年輪蛋糕抗老化配方

王優

上海旺旺食品集團有限公司（上海 201103）

年輪蛋糕是一種以小麥粉、蛋、糖為主要原料，層層烘烤層層包裹、形似年輪的烘烤類糕點。新鮮烘烤出爐的蛋糕，口感綿潤，風味濃郁，深受甜食消費者喜愛。蛋糕老化是糕點類產品在儲存過程常見的現象，它是因為淀粉重新結晶、水分的遷移等作用，使口感變硬、粗糙，風味變劣，保質期變短，從而影響食品品質。改善、延緩年輪蛋糕儲存期間老化現象是亟需解決的問題。

據研究表明[1-3]：α-淀粉酶可降低蛋糕老化速率；以蔗糖酯為主要成分的復配乳化劑通過增加蛋糕生地體系穩定性來改善蛋糕老化現象；在貯藏過程中聚葡萄糖可提高面包柔軟性，具有良好的保水性。因此，可通過阻止淀粉重結晶、增強蛋糕持水性、增加面糊穩定性三個方面來防止蛋糕老化。

試驗探究含有α-淀粉酶的乳化油脂、含有聚葡萄糖的烘焙用膳食纖維和復配乳化劑添加量對蛋糕老化性能的影響，探討包括年輪蛋糕水分、水分活度、硬度等老化參數，從而優化年輪蛋糕抗老化配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蛋糕專用小麥粉（益海嘉里食品工業有限公司）；烘焙用膳食纖維粉（河南泰利杰生物科技有限公司）；殺菌蛋液（蘇州歐福蛋業有限公司）；復配糕點乳化劑（平糊菱化食品有限公司）；人造奶油（含α-淀粉酶）（深圳精益油脂技術有限公司）；麥芽糖漿（山東盛泰生物科技有限公司）；牛奶香精[曾田香料（昆山）有限公司]；小麥淀粉（河南棗花面業有限公司）；膨松劑（青島大宮食品有限公司）；起酥油[愛迪科油脂（常熟）有限公司]。

1.2 儀器與設備

HE83水分測定儀（梅特勒-托利多儀器有限公司）；PL4002電子天平（0.01 g，梅特勒-托利多儀器有限公司）；HP23水活度檢測儀（ROTRONIC）；5K5SS桌上型攪拌機（美國廚寶）；TA-XT plus質構儀（超技儀器有限公司）；BMP6P-1000年輪蛋糕燒上機（株式會社ソーキナカタ）；DK-S22電子恒溫水浴鍋（上海精宏實驗設備公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 年輪蛋糕基礎配方

根據預試驗，年輪蛋糕基礎配方按照表1進行。

表1 年輪蛋糕基礎配方表

1.3.2 年輪蛋糕工藝流程

原料預處理→配料→打料→燒上→冷卻→切片→包裝

操作步驟：面粉、糖粉過0.250和0.180 mm篩，蛋液、油脂回溫；將乳化劑、麥芽糖漿、殺菌蛋液、水等液態料倒入攪拌機內攪拌30 s；依次加入面粉/糖粉混合物、膨松劑、小麥淀粉，攪拌20～30 min，測定投油前比重；加入油脂攪拌至生地比重、黏度在標準范圍，上機烘烤，冷卻，切片后包裝。

1.3.3 單因素試驗

人造奶油（含α-淀粉酶）按照配方總量計算，添加量為0，1.5%，3%，4.5%，6.0%和7.5%；烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）按照配方總量計算，添加量為0，1.5%，3%，4.5%和6.0%；復配乳化劑按照配方總量計算，添加量為0，1.4%，2.8%，4.2%和5.6%。

1.3.4 多因素復合試驗

選用L9(33)正交表，設計三因素三水平試驗，探究不同因素對年輪蛋糕感官指標影響，得出最優水平組合后進行驗證試驗。

1.3.5 最優組合驗證試驗

將對照組、優化組樣品常溫放置，于常溫1 d、常溫6個月、常溫9個月測試質構、水分、水分活度指標，并進行對比驗證。

1.4 指標測定

1.4.1 水分

根據GB 5009.3—2016[4]檢測年輪蛋糕樣品水分。

1.4.2 水分活度

根據GB 5009.238—2016[5]水分活度儀擴散法檢測年輪蛋糕樣品水分活度。

1.4.3 質構測定

在年輪蛋糕的貯存過程中，硬度、彈性、咀嚼性、黏聚性可作為評價其老化程度的重要指標。通過質構儀對年輪蛋糕進行硬度、彈性、咀嚼型、黏聚性分析。

測試條件：探頭P/0.5R；探入深度：蛋糕厚度的40%；測前速度：1.7 mm/s；測后速度：10 mm/s；自動觸發，觸動壓力5 g。

1.4.4 感官指標

參考文獻[6]，選擇對年輪蛋糕較為熟悉的生產、品保、研發食品專業人員共6名組成感官評價小組，以色澤、風味與口感、組織質地為指標，對常溫觀測中年輪蛋糕的感官品質進行評價，標準見表2。

表2 感官評定標準

1.5 數據處理

使用Excel進行數據分析，同時利用SPSS軟件進行正交試驗數據分析。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕抗老化性的影響

人造奶油（含α-淀粉酶）是一種含有α-淀粉酶的植物性乳化油脂。α-淀粉酶可從淀粉分子內部水解α-1.4糖苷鍵使支鏈淀粉、直鏈淀粉側鏈變短，產生小分子糊精、麥芽糖、寡糖，這些水解后的小分子物質含量越高，越能有效干擾淀粉結晶，從而使食品的老化速率下降。而且淀粉經酶水解后仍能保持分子結構完整性，進而保持儲存過程中食品的彈性。但過量的糊精等小分子物質會使蛋糕口感發黏，故加酶量需適當，否則過大會出現食品質構支撐不足出現塌架[7-8]。

試驗設計不同人造奶油（含α-淀粉酶）添加梯度，從而探究人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕老化現象的影響。由圖1（a）可知，隨著人造奶油添加量增多，硬度和咀嚼度同步下降，這與人造奶油帶入的α-淀粉酶阻礙了淀粉結晶回生有關。由圖1（b）可知，隨著人造奶油添加量的增加，蛋糕黏聚性逐漸增高，彈性逐漸下降，這與產品內部水分保持穩定性有關。綜合產品硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性，將人造奶油（含α-淀粉酶）添加量定為3%。

圖1 人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕質構的影響

2.1.2 烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）對年輪蛋糕抗老化性能的影響

聚葡萄糖是一種水溶性膳食纖維，其分子結構含有檸檬酸酯鍵和山梨醇端基，因此具有很強的持水性能，應用到蛋糕制品時，可提高食品的柔軟性。Chirmer等[9]用聚葡萄糖替代蛋糕中的蔗糖研究發現，添加聚葡萄糖的蛋糕可保持蛋糕柔軟、延緩蛋糕彈性下降速率，起到抗老化作用。

由圖2（a）可知，隨著烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量的增加，硬度和咀嚼度同步下降，當硬度變小時，在食用過程中的咀嚼度也變小。說明烘焙用膳食纖維具有保持蛋糕柔軟、保持水分穩定的效果。由圖2（b）可知，隨著烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量的提高，彈性先下降后上升，黏聚力在添加至3%之后明顯上升，較強的黏聚力對蛋糕整體口感、風味有負影響。因此，烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）的最佳添加量選為3%。

圖2 烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）對年輪蛋糕質構的影響

2.1.3 復配乳化劑添加對年輪蛋糕抗老化性能的影響

據研究表明，直鏈淀粉與乳化劑結合形成復合物，直鏈淀粉的螺旋結構將乳化劑的疏水基團包裹在內部，親水基團暴露在螺旋結構外，有效阻礙了水分喪失[10]；另外，乳化劑通過阻礙淀粉分子間氫鍵的結合，從而降低淀粉分子的結晶速率和成核速率，最終達到延緩蛋糕制品老化的效果。

試驗選擇含有多種乳化劑的復配乳化劑，設計不同添加量，探究乳化劑對蛋糕抗老化性的影響，從而找到合適添加量。由圖3（a）可知，隨著復配乳化劑用量的增多硬度初始下降比較劇烈，當添加至一定量后變化較為平緩，對于咀嚼度而言當添加量較小時變化不明顯，當添加量超過2.8%時下降較為明顯。由圖3（b）可知，隨著復配乳化劑用量的增多彈性先增大后減小，黏聚力先減小后增大。綜合比較其添加量在4.2%較為合適。

圖3 復配乳化劑對年輪蛋糕質構的影響

2.2 正交試驗優化配方

根據單因素研究結果，人造奶油（含α-淀粉酶）、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）、復配乳化劑添加量在一定范圍內對年輪蛋糕的老化有顯著抑制作用。因此，選用這3種原料作為3因素，進行L9(33)正交試驗設計，以感官評價為考察指標優化年輪蛋糕抗老化配方。

正交試驗因素和水平表見表3，正交試驗結果見表4。試驗結果表明，三因素抗年輪蛋糕老化效果為C＞A＞B，即復配乳化劑影響最大，其次是含α-淀粉酶的人造奶油，再次是含聚葡萄糖的烘焙用膳食纖維。最佳復配比例為A2B2C3，即人造奶油（含α-淀粉酶）添加量為3%、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量為3%、復配乳化劑添加量為5.6%。

表3 正交試驗因素與水平 單位：%

表4 L9(33)正交試驗結果與數據處理

2.3 常溫放置時間對年輪蛋糕品質的影響

采用最優組合配方，將對照組、優化組常溫放置，檢測初始樣、常溫6個月、常溫9個月水分以及水分活度、硬度、咀嚼性、彈性、黏聚力，結果見表5～表7。

由表5～表7可知，優化組配方的硬度、咀嚼性、彈性、水分、水分活度均隨著儲存時間的延長而變化，其中硬度、咀嚼性增大，彈性、黏聚力、水分、水分活度減小。六個指標除黏聚力隨時間延長優化組比對照組變化率大以外，其余指標的變化率優化組均小于對照組。說明優化組的抗老化性能優于對照組。年輪蛋糕保質期內穩定性的根源在于水分流失速率的快慢，優化組加入阻礙淀粉回生的含α-淀粉酶的人造奶油、含多羥基聚葡萄糖的鎖水膳食纖維、以及多種乳化功能的復配乳化劑，從而使優化配方具有優越的穩定性。

表5 貨架期內年輪蛋糕硬度、咀嚼型變化

表6 貨架期內年輪蛋糕彈性、黏聚力變化

表7 貨架期內年輪蛋糕水分、水分活度變化

3 結論

1) 在年輪蛋糕抗老化配方研制過程中，經單因素試驗發現，人造奶油（含α-淀粉酶）、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）、復配乳化劑對年輪蛋糕老化有明顯延緩作用。

2) 通過正交試驗、驗證試驗優化出的年輪蛋糕抗老化配方是：在原有配方基礎上，人造奶油（含α-淀粉酶）添加量3%、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量3%、復配乳化劑添加量5.6%時，抗老化效果較好。