諾麗果金融家蛋糕的工藝及配方優(yōu)化研究

雷 敏，郭子荷，戢得蓉，梁鵬娟，黃益前

（四川旅游學(xué)院食品學(xué)院，四川 成都 610100）

諾麗果（Morinda citrifolia Linn）又名乳酪果，是海濱木巴戟的果實(shí)，屬于熱帶常綠多年生闊葉灌木或小喬木茜草科巴戟天屬植物[1]，含有人體所需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，包括維生素、礦物質(zhì)等[2-3]，富含抗氧化成分與抗炎成分，如賽洛寧、生物堿、類黃酮、苷類等[4]。諾麗果的食用部分為果實(shí)部分，成熟的果實(shí)中具有強(qiáng)烈的獨(dú)特味道，因其屬于呼吸躍變型果實(shí)，采后難以貯存，不利于鮮食銷售，為了增強(qiáng)對諾麗果的利用，開發(fā)諾麗果相關(guān)產(chǎn)品成為一大趨勢[5]。諾麗果制粉后可以食用[6]，諾麗果全粉為新鮮諾麗果干制后所得棕色粉末狀物質(zhì)，有清香味并帶有微苦味，含有較豐富的膳食纖維、礦物質(zhì)、活性物質(zhì)[7]，制作方便且便于儲藏和運(yùn)輸，能最大程度地保留新鮮諾麗果所具有的營養(yǎng)價(jià)值，產(chǎn)生的廢料較少，對環(huán)境基本無污染，能有效延長諾麗果食用時(shí)間[5]。

金融家蛋糕是為了讓在證券交易所的金融家們吃到蛋糕但又不弄臟衣服而設(shè)計(jì)的。其制作方法是將蛋清與糖粉攪打至濕性發(fā)泡，加入杏仁粉、低筋面粉、糖粉與泡打粉拌勻，再加入提前煮沸放涼的黃油烘烤而成[8-9]。該產(chǎn)品最大的特點(diǎn)是糖粉與油脂含量高，外形小巧可愛，帶著濃郁的焦香黃油味和杏仁味。金融家蛋糕在各大酒店與烘焙連鎖均有廣泛銷售，擁有良好的消費(fèi)市場。將諾麗果粉加入金融家蛋糕類產(chǎn)品中，可以賦予蛋糕獨(dú)特的風(fēng)味，改善蛋糕熱量高、營養(yǎng)價(jià)值不均衡的缺點(diǎn)。

本研究選取海南新鮮諾麗果粉為原料，將其全粉加入到金融家蛋糕制作工藝中，通過正交試驗(yàn)確定最佳制作工藝，利用響應(yīng)面試驗(yàn)確定最佳配方。研制出一種具有酸甜口味營養(yǎng)豐富的諾麗果金融家蛋糕，以期為諾麗果深加工利用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

諾麗果粉：海南省西沙市；低筋小麥粉、黃油、糖粉、雞蛋、杏仁粉、泡打粉：市售。

1.1.2 儀器與設(shè)備

DC-P3型全自動測色差計(jì)：北京市興光測色儀器公司；CKF-52GS型烤箱：佛山市偉士達(dá)電器實(shí)業(yè)有限公司；BS224S型電子天平：北京賽多利斯系統(tǒng)有限公司；DDQ-A40A1型臺式打蛋器：廣東小熊電器有限公司；HX-200型高速中藥粉碎機(jī)：浙江省永康市溪岸五金藥具廠；TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀：美國FTC公司。

1.2 方法

1.2.1 諾麗果金融家蛋糕的制作工藝

基礎(chǔ)配方：按烘焙百分比計(jì)算，低筋面粉為100%，黃油120%、糖粉160%、蛋清170%、諾麗果全粉20%、杏仁粉100%、泡打粉5%。

基礎(chǔ)制作工藝條件：將黃油煮至澄清放涼備用，將低筋面粉、糖粉、諾麗果全粉、杏仁粉過100目篩，將蛋清和糖粉加入打蛋器混合均勻后攪打5 min，拌入粉料，混合均勻后拌入黃油，裝入裱花袋，擠注入紙杯中30 g/個，放入烤箱（面火165℃，底火165℃）烘烤18 min，將成品冷卻后，即可包裝，并在4～6℃下儲存。

1.2.2 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.2.2.1 工藝單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在基礎(chǔ)配方及制作工藝下，以感官評價(jià)為指標(biāo)，探討不同烘烤溫度（150、165、180、195、210℃），不同烘烤時(shí)間（12、15、18、21、24 min），不同蛋白攪打時(shí)間（3、5、7、9、11 min）對諾麗果金融家蛋糕品質(zhì)的影響。

1.2.2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在工藝單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上選取烘烤溫度、烘烤時(shí)間、蛋白攪打時(shí)間3個因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，各因素水平見表1，并對正交試驗(yàn)的各個組合進(jìn)行感官評鑒，驗(yàn)證正交試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，結(jié)合質(zhì)構(gòu)測試結(jié)果選出最佳工藝條件。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素及水平Table 1 L9(34)factorsand levelsof orthogonal test

1.2.2.3 配方單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在基礎(chǔ)配方及制作工藝下，考察諾麗果粉添加量（10%、20%、30%、40%、50%）、黃油添加量（60%、80%、100%、120%、140%）、糖粉添加量（100%、120%、140%、160%、180%）3個因素對金融家蛋糕的感官品質(zhì)及色差的影響。

1.2.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在配方單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)原理進(jìn)行三因素三水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)（表2），優(yōu)化諾麗果金融家蛋糕配方。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)Table 2 Design of response surface experiments

1.2.3 諾麗果金融家蛋糕的感官評價(jià)方法

由食品專業(yè)的10名具有感官評鑒經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)組成評定小組，男女各5名，滿分為100分[10]，分別從內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外觀形態(tài)、口感、彈柔性、顏色與風(fēng)味進(jìn)行評分，結(jié)果取其平均分，具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 諾麗果金融家蛋糕感官評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standardsof nonifruit financier cakes

1.2.4 產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性測定方法

主要測定指標(biāo)為硬度、彈性、感官彈性、膠黏性、咀嚼性。將蛋糕削去頂部，從蛋糕中心取5 cm×5 cm×1 cm大小的均勻薄片，確保表面和底面的平整。參考段麗麗等[11]的方法進(jìn)行測定。每項(xiàng)測試平行測定3次。

1.2.5 比容測定

小米比容法：取一個有代表性的蛋糕，稱量體重后放入燒杯中，用小米填充劑裝滿燒杯，用直尺刮平，取出蛋糕，測量燒杯內(nèi)小米體積為V1，將燒杯裝滿小米，用直尺刮平，倒入量筒內(nèi)測出體積V2，V2減去V1為蛋糕體積，按下式計(jì)算蛋糕的比容。

式中：P為蛋糕比容，mL/g；V為蛋糕體積，mL；m為蛋糕質(zhì)量，g。

1.2.6 色差測定

采用亨特-Lab色差表系表示色差。測定時(shí)要先預(yù)熱色差儀10 min，利用白板與黑板對色差計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。將蛋糕表層除去，將蛋糕碾碎置于色差儀內(nèi)，然后進(jìn)行測定，利用色差計(jì)測定蛋糕內(nèi)部的色差得到△E、L*、a*、b*。

1.2.7 理化指標(biāo)測定

水分含量：參照GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》[12]，選用直接干燥法進(jìn)行測定；粗脂肪含量：參照GB 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》[13]，選用索氏抽提法進(jìn)行測定；總糖含量：參照GB/T 23780—2009《糕點(diǎn)質(zhì)量檢測方法》[14]中斐林氏容量法進(jìn)行測定；過氧化值：參照GB 5009.227—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中過氧化值的測定》[15]，選用滴定法進(jìn)行測定；微生物：參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》[16]測定菌落總數(shù)。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)平行3次，采用Design Expert 8.0.6處理響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果、Excel處理數(shù)據(jù)及SPSS處理正交試驗(yàn)結(jié)果、因子分析及單因素試驗(yàn)顯著性差異。對響應(yīng)面試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，得到數(shù)據(jù)的特征值、貢獻(xiàn)率，因子特征值大于1的提取為主成分，對其進(jìn)行綜合評分并進(jìn)行規(guī)范化處理后，得到的規(guī)范化綜合評分作為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面分析[17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工工藝單因素試驗(yàn)結(jié)果

在基礎(chǔ)配方與工藝條件下，研究不同烘烤溫度、烘烤時(shí)間及攪打時(shí)間對金融家蛋糕感官評分的影響，結(jié)果見圖1，對蛋糕色差及比容的影響結(jié)果見表4。烘烤溫度對于蛋糕的色澤、質(zhì)地、外觀以及彈性有很大影響。感官評分隨著烘烤溫度的升高先增大后減小，當(dāng)溫度達(dá)到165℃時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)的諾麗果金融家蛋糕色澤呈淺棕色，有光澤，表面略有凸起，有一定弧度，富有彈性，口感綿軟，不粘牙；高于165℃，產(chǎn)品感官評分呈下降趨勢，蛋糕顏色加深并且質(zhì)地干硬；低于165℃，蛋糕質(zhì)地潮濕，顏色黯淡無光澤，粘牙。隨著烘烤溫度的變化，在高于180℃時(shí)，蛋糕的總色差顯著增大，并且明亮度不斷降低，在180℃時(shí)，總色差最小，并且明暗度適中，烘烤溫度對色差的紅綠度影響不大。

表4 加工工藝對諾麗果金融家蛋糕色差及比容的影響Table 4 Effects of processing technology on color differences and specific volumes of nonifinancier cakes

圖1 不同加工工藝對諾麗果金融家蛋糕感官評分的影響Fig.1 Effects of different processing technologies on sensory scores of nonifinancier cakes

烘烤時(shí)間低于15 min時(shí)，蛋糕上色不足并且質(zhì)地過軟，彈性不足；18 min之后感官評分呈下降趨勢。這是由于烘烤時(shí)間過長，蛋糕表面顏色暗沉無光澤，并且出現(xiàn)焦糊。當(dāng)烘烤時(shí)間為18 min時(shí)感官評分最高，所制作的諾麗果金融家蛋糕芳香彌漫，表面有明顯弧度無凹陷，比容值相對最好，蛋糕富有海綿彈性，諾麗果風(fēng)味明顯。

諾麗果金融家蛋糕感官評分在蛋白攪打時(shí)間為7 min時(shí)達(dá)到最高點(diǎn)，此時(shí)蛋糕氣孔大小一致，松軟可口有彈性，無細(xì)小硬塊，無其他摻雜味。這是由于攪打時(shí)間不足，蛋白不能充分發(fā)泡，影響蛋糕蓬松的口感，彈性不足，而攪打時(shí)間過久，蛋白呈棉花狀，干燥，將泡沫薄膜打破，口感變韌，失去蓬松感。蛋白攪打時(shí)間對蛋糕的比容與色差影響不大。

2.2 工藝正交試驗(yàn)結(jié)果

由表5可知，各因素對諾麗果金融家蛋糕品質(zhì)影響的主次順序?yàn)椋篈＞B＞C，即烘烤溫度的影響最大，其次為烘烤時(shí)間及蛋白攪打時(shí)間；最佳配方為A2B1C2,即烘烤溫度165℃，烘烤時(shí)間15 min，蛋白攪打時(shí)間7 min。通過驗(yàn)證試驗(yàn)，在最佳工藝條件下制得的諾麗果金融家蛋糕感官評分為（84.5±1.22）分，高于所有正交試驗(yàn)結(jié)果，蛋糕明艷有光澤、口感松軟不粘牙、彈性十足，諾麗果香氣充裕。

表5 L9(34)正交試驗(yàn)因素水平及試驗(yàn)結(jié)果Table 5 L9(34)levelsof factorsand test results of orthogonal test

2.3 正交組合質(zhì)構(gòu)分析

工藝操作影響諾麗果蛋糕特性是由于烘烤溫度與時(shí)間會影響蛋糕中的含水量以及組織結(jié)構(gòu)的形成，從而影響蛋糕的硬度、感官彈性、膠黏性、咀嚼性。烘烤時(shí)間過短，溫度過低，蛋糕含水量過多，軟綿潮濕粘牙；溫度過高，烘烤時(shí)間過長，蛋糕干硬，顏色暗淡無光澤。合適的蛋白發(fā)泡程度使蛋糕具有良好的蓬松性。

對正交組的諾麗果金融家蛋糕進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定，結(jié)果見圖2，可以看出，A1B1C1組感官彈性較小，相對較差，其余各組感官彈性相差不大，A2B1C3組（第4組）的硬度較小，膠黏性、咀嚼性適中，相對最優(yōu)。對最佳工藝條件做驗(yàn)證試驗(yàn)，重復(fù)3次，得到該條件下諾麗果蛋糕的硬度為5.762 N，低于除A1B1C1外所有正交試驗(yàn)的結(jié)果，膠黏性、咀嚼性適中。經(jīng)正交試驗(yàn)感官得分與質(zhì)構(gòu)特性綜合分析得出諾麗果金融家蛋糕的最佳加工工藝為：烘烤溫度165℃，烘烤時(shí)間15 min，蛋白攪打時(shí)間為7 min。

圖2 正交試驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性Fig.2 Texturecharacteristicsof orthogonal test products

2.4 配方單因素試驗(yàn)結(jié)果

在基礎(chǔ)配方配比下，研究諾麗果粉添加量、黃油添加量及糖粉添加量對諾麗果金融家蛋糕感官品質(zhì)的影響，結(jié)果見圖3，對蛋糕色差及比容的影響結(jié)果見表6。隨著諾麗果粉含量的增加，蛋糕的總色差不斷增大，亮度減小，明亮度在添加量為30%時(shí)最適中，偏紅程度不斷增大。諾麗果粉添加量對蛋糕比容影響不大，當(dāng)添加量為30%以上，比容有所減小。隨著諾麗果粉添加量的增加，產(chǎn)品感官評分呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，當(dāng)諾麗果粉添加量為20%時(shí)，感官評分為最大值，外形完整、規(guī)則且厚薄一致，色澤濃淡適宜有光澤，呈現(xiàn)咖啡色，口感松軟，味道香甜可口，組織結(jié)構(gòu)細(xì)密、均勻。當(dāng)諾麗果粉添加量超過30%時(shí)，顏色黯淡無光澤，口味偏酸，質(zhì)地變硬，組織結(jié)構(gòu)變得緊密堅(jiān)實(shí)。因此，選取諾麗果粉添加量在10%～30%作為響應(yīng)面試驗(yàn)范圍。

表6 配方各因素變化對金融家蛋糕色差及比容的影響Table6 Effects of variousfactors in formula on color differencesand specific volumes of financier

圖3 不同配方對諾麗果金融家蛋糕品質(zhì)的影響Fig.3 Effectsof different formulason the qualities of noni financiers cakes

不同黃油添加量的蛋糕比容差異不大，感官評分隨著黃油添加量增加先增大后減小，蛋糕總色差隨著黃油添加量增加先增大后減小，其中明亮度與黃藍(lán)度隨著黃油添加量的增加而減小。當(dāng)黃油添加量在120%時(shí)，產(chǎn)品感官評分最高，此時(shí)的蛋糕色澤較好，口感松軟不粘牙，不油膩，組織均勻，諾麗果全粉的清香味能夠較好的呈現(xiàn)。因此，選取黃油添加量100%～140%作為響應(yīng)面試驗(yàn)范圍。

隨著糖粉添加量的增加，感官評分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，當(dāng)糖粉添加量在120%時(shí)，感官評分最佳，此時(shí)的蛋糕口感松軟，不粘牙，氣孔均勻，空洞大小一致。在添加量達(dá)到160%時(shí)，比容最大，但是感官評分低，此時(shí)蛋糕過度濕潤，黏性增大，組織緊實(shí)不蓬松。隨著糖粉的增加總色差與明亮度先減小后趨于平緩，紅藍(lán)度不斷減小而對黃綠度影響不大。因此糖粉添加量在100%～140%內(nèi)有較好的品質(zhì)，選擇100%～140%作為響應(yīng)面試驗(yàn)范圍。

2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果及分析

2.5.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以質(zhì)構(gòu)測試及感官評分為響應(yīng)值，以諾麗果粉添加量（A）、黃油添加量（B）、糖粉添加量（C）為自變量，設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果參見表7。

表7 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果Table 7 Response surface test results

2.5.2 諾麗果金融家蛋糕因子分析

對表7中諾麗果金融家蛋糕各項(xiàng)指標(biāo)采用SPSS軟件進(jìn)行因子分析，依據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到91.662%時(shí)大于85%，提取的兩個因子可以反映諾麗果金融家蛋糕的品質(zhì)，結(jié)果見表8。彈性、感官彈性、膠黏性在第一因子上有較高的載荷。硬度與感官評分在第二因子上有較高的載荷。對因子的分值進(jìn)行規(guī)范化綜合評分（表9），將該值作為響應(yīng)值進(jìn)行響應(yīng)面分析。

表8 諾麗果金融家蛋糕品質(zhì)中因子的特征值及貢獻(xiàn)率Table 8 Eigen valuesand contribution rates of factorsin qualities of nonifinancier cakes

表9 因子分值與規(guī)范化綜合評分Table 9 Comprehensivescores of factor score and standardization

2.5.3 諾麗果金融家蛋糕配方響應(yīng)面分析

采用Design Expert 8.0.6對表8中的規(guī)范化綜合評分進(jìn)行分析，得到多元線性回歸方程Y=2.644 2-0.332 5A-0.246 9B-0.252 1C-0.337 5AB-0.615 5AC-0.180 25BC-0.807 23A2-0.340 48B2-0.486 48C2?；貧w模型方差分析結(jié)果見表10，可以得出：響應(yīng)面回歸模型P＜0.001，為極顯著；失擬項(xiàng)0.803 2＞0.05，差異不顯著，R2=0.948 5說明二次項(xiàng)模型中預(yù)測值與試驗(yàn)真實(shí)值之間的相關(guān)性達(dá)94.85%，校正系數(shù)為0.8823，說明只有11.77%的變異不能被該回歸模型解釋，模型擬合較好，該試驗(yàn)適用于響應(yīng)面分析。

表10 回歸方程的顯著性檢驗(yàn)及方差分析結(jié)果Table 10 Significance testing and variance analysis of regression equations

2.5.4 各因素交互作用的響應(yīng)面分析

利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，各自變量對諾麗果金融家蛋糕規(guī)范化綜合評分交互影響的曲面圖及等高線見圖4。諾麗果粉與黃油添加量、諾麗果粉與糖粉添加量響應(yīng)面曲面圖坡度陡峭，說明兩者交互作用變化明顯。整體圖形顯示，諾麗果粉添加量對規(guī)范化綜合評分影響最大，糖粉添加量影響較大，黃油添加量影響最小。此結(jié)論與方差分析結(jié)果一致。

圖4 各因素之間的交互作用對規(guī)范化綜合評分影響的響應(yīng)面圖Fig.4 Responsesurfacegraphsshowinginteraction effectsof every twofactors on standardized comprehensivescores

2.5.5 驗(yàn)證性試驗(yàn)結(jié)果

數(shù)據(jù)結(jié)果和回歸方程得到的結(jié)果顯示，諾麗果粉添加量為19.08%、黃油添加量為114.44%、糖粉添加量為117.02%時(shí)，規(guī)范化綜合評分最高，為2.712 5?？紤]到實(shí)際可操作性，將諾麗果粉添加量定為20%、黃油添加量120%、糖粉添加量120%，與預(yù)測值相比，相對誤差僅為0.13%。說明該測定結(jié)果穩(wěn)定，回歸方程具有較高的準(zhǔn)確性，因子分析與響應(yīng)面結(jié)合可以對諾麗果金融家蛋糕的配方進(jìn)行優(yōu)化分析。

2.5.6 理化檢測結(jié)果

參考GB/T31059—2014《裱花蛋糕》[18]和GB7099—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 糕點(diǎn)、面包》[19]中的相應(yīng)規(guī)定，對最優(yōu)條件下的諾麗果金融家蛋糕進(jìn)行理化檢測，得到蛋糕干燥失重31.005%，總糖含量32.87%，脂肪含量16.18%，過氧化值（以脂肪計(jì)）0.12 g/100 g，菌落總數(shù)2×103CFU，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

通過對諾麗果金融家蛋糕操作工藝進(jìn)行單因素試驗(yàn)與正交試驗(yàn)分析，確定最佳工藝參數(shù)為：烘烤溫度165℃，烘烤時(shí)間15 min，蛋白攪打時(shí)間7 min。通過配方單因素和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化并結(jié)合因子分析確定蛋糕最佳配方為：以低筋面粉為100%基準(zhǔn)的基礎(chǔ)配方，諾麗果粉添加量20%，黃油添加量120%，糖粉添加量120%。在此條件下制作的諾麗果金融家蛋糕理化指標(biāo)均符合國家指標(biāo)，并且含糖量、油脂含量與過氧化值有所降低，營養(yǎng)更加均衡。外形完整有弧度、色澤良好、口感松軟、組織蓬松、氣孔均勻、香味濃郁。