燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品在重油蛋糕中的應(yīng)用

邢 明，王 展，舒騰飛，胡中澤，劉 英*

(武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023)

燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品在重油蛋糕中的應(yīng)用

邢 明，王 展，舒騰飛，胡中澤，劉 英*

(武漢工業(yè)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖北 武漢 430023)

以燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品(oat starch-based fat substitutes，OSFS)添加于傳統(tǒng)高脂重油蛋糕中，替代重油蛋糕中的部分脂肪，研究OSFS對(duì)重油蛋糕品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：OSFS在重油蛋糕體系內(nèi)具備良好的模擬脂肪的功能，水解度(DE值)為2.39、2.93、3.73的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的OSFS都能夠很好的替代蛋糕中脂肪，其中2.39為最佳脂肪替代品。DE值為2.39、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的OSFS能夠成功替代重油蛋糕中40%以內(nèi)的脂肪，其中20%脂肪替代量與傳統(tǒng)高脂重油蛋糕的各指標(biāo)最接近，為最佳脂肪替代量。

脂肪替代品；DE值；重油蛋糕；理化性質(zhì)；質(zhì)構(gòu)

重油蛋糕是一種高能量的食品，含有較多的固體油脂，組織較緊密，口感細(xì)膩，油潤感和飽腹感強(qiáng)[1-2]。過量的攝入脂肪不僅導(dǎo)致肥胖，還會(huì)增加高血脂、高血壓、糖尿病等的發(fā)病率。鑒于西方發(fā)達(dá)國家的“富貴病”的頻繁發(fā)生，瑞典于1966年，挪威于1975年，美國于1977年，英國于1983年相繼建議消費(fèi)者食品中由脂肪提供的能量占總能量的比例應(yīng)降低至30%以下[3]。如何在兼顧營養(yǎng)與感官性狀的前提下，降低快餐食品中脂肪含量，引起了食品科研人員的關(guān)注，于是各種類型的脂肪替代品應(yīng)運(yùn)而生。

脂肪替代品是一類加入到低脂或無脂食品中，具有與同類全脂食品相同或相近的感官效果，而使得食品提供的總能量降低的物質(zhì)[4]。以淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品能替代脂肪的原理是其溶于水后形成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)可以截留大量水，被截留的水具有一定的流動(dòng)性，感覺起來好似脂肪，并具有涂抹性，呈現(xiàn)出脂肪的假塑性，象脂肪一樣黏口，其味道在口腔中停留的時(shí)間也與脂肪停留的時(shí)間相同[5-7]。

目前，美國農(nóng)業(yè)部應(yīng)用研究國際中心生產(chǎn)的Oatrim是一種將燕麥淀粉用酶部分水解后，含5%β-葡聚糖的產(chǎn)品。它能夠產(chǎn)生類似于油脂的外觀和滋味，并可提高食品的黏度，主要用于奶制品糖果、冰凍甜點(diǎn)、焙烤制品和肉制品中，不適宜用于油炸[8]。國內(nèi)關(guān)于燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品的研究報(bào)道目前較為少見。

本研究以燕麥淀粉為原料，制備所得不同水解度(DE值)的脂肪替代品，將其添加于傳統(tǒng)高脂重油蛋糕中，替代重油蛋糕中的部分脂肪，降低蛋糕的脂肪含量，為燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品的在食品中應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品(OSFS)，水分含量(5.68± 1.90)%、酸度(2.16±0.74)°、灰分(3.54±0.06)%、蛋白質(zhì)(0.41±2.83)%、脂肪(0.07±0.001)%，由實(shí)驗(yàn)室自制。

蛋糕專用粉、鮮雞蛋、白砂糖 市售；黃油 益海糧油工業(yè)有限公司；泡打粉 安琪酵母股份有限公司。

TA-XT 2i質(zhì)構(gòu)儀 英國SMS公司；YXY-F60型烤爐 上海一喜食品機(jī)械有限公司；B30型打蛋機(jī) 廣州番禺力豐食品機(jī)械廠。

1.2 方法

1.2.1 燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品(OSFS)的制備流程

燕麥淀粉→調(diào)漿→調(diào)節(jié)溫度→糊化→酶解至所需DE值→滅酶→中和→過濾→干燥→粉碎→OSFS

1.2.2 DE值的測(cè)定[9]

還原糖含量以直接滴定法測(cè)定(GB/T5009.7—2008《食品中還原糖的測(cè)定》)，干物質(zhì)含量以折光率法測(cè)定(ISO1743《葡萄糖漿固體物質(zhì)的含量測(cè)定折光率法》)。

1.2.3 重油蛋糕的配方與制作工藝流程

1.2.3.1 重油蛋糕的配方

表1 重油蛋糕的配方Table 1 Recipe for high-ratio cake

1.2.3.2 重油蛋糕的制作工藝流程[10]

1.2.4 蛋糕的理化參數(shù)分析

1.2.4.1 質(zhì)量損失的測(cè)定[11]

蛋糕的質(zhì)量損失按式(2)計(jì)算。

式中：m1為烘烤前面團(tuán)質(zhì)量/g；m2為成品質(zhì)量/g。

1.2.4.2 比容的測(cè)定[12]

蛋糕出爐45min后測(cè)定體積(排菜籽法)和質(zhì)量，計(jì)算蛋糕的比容。蛋糕比容按式(3)計(jì)算。

1.2.4.3 水分含量的測(cè)定。

采用105℃烘箱干燥法[13]。

1.2.5 蛋糕的質(zhì)構(gòu)分析[14-15]

蛋糕切成20mm厚的薄片，采用TA-XT2i 質(zhì)構(gòu)儀P/0.5探頭，TPA測(cè)定模式，壓縮率設(shè)定為50%，測(cè)前速率為1.0mm/s，測(cè)試速率為1.0mm/s，測(cè)后速率為10.0mm/s，間隔為30s，記錄數(shù)據(jù)200pps。測(cè)定參數(shù)包括硬度、黏附性、彈性、黏聚性、咀嚼性和回復(fù)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同DE值的25% OSFS替代重油蛋糕中20%的脂肪對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.1.1 理化參數(shù)測(cè)定結(jié)果

表2 不同DE值的25% OSFS替代重油蛋糕中20%的脂肪對(duì)蛋糕理化參數(shù)的影響Table 2 Effects of 25% OSFS with different DE values on texture parameters of high-ratio cake

由表2可知，添加OSFS的低脂蛋糕與傳統(tǒng)高脂重油蛋糕的相比，烘烤前后質(zhì)量損失略大，比容略小，隨著DE值的增大，質(zhì)量損失和比容相差不大，無明顯區(qū)別，這可能是因?yàn)閭鹘y(tǒng)高脂重油蛋糕中含有較多的油脂，而油脂具有一定的起泡性，有助蛋糕體積的增大。

2.1.2 蛋糕在儲(chǔ)存期間水分含量的變化

圖1 蛋糕在儲(chǔ)存期間水分含量的變化Fig.1 Moisture changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

由圖1可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長，傳統(tǒng)高脂重油蛋糕和添加OSFS低脂蛋糕的水分含量呈下降趨勢(shì)，其中0～1d內(nèi)水分含量下降較快，1d以后降低較慢。添加OSFS的低脂蛋糕的水分含量為25%左右，比傳統(tǒng)高脂蛋糕的(21.95%)略高，在儲(chǔ)存期間水分降低較少，且DE值越小，水分含量降低的也越少。這可能是因?yàn)镺SFS具有較高的持水性，減緩了蛋糕中水分含量的降低速率，DE值越小，持水能力越大，水分降低的越慢。

2.1.3 蛋糕在儲(chǔ)存期間的質(zhì)構(gòu)特性的變化

圖2 蛋糕在儲(chǔ)存期間硬度的變化Fig.2 Firmness changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

硬度是第一次壓縮時(shí)的最大峰值，多數(shù)樣品的硬度值出現(xiàn)在最大變形處。由圖2可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，蛋糕的硬度隨儲(chǔ)藏時(shí)間延長呈上升趨勢(shì)，其中0～1d增加較少，2～3d顯著增加。傳統(tǒng)高脂重油蛋糕具有最低的硬度值為163.587g左右，儲(chǔ)藏3d后，其硬度為2095.793g，變化幅度較大。添加OSFS的低脂蛋糕的硬度低于傳統(tǒng)高脂重油蛋糕，且DE值越小，產(chǎn)品的硬度越大，越接近傳統(tǒng)高脂重油蛋糕。

圖3 蛋糕在儲(chǔ)存期間黏附性的變化Fig.3 Adhesiveness changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

黏附性是指第一次壓縮曲線達(dá)到零點(diǎn)到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負(fù)面積。黏附性測(cè)定的是探頭由于測(cè)試樣品的黏附作用所消耗的功，反映了咀嚼時(shí)蛋糕對(duì)上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)。黏附性越小說明蛋糕越爽口。由圖3可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長，黏附性的絕對(duì)值呈下降趨勢(shì)，說明產(chǎn)品的黏性隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì)，添加OSFS的低脂蛋糕的黏附性高于傳統(tǒng)高脂重油蛋糕。

圖4 蛋糕在儲(chǔ)存期間彈性的變化Fig.4 Springiness changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

彈性是指變形樣品在去除壓力后恢復(fù)到變形前的高度比率，即樣品經(jīng)過第一次壓縮以后能夠再恢復(fù)的程度，用第二次壓縮與第一次壓縮的高度比值表示。由圖4可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，蛋糕的彈性隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì)，其中傳統(tǒng)高脂重油蛋糕的彈性下降較為明顯，添加OSFS的低脂蛋糕的彈性下降較小。DE值越小，蛋糕的彈性越大，在儲(chǔ)存期間下降的越小。

圖5 蛋糕在儲(chǔ)存期間黏聚性的變化Fig.5 Cohesiveness changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

黏聚性是指表示測(cè)試樣品經(jīng)過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出的對(duì)第二次壓縮的相對(duì)抵抗能力，在曲線上表現(xiàn)為兩次壓縮所做正功之比，它反映了蛋糕內(nèi)部結(jié)合力的大小。黏聚性大說明蛋糕不易形成碎渣。由圖5可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，蛋糕的黏聚性隨儲(chǔ)存時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì)，添加了OSFS的蛋糕黏聚性下降相對(duì)較緩慢，且DE值越小，蛋糕的黏聚性越大。這說明添加了OSFS的蛋糕不易形成碎渣，咀嚼時(shí)能夠較好的保持完整的狀態(tài)。

咀嚼性是指用于描述將固體食品咀嚼到可以吞咽時(shí)所需做的功，它綜合反映了蛋糕對(duì)咀嚼的持續(xù)的抗性。數(shù)值上用硬度、黏聚性和彈性的乘積表示。由圖6可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，咀嚼性的變化比較復(fù)雜，有些樣品的值增加，有些則下降，但從總體趨勢(shì)來看，添加了OSFS的蛋糕咀嚼性明顯高于傳統(tǒng)重油蛋糕。

圖6 蛋糕在儲(chǔ)存期間咀嚼性的變化Fig.6 Chewiness changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

回復(fù)性是指表示樣品在第一次壓縮過程中回彈的能力，是第一次壓縮循環(huán)過程中返回樣品所釋放的彈性能與壓縮時(shí)探頭的耗能之比。由圖7可知，在溫度25℃、相對(duì)濕度50%的條件下，在儲(chǔ)存期間，蛋糕的回復(fù)性呈下降趨勢(shì)，添加了OSFS的蛋糕回復(fù)性高于傳統(tǒng)重油蛋糕，DE值越小，蛋糕的回復(fù)性越大，在儲(chǔ)存期間下降的越小。

圖7 蛋糕在儲(chǔ)存期間回復(fù)性的變化Fig.7 Resilience changes of high-ratio cake with the addition of OSFS with different DE values during storage

總之，質(zhì)構(gòu)分析表明，添加OSFS的低脂蛋糕與傳統(tǒng)高脂重油蛋糕相比，在硬度、彈性、回復(fù)性、黏聚性等方面有所改善，且在儲(chǔ)存期間其值變化較小，DE值為2.39、2.93、3.73的OSFS替代重油蛋糕中的20%的脂肪時(shí)各指標(biāo)較好，說明在重油蛋糕體系內(nèi)具備良好的模擬脂肪的功能，其中DE值為2.39的OSFS在替代重油蛋糕時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)比較好，為最佳的OSFS。 DE值為4.11的OSFS替代重油蛋糕時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)稍差，較不適合做脂肪替代品。

2.2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OSFS對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.2.1 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OSFS對(duì)蛋糕的理化參數(shù)影響

表4 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OSFS替代20%脂肪對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響Table 4 Effects of different concentrations of OSFS on texture parameters of high-ratio cake

DE值為2.39，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%、30%的OSFS替代重油蛋糕中的20%脂肪對(duì)蛋糕理化參數(shù)的影響，結(jié)果見表3。

表3 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OSFS替代20%脂肪對(duì)蛋糕理化參數(shù)的影響Table 3 Effects of different concentrations of OSFS on physicochemical parameters of high-ratio cake

由表3可知，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的OSFS替代20%的脂肪時(shí)，前者的質(zhì)量損失略小、比容略大、水分含量略高。

2.2.2 不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OSFS對(duì)蛋糕的質(zhì)構(gòu)影響

DE值為2.39，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%、30%的OSFS替代重油蛋糕中的20%脂肪對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響，結(jié)果見表4。

由表4可知，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%和30%的OSFS替代20%的脂肪時(shí)，雖然后者的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性、回復(fù)性等指標(biāo)較前者高，后者的黏附性的絕對(duì)值也較高，這意味著可能吃起來會(huì)黏牙，而且考慮到蛋糕的理化參數(shù)，以及成本(質(zhì)量分?jǐn)?shù)高意味著添加量大，成本高)，本實(shí)驗(yàn)選擇25%的OSFS質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2.3 OSFS對(duì)不同脂肪替代量的蛋糕品質(zhì)的影響

2.3.1 OSFS對(duì)不同脂肪替代量的蛋糕的理化參數(shù)影響

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的OSFS(DE值為2.39)替代重油蛋糕中的0%、20%、40%、60%、80%脂肪對(duì)蛋糕理化參數(shù)的影響，結(jié)果見表5。

表5 不同脂肪替代量的OSFS對(duì)蛋糕物理參數(shù)的影響Table 5 Effects of different levels of fat substitution by OSFS on physic-chemical parameters of high-ratio cake

由表5可知，隨著脂肪替代量的增加，蛋糕質(zhì)量損失和水分含量增加，比容逐漸降低，當(dāng)替代量為20%時(shí)，低脂蛋糕的質(zhì)量損失最小為12.02%，水分含量也最小為25.55%，比容最大為2.46mL/g，當(dāng)脂肪替代量為80%時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量損失達(dá)到了14.36%，水分含量增加到了35.3%，比容降低到了1.97mL/g。蛋糕的水分含量一般在15%～30%，如果水分含量過高，蛋糕在相對(duì)濕度較高的環(huán)境中，容易發(fā)生霉變，因此脂肪替代量為60%和80%的低脂蛋糕不可取。

表6 不同脂肪替代量的25%OSFS對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響Table 6 Effects of different levels of fat substitution by OSFS on texture parameters of high-ratio cake

2.3.2 OSFS對(duì)不同脂肪替代量蛋糕的質(zhì)構(gòu)影響

質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的OSFS(DE值為2.39)替代重油蛋糕中的0%、20%、40%、60%、80%脂肪對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響，結(jié)果見表6。

由表6可知，隨著脂肪替代量的增加，黏附性呈明顯上升趨勢(shì)，替代量為60%和80%的樣品黏附性較大，已經(jīng)失去蛋糕的風(fēng)味。40%以內(nèi)的替代量從外觀、質(zhì)構(gòu)和理化參數(shù)考慮可以被接受，其中20%替代量與傳統(tǒng)高脂重油蛋糕的各指標(biāo)最接近，為最佳替代量。

2.3.3 不同脂肪替代量蛋糕樣品的表觀及切面圖片

圖8 蛋糕樣品的表觀及切面圖片F(xiàn)ig.8 Surface and cross-section of high-ratio cakes with different levels of fat substitution by OSFS

由圖8可知，蛋糕表皮和芯部的顏色隨著脂肪替代量的增加逐漸變淺。其中，傳統(tǒng)高脂重油蛋糕表面略鼓，底面平整；表面金黃、剖面淡黃，色澤均勻；松軟有彈性，剖面蜂窩狀，小氣孔分布較均勻。脂肪替代量為20%和40%的低脂蛋糕還具有蛋糕的正常顏色，外觀可以被接受。脂肪替代量為60%和80%的低脂蛋糕表面和芯部顏色較淺，失去蛋糕的正常顏色，且芯部黏連較為嚴(yán)重，不可以被接受。

3 結(jié) 論

以燕麥淀粉為基質(zhì)的脂肪替代品(OSFS)在重油蛋糕體系內(nèi)具有良好的模擬脂肪的功能，DE值為2.39、2.93、3.73的25% OSFS能夠很好的替代蛋糕中脂肪，其中2.39為最佳DE值。從外觀、理化參數(shù)和質(zhì)構(gòu)等方面考慮，DE值為2.39、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的OSFS能夠較好的替代蛋糕中的油脂，40%以內(nèi)的脂肪替代量可以被接受，其中20%脂肪替代量與傳統(tǒng)高脂重油蛋糕的各指標(biāo)最接近，為最佳脂肪替代量。

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Application of Oat Starch-based Fat Substitutes in High-Ratio Cake

XING Ming，WANG Zhan，SHU Teng-fei，HU Zhong-ze，LIU Ying*
(College of Food Science and Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)

In this study, the effects of oat starch-based fat substitutes (OSFS) as a partial substitute for fat on texture and the physico-chemical characteristics of high-ratio cake were investigated. OSFS could well simulate the role of fat in high-ratio cake. The additions of 25% OSFS with a DE value of 2.39, 2.93 and 3.73, respectively were all good substitutes for fat and OSFS with a DE value of 2.39 was the best among them. A fat content below 40% in high-ratio cake was successfully replaced by adding the best fat substitute at a concentration of 25%. When 20% of fat was substituted by OSFS, OSFS brought no detectable changes in texture and physico-chemical properties of high-ratio cake, suggesting that the optimum level of fat substitution in high-ratio cake was 20%. Key words：fat substitutes；DE value；high-ratio cake；physico-chemical properties；texture

TS201.1

A

1002-6630(2012)01-0049-05

2011-01-18

“十一五”國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2006BAD02B05)

邢明(1984—)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣任锟茖W(xué)與工程。E-mail：xingming2004@163.com

*通信作者：劉英(1956—)，女，教授，碩士，研究方向?yàn)楣任锛庸ぜ凹Z油食品開發(fā)。E-mail：liuying@whpu.edu.cn