紫薯茯苓蛋糕的研制

（許昌學院食品與生物工程學院，河南省食品安全生物標識快檢技術重點實驗室，河南許昌461000）

紫薯又名黑薯，為旋花科草本植物，肉質呈現紫色或深紫色[1-2]。紫薯富含多糖、黃酮類、花青素等活性物質，且富含硒元素，具有抗氧化、清除自由基、抗癌、防癌、調節腸道微生態、降血壓、降血糖、降血脂及防動脈硬化等功效，具有“抗癌大王”的稱號[3-6]，已成為食品行業開發應用的熱點。茯苓，俗稱云苓，是擬層孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，為藥食同源的食材[7-8]。茯苓含茯苓多糖、β-茯苓聚糖、茯苓酸、卵磷脂及甾醇等，具有提高機體免疫力、清除自由基、降低脂質過氧化、降低脂褐質形成、延緩衰老、抑制腫瘤等功效[9-12]。以紫薯或茯苓為食材的產品研發有諸多報道，但將兩種復合作為食品基料的研究尚未報道。本研究在傳統蛋糕中添加紫薯和茯苓，結合感官評定，在單因素試驗基礎上進行正交試驗，確定紫薯茯苓蛋糕的最佳配方，以期研制出兼具紫薯和茯苓的風味、營養和養生保健作用的紫薯茯苓蛋糕，使消費者能夠健康地享用美味蛋糕，同時為紫薯和茯苓的深加工開辟了一條新路徑。

1 材料與方法

1.1 材料

茯苓粉：廣州紫云軒藥業有限公司；泡打粉：安琪酵母股份有限公司；紫薯、糖粉、雞蛋、植物油、牛奶等：許昌市胖東來超市。

1.2 儀器設備

FW-100高速萬能粉碎機：北京科偉永興儀器有限公司；FA2104B電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；N35D食品烤箱：佛山樂米高五金電器有限公司；CX-6632打蛋器：中山市燦欣電器制品有限公司；TMS-Pro物性分析儀：北京盈盛恒泰科技有限責任公司；案板、刮板、刀具、碗、筷子、蛋糕模具（4寸）、木鏟：市售。

1.3 操作要點

1.3.1 原材料的準備

將紫薯蒸熟后剝皮并搗碎成泥，將白糖用高速萬能粉碎機打磨成粉狀，選用新鮮的牛奶和雞蛋，選用品質優良的植物油，茯苓粉、泡打粉應注意是否受潮結塊。

1.3.2 稱量

在保證試驗器具潔凈、無水珠殘留的前提下，準確稱量所需材料，為試驗做好準備。

1.3.3 攪打

蛋黃攪打：先攪打分離好的蛋黃，并將蛋黃和糖粉混勻，之后分3次加入植物油；再加入牛奶攪拌均勻；最后將紫薯泥和過篩后的茯苓粉、泡打粉混合后加入已經攪打好的蛋液中，攪拌均勻，蛋黃面糊備用。

蛋白攪打：用打蛋器慢速打發蛋白到魚眼泡狀，此時加入1/3的糖粉；繼續攪打至褶皺形成，此時再加入1/3的糖粉；最后間歇攪打到阻力較大時，加入最后1/3的糖粉，繼續攪打，直到蛋白呈現干性發泡狀態，此時蛋白攪打完成[13-14]。

1.3.4 混合

先把打發好的1/3蛋白倒入蛋黃面糊中并攪拌均勻，接著把剩下的蛋白加入到蛋黃面糊中，攪成均勻的蛋糕糊[15]。

1.3.5 注模

將植物油涂抹到模具內，倒入的蛋糕糊量是模具的2/3。

1.3.6 烘烤

烤箱的溫度為上火180℃，下火170℃，預熱10 min后，將蛋糕糊放入烤箱內烘烤40 min。

1.3.7 冷卻

新鮮出爐的蛋糕應該及時倒扣冷卻，室溫冷卻后便可脫模[16]。

1.4 單因素試驗

紫薯茯苓蛋糕的基本配方：雞蛋60 g、糖粉24 g、紫薯泥 65 g、茯苓粉 10 g、泡打粉 1.7 g、牛奶 10 g、植物油12 g，烘烤條件：上火180℃、下火170℃、時間為40 min。本試驗以基礎配方為依據，考察紫薯泥添加量（55、60、65、70、75 g）、糖粉添加量（20、22、24、26、28 g）、植物油添加量（8、10、12、14、16 g）和泡打粉添加量（0.9、1.1、1.3、1.5、1.7 g）對紫薯茯苓蛋糕品質的影響。從而確定出最佳的紫薯泥添加量、最佳的糖粉添加量、最佳的植物油添加量和最佳的泡打粉添加量。

1.5 正交試驗

在單因素試驗結果的基礎上，按照基礎配方和工藝流程，根據紫薯泥添加量、糖粉添加量、植物油添加量和泡打粉添加量進行L9（34）四因素三水平正交試驗，通過感官指標綜合考察4個因素對紫薯茯苓蛋糕的影響，以得到理想的紫薯茯苓蛋糕配方。試驗因素和水平見表1。

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

1.6 物性分析試驗

物性檢測主要選用半徑為36 mm的圓柱型探頭、測試速度設為60 mm/min、感應量程設為0.1 N、形變量設為50%、間隔時間設為2 s、樣品高度設為40 mm對所做蛋糕進行質地剖面分析測試。做5個平行試驗，得到硬度、內聚性、彈性、膠黏性和咀嚼性5個特征參數，并取平均值[17]。

1.7 感官評分標準

隨機選取10位有經驗的食品專業人員，從組織形態（20分）、色澤（20分）、風味（20分）、彈韌性（20分）和外觀（20分）5個方面對紫薯茯苓蛋糕進行感官評定。

感官評定各項目之和為100分，各個總分的平均值即為紫薯茯苓蛋糕的最終感官評分。

紫薯茯苓蛋糕感官評分標準見表2。

表2 紫薯茯苓蛋糕的感官評分標準Table 2 Sensory evaluation standards of cake made with purple potato and tuckahoe

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 紫薯泥添加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當紫薯泥的添加量分別為 55、60、65、70、75 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖1。

圖1 紫薯泥添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.1 Effect of adding amount of sweet potato mud on the sensory quality of cake

由圖1可知感官評分最高時紫薯泥的添加量是60 g，此時整個蛋糕的內部結構良好，色澤誘人，口感和風味最佳；當紫薯泥添加量為55 g時，蛋糕的紫薯風味不夠明顯；當紫薯泥添加量高于60 g的時候，蛋糕具有怡人的紫薯香，可是口感過于粗糙、內部黏爛軟糯，主要體現在蛋糕內部細密蜂窩狀結構不突出，口感不夠細膩，顏色過深，風味變差。

2.1.2 糖粉添加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當糖粉的添加量分別為 20、22、24、26、28 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖2。

圖2 糖粉添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.2 Effect of adding amount of sugar powder on the sensory quality of cake

由圖2可知當蛋糕的品質達到最好時對應糖粉添加量是24 g，此時蛋糕的甜味和香氣適中；當糖粉的添加量低于24 g時，蛋糕甜味不明顯，口味過淡，蛋糕的品質和口感隨著糖粉添加量的增加而呈現上升的趨勢；當糖粉的添加量大于24 g時，蛋糕的感官品質隨著糖粉添加量的增加而呈現下降的趨勢，此時蛋糕的甜度逐漸增加，口感甜膩，蛋糕的整體感官評分受到影響。

2.1.3 植物油加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當植物油的添加量分別為 8、10、12、14、16 g 時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖3。

圖3 植物油添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.3 Effect of adding amount of oil on the sensory quality of cake

由圖3可知當蛋糕的感官評分最高時對應的植物油添加量是10 g，此時的蛋糕的光澤和油潤感增加，蛋糕的蓬松度及保濕性較好，蛋糕的整體口感最好；當植物油的添加量低于10 g時，蛋糕的柔軟度不夠、細膩度不夠，蛋糕比較干硬，影響整體口感；當植物油的添加量高于10 g時，蛋糕的感官品質隨著植物油添加量的增加而呈現下降的趨勢，蛋糕的口感過于油膩，保濕性過強，使蛋糕內部結構過于緊實，蓬松度不夠[18]。

2.1.4 泡打粉加量對紫薯茯苓蛋糕感官品質的影響

當泡打粉的添加量分別為 0.9、1.1、1.3、1.5、1.7 g時，紫薯茯苓蛋糕的感官評分結果見圖4。

圖4 泡打粉添加量對蛋糕感官品質的影響Fig.4 Effect of adding amount of baking powder on the sensory quality of cake

由圖4得出泡打粉的最佳添加量是1.5 g，此時蛋糕的蓬松度較好，整體品質較好；添加量低于1.5 g時，蛋糕的品質和口感隨著泡打粉添加量的增加而呈現上升的趨勢，但蛋糕的整體形態不夠蓬松，口感不夠松軟；添加量高于1.5 g時，蛋糕成品可能會有大量氣體溢出，出現塌陷，使產品的蓬松感消失，影響蛋糕的品質和感官評分結果[19-20]。

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果，對紫薯泥添加量（A）、糖粉添加量（B）、植物油添加量（C）和泡打粉添加量（D）進行四因素三水平的正交試驗，正交試驗結果見表3。

由表3正交試驗中的極差分析可知，各個因素對紫薯茯苓蛋糕品質影響的大小順序為D＞B＞C＞A，即泡打粉的添加量＞糖粉的添加量＞植物油的添加量＞紫薯泥的添加量，結果表明泡打粉的添加量是影響紫薯茯苓蛋糕組織狀態、口感和品質優劣的主要因素。紫薯茯苓蛋糕的最佳因素組合配比為A2B3C3D3，即紫薯泥添加量為60 g，糖粉添加量為26 g，植物油添加量為12 g，泡打粉添加量為1.7 g。

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal experiment results

2.3 最優配方的驗證試驗

通過表3中的K值得到的紫薯茯苓蛋糕的最佳組合配比是A2B3C3D3，此結果與正交試驗感官評分所得到的最佳組合配比A1B3C3D3相比，存在著紫薯泥添加量的差異。將兩種配方通過3組重復試驗進行比較，結果見表4。

表4 驗證試驗Table 4 Validation test

由表4可知，A2B3C3D3的感官評分為96，A1B3C3D3的感官評分為94，A2B3C3D3的感官評分結果比A1B3C3D3高，驗證試驗的結果表明：紫薯茯苓蛋糕的最優配方為A2B3C3D3。

2.4 物性檢測結果分析

驗證試驗后，對正交最優配方和感官最優配方下做出來的紫薯茯苓蛋糕進行物性檢測，結果見表5。

一般情況下硬度值、咀嚼性的指標越大，制作出的蛋糕硬度越大，彈性差、缺乏綿軟、爽口的感覺；而彈性指標越大，蛋糕口感柔軟，不粘牙；內聚性則越小越好[21-22]。表5中的結果可進一步證明在最佳配方A2B3C3D3下制作出來的蛋糕口感更加松軟、不粘牙、易咀嚼，風味獨特，口感細膩，適宜各種人群食用，尤其適合兒童和老年人。

表5 紫薯茯苓蛋糕物性參數Table 5 Physical parameters of cake made with purple potato and tuckahoe

3 結論

在單因素試驗、正交試驗、驗證試驗和物性檢測之后，結合感官評分結果，經過數據分析得到最佳配方：紫薯泥 60 g、茯苓粉 10 g、糖粉 26 g、雞蛋 60 g、植物油12 g、泡打粉1.7 g、牛奶10 g。在此配方下做出的紫薯茯苓蛋糕，口感綿軟細膩、紫薯香味濃郁、質地松軟有彈性、組織狀態均勻、味道純正，將會有廣闊的市場前景。