響應面法優化桑黃猴頭菇銀耳復合蛋糕加工工藝

裴隆彬 ，傅金奕 ，林金福 ，廖鴻禎 ，陳美霞 *，魏奇 *

1. 寧德師范學院生命科學學院（寧德 352100）；2. 閩東水產品精深加工福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；3. 閩東特色生物資源福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；4. 科技廳產學研合作示范基地（寧德 352100）

食用菌是一種高營養價值的食品。我國是生產和消費食用菌的大國。食用菌已成為我國第六大種植產業[1]。食用菌中含有豐富的蛋白質、碳水化合物、脂類、維生素和多種微量元素[2]。已有研究表明食用菌具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖和調節血脂等藥理作用[3-4]。食用菌可用于健康的食品開發。郭玲玲等[5]以山藥和猴頭菇為原料，研制出的猴頭菇山藥蛋糕口感軟糯，具有猴頭菇香氣。該猴頭菇山藥蛋糕具有高營養價值和良好的口感。羅青等[6]研制出的香菇低糖蛋糕具有保健作用，并且能夠延長蛋糕的貨架期。張欣[7]研究發現采用銀耳漿制作的蛋糕具有低糖和低脂的特點。王晶星[8]以黑木耳為原料，研究發現黑木耳添加量2%時，黑木耳蛋糕口感松軟糕，并且具有一定彈性。

桑黃是我國的傳統中藥材，關于桑黃的最早記載于《神農百草經》和李時珍的《本草綱目》。桑黃的藥用作用主要為止瀉、脾虛泄瀉、利五臟、排毒和活血。有研究表明，桑黃具有抗腫瘤、保肝、增強機體免疫等作用[9]。銀耳因其高營養價值深受消費者喜愛，市場上已有多種銀耳加工品，如銀耳鮮露、銀耳羹和銀耳蓮子飲料等產品[10-13]。猴頭菇營養高，保健功能良好，其相關產品具有較大的發展潛力和研發價值[14]。

蛋糕作為休閑食品，老少皆宜。但是傳統蛋糕含糖量高。經常攝入高糖食物，容易導致肥胖等慢性代謝疾病發生，不利于人體的健康[15-16]。因此，此次研究通過加入藥食兩用的桑黃粉、猴頭菇粉、銀耳粉，旨在開發營養平衡、光澤度誘人的食用菌復合蛋糕，由此增加蛋糕的營養價值。該研究對食用菌復合蛋糕的進一步開發具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桑黃（合肥在固商貿有限公司）；銀耳、猴頭菇（福建盛耳食品有限公司）；低筋面粉、玉米胚芽油、牛奶、細砂糖、雞蛋（寧德市永輝超市）。

1.2 儀器與設備

HC-700型高速多功能粉碎機（康市天祺盛世工貿有限公司）；KX-30J601型烤箱（九陽股份有限公司）；DDQ-B01K1型打蛋機（小熊廚房電器有限公司）；YP802N型電子天平（上海市精密科學儀器有限公司）；DHG-9070A型鼓風干燥箱（上海飛越實驗儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 蛋糕的配方

食用菌6.5%、蛋清29%、蛋黃16%、低筋面粉20%、牛奶15%、玉米胚芽油4.5%、細砂糖9%。

1.3.2 工藝流程

原輔料稱量→打發蛋清→面糊調制→倒入模具→烘烤→冷卻→成品

1.3.3 蛋糕制作方法

將細砂糖加入蛋清中進行打發，備用。玉米胚芽油、低筋面粉、牛奶和蛋黃依次加入打發好的蛋清中，充分混勻后制成面糊。往面糊中加入桑黃粉、猴頭菇粉和銀耳粉。將制備好的面糊倒入蛋糕模具中，于150 ℃烤箱烘烤28 min。

1.4 單因素試驗

1.4.1 桑黃添加量的確定

將相同目數的桑黃粉，按添加量0.7%，1.4%，2.1%，2.8%和3.5%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進行感官評價。

1.4.2 猴頭菇加量的確定

將相同目數的猴頭菇粉，按添加量0.7%，1.4%，2.1%，2.8%和3.5%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進行感官評價。

1.4.3 銀耳添加量的確定

將相同目數的銀耳粉，按添加量0.35%，0.7%，1.4%，2.1%和2.8%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進行感官評價。

1.4.4 響應面試驗

在單因素試驗基礎上，根據Box-Behnken中心組合試驗設計原理，以感官評分為響應值，選取桑黃添加量（A）、猴頭菇添加量（B）和銀耳添加量（C）進行三因素三水平響應面優化試驗，具體因素水平編碼見表1。將蛋糕隨機均勻地分給20名學生，對外觀、組織、彈柔性、口感4個方面進行評分，具體評分標準詳見表2。

表1 響應面因素水平編碼 單位：%

表2 桑黃銀耳猴頭菇復合蛋糕感官評分標準

1.4.5 數據處理

所有試驗進行3次重復試驗。采用SPSS 20軟件進行數據處理和分析，采用Design-Expert 11軟件進行響應面優化試驗設計和數據統計。

2 結果與分析

2.1 不同桑黃添加量對蛋糕的影響

由圖1可知，當桑黃添加量2.1%時，蛋糕的口感細膩，并且外觀呈現巧克力色，桑黃特殊的香氣濃郁，蛋糕的組織形態完整，不易回縮。當桑黃添加量為2.1%時，蛋糕的感官評分最高。當桑黃添加量為0.7%和1.4%時，蛋糕的香氣不足，外觀發生形變并且容易收縮。當桑黃添加量為2.8%和3.5%時，此時蛋糕的桑黃味道過于濃郁，具有苦澀味。

圖1 桑黃添加量對復合蛋糕的影響

2.2 不同猴頭菇添加量對蛋糕的影響

如圖2所示，蛋糕的口感隨著猴頭菇添加量的增加而降低。當猴頭菇添加量大于2.1%時，蛋糕的表面干硬，回彈力減小。當猴頭菇添加量為1.4%時，蛋糕的組織疏松，口感濕潤。當猴頭菇添加量為2.1%時，蛋糕的綜合感官評分最高，消費者接受度高。

圖2 猴頭菇添加量對復合蛋糕的影響

2.3 不同銀耳添加量對蛋糕的影響

由圖3可知，當猴頭菇添加量為0.7%時，蛋糕的組織疏松，口感濕潤。當銀耳添加量為2.1%，2.8%和3.5%時，蛋糕的氣孔緊密，其口感差，回彈力小，感官評分低。當銀耳添加量1.4%時，外觀完整，氣孔均勻，綜合感官評分最高。

圖3 銀耳添加量對復合蛋糕的影響

2.4 響應面優化試驗設計結果及方差分析

根據單因素試驗結果，選擇桑黃粉添加量（A）、猴頭菇添加量（B）、銀耳添加量（C）為因變量，感官評分（Y）作為響應值，設計三因素三水平的響應面試驗，利用響應面對桑黃猴頭菇銀耳復合蛋糕工藝參數進行優化。響應面試驗結果如表3所示。

表3 響應面試驗結果

通過多元回歸擬合，得到二次多項回歸方程：感官評分Y=75.20+1.5A-0.62B+0.12C-0.50AB+1.00AC-1.75BC-2.73A2-0.98B2-0.97C2。

由表4可知：響應面回歸模型，P=0.009 0＜0.05，說明該模型具有極顯著性差異，失擬項P=0.159 7＞0.05，失擬項不顯著，可說明該模型擬合度較好。桑黃添加量（A）（P＜0.01）；猴頭菇添加量與銀耳添加量（BC）的之間的交互作用具有顯著性差異（P＜ 0.05）。桑黃添加量與猴頭菇添加量（AB）和桑黃添加量與銀耳添加量（AC）均不具有顯著差異（P＞0.05）。

表4 回歸模型方差分析

2.5 各因素間的交互作用分析

如圖4所示，食用菌復合蛋糕的感官評分隨桑黃添加量、猴頭菇添加量和銀耳添加量的改變而呈現先升高后下降趨勢。桑黃添加量和猴頭菇添加量這2個因素之間的交互作用不顯著（P＞0.05）。桑黃添加量和銀耳添加量這2個因素的交互作用不顯著（P＞0.05），等高圖呈圓形。猴頭菇添加量和銀耳添加量等高線呈橢圓形，表明這2個因素的交互作用顯著。通過響應面優化軟件建立數字模型，確定模型的最優條件：桑黃添加量2.54%、猴頭菇添加量2.8%、銀耳添加量0.7%。此時的感官評分為76.57分。根據試驗的實際情況，將最優條件調整為桑黃添加量2.5%、猴頭菇添加量3%、銀耳添加量1%。根據上述配方條件進行驗證性試驗，得到的感官評分為75.20分，試驗結果與預測結果相差不大，表明優化過的桑黃猴頭菇銀耳復合蛋糕具有可靠性和合理性。

圖4 各因素交互作用對食用菌復合蛋糕感官評分影響的響應面和等高線圖

3 結論

食用菌復合蛋糕是一種美味的健康食品，不僅美味并且還具有高營養價值。食用菌復合蛋糕是將食用菌子實體粉末加入到蛋糕中，該食用菌復合蛋糕能夠豐富蛋糕的種類并且具有良好的保健作用：有較多報道發現食用菌可以用于蛋糕的制作；郝慧敏[17]采用猴頭菇為原料研制出具有保健功能的無糖戚風蛋糕；張瑩麗等[18]結合茯苓和紫薯制成的紫薯茯苓蛋糕口感香甜，具有良好的風味和色澤；曹淼等[19]研制的猴頭菇海綿蛋糕口感柔軟疏松，色澤金黃。然而，關于桑黃蛋糕的文獻報道相對較少。該試驗以桑黃、猴頭菇、銀耳為原料，通過感官評分作為指標，研究桑黃添加量、銀耳添加量、猴頭菇添加量對蛋糕品質的影響。食用菌復合蛋糕的最佳配方為桑黃2.5%、猴頭菇3%、銀耳1%、蛋清29%、蛋黃16%、低筋面粉20%、牛奶15%、玉米胚芽油4.5%、細砂糖9%。在此條件下食用菌復合蛋糕的感官評分為75.20分，接近模型預測值（76.57分）。該配方所制得的桑黃猴頭菇銀耳復合蛋糕營養價值高，口感細膩，具有誘人的巧克力色澤。該研究結果有助于增加傳統蛋糕的營養價值，并且能夠促進我國食用菌精深加工的發展。