蛋糕粉中無鋁復合膨松劑的優化配方

段紅玉，李文釗，肖 誨

(食品營養與安全教育部重點實驗室，天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457)

隨著現代人們生活節奏的加快，健康方便的食品越來越受到大眾青睞．蛋糕粉是面粉與制作蛋糕所需要的各種輔料(糖、香料、改良劑、疏松劑、營養強化劑等)的混合物[1]．膨松劑是蛋糕粉中不可或缺的重要原料之一．而目前蛋糕生產中使用的膨松劑大多含有金屬元素鋁，金屬鋁屬于低毒性金屬元素，在體內積累會給人體帶來不良影響[2]．為了食品安全和消費者的健康，本文旨在研究蛋糕粉中添加健康安全的無鋁復合膨松劑．

1 材料與方法

1.1 材料

低筋面粉，天津利達面粉有限公司；雞蛋，市售；白砂糖，森翔食品貿易有限公司；碳酸氫鈉，天津中英保健食品有限公司；檸檬酸，鄭州坤利食品添加劑有限公司；酒石酸氫鉀，廣州市富樂爾科技有限公司；葡萄糖酸內酯，安徽省興宙醫藥食品有限公司；食鹽，中鹽天津市長蘆鹽業有限公司；淀粉，天津市德利來食品廠；泡打粉，天津市佳友食品廠；蛋糕，天津樂購超市．

HM–945型打蛋器，廣東新寶電器股份有限公司；YXD–F18型遠紅外電熱食品烤爐，瑞安市飛云電機廠；FW100型高速萬能粉碎機，天津泰斯特有限公司；蛋糕模具，市售；TA.XT質構儀，英國 Stable Micro System 公司．

1.2 蛋糕制作配方與工藝流程

以面粉為基準，蛋清粉 10%，淀粉 40%，糖粉100%，復合膨松劑2%，雞蛋50%，水15%，油5%．

稱料→打蛋→調制面糊→灌模→烘烤→冷卻→成品

1.3 蛋糕品質的評定

1.3.1 蛋糕比容的測定

蛋糕出爐后，在室溫下冷卻，將蛋糕從模具中取出，冷卻 30,min后，將蛋糕制成邊長為 5,cm的正方體樣品，計算蛋糕的體積，用天平稱量蛋糕質量(精確至0.1,g)，按照式(1)計算蛋糕比容[2]．

式中：D 為比容，cm3/g；V 為蛋糕體積，cm3；m 為蛋糕質量，g．

1.3.2 質構分析

采用 TA.XT質構儀對蛋糕進行質構測定．使用探頭 P36R對蛋糕進行壓縮實驗，測定蛋糕硬度和彈性．實驗參數為：測試模式 TPA，測前速度 5,mm/s，測中速度 1,mm/s，測后速度 1,mm/s，下壓距離 80%，感應力5,g．蛋糕質構典型圖如圖1所示．

圖1 蛋糕質構測定典型圖Fig.1 Typical chart of cake texture

在圖1中F代表蛋糕硬度，t2與t1比值代表蛋糕彈性．在質構測試中，每個水平對 3個樣品進行測試，取測試結果的平均值作為該水平下樣品的測試值．蛋糕在測試前將樣品制成邊長為 5,cm的正方體樣品．

1.3.3 蛋糕的感官評價

根據蛋糕的特征并結合 SB/T 10142—93《蛋糕用小麥粉》[3]和 GB/T 24303—2009《糧油檢驗·小麥粉蛋糕烘焙品質試驗·海綿蛋糕法》[4]進行感官評定．蛋糕烤好后在室溫放置1,h，由實驗室的10位人員組成感官評價小組．評價人員根據感官評價標準進行相關評定，取其平均值作為樣品的最終評分．蛋糕的品質評分項目及分數分配[3–5]見表1．

表1 蛋糕感官評定要求及分值Tab.1 Requirements for and scores of cake sensory evaluation

1.4 無鋁復合膨松劑配方的確定

1.4.1 單因素實驗

對選定的碳酸氫鈉、葡萄糖酸內酯、酒石酸氫鉀和檸檬酸進行單因素實驗．根據酸性物質對碳酸氫鈉的中和值進行量的選擇，檸檬酸、葡萄糖酸內酯和酒石酸氫鉀對碳酸氫鈉的中和值分別為130、55和50[6].

1.4.2 優化實驗

根據已選定的單因素添加范圍進行正交實驗，對復合膨松劑配方進一步優化．

2 結果與討論

2.1 無鋁復合膨松劑配方的單因素實驗

2.1.1 碳酸氫鈉的添加量

根據已有的文獻和研究[7]，先基本確定葡萄糖酸內酯添加量為 15%(百分比是占整個復合膨松劑配方的百分比)，酒石酸氫鉀 10%，檸檬酸 10%，食鹽15%，其余的用淀粉來補足．通過中和值來確定碳酸氫鈉的大致添加量(X)，具體如下：X＝(15%×55＋10%×50＋10%×130)／100＝26.25%

這是根據文獻大致確定的添加量，但考慮到實驗當中其他因素的影響，故選定碳酸氫鈉的添加量22%、24%、26%、28%、30%進行單因素實驗，實驗結果見表2．

表2 碳酸氫鈉單因素實驗結果Tab.2 Experiment results of sodium bicarbonate single factor

由表 2可以看出，隨著碳酸氫鈉添加量的增加，蛋糕的各個指標均呈現出了較好的效果，但當碳酸氫鈉的添加量為 30%時，蛋糕有較大的堿味，這也是蛋糕感官評分降低的原因，所以最終選定碳酸氫鈉的添加范圍在26%～28%．

2.1.2 檸檬酸的添加量

首先確定的碳酸氫鈉的添加范圍為 26%～28%，以27%作為碳酸氫鈉的添加量對檸檬酸進行單因素實驗，葡萄糖酸內酯15%，酒石酸氫鉀10%，食鹽量15%，淀粉補足．通過中和值確定檸檬酸的大致添加量(Y1)，具體如下：Y1＝(27%×100–15%×55–10%×50)／130＝10.5%

這是根據中和值確定的添加量，但考慮到實驗當中其他因素的影響，故選定檸檬酸的添加量0%、5%、10%、15%、20%進行單因素實驗，實驗結果見表3．

表3 檸檬酸單因素實驗結果Tab.3 Experiment results of citric acid single factor

由表3可以看出，蛋糕比容呈現出先增大后不變的情況，而蛋糕的硬度有所減小，彈性有所增大，當添加量在 5%和 10%時感官評分較高．分析原因可能是，當檸檬酸的添加量在 5%～10%的時候就可以和碳酸氫鈉較充分的反應，使得其釋放出大量的氣體，而之后過多的檸檬酸已經沒有產氣膨松的作用，反而會影響蛋糕的口感．因此，選擇檸檬酸的添加范圍在5%～10%．

2.1.3 葡萄糖酸內酯的添加量

以上已經大概確定的碳酸氫鈉的添加范圍為26%～28%，檸檬酸的添加范圍為 5%～10%，以 27%作為碳酸氫鈉的添加量，以 7.5%作為檸檬酸的添加量，對葡萄糖酸內酯進行單因素實驗．酒石酸氫鉀添加量為10%，通過中和值來確定葡萄糖酸內酯的大致添加量(Y2)，具體如下：Y2＝(27%×100–7.5%×130–10%×50)／55＝22.27%

這是根據中和值確定的添加量，但考慮到實驗當中其他因素的影響，故選定葡萄糖酸內酯的添加量12%、17%、22%、27%、32%進行單因素實驗，實驗結果見表4．

表4 葡萄糖酸內酯單因素實驗結果Tab.4 Experiment results of gluconic acid lactone single factor

由表4可以看出，隨著葡萄糖酸內酯添加量的增加，蛋糕的比容呈減小的趨勢．蛋糕的硬度呈增大的趨勢，而蛋糕的彈性先有稍微的增大后又減小．葡萄糖酸內酯的添加量在12%和17%時感官評分較高．由于葡萄糖酸內酯是一種緩效性酸性物質，與速效性酸性物質檸檬酸之間存在著一定的關系，用量恰當時使得蛋糕品質較好，當用量過多，蛋糕組織凝結后尚未釋放出氣體，致使蛋糕體積變化不大，膨脹不好．最終選12%～17%為葡萄糖酸內酯的添加范圍．

2.1.4 酒石酸氫鉀的添加量

由上述結果可以確定碳酸氫鈉的添加范圍為26%～28%，檸檬酸的添加范圍為 5%～10%，葡萄糖酸內酯的添加范圍為 12%～17%．取范圍的中間值作為下個單因素實驗的添加量，即碳酸氫鈉 27%，檸檬酸 7.5%，葡萄糖酸內酯 14.5%，對酒石酸氫鉀進行單因素實驗．通過中和值確定酒石酸氫鉀的大致添加量(Y3)，具體如下：Y3＝(27%×100–7.5%×130–14.5%×55)／50＝18.55%．

這是根據中和值確定的添加量，但考慮到實驗當中其他因素的影響，故選定酒石酸氫鉀的添加量8%、13%、18%、23%、28%進行單因素實驗，實驗結果見表5．

表5 酒石酸氫鉀單因素實驗結果Tab.5 Experiment results of potassium hydrogen tartrate single factor

由表 5可以看出，隨著酒石酸氫鉀添加量的增加，蛋糕的比容先增大后減小．蛋糕的硬度是先減小后增大，彈性的變化則相反．在酒石酸氫鉀的添加量為 18%和 23%的時候，蛋糕的感官評分較高．分析原因可能是酒石酸氫鉀具有一定的遲發性，能與檸檬酸互補，當酒石酸氫鉀的量增大，不僅維持不了原有的膨脹程度，反而會對蛋糕的膨脹起到破壞作用．只有當酒石酸氫鉀的量合適的時候，酸性物質和碳酸氫鈉可以充分的反應，產氣較多．最終選定酒石酸氫鉀的添加范圍是18%～23%．

2.2 無鋁復合膨松劑的優化實驗

以碳酸氫鈉、葡萄糖酸內酯、酒石酸氫鉀、檸檬酸的添加量為因素進行L9(34)正交實驗，在膨松劑中食鹽的添加量為 15%，膨松劑的總量為 2%(以面粉計)，其余的用淀粉補足．實驗結果見表 6，方差分析見表7．

表6 無鋁復合膨松劑優化實驗結果Tab.6 Optimization experiment results of composite leavening agent without aluminum

表7 方差分析表Tab.7 Table of variance analysis

由表 6、表 7可以看出，碳酸氫鈉對蛋糕的感官評分有極顯著影響，酒石酸氫鉀對蛋糕的感官評分有顯著影響．影響蛋糕復合膨松劑作用效果的主次因素排序為碳酸氫鈉＞酒石酸氫鉀＞葡萄糖酸內酯＞檸檬酸．根據直觀分析初步確定最佳配方為碳酸氫鈉 28%，葡萄糖酸內酯 15%，酒石酸氫鉀 23%，檸檬酸 10%．按此組合進行驗證性實驗，感官評分為92.5．因此，確定此配方為最佳配方．

2.3 無鋁復合膨松劑在蛋糕中的應用

分別使用無鋁復合膨松劑、普通市售膨松劑(泡打粉)制作蛋糕樣品 A、B，并且與普通市售蛋糕樣品C進行品質比較，結果見表8．

表8 無鋁復合膨松劑應用效果驗證實驗結果Tab.8 Results of confirmatory test using aluminum-free composite leavening agent

由表8可以看出，無鋁復合膨松劑應用于蛋糕生產是可行的，可以保證蛋糕的品質．

3 結 論

通過單因素實驗和正交實驗確定了蛋糕粉中添加的無鋁復合膨松劑最佳配方為：碳酸氫鈉 28%，葡萄糖酸內酯 15%，酒石酸氫鉀 23%，檸檬酸 10%，食鹽 15%，淀粉 9%．在最佳配方下進行驗證實驗，蛋糕品質感官評分為92.5．

［1］ 幸宏偉，馬文燕. 預混合粉原料不同配比對海綿蛋糕品質影響研究[J]. 湖北農業科學，2011，50(9)：1874-1877.

［2］ 余蕾，李鳳林. 蛋糕專用無鋁復合膨松劑的研究[J].江蘇調味副食品，2008，25(1)：22-23.

［3］ 中華人民共和國商業部. SB/T 10142—93蛋糕用小麥粉[S]. 北京：中國標準出版社.

［4］ 中國國家標準化管理委員會. GB/T 24303—2009糧油檢驗·小麥粉蛋糕烘焙品質試驗·海綿蛋糕法[S].北京：中國標準出版社，2009.

［5］ 中華人民共和國商業部. SB/T 10030—92蛋糕通用技術條件[S]. 北京：中國標準出版社，1992.

［6］ 董海洲，劉傳富，侯漢學. 復合膨松劑的復配技術在焙烤食品中的應用[J]. 中國商辦工業，2002(9)：48-50.

［7］ 余蕾. 新型復合膨松劑[J]. 中國食品添加劑，2006(3)：128-129.