無糖淮山藥蛋糕的研制

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(1. 江蘇財經職業技術學院糧食工程與管理系,江蘇淮安 223003; 2. 江蘇食品藥品職業技術學院食品營養與工程學院,江蘇淮安 223001)

淮山藥為薯蕷科植物薯蕷(DioscoreaoppositaThunb. )的塊莖,屬多年生纏繞草質藤本,其性平、味甘,補脾養胃,生精益肺。它富含淀粉、蛋白質、多糖、氨基酸及微量元素、皂甙、黏液質、膽堿、止權素等,具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、增強免疫等多種功能,它既是一味中藥,又是一種常見蔬菜,對人體健康有著重要意義[1 - 2]。

蛋糕是一種常見的輔餐食品,深受消費者喜愛。但目前市場上的蛋糕熱量較高,缺乏維生素、礦物質、膳食纖維及其它功能成分[3 - 4]。而用淮山藥、木糖醇、麥芽糖醇(液體)研制的無糖淮山藥蛋糕,不僅有淮山藥獨特清香、營養保健功能,而且滿足糖尿病、高血糖患者等特殊人群的飲食需要,還提高淮山藥綜合開發利用價值。無糖食品,傳統的認知是沒有糖的食品,是給糖尿病患者吃的食品。但就國家標準來講,根據中國國家標準《預包裝特殊膳食用食品標簽通則》規定,“無糖”的要求是指固體或液體食品中每100g或100mL的含糖量不高于0. 5g。也就是說,無糖產品只是糖含量比蔗糖產品少,可以有效控制血糖的快速增長。因此本實驗以淮山藥、木糖醇、麥芽糖醇等為原輔料,開發研制無糖淮山藥蛋糕。通過單因素實驗確定影響產品品質因素,用正交實驗確定產品最佳配方參數,并用SPSS軟件進行分析,得出產品最佳工藝配方,研制出色澤自然、富有營養、新鮮無糖淮山藥蛋糕,對淮山藥的精深加工、食品產業技術革新奠定了基礎。

1 材料與方法

1. 1 材料與儀器

淮山藥 市售,粗細均勻,無病蟲害、損傷及霉變;面粉 江蘇省淮安新豐面粉有限公司;鮮雞蛋、大豆油 市售;植酸、L - 抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA - 2Na)、檸檬酸 鄭州天華食品添加劑有限公司,均為分析純;木糖醇、麥芽糖醇、安賽蜜、甜蜜素、SP蛋糕油、無鋁泡打粉 市售,食品級。

BSA - CW電子精密天平 北京賽多利斯天平有限公司;SQ2119多功能食品加工機 上海帥佳電子科技有限公司;JML型膠體磨 溫州市興盛輕工機械有限公司;B20型打蛋機 廣州市立豐食品機械廠;SM - 603T型電烤爐 新麥機械(無錫)有限公司。

1. 2 實驗方法

1. 2. 1 工藝流程

1. 2. 2 操作要點 熱燙[5]將淮山藥浸沒于70 ～ 80℃熱水中熱燙10min,鈍化酶活性。

去皮、切片[5]用不銹鋼刀操作,要求快速將去皮的淮山藥浸入準備好的護色液中,切片厚度3 ～ 4mm;淮山藥皮富含皂甙、多糖等多種營養保健成分,皮和料頭不可丟棄,應綜合利用,可用于提取皂甙、多糖等。

護色[5]采用無硫護色,其護色液配方為植酸0. 15g/kg、L - 抗壞血酸0. 2g/kg、檸檬酸10g/kg、EDTA- 2Na 0. 2g/kg。

打漿、膠磨:用濾網除去護色液表面漂浮的雜質,將淮山藥片和護色液按1∶ 1的重量進行打漿,隨后用膠體磨把山藥漿磨細,冷藏備用。

攪打蛋液:將全蛋、木糖醇、麥芽糖醇(液體)放入攪拌缸隔水加熱至糖醇溶解,裝上鋼絲網打蛋器以快速攪打至蛋液呈濃稠松發狀、色澤呈乳白色、以手勾起大約2s滴一滴時即可。

蛋糊攪打起發:將無鋁泡打粉與面粉混勻、過篩,加入攪打好的蛋液中,以慢速拌勻即可;加入蛋糕油,快速攪打至蛋糊達最大體積;再依次加入大豆油、山藥漿、水慢速拌勻即可。

入模烘烤:攪打完成的蛋糊立即裝模,在160℃烘烤30min,然后升溫到180℃直至蛋糕成熟。

1. 3 實驗設計

1. 3. 1 單因素實驗設計 根據文獻調查[6 - 8]及初步實驗,選定山藥漿、木糖醇、麥芽糖醇(液體)、無鋁泡打粉、SP蛋糕油五個因素,設計單因素實驗。

其他原輔料用量為:面粉100g,鮮雞蛋200g,大豆油20g,水10g,安賽蜜、甜蜜素的用量依糖醇的用量而定。

1. 3. 1. 1 山藥漿用量單因素實驗設計 準確稱取山藥漿60、80、100、120、140、160g,并準確稱取木糖醇60g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產品進行感官評價。

1. 3. 1. 2 木糖醇用量單因素實驗設計 準確稱取木糖醇10、20、30、40、50、60g,并準確稱取山藥漿120g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產品進行感官評價。

1. 3. 1. 3 麥芽糖醇用量單因素實驗設計 準確稱取麥芽糖醇30、40、50、60、70、80g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產品進行感官評價。

1. 3. 1. 4 泡打粉用量單因素實驗設計 準確稱取泡打粉1. 6、1. 8、2. 0、2. 2、2. 4、2. 6g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60g,麥芽糖醇40g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產品進行感官評價。

1. 3. 1. 5 蛋糕油用量單因素實驗設計 準確稱取蛋糕油7、8、9、10、11g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60 g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產品進行感官評價。

1. 3. 2 正交實驗設計 以山藥漿用量、木糖醇用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量為正交因素,結合加入量、膨松度、經濟性等指標,建立L9(34)正交實驗。通過正交實驗確定無糖淮山藥蛋糕最優配方,實驗因素水平參見表1。

表1 正交因素水平實驗設計Table 1 Factors and levels in the L9(34)orthogonal array design

直接運用SPSS軟件進行正交設計[9],所有實驗重復3次,分別平行取樣。數據分析采用SPSS軟件進行處理。

1. 4 品質評定

1. 4. 1 感官評價 蛋糕品質評定以蛋糕感官質量評分為主,以蛋糕比容為參考,綜合評定最佳配方。從蛋糕的色澤、外觀、組織結構、滋味與口感4方面評定產品的質量,由10位具有一定食品專業知識的人員根據蛋糕的感官質量指標進行評分。具體評定指標見表2。

1. 4. 2 蛋糕比容的測定 參考文獻[10]，菜籽替代法,蛋糕的比容按下列公式計算:

1. 4. 3 理化衛生指標的測定 各項理化衛生指標按照《糕點通則》GB/T 20977 - 2007進行檢測評價。

2 結果與分析

2. 1 單因素實驗結果

2. 1. 1 山藥漿添加量 由圖1可知,山藥漿添加量對蛋糕感官品質和比容的影響均比較明顯。當山藥漿添加量為120g時感官評分最高,隨后稍有降低。蛋糕的比容隨山藥漿添加量的增加而降低,比容小于3. 0的蛋糕疏松程度達不到蛋糕產品要求。另外,山藥價格較高,對生產成本影響顯著。因此,在設計正交實驗時山藥漿添加量選擇80 ～ 120g較好。

表2 感官質量評分標準Table 2 Sensory evaluation standards

圖1 山藥漿用量對蛋糕品質的影響Fig. 1 The effect of adding quantity of Dioscorea opposita Thunb paste to the sense quality of cake

2. 1. 2 木糖醇添加量 由圖2可知,當木糖醇添加量為60g時感官評分最高(蛋糕比容也符合產品要求),隨后稍有降低。另外,木糖醇價格較高,對生產成本影響顯著。因此,在設計正交實驗時木糖醇添加量選擇50 ～ 70g較好。

圖2 木糖醇用量對蛋糕品質的影響Fig. 2 The effect of adding quantity of xylitol to the sense quality of cake

2. 1. 3 麥芽糖醇添加量 由圖3可知,麥芽糖醇對無糖淮山藥蛋糕感官品質和比容的影響與木糖醇相類似,且麥芽糖醇對感官品質的影響更為顯著。本實驗所用麥芽糖醇是液體型,其甜度為所用木糖醇的25% ～ 30%,成本較低。因此,麥芽糖醇的添加量選擇40 ～ 60g進行正交實驗比較合適。

圖3 麥芽糖醇用量對蛋糕品質的影響Fig. 3 The effect of adding quantity of maltitol to the sense quality of cake

2. 1. 4 泡打粉添加量 由圖4可知,隨著泡打粉添加量的增加,無糖淮山藥蛋糕的感官品質先升高后降低,當泡打粉添加量為2. 0g時最大(用量過多蛋糕內部氣孔會大而多,組織狀態和口感反而不好),而蛋糕比容隨泡打粉添加量增大而增加。考慮到泡打粉作為食品添加劑,在滿足使用效果的情況下其用量越少越好,故泡打粉的添加量選擇1. 6 ～ 2. 0g進行正交實驗較合適。

圖4 泡打粉用量對蛋糕品質的影響Fig. 4 The effect of adding quantity of baking powder to the sense quality of cake

2. 1. 5 蛋糕油添加量 由圖5可知,蛋糕油添加量對無糖淮山藥蛋糕感官品質和比容的影響效果趨勢一致,但對比容影響效果更顯著。當蛋糕油用量為10g時,蛋糕的感官品質和比容均很好。為此本實驗蛋糕油用量為10g。

圖5 蛋糕油用量對蛋糕品質的影響Fig. 5 The effect of adding quantity of cake oil to the sense quality of cake

表4 以感官評分為指標的正交實驗方差分析Table 4 The variance analysis of orthogonal experiment

注:aR2=0. 915(調整后的R2=0. 877)。

2. 2 正交實驗優化

2. 2. 1 正交實驗 根據以上單因素實驗結果,其中,蛋糕油的用量對產品品質的影響變化較小,故選擇山藥漿用量(A)、木糖醇用量(B)、麥芽糖醇用量(C)、泡打粉用量(D)四個因素,并依據單因素實驗結果(蛋糕油用量10g),各選三個水平進行正交實驗,其結果見表3、表4。

表3 正交實驗設計及結果Table 3 The design and results of orthogonal experiment

2. 2. 2 以感官評分為指標的方差分析 采用SPSS軟件對9組實驗數進行方差分析,見表4,得到III型平方和和顯著性分析,山藥漿用量的F=41. 664,p<0. 01,差異極顯著;木糖醇用量的F=0. 767,p>0. 05,差異不顯著;麥芽糖醇用量的F=6. 206,p<0. 01,差異極顯著;泡打粉的F=47. 859,p<0. 01,差異極顯著。F檢驗結果表明,除木糖醇用量對無糖蛋糕品質不具有顯著影響外,不同的山藥漿用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量對無糖蛋糕品質都有極顯著的影響。

由表3、表4可知,各因素對無糖淮山藥蛋糕品質影響作用的順序為D(泡打粉用量)>A(山藥漿用量)>C(麥芽糖醇用量)>B(木糖醇用量),無糖淮山藥蛋糕最佳配方為A2B3C2D2,即正交實驗最優結果為:山藥漿100g,木糖醇70g,麥芽糖醇50g,泡打粉用量為1. 8g時,產品品質最佳。

為驗證正交實驗所得最佳組合的可靠性,對最優組合進行了三次平行實驗,所得無糖山藥海綿蛋糕的感官評分均值為96. 9(比容為3. 60),比正交實驗中感官評分最高的組合(實驗號6)高,故選用A2B3C2D2作為最優組合。

2. 2. 3 理化衛生指標 產品的理化衛生指標檢驗結果為水分43%;蛋白質10%;總糖0. 3%;酸值(以脂肪計)2. 1mg/g;過氧化值(以脂肪計)0. 15mg/kg;鉛(以Pb計)0. 02mg/kg;砷(以As計)0. 02mg/kg;細菌總數90cfu/g;大腸菌群數2MPN/100g;致病菌未檢出。

3 結論

通過正交實驗并采用SPSS軟件對實驗數據進行方差分析,除木糖醇用量對無糖蛋糕品質不具有顯著影響外,不同的山藥漿用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量對無糖蛋糕品質都有極顯著的影響,各因素對無糖淮山藥蛋糕品質影響作用的順序為泡打粉用量>山藥漿用量>麥芽糖醇用量>木糖醇用量,無糖淮山藥蛋糕生產的最佳工藝條件為:以面粉100g、鮮雞蛋200g、木糖醇70g、液體麥芽糖醇50g、無鋁泡打粉1. 8g、大豆油20g、山藥漿100g、蛋糕油10g、水10g等為原輔料,經蛋液攪打、蛋糊攪打起發、入模、160℃烘烤30min,然后升溫到180℃直至蛋糕成熟。該配方生產的無糖淮山藥蛋糕色澤自然,品質最佳。

本次實驗選擇淮山藥、木糖醇等作為主要原輔料,通過單因素實驗與正交實驗,研究各因素對產品質量的影響,而實驗中的烘烤時間、溫度對蛋糕品質的影響尚需進一步研究。

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