響應面法優化青汁獼猴桃山藥蛋糕的工藝研究

◎ 任偉偉，張艾青，劉希鳳，徐衍勝

（山東畜牧獸醫職業學院，山東 濰坊 261061）

便秘是幼兒常見的病癥之一[1]，表現為排便困難或腸蠕動緩慢。幼兒便秘多是由于膳食結構不合理導致，會影響幼兒生長發育，降低其生活質量[2]。在膳食中添加潤腸通便的食材，對幼兒的健康成長有重要作用。

青汁是以大麥若葉為主要原料制作的飲品，含有豐富的蛋白質、膳食纖維、維生素、礦物質和葉綠素等，有利于體內新陳代謝，有潤腸通便、降低血壓、血脂、血糖、增強免疫力的作用[3]。獼猴桃又稱奇異果，被譽為“水果之王”，其質地柔軟，口感酸甜，味道被描述為草莓、香蕉、菠蘿三者的混合。獼猴桃富含維生素C和脂溶性膳食纖維，有清熱降火、潤燥通便之效，能有效預防便秘。不僅如此，獼猴桃還含有獼猴桃堿、蛋白水解酶、單寧果膠和糖類等有機物，以及鈣、鉀、硒、鋅、鍺等微量元素和人體所需的17種氨基酸等，有降低膽固醇、促進消化、止渴利尿和保護心臟的作用[3-6]。山藥質地細膩、風味鮮美，含有淀粉酶、多酚氧化酶、黏蛋白、皂苷和多種營養素，營養豐富，并具有健脾益胃、助消化等食療功能[7-10]。3種食材的結合，不但可以預防幼兒便秘，也可以為幼兒的生長發育提供豐富的營養。

在全面放開“二孩”的大環境下，幼兒產品的需求日益增長。食品行業中，幼兒零食產品缺乏特色，營養單一，沒有競爭優勢，并且現在家長對孩子食物的選擇非常謹慎，這對幼兒食物的品質提出了更高的要求，不再局限于口感口味，更加追求健康、營養、特色。本文以獼猴桃、青汁粉、山藥為原料，添加營養強化劑維生素D和鈣，制成健康美味、營養價值高的青汁獼猴桃山藥蛋糕。產品色澤青綠，打破傳統蛋糕單一的顏色，口味獨特，既有獼猴桃的甜酸清爽，也有青汁清新的青草味，并且做成幼兒喜歡的米老鼠卡通形象，符合現代人對幼兒食品特色的追求，具有廣闊的市場開發前景。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋粉、玉米淀粉、青汁粉、獼猴桃、山藥、雞蛋、維生素D3、L-乳酸鈣、玉米油、白砂糖和檸檬。

1.2 儀器與設備

破壁機（JP05D），浙江蘇泊爾股份有限公司生產；打蛋機（DDQ-A01G1），小熊電器股份有限公司生產；新麥烤爐（SM2-523），新麥機械（中國）有限公司生產；電子天平（AUW120D），島津企業管理（中國）有限公司生產。

1.3 試驗方法

1.3.1 加工工藝

青汁獼猴桃山藥蛋糕的加工工藝流程如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

1.3.2 操作要點

結合預實驗，以低筋面粉質量為基準（100%），確定青汁獼猴桃山藥蛋糕的基本配方：低筋面粉100%、玉米淀粉15%、青汁粉20%、獼猴桃100%、山藥20%、雞蛋150%、玉米油30%、白砂糖15%、維生素D310 μg和L-乳酸鈣600 mg。

（1）原輔料預處理。按基礎配方選取原料，選用新鮮潔凈的雞蛋，將蛋黃、蛋白分離，蛋白裝入無油無水的干凈盆內；獼猴桃榨汁、過濾后備用；山藥蒸熟、打泥后備用；低筋面粉中加入青汁粉、玉米淀粉后過篩，加入山藥泥，并分次加入獼猴桃汁，混合攪拌均勻成面粉糊。

（2）蛋黃面糊調制。蛋黃中依次加入白砂糖、玉米油，攪打均勻，再加入混合好的面粉糊，攪拌至落下的液體像綢緞一樣，至形成的紋路能很快消失。

（3）蛋白調制。蛋白中擠入幾滴新鮮的檸檬汁，用打蛋機攪打至抬起打蛋頭可拉起1～2 cm長且挺直不彎曲的尖角，制成蛋白霜。

（4）蛋黃面糊和蛋白的混合調制。先取1/3蛋白霜，添加到蛋黃面糊中翻拌均勻，再將剩下的蛋白霜加入并仔細翻拌均勻。

（5）裝模。將蛋糕面糊裝入裱花袋中，擠入刷好油的米奇型模具中，裝入量為模具的70%～80%為宜，以防烘烤后體積膨脹溢出，然后用力振蕩模具以排出氣泡。

（6）烘烤及冷卻。烤箱預熱，烘烤溫度為上火200 ℃，下火溫度為180 ℃，烘烤時間20 min左右；剛出爐的蛋糕，倒扣在干凈的操作臺上進行冷卻，以保持蛋糕的外形完整，即獲得成品。

1.3.3 單因素試驗

按照1.3.1青汁獼猴桃山藥蛋糕加工工藝，以青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評分為指標，依次對4個主要影響因素，即青汁粉添加量（10%、20%、30%、40%和50%）、獼猴桃添加量（80%、90%、100%、110%和120%）、山藥添加量（5%、10%、15%、20%和25%）和雞蛋添加量（110%、130%、150%、170%和190%）進行單因素試驗。

1.3.4 響應面試驗

在單因素試驗基礎上，進行了3因素3水平響應面試驗[11-13]。試驗因素水平設計見表1。

表1 響應面試驗因素水平表

1.3.5 青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評定

將蛋糕切成大小合適的數塊，邀請10位食品專業且有感官品評經驗的教師和學生組成品評小組，按照表2中評分標準對各項進行品評打分，匯總后取平均值，總分為100分[14]。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 青汁粉添加量對蛋糕品質的影響

青汁粉主要影響蛋糕的顏色和風味，其添加量對青汁獼猴桃山藥蛋糕感官品質的影響如圖2所示。

表2 青汁獼猴桃山藥蛋糕感官評分標準表

圖2 青汁粉添加量對蛋糕品質的影響圖

由圖2可以看出，隨著青汁粉添加量的增多，青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評分先升高后降低，當青汁粉添加量為20%時，感官評分最高，蛋糕的色澤和風味最佳。當添加量低于20%時，蛋糕的色澤略淡，青汁的風味不突出，被獼猴桃的風味掩蓋；當添加量過高時，蛋糕的色澤偏深，青汁風味過重，整體風味不和諧。

2.1.2 獼猴桃添加量對蛋糕品質的影響

獼猴桃添加量對青汁獼猴桃山藥蛋糕感官品質的影響見圖3。

由圖3可知，青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評分隨獼猴桃添加量的增多呈先升高后降低的趨勢，獼猴桃添加量為100%時，感官評分最高。獼猴桃添加量過低時，蛋糕顏色稍淺，表面有開裂，內部稍粗糙，口感偏硬，獼猴桃風味不突出；獼猴桃添加量過高時，蛋糕內部有黏連，孔隙不清，獼猴桃的味道偏重，蛋糕風味不柔和。

圖3 獼猴桃添加量對蛋糕品質的影響圖

2.1.3 山藥添加量對蛋糕品質的影響

山藥添加量對青汁獼猴桃山藥蛋糕感官品質的影響如圖4所示。

圖4 山藥添加量對蛋糕品質的影響圖

由圖4可知，隨著山藥添加量的增加，青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評分先增加后減少。山藥添加量低于20 %時，山藥的味道被青汁和獼猴桃的味道掩蓋；山藥添加量過高時，蛋糕的柔軟度較差，偏硬，口感不佳，蛋糕內部山藥容易成塊。

2.1.4 雞蛋添加量對蛋糕品質的影響

雞蛋是蛋糕制作中不可或缺的基本材料，不僅能提供豐富的營養還具有起泡使蛋糕蓬發的功能。雞蛋添加量對蛋糕品質的影響見圖5。

由圖5可知，雞蛋添加量為150%時，蛋糕的感官評分最高。當雞蛋添加量較低時，蛋糕面糊中空氣包裹量也少，蛋糕無法充分蓬發，口感偏硬，且蛋糕香氣不強烈；當雞蛋添加量過高時，蛋糕的蛋腥味過重，蛋糕過于蓬松，且水分過多，使蛋糕出現下陷現象。

圖5 雞蛋添加量對蛋糕品質的影響圖

2.2 響應面試驗結果

響應面試驗利用Design-Expert軟件的中心組合設計原理，以感官評分為響應值，研究感官評分與各個試驗因素的關系，建立回歸方程式，具體響應數據結果見表3。

表3 響應面試驗設計與結果表

用軟件對表3中數據進行二次多元回歸擬合分析，得到感官評分對響應面因素的二次多項回歸方程為Y=84.48-1.64A-1.07B-2.09C-0.83AB+0.65AC+0.88BC-2.72A2-1.09B2-1.46C2。方程回歸分析結果及方差分析見表4，回歸模型方差分析見表5。

表4 響應面回歸結果及方差分析表

表5 回歸模型方差分析表

由表4可知，方程回歸模型的決定系數R2為0.932 8且P＜0.01，說明模型達到極顯著水平，失擬項P為0.278 8，影響不顯著，說明該方程擬合度良好。因此，可以應用此方程描述各響應變量和響應值的關系，以評價各因素對相應值影響的顯著性。各因素對感官評分的影響排序為雞蛋添加量（C）＞青汁粉添加量（A）＞獼猴桃添加量（B）。

此外，由表5回歸模型方差分析可得，模型的信噪比（Adeq P）為10.233，當信噪比＞4時，認為該模型信號充足，由此說明該模型的可信度和擬合度非常高，具有一定的參考價值。

根據回歸方程，該模型可以預測出青汁獼猴桃山藥蛋糕的最佳工藝參數：以低筋粉100%為基準，青汁粉添加量18.49%、獼猴桃添加量96.10%、雞蛋添加量140%，此時青汁獼猴桃山藥蛋糕的感官評分為86.21分。

驗證實驗將響應因素值調整為青汁粉添加量18%、獼猴桃添加量96%、雞蛋添加量140%，經過3組平行驗證實驗，得到青汁獼猴桃山藥蛋糕的平均感官評分為86.4分，與預測值的誤差為0.23%，可靠性高。

3 結論

通過單因素試驗和響應面試驗優化確定青汁獼猴桃山藥蛋糕的最佳配方為低筋面粉100%、玉米淀粉15%、青汁粉18%、獼猴桃96%、山藥15%、雞蛋140%、玉米油30%、白砂糖15%、維生素D310 μg和L-乳酸鈣600 mg。烘烤溫度為上火200 ℃，下火溫度為180 ℃，烘烤時間20 min。在此配方和條件下制作的蛋糕色澤青綠，口感松軟，既有獼猴桃的甜酸清爽，也有青汁清新的青草味，感官品質最佳。

青汁獼猴桃山藥蛋糕是專門針對1～3歲幼兒研發的產品，蛋糕松軟細膩，適合幼兒食用；做成米老鼠的卡通形象，能引起幼兒興趣；所用青汁粉、獼猴桃、山藥等原料綠色、健康、營養，同時添加維生素D和鈣，使產品能滿足幼兒成長發育的營養需求。因此，青汁獼猴桃山藥蛋糕必將受到廣大消費者的歡迎和青睞。