脂肪酸蔗糖酯對(duì)戚風(fēng)蛋糕的品質(zhì)和烘焙特性影響分析

向志梅，張紫薇，李晨琳，王 悅，鄭立恒，呂坤澤，謝 珊，聶相珍

（桂林旅游學(xué)院休閑與健康學(xué)院，廣西桂林 541006）

0 引言

隨著生活節(jié)奏的加快，方便快捷的烘焙類食品成為人們消費(fèi)的主流產(chǎn)品，蛋糕作為烘焙類食品的典范，受到越來越多消費(fèi)者的喜愛[1]。戚風(fēng)蛋糕因其水分含量高、柔韌性好、口感滋潤(rùn)松軟等特點(diǎn)深受消費(fèi)者青睞，但其存放時(shí)間不可過長(zhǎng)，否則蛋糕組織結(jié)構(gòu)易出現(xiàn)粗糙、松散干硬、彈性和風(fēng)味變差等老化現(xiàn)象。蔗糖脂肪酸酯簡(jiǎn)稱蔗糖酯，其英文名為Sucros Fatty Acid Estres（SE），是一種綠色、非刺激性、非離子型表面活性劑，通常由蔗糖與脂肪酸或脂肪酸衍生物通過生物、化學(xué)等方法合成[2]。在食品領(lǐng)域中，SE 可作為乳化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑和抗老化劑等使用[3-5]。目前，市面上改良蛋糕品質(zhì)的方法主要是在蛋糕的配方中添加乳化劑、親水膠體和酶制劑等，其中SE 作為一種乳化劑應(yīng)用于蛋糕產(chǎn)品中，既可以與淀粉發(fā)生作用形成復(fù)合物，增強(qiáng)淀粉結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低淀粉老化的速度[6]，也有助于空氣在液相中的分布，促進(jìn)氣泡均勻分散和膨脹，最終使蛋糕體積增大、質(zhì)地柔軟[7]。

目前，國內(nèi)外關(guān)于SE 的研究多集中于與其他添加劑復(fù)配使用，以探討其品質(zhì)變化的機(jī)理。例如，謝苒荑等人[8]的研究表明，乳化劑SE 和三聚甘油酯復(fù)合使用改善了戚風(fēng)蛋糕的外觀結(jié)構(gòu)、口感，并延長(zhǎng)了蛋糕的貯藏期，其中對(duì)SE 的重要性進(jìn)行了重要描述。但關(guān)于單獨(dú)使用SE 對(duì)戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)及烘焙特性相關(guān)的應(yīng)用研究較少。

因此，探索單一SE 的添加對(duì)戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)及其烘焙特性的影響，以期對(duì)戚風(fēng)蛋糕的品質(zhì)改良提供一定的理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

細(xì)砂糖，廣州福正東海食品有限公司提供；新鮮雞蛋，市售；玉米油，中糧（東莞）糧油工業(yè)有限公司提供；低筋面粉（美玫牌），粗蛋白含量8.2%，江蘇南順面粉有限公司提供；SE-15 蔗糖脂肪酸酯，柳州愛格富食品科技股份有限公司提供；純凈水，華潤(rùn)怡寶飲料（中國）有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-Pilot 型質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC 公司產(chǎn)品；DHG-9140ALTIA 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海齊欣科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；XSP 系列-1CA 型光學(xué)顯微鏡，北京普瑞賽司儀器有限公司產(chǎn)品；YXB-K 型新南方烤爐，廣州賽思達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司產(chǎn)品；DDQD01U1 型打蛋器，小熊電器股份有限公司產(chǎn)品；ACS-30A 型電子秤，上海友聲衡器有限公司產(chǎn)品；6寸（16.7 cm×7.7 cm×14 cm）戚風(fēng)蛋糕模具，廣州利焙達(dá)貿(mào)易有限公司產(chǎn)品。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 戚風(fēng)蛋糕配方

戚風(fēng)蛋糕基本配方見表1。

表1 戚風(fēng)蛋糕基本配方

1.3.2 戚風(fēng)蛋糕制作流程

1.3.3 戚風(fēng)蛋糕面糊密度的測(cè)定

采用相對(duì)密度法進(jìn)行測(cè)定，試驗(yàn)均重復(fù)3 次[9]。取50 mL 的燒杯稱出其質(zhì)量m0，再秤出放滿蒸餾水和燒杯的質(zhì)量m1，倒出蒸餾水擦干燒杯再倒入面糊，稱其質(zhì)量為m2，水的密度約為1 g/cm3，根據(jù)公式（1）計(jì)算戚風(fēng)蛋糕面糊密度：

式中：P——戚風(fēng)蛋糕面糊密度，g/mL；

m0——燒杯質(zhì)量，g；

m1——燒杯中裝滿蒸餾水質(zhì)量，g；

m2——燒杯中裝滿面糊質(zhì)量，g。

1.3.4 戚風(fēng)蛋糕質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

將常溫冷卻后的戚風(fēng)蛋糕用面包刀切成長(zhǎng)寬高均為4 cm×4 cm×2 cm 的正方體小塊，使用探頭為P25 的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定蛋糕質(zhì)構(gòu)。設(shè)定參數(shù)為形變量50%，參數(shù)為高30 mm，速度2 mm/s，感應(yīng)力0.35 N，2 次擠壓間隔時(shí)間2 s[10]。主要測(cè)定戚風(fēng)蛋糕的硬度、彈性和咀嚼度。

1.3.5 戚風(fēng)蛋糕水分含量測(cè)定

根據(jù)GB 5009.3—2016 中的直接干燥法步驟進(jìn)行[11]，將稱量瓶置于95～105 ℃的烘箱干燥中，瓶蓋斜靠在瓶邊，加熱1 h，蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻30 min，稱量并重復(fù)干燥至恒質(zhì)量。稱取2.00 g 已碎的蛋糕，放入此稱量瓶中，樣品均勻分布，置于95～105 ℃的烘箱中，瓶蓋斜靠在瓶邊，干燥3 h，蓋好取出，放入干燥器內(nèi)冷卻30 min，稱量至恒質(zhì)量（前后2 次質(zhì)量不超過2 mg）。

根據(jù)公式（2）計(jì)算樣品水分含量：

式中：X——樣品水分含量，%；

M1——稱量瓶和樣品的質(zhì)量，g；

M2——干燥后稱量瓶和樣品的質(zhì)量，g；

M3——稱量瓶的質(zhì)量，g。

1.3.6 戚風(fēng)蛋糕比容測(cè)定

采用小米置換法[12]，在室溫下晾涼后的蛋糕秤其質(zhì)量為m，按照公式（3）計(jì)算戚風(fēng)蛋糕比容。

式中：SV——蛋糕比容，mL/g；

V——蛋糕體積，mL；

m——蛋糕質(zhì)量，g。

1.3.7 戚風(fēng)蛋糕烘焙損失率測(cè)定

用電子天平稱量面糊和蛋糕的質(zhì)量[13]，烘烤前面糊質(zhì)量計(jì)為m1（g），烘烤后蛋糕質(zhì)量計(jì)為m2（g）。

根據(jù)公式（4）計(jì)算戚風(fēng)蛋糕烘焙損失率：

1.3.8 戚風(fēng)蛋糕組織結(jié)構(gòu)顯微觀察

將戚風(fēng)蛋糕切成薄片，用顯微鏡觀察戚風(fēng)蛋糕的組織結(jié)構(gòu)并拍照，使用Image J 軟件將彩色圖片處理成bit-8 灰度圖，觀察氣孔組織結(jié)構(gòu)[14]。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2021 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和圖像繪圖。使用SPSS 26 數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行戚風(fēng)蛋糕烘焙特性的顯著性分析。每次測(cè)試均設(shè)3 次平行試驗(yàn)，顯著差異水平取p＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 SE 對(duì)戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)特性影響

2.1.1 戚風(fēng)蛋糕面糊密度分析

面糊密度是反映蛋糕品質(zhì)高低的指標(biāo)之一[15]，其主要體現(xiàn)在翻拌戚風(fēng)蛋糕面糊時(shí)拌入空氣含量的多少，拌入空氣含量越多，面糊的密度就越小，烘烤出的成品體積就越大。

面糊密度、比容、烘焙損失率對(duì)戚風(fēng)蛋糕的影響見表2。

表2 面糊密度、比容、烘焙損失率對(duì)戚風(fēng)蛋糕的影響

由表2 可知，空白組的密度與SE 組的密度有顯著性差異，SE 組的密度比空白組的密度減少0.088 g/mL。說明SE 有助于戚風(fēng)蛋糕面糊體系充入空氣，是由于SE 所具有的發(fā)泡特性發(fā)揮作用，其能夠有效降低面糊的表面張力[16]，在攪拌戚風(fēng)蛋糕面糊時(shí)充入大量的空氣，進(jìn)而形成緊密細(xì)小的氣泡結(jié)構(gòu)，從而使面糊密度變小。

2.1.2 戚風(fēng)蛋糕質(zhì)構(gòu)分析

SE 對(duì)戚風(fēng)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響見表3。

表3 SE 對(duì)戚風(fēng)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

質(zhì)構(gòu)是反映戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[17]。蛋糕的硬度與咀嚼性有著相同的變化趨勢(shì)，若蛋糕硬度和咀嚼性越大，蛋糕的松軟度就越差，吃起來口感發(fā)硬且缺乏彈性[18]。由表3 可知，空白組與SE 組的硬度、彈性和咀嚼性有顯著性差異，相比空白組，SE 組的硬度和咀嚼性都較低，是因?yàn)镾E 良好的持水性和持氣性能夠減少蛋糕烘焙過程中水分的流失，提高了蛋糕水分含量使蛋糕口感變得松軟，降低了硬度和咀嚼度；另一方面，硬度與比容相關(guān)[19]，蛋糕比容越大，硬度就會(huì)越低，烤制出來的蛋糕也就越蓬松柔軟，由表2 可知，SE 組的比容比空白組比容大，恰與上述試驗(yàn)符合。蛋糕彈性與比容呈正相關(guān)[20]，彈性越大蛋糕起發(fā)性越好，蛋糕內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)就越均勻、氣孔大小一致，比容也就越大，從而使戚風(fēng)蛋糕口感保持綿軟細(xì)膩，從數(shù)據(jù)中可以得出SE組的彈性比空白組的高，是由于添加了SE 的面糊在攪拌的過程中形成更多更細(xì)密、大小均勻的氣泡，氣泡穩(wěn)定性好，受熱膨脹潛力大，烤制出來的成品比容大彈性也相應(yīng)變大。因此，從質(zhì)構(gòu)的幾個(gè)指標(biāo)中可以得出添加了SE 的戚風(fēng)蛋糕有助于改善戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)的結(jié)論。

2.1.3 戚風(fēng)蛋糕水分含量分析

貯藏期間戚風(fēng)蛋糕含水量變化見圖1。

圖1 貯藏期間戚風(fēng)蛋糕含水量變化

水分含量與蛋糕的柔軟度有關(guān)[21]，在適量的范圍內(nèi)蛋糕水分含量越多，蛋糕的口感就會(huì)越柔軟濕潤(rùn)，反之水分含量越少口感則越粗糙干硬，這是評(píng)判蛋糕品質(zhì)高低的重要指標(biāo)[22]。由圖5 可知，在貯藏期間，空白組與SE 組隨著保存時(shí)間越長(zhǎng)，水分含量逐漸遞減，其中在貯藏1 d 時(shí)，SE 組的水分含量為44.8%，空白組為42.7%，水分含量比空白組高出了2.1%，儲(chǔ)存至第3 天時(shí)SE 組和空白組的水分含量均下降。存放至3 d 后，空白組與SE 組的含水量下降的速度減緩，但相對(duì)于空白組，添加了SE 組的戚風(fēng)蛋糕，水分含量減緩的速度稍微比空白組低，保存至第7 天后，SE 組的水分含量仍能保持在42%，而空白組為41%，主要是因?yàn)榫哂杏H水性的SE 通過其結(jié)構(gòu)的羥基與淀粉分子形成氫鍵，使淀粉持水能力提高[23]，從而減緩了戚風(fēng)蛋糕在貯藏期間水分散失的速率，另外在貯藏期間蛋糕老化速度與蛋糕含水量多少密切相關(guān)[23]，SE 組的戚風(fēng)蛋糕之所以保存1 周后含水量仍高于空白組，是由于SE 的親水親油基團(tuán)可以進(jìn)入直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)中，使戚風(fēng)蛋糕在貯藏過程中直鏈淀粉不易發(fā)生重結(jié)晶，從而延緩淀粉的老化[24]。

2.2 SE 戚風(fēng)蛋糕烘焙特性影響

2.2.1 蛋糕比容分析

蛋糕比容能反映蛋糕體積的大小和保持氣體的能力[25]，可體現(xiàn)在烘烤過程中蛋糕的烘焙特性，比容越大，其體積也就越大，蛋糕的組織結(jié)構(gòu)也就越蓬松。由表3 可知，空白組與SE 組都有顯著性差異，未添加SE 的空白組比容為4.183 g/mL，而添加了SE乳化劑的一組比容為4.875 g/mL，2 組相對(duì)比，SE組的比容比空白組增大了0.692 g/mL。主要是因?yàn)镾E 在烘焙期間能提高戚風(fēng)蛋糕面糊持氣性，并且影響淀粉的糊化溫度[26]；另一方面，淀粉是影響面糊黏度的主要因素，而SE 又極易與淀粉相結(jié)合[27]，進(jìn)而對(duì)黏度產(chǎn)生更大的作用。因此，SE 的加入增大了面糊的黏度，使面糊的氣體不容易散失，進(jìn)而增大蛋糕在烘焙過程中的持氣性能，減少氣體的散失，從而增大蛋糕的體積。同時(shí)，SE 具有增強(qiáng)面糊穩(wěn)定性的能力，防止攪拌過程中面糊大量消泡[28]，而使烘烤后的蛋糕體積變小。

2.2.2 烘焙損失率分析

烘焙的損失主要集中體現(xiàn)于蛋糕在焙烤的過程中水分散失的多少[29]，若在烘烤或晾涼的過程中，散失了大量的水分則會(huì)使蛋糕損失率升高，進(jìn)而使蛋糕的含水量降低，蛋糕內(nèi)部組織粗糙、干咽，影響口感。由表2 可知，空白組的損失率為28%，SE 組的損失率為23.8%，比空白組的損失率減少了4.2%。在相同的烘烤條件下，戚風(fēng)蛋糕的損失率主要與面糊的持水性有關(guān)，而SE 具有良好的保水性，能夠使面糊內(nèi)部的淀粉分子和水分子相結(jié)合[30]，從而使面糊中水分子自由移動(dòng)的速度減小，因而減少了蛋糕在烘焙過程中水分的散失，降低了蛋糕的烘焙損失率。

2.2.3 戚風(fēng)蛋糕內(nèi)部結(jié)構(gòu)顯微觀察

戚風(fēng)蛋糕組織顯微鏡圖見圖2。

Anthia Matsakidou 等人[31]采用電子顯微鏡觀察蛋糕的氣孔壁，發(fā)現(xiàn)氣孔壁越光滑烘烤出來的蛋糕脫模時(shí)就不容易掉蛋糕屑。由圖2 可知，當(dāng)顯微鏡放大到40 倍時(shí)，可以觀察到添加了SE 的戚風(fēng)蛋糕的氣孔比較光滑且氣孔數(shù)量較多且分布均勻，而未添加SE 的空白組氣孔壁粗糙且氣孔大小不一致。這說明SE 的乳化性在起作用，使戚風(fēng)蛋糕面糊中的水和油能充分結(jié)合，并使面糊在攪拌時(shí)充入大量的氣體，讓面糊產(chǎn)生許多均勻的小氣泡[32]，提高了蛋糕在烘烤過程中氣泡的穩(wěn)定性，氣泡受熱膨脹使蛋糕組織均勻地發(fā)起，在一定程度上減少因受熱氣泡膨脹過大破損，減少烤制的蛋糕成品出現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)粗糙氣孔不均勻的情況。

3 結(jié)論

通過試驗(yàn)表明，在戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)方面，SE 的加入可以增加面糊的起泡能力，降低面糊的密度、硬度和咀嚼度，增大蛋糕彈性。在貯藏期間，SE 減緩了戚風(fēng)蛋糕水分含量的下降速度，延緩了蛋糕的老化。因此，戚風(fēng)蛋糕可以通過添加一定比例的SE 來改善產(chǎn)品的品質(zhì)。

在烘焙特性方面，SE 可以提高戚風(fēng)蛋糕的持氣性和持水性，使戚風(fēng)蛋糕在烘焙過程中增大比容，降低烘焙損失率；同時(shí)SE 所具有的乳化作用，使戚風(fēng)蛋糕組織結(jié)構(gòu)均勻氣孔大小一致。由于SE 具有良好的保水作用，戚風(fēng)蛋糕在保存了7 d 后水分含量仍能保持在42%左右，說明SE 在貯藏期間能較好地穩(wěn)定戚風(fēng)蛋糕的口感和品質(zhì)，為烘焙行業(yè)單一乳化劑使用對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響提供了一些新的研究思路和方向。因此，研究蔗糖酯對(duì)戚風(fēng)蛋糕保鮮性能的影響是未來研究方向之一。