著，說(shuō)明該回歸方程對(duì)試驗(yàn)擬合程度較好。回歸分析結(jié)果表明，方程的二次項(xiàng)（A2、B2和C2）對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分影響極顯著。各因素對(duì)白蓮馬蹄糕感官評(píng)分的影響程度依次為馬蹄粉添加量＞白蓮乳添加量＞蒸糕時(shí)間＞糖添加量。綜上，該回歸模型適用于對(duì)白蓮馬蹄糕的最優(yōu)配方進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2.3 響應(yīng)面的交互作用分析

響應(yīng)面可以直接反應(yīng)各因素與響應(yīng)值之間的關(guān)系，各因素間交互作用的響應(yīng)面坡度越陡，表明兩個(gè)因素的交互作用影響越大。根據(jù)回歸方程，利用Design-Expert 8.0.6軟件作響應(yīng)曲面圖，分析各因素對(duì)的交互作用。隨著馬蹄粉添加量、白蓮乳添加量、糖添加量、蒸糕時(shí)間數(shù)值的升高，白蓮馬蹄糕的感官評(píng)分逐漸升高，但繼續(xù)提高數(shù)值則導(dǎo)致白蓮馬蹄糕感官品質(zhì)下降。其中AB交互作用的等高線圖扁平度最大（圖6），表明馬蹄粉添加量與白蓮乳添加量對(duì)白蓮馬蹄糕感官品質(zhì)交互影響作用最大。

2.4 最佳配方驗(yàn)證試驗(yàn)

響應(yīng)面優(yōu)化的預(yù)測(cè)值為馬蹄粉添加量14.19%、白蓮乳添加量19.45%、糖添加量4.04%、蒸糕時(shí)間15.44 min。在此條件下，規(guī)范化綜合評(píng)分為89.62分。根據(jù)實(shí)際條件，驗(yàn)證試驗(yàn)將響應(yīng)因素值調(diào)整為馬蹄粉添加量14.2%、白蓮乳添加量19.5%、糖添加量4%、蒸糕時(shí)間15.5 min。在此條件下進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到白蓮馬蹄糕表面光澤、組織均一、口感爽滑彈性好，白蓮香味適中，感官評(píng)分可達(dá)（89.29±0.25）分，與預(yù)測(cè)的數(shù)值基本一致，表明該響應(yīng)面試驗(yàn)建立的模型設(shè)計(jì)合理，可用于白蓮馬蹄糕制作工藝優(yōu)化。

2.5 白蓮馬蹄糕理化指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)測(cè)定結(jié)果

由表5可知，在馬蹄糕中（純馬蹄糕中不含蛋白質(zhì)）加入白蓮作為原料，增加了蛋白質(zhì)成分。白蓮馬蹄糕淀粉含量較純馬蹄糕稍低，但營(yíng)養(yǎng)更均衡。質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果顯示，白蓮馬蹄糕的硬度、彈性和回復(fù)性較普通馬蹄糕更高，黏聚性有所下降，詳見(jiàn)表6。

3 結(jié)論

試驗(yàn)以馬蹄粉和白蓮為原料，在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)獲得白蓮馬蹄糕的最佳制作工藝配方：馬蹄粉添加量為14.2%，白蓮乳添加量為19.5%，糖添加量為4%，蒸煮時(shí)間為

15.5 min。質(zhì)構(gòu)分析結(jié)果顯示，白蓮馬蹄糕的硬度、彈性和回復(fù)性較普通馬蹄糕更高，黏聚性有所下降。本文通過(guò)研究白蓮馬蹄糕制作工藝，在傳統(tǒng)食品馬蹄糕中添加營(yíng)養(yǎng)豐富的白蓮，豐富了馬蹄糕的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和口感。研究結(jié)果為白蓮的加工食用提供新方法，也為相關(guān)食品加工提供一定的理論和技術(shù)指導(dǎo)。

參考文獻(xiàn)

[1]NAHAR N，HAZRA S，RAYCHAUDHURI U，

et al.Effect of different drying methods on drying kinetics， modeling， energy‐economic， texture profile， color， and antioxidant of lotus rhizomes （Nelumbo nucifera）[J].Journal of Food Processing and Preservation，2022，46（10）：e16842.

[2]MA Z L，MA Y，LIU Y，et al.Effects of maturity and processing on the volatile components， phytochemical profiles and antioxidant activity of lotus （Nelumbo nucifera） leaf[J].Foods，2023，12（1）：198.

[3]AROOJ M，IMRAN S，INAM-UR-RAHEEM M，

et al.Lotus seeds （Nelumbinis semen） as an emerging therapeutic seed： a comprehensive review[J].Food Sci Nutr， 2021，9（7）：3971-3987.

[4]RAJKUMAR P，RAJITHASRI M.Water chestnut： growing conditions， nutritional and phytochemical composition， novel extraction methods and health properties[J].The Pharma Innovation J，2022，11（7）：599-612.

[5]詹歌，周存山，嚴(yán)佳慧，等.不同蒸煮條件對(duì)荸薺水分分布、營(yíng)養(yǎng)成分及抗氧化活性的影響[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2020，46（16）：171-176.

[6]孫金夢(mèng)，涂宗財(cái)，王輝，等.魚(yú)蛋白膠芒果糕的制備工藝優(yōu)化及品質(zhì)分析[J].食品工業(yè)科技，2022，43（20）：189-195.