玉米粉對蛋糕品質影響規律分析

董世榮，陳芳，徐微，胡秋月

哈爾濱學院食品工程學院（哈爾濱 150086）

玉米是中國的主要糧食作物之一[1]，其含有維生素、谷氨酸及微量元素等多種營養物質[2-3]。玉米中膳食纖維含量較高，因品種的不同雖然含量有所差異，但是平均含量在2.82 g/100 g左右[4]。膳食纖維是一種不能被人體消化吸收，而可以被人體的腸道菌群部分或全部消化利用的植物性成分，包括纖維素、半纖維素、果膠、植物樹膠、木質素等植物性物質。膳食纖維具有防癌抗癌、治療糖尿病、心血管疾病、肥胖、腸道癌等作用[5-6]。

蛋糕幾乎是社會各階層最受歡迎的烘焙食品，主要是由于蛋糕的即食性強、種類繁多和價格合理[7]。但是，由于蛋糕含有很高脂肪和糖分而使其歸類于高熱量產品[8]。消費者對低熱量、高纖維食品的需求與日俱增。開發富含纖維的主食，是擴大健康有益食品供應的重要貢獻。如果將富含膳食纖維的玉米粉添加到蛋糕中，不僅可以調節膳食結構，還可以改善身體的消化機能、增加營養等功能。因此，試驗將玉米添加到蛋糕中，研究玉米粉添加量、玉米顆粒大小、玉米品種對玉米感官和比容的變化影響規律，確定最佳玉米添加量、顆粒大小和最佳品種，同時比較添加和未添加玉米粉蛋糕樣品質構特性、基本理化性質和色度差異，有助于拓寬玉米粉應用范圍和提高利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋面粉（濱州中裕食品有限公司）；玉米粉（誠可家食品有限公司）；大豆油（哈爾濱北大荒豆制品有限公司）；白砂糖、雞蛋等（市售）。

1.2 儀器與設備

CT3食品物性測定儀（美國Brookfield公司）；YP 202 N電子天平（上海精密儀器科學有限公司）；SM-503烤箱（廣東順德億高電器有限公司）；20型打蛋機（杭州全立食品機械有限公司）；HD-4水分活度測定儀（無錫市華科儀器儀表有限公司）；WSC-S全自動測色色差儀（上海儀電科學儀器股份有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 蛋糕的制作工藝流程

蛋糕的制作基本工藝流程參考劉淑敏等[9]的制作過程：原料選擇與處理→攪打→調糊→注模→烘烤→倒扣→冷卻→成品。

1.3.2 水分的測定

參考GB 5009.3—2010，直接干燥法[10]。

1.3.3 灰分的測定

參考GB 5009.4—2016，直接灰化法[11]。

1.3.4 還原糖的測定

參考GB 5009.7—2016，直接滴定法[12]。

1.3.5 蛋糕比容的測定

蛋糕比容的測定參照菜籽置換法[13]，菜籽用小米代替。取一定量小米裝滿100 mL燒杯，并且用鋼尺將燒杯口刮平，將燒杯中的小米利用量筒測定體積，記為燒杯體積。取一定質量蛋糕放置該燒杯中，用小米填滿燒杯，填滿不要留有空隙。用鋼尺刮平燒杯口，測定所用小米體積，用燒杯體積減去所用小米體積記為蛋糕體積。電子天平測定蛋糕質量，蛋糕比容計算見式（1）。

式中：SV為蛋糕比容，mL/g；V為蛋糕體積，mL；m為蛋糕質量，g。

1.3.6 質構的測定

利用質構儀基于TPA模式[14]室溫下測定蛋糕樣品的質構特性，包括硬度（Ha）、黏性（Ad）、彈性（Sp）、膠著性（Gu）、咀嚼性（Ch）和內聚性（Co）。從蛋糕中心取7 cm×6 cm×3 cm大小蛋糕，確保表面和底面平整。測定參數設置為：TA 4/1000探頭、預測速度1.0 mm/s、測試前速度2.0 mm/s、測試后速度2.0 mm/s、穿透測試深度30.0 mm、感應力大小10.0 g。

1.3.7 色澤的測定

參照文獻[15]用色差儀測定L*值、a*值、b*值。L*值表示亮度，a*值表示紅→綠顏色的程度，b*值表示黃→藍的程度。對蛋糕樣品的顏色進行檢測，每個樣品平行測定3次，取3次的平均值作為試驗結果，記錄數據。

1.3.8 感官的測定

試驗進行感官評定人員為15名食品相關專業學生，感官評定人員按男女比例1︰1進行分類。測試前產品隨機編號，經過簡單培訓的感官評定人員分別對編號后的產品外觀、色澤、氣味、組織狀態和口感進行評分[16]。

表1 蛋糕的感官評價

2 結果與分析

2.1 玉米粉添加量對蛋糕品質影響的規律

感官評分（SE）和比容（SV）隨玉米粉添加量（Cfa）的變化如圖1所示。玉米粉的添加影響蛋糕感官評分和比容。隨著玉米粉添加量增加，蛋糕感官評分呈現先增大后降低趨勢，Cfa≤10%時，感官評分從87.07±1.00分增加至最大值92.27±0.64分；Cfa為10%～20%時，感官評分從92.27±0.64分降低至87.50±1.32分。通過感官評價蛋糕品質，很大程度上依賴于個人判斷和主觀評價，但一定程度反映消費者對蛋糕的可接受程度。說明玉米粉添加量10%時，消費者對蛋糕的可接受程度最高。與感官評分的變化趨勢不同，隨著玉米粉添加量增加，蛋糕比容呈現下降趨勢，Cfa從0增加至20%，比容從3.67±0.04 mL/g降低至2.88±0.08 mL/g。

為定量反映玉米粉添加量對蛋糕感官評分和比容的影響規律，分別采用Extreme歐拉函數擬合歸一化的感官評分（SEg：添加不同量玉米粉樣品的感官評分與未添加玉米粉樣品平均感官評分的比值）和line函數擬合歸一化的比容（SVg：添加不同量玉米粉樣品比容與未添加玉米粉樣品平均比容比值）（見圖1），SEg和SVg最小二乘法回歸分析可分別表示為：

2.2 玉米顆粒大小對玉米品質影響的規律

玉米顆粒大小（Pz）影響著蛋糕的感官評分（SE）和比容（SV）大小（圖2）。隨著玉米粉目數增加，蛋糕感官評分和比容呈現先增大后降低趨勢。Pz≤90%時，感官評分從86.47±0.50分增加至最大值92.73±0.64分；Pz=100%時，感官評分降低至90.93±0.70分。與感官評分變化趨勢相同，隨著玉米目數增加，蛋糕比容呈現先上升后降低趨勢，Pz從60目增加至90目，比容2.60±0.05 mL/g增加至3.36±0.06 mL/g；Pz增加至100目時，比容降低至3.13±0.05 mL/g。

圖1 不同添加量玉米粉的蛋糕樣品感官評價（SE）和比容（SV）隨玉米粉添加量（Cfa）變化；歸一化玉米蛋糕感官評分（SEg）和比容（SVg）回歸分析結果

圖2 蛋糕樣品感官評價（SE）和比容（SV）隨玉米粉顆粒大小（Pz）變化；歸一化玉米蛋糕感官評分（SEg）和比容（SVg）回歸分析結果

為定量反映玉米顆粒大小對蛋糕感官評分和比容的影響規律，采用Extreme歐拉函數擬合歸一化的感官評分和歸一化的比容（見圖1），SEg和SVg最小二乘法回歸分析可分別表示為：

2.3 玉米粉種類對蛋糕品質影響的規律

將普通玉米粉、甜玉米粉、黑玉米粉、糯玉米粉和白玉米粉分別添加到蛋糕中，制備得到的蛋糕和比容存在不同（表2所示）。添加普通玉米粉、甜玉米粉、黑玉米粉、糯玉米粉和白玉米粉的蛋糕，感官評分分別是88.63±1.42，90.07±1.85，92.20±1.15，88.33±1.27和87.37±1.65分；比容大小分別是2.60±0.05，3.35±0.14，2.91±0.04，2.47±0.01和2.60±0.04。對感官評價和比容的數值進行歸一化計算，發現黑玉米粉提高感官評價分數和比容大小。

表2 蛋糕樣品的感官評價（SE）和比容（SV）隨玉米粉種類的變化和歸一化結果

2.4 質構特性差異比較

質構評價法是有助于產品開發的重要方法之一，該特性可以定量反映玉米粉的添加對蛋糕的物理特性的影響。因此，測定添加和未添加玉米粉蛋糕樣品質構特性的變化（圖3）。玉米粉的加入顯著改善蛋糕質構特性，與普通蛋糕（未添加玉米粉的蛋糕）相比較，添加玉米粉的蛋糕硬度（536±12.77 g）降低15.21%，彈性（8.27±0.05 mm）降低5.59%，膠著性（355±21.93 g）降低27.80%，咀嚼性（31.53±5.23 mJ）降低12.10；咀嚼性是評價食物在口中被破碎容易程度的重要指標之一，該指標的變化趨勢和硬度相一致[17]。但黏性和內聚性卻增加了，分別從0.33±0.13 mJ增加至0.73±0.15 mJ，增加幅度為121.21%，內聚性從0.58±0.95增加至0.64±0.04，增加幅度為10.34%。

2.5 基本特性比

玉米粉對蛋糕的基本指標（水分活度、灰分和還原糖）和色澤產生一定影響，具體見表3。添加玉米粉對蛋糕的水分活度影響較小，添加玉米粉的蛋糕和未添加玉米粉蛋糕的水分活度分別為0.88±0.08和0.89±0.06；但一定程度改變蛋糕灰分和還原糖含量。添加玉米粉蛋糕的灰分和還原糖比未添加玉米粉蛋糕降低18.35%和17.43%。

圖3 添加和未添加玉米粉蛋糕質構特性的比較

表3 添加和未添加玉米粉蛋糕樣品的基本指標和色澤差異比較

3 結論

玉米粉添加量10%、顆粒大小90目、種類為黑玉米粉時制備的玉米蛋糕感官評價最佳。

添加玉米粉降低蛋糕的硬度、彈性、膠著性和咀嚼性，但提高黏性和內聚性，而且玉米粉的添加降低蛋糕的明度和提高紅度。這種質構和色度的變化可能是影響蛋糕可接受程度的重要因素。

為定量評估玉米粉對蛋糕品質的影響，建立各類評價指標隨玉米粉添加量、玉米顆粒大小變化的經驗模型，為實際生產玉米粉蛋糕奠定理論基礎。