響應面法優化芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕制作工藝

郭志芳 ，賈 娟

（1.河南工業大學漯河工學院，河南漯河 462002；2.漯河職業技術學院，河南漯河 462002）

芝麻葉（sesamae folia）是油料作物芝麻的副產物，我國芝麻的總產量位居世界第一位，其副產物芝麻葉一般用作佐料或制成罐頭產品，且主要在河南地區食用，開發利用并不充分。芝麻葉不僅香氣濃郁，而且富含鉀、鈣、磷、鐵等礦物質元素，氨基酸、黃酮、多酚和亞麻酸含量較高，其他營養成分也較為均衡，是珍貴的蔬菜資源，極具開發利用價值[1-2]。洋蔥作為蔬菜可食藥兩用，營養豐富，具有抗菌、降血糖、降血脂、防治癌癥、美容抗衰老等生理活性，資源豐富，相關產品的開發具有良好的經濟效益，因此受到研究者的青睞[3]。

當前，我國糕點市場規模不斷擴大，傳統糕點的品種、風味已不能滿足市場消費需求，低糖、高營養的果蔬類咸味糕點越來越受到消費者的歡迎。本研究在戚風蛋糕的基礎配方中添加了芝麻葉和洋蔥汁，同時以食鹽取代白砂糖，通過單因素試驗確定了影響產品品質的因素，并采用響應面法確定了產品的最佳配方，研制出了咸香適口、口感豐潤，且具有芝麻葉和洋蔥天然風味的營養保健功能型健康食品——芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕，不僅豐富了糕點的種類，而且提高了芝麻葉和洋蔥的利用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芝麻葉，漯河市郊區采集。低筋小麥粉、食鹽、鮮雞蛋，市售。玉米油，福臨門非轉基因壓榨玉米油。

1.2 儀器與設備

COSUAICS-2000 高速多功能粉碎機，武義海納電器有限公司；FSF 型微型粉碎機，上海嘉定糧油檢測儀器廠；飛利浦HR1863/00 榨汁機，萊克電氣股份有限公司；JA2003 型電子天平，上海雷韻試驗儀器制造有限公司；ATZ 家用10 kg 型刻度盤秤，永康市太陽衡器有限公司；打蛋機，三金VFM-7，山東長源廚房設備有限公司；YTH系列紅外線高級食品烘爐，順德市榮基廚具電器實業有限公司；8 寸鋁制活底模具、篩網、盆等其他器具。

1.3 方法

1.3.1 蛋糕制作基本配方

因蛋糕配方要求干性材料和濕性材料用量比例均衡（干濕平衡），故試驗設計原則為在其他原輔料用量不變的前提下，低筋粉與芝麻葉粉質量總和不變，洋蔥汁和水的質量總和不變。采用的戚風蛋糕基礎配方為粉類材料（低筋粉+芝麻葉粉）120 g，蛋清200 g，蛋黃90 g，玉米油80 g，液體材料（水+洋蔥汁）80 g，塔塔粉2.5 g。

1.3.2 工藝流程

芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕的制作工藝如圖1 所示。

1.3.3 操作要點

（1）芝麻葉粉、洋蔥汁的制備

芝麻葉粉的制備：在芝麻采收前20～30 d 采摘芝麻下部新鮮、無病蟲的芝麻葉進行加工。先將芝麻葉洗凈，用0.1%小蘇打和1.5%左右的食鹽混合液浸泡3～5 min進行護色。撈出來瀝干水，沸水漂燙3～4 min 后再撈出用涼水冷卻。瀝干水后，在干燥通風的地方晾干，再用高速多功能粉碎機粉碎成芝麻葉粉，過100 目篩備用[4]。

洋蔥汁的制備：選擇新鮮、飽滿、組織脆嫩的洋蔥，清洗干凈，去皮切塊，放入榨汁機中榨汁，棄去果渣，留洋蔥汁備用。

（2）原輔料的準備

將原輔料稱量好，其中蛋清放入無油無水的打發盆中，低筋粉過篩后與芝麻葉粉混勻，洋蔥汁與水混勻[5]。

（3）打發蛋清

將蛋清高速打發，當蛋清泡沫豐富時加入塔塔粉，繼續使用高速打發至出現“魚眼”狀，拎起打蛋器，蛋清呈雞尾弓狀即可[6-7]。

（4）調制蛋黃面糊

在容器中放入洋蔥汁水、玉米油、食鹽，用蛋抽攪拌至食鹽溶解，篩入低筋粉和芝麻葉粉混勻的原料，以“Z”字形手法用蛋抽攪拌均勻，防止面糊起筋，最后加入蛋黃并攪勻即可。

（5）翻拌面糊

將1/3 的打發蛋清與蛋黃面糊翻拌均勻，再倒入剩余的2/3 打發蛋清，以同樣的手法翻拌均勻[8]。

（6）入模

將面糊注入8 寸活底圓形模具中，大約八分滿，用橡皮刮刀把表面刮平，震出大氣泡，放入預熱好的烤箱中[9]。

（7）烘烤

烤箱上下火160 ℃左右，烤制50 min。

（8）冷卻、脫模

將蛋糕從烤箱中取出后震出部分熱氣，再倒扣冷卻，充分冷卻后再脫模[10]。

1.4 芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕制作工藝優化

1.4.1 單因素試驗

根據預試驗結果，芝麻葉粉添加量設置為5、10、15、20、25、30 g，洋蔥汁添加量設置為30、40、50、60、70、80 g，食鹽添加量設置為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g，以感官質量評分為考察指標，分別考察芝麻葉粉添加量、洋蔥汁添加量、食鹽添加量三個因素對戚風蛋糕品質的影響。

1.4.2 響應面優化試驗

在單因素試驗的基礎上，確定響應面試驗因素及水平，以產品的感官評分為綜合指標，對芝麻葉粉添加量（A）、洋蔥汁添加量（B）、食鹽添加量（C）進行響應面試驗，確定芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕的最佳配方，響應面試驗因素水平設計方案見表1。

表1 Box-Behnken 響應面試驗方案Table 1 Test design of Box-Behnken response surface

1.5 測定指標與方法

1.5.1 感官質量評定

將待評分的蛋糕切成數塊，由20 位研發員組成評審小組，按表2 所示的戚風蛋糕評分標準逐個品嘗打分，滿分10 分，最后取平均值[11]。

表2 芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕感官評分標準Table 2 Sensory scoring criteria of salted chiffon cake with sesame leaves and onions

1.5.2 蛋糕比容

蛋糕比容的計算公式見式（1）。

1.6 數據處理

試驗數據采用Microsoft Office Excel 2010 和Design Expert 8.0.6 軟件處理分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 芝麻葉粉添加量對蛋糕品質的影響

當洋蔥汁添加量為70 g、食鹽添加量為0.8 g 時，考察芝麻葉粉添加量對蛋糕品質的影響，結果如圖2 所示。由圖可知，隨著芝麻葉粉添加量的增加，蛋糕的感官評分呈現先增加后減少的趨勢，當添加量為20 g 時，感官評分最高，達到9.5 分，故確定芝麻葉粉最佳添加量為20g。

圖2 不同芝麻葉粉添加量對蛋糕品質的影響Fig.2 Effect of different sesame leaves powder content on cake quality

2.1.2 洋蔥汁添加量對蛋糕品質的影響

當芝麻葉粉添加量為20 g、食鹽添加量為0.8 g 時，考察洋蔥汁添加量對蛋糕品質的影響，結果如圖3 所示。由圖可知，隨著洋蔥汁添加量的增加，蛋糕的感官評分呈現先增加后減少的趨勢，當添加量為70 g 時，感官評分最高，為9.5 分，故確定洋蔥汁最佳添加量為70g。

圖3 不同洋蔥汁添加量對蛋糕品質的影響Fig.3 Effect of different amount of onion juice on cake quality

2.1.3 食鹽添加量對蛋糕品質的影響

當芝麻葉粉添加量為20 g、洋蔥汁添加量為70 g時，考察食鹽添加量對蛋糕品質的影響，如圖4 所示。由圖可知，隨著食鹽添加量的增加，蛋糕的感官評分呈現先增加后減少的趨勢，當添加量為0.8 g 時，感官評分最高，為9.4 分，故確定食鹽最佳添加量為0.8 g。

圖4 不同食鹽添加量對蛋糕品質的影響Fig.4 Effect of different salt content on cake quality

2.2 響應面試驗結果分析

2.2.1 響應面試驗結果

根據單因素試驗結果，選擇芝麻葉粉添加量（A）、洋蔥汁添加量（B）、食鹽添加量（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，利用響應面對芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕工藝參數進行優化[12]。響應面試驗結果見表3。

表3 響應面試驗結果Table 3 The results of response surface experimental design

使用Design-Expert 8.0.6 軟件對表3 中感官評分進行多元回歸擬合，得到二次多項回歸方程：感官評分Y=9.48+0.21A-0.14B+0.025C-0.23AB-0.30AC-0.100BC-0.53A2-0.33B2-0.70C2。

此模型F=17.20，P＜0.05，無顯著性差異，說明試驗結果中非正常誤差較小，可由此模型得到蛋糕感官評分。由表4 結果可知，Y（感官評分）試驗回歸模型，P＜0.001，結果影響極顯著，表明模型對數據有較好的擬合作用，失擬項P=0.072 4＞0.05，結果不顯著，可以用該方程代替真實點對試驗結果進行分析。相關系數R2=0.9567，說明95.67%以上的變化可由自變量解釋，僅有4.33%的變化不被解釋。結果表明，本試驗因素芝麻葉粉添加量（A）、洋蔥汁添加量（B）、食鹽添加量（C）對蛋糕感官評分的主次影響順序為A＞B＞C。二次項A2、C2對響應值影響極顯著，二次項B2對響應值影響很顯著，一次項A 和交互項AC影響顯著，其余項影響不顯著。

表4 回歸模型方差分析Table 4 Analysis of variance of regression model

2.2.2 響應面交互作用分析

為進一步考察影響蛋糕感官評分的各因素間的交互性，采用Design-Expert 8.0.6 軟件對試驗數據進行處理，得到回歸方程的響應面圖，見圖5。在控制其他因素不變的條件下，分析其余兩因素對感官評分的影響。

由圖5 可知，所有響應面均呈凸起狀，各響應面的響應值隨其對應的各因素值的增大而呈現先增加到極值而后減小或保持平衡；該模型有穩定點，即最大值。由圖5 可知，各因素間有一定的交互作用，其中AC 交互顯著、AB 和BC 交互不顯著。

運用回歸方程對芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕的工藝條件進行優化，預測戚風蛋糕的最佳工藝條件為芝麻葉粉添加量21.35g，洋蔥汁添加量67.00 g，食鹽添加量0.80 g。在此條件下，戚風蛋糕感官評分的理論值為9.529 16。根據實際制作的情況，對最優工藝條件調整芝麻葉粉添加量為21 g，洋蔥汁添加量為67 g，食鹽添加量為0.8 g。根據上述試驗條件進行3 次驗證試驗，所得戚風蛋糕的感官評分為9.496，試驗結果與預測值無顯著性差異，表明通過響應面法優化所得的芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕工藝參數具備可靠性和可操作性。

圖5 各因素交互作用對蛋糕感官評分影響的等高線圖及響應曲面圖Fig.5 Contour plot and response surface of the interaction of various factors on the sensory score of cake

2.3 蛋糕比容的測定

分別對按戚風蛋糕基礎配方和按芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕最佳配方制作出的蛋糕進行比容測定[1]，測定值分別為4.212 cm3/g 和4.178 cm3/g，可以看出，芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕比容與基礎配方戚風蛋糕比容基本相當，有較好的膨松口感。

3 結論

試驗研究表明，芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕的最佳配方為低筋粉99 g，芝麻葉粉21 g，蛋清200 g，蛋黃90 g，玉米油80 g，洋蔥汁67 g，水13 g，塔塔粉2.5 g，食鹽0.8 g，以該配方制作出的芝麻葉洋蔥咸味戚風蛋糕，蔥香撲鼻、咸而不膩、膨松清爽，有芝麻葉的香氣，同時兼有芝麻葉和洋蔥的營養，低糖低熱，迎合了現代人對食物的營養需求，同時為果蔬類咸味糕點的開發提供了思路。