黑蒜紅棗海綿蛋糕的工藝研制

馬永杰，胡慧杰，高雪楠，杜詠芳，王瑞杰，胡雪靜，李海毓，汪 薇

（洛陽師范學(xué)院食品與藥品學(xué)院，河南洛陽 471934）

黑蒜又名發(fā)酵黑蒜、黑大蒜，是用新鮮大蒜發(fā)酵后制成的產(chǎn)品[1]，不僅消除了大蒜的辛辣味，保留了大蒜原有的成分、功能，而且發(fā)酵過程還能產(chǎn)生多種活性成分，如有機硫化物、多糖、多酚和類黑精等。黑蒜中含有的大蒜素和硫化丙烯具有強烈的殺菌作用，其糖和總酸含量高，自由基清除能力強，抗氧化能力是普通大蒜的20 倍[2]；其中的大蒜素、賴氨酸、絲氨酸都有提高人體免疫力的作用[3-4]；黑蒜中的多酚類物質(zhì)、含硫化合物、氨基酸和微量元素鍺、硒等都對抗癌有重要作用[5]。黑蒜提取物對心血管具有改善作用[6]。

紅棗是藥食兼用、營養(yǎng)豐富的“果中珍品”，營養(yǎng)成分較多，富含K、Ca、Mn、Zn 等多種礦物質(zhì)和VC、蘆丁等多種維生素及8 種人體必需氨基酸[7]。紅棗多糖形成的糖蛋白、糖脂等復(fù)合物在抗氧化[8]、消除氧自由基、提高免疫力方面有重要作用；此外，紅棗中的多酚類物質(zhì)具有調(diào)節(jié)心血管、免疫系統(tǒng)的功能，有機酸具有抗菌、抗炎、抑制癌細胞增殖的作用[9]。

盡管黑蒜具有較高的保健功能，但目前尚未得到普遍推廣，究其原因：一是知道和認識黑蒜的人不多，人們對黑蒜及相關(guān)加工產(chǎn)品營養(yǎng)成分及功能性缺乏認識和了解；二是單一黑蒜的特殊氣味使部分人難以接受?；诖?，本研究將黑蒜和紅棗結(jié)合在一起，研制出了一款功能性海綿蛋糕，使產(chǎn)品更適口，能被更多人接受，促進黑蒜的開發(fā)利用。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

葡萄糖、賴氨酸、甘氨酸、氫氧化鈉、酚酞、硫酸銅、亞甲基藍、酒石酸鉀鈉、亞鐵氰化鉀、濃鹽酸、福林-酚、碳酸鈉、硫代硫酸鈉、碘化鉀、氯仿、冰乙酸、可溶性淀粉、鄰苯二甲酸氫鉀、乙醚、乙醇等試劑，均為分析純，購于天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。實驗用水為二次蒸餾水。

依茗黑蒜發(fā)酵煲，依茗電器有限公司；FA2004 電子天平，上海舜宇恒平科技儀器有限公司；101 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京科偉永興儀器有限公司；粉碎機，JGY-2500B，天津市泰斯特儀器有限公司；JW-1000 型攪拌機，廣東利豐機械制造有限公司；UV-3000PC 型紫外分光光度計，杭州俊升科學(xué)器材有限公司；NFD-90F 賽思達電烤箱，廣州市賽思達機械設(shè)備有限公司。

新鮮大蒜（水分含量較高）、紅棗干（當(dāng)年干燥工藝制作）、雞蛋、白砂糖、牛奶、玉米胚芽油、低筋面粉，均為市售。

1.2 黑蒜制作工藝優(yōu)化及檢測

1.2.1 黑蒜制作工藝優(yōu)化

（1）黑蒜干燥箱發(fā)酵工藝

原料選擇→上色→初步熟化→后熟→干燥→成品。

上色溫度90 ℃，時間為55 h；熟化溫度70 ℃，時間為29 h；后熟溫度60 ℃，時間為48 h；干燥24 h，進行理化指標(biāo)和感官指標(biāo)評價[10]。

（2）美拉德反應(yīng)液處理后黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵工藝

配制美拉德反應(yīng)液→加入原料攪拌→靜置→浸泡→清洗→擦干→黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵→冷卻至室溫→成品。

美拉德反應(yīng)液配方為葡萄糖1.34%、蜂蜜2.01%、賴氨酸1.34%、甘氨酸1.34%，其余為水。將新鮮大蒜洗凈,去除最外層的皮，保留其余外皮的完整，自然風(fēng)干。放入美拉德反應(yīng)液中攪拌、靜置、浸泡12 h、清洗、擦干。放入智能黑蒜發(fā)酵機中發(fā)酵12 d，再進行理化指標(biāo)和感官指標(biāo)評價[11]。

（3）正常條件下黑蒜發(fā)酵機直接發(fā)酵工藝

原料選擇→清洗→擦干→黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵→冷卻至室溫→成品。

將新鮮大蒜清洗，去除最外層的皮，保留其余外皮的完整，自然風(fēng)干，放入智能黑蒜發(fā)酵機中發(fā)酵12 d 再進行理化指標(biāo)和感官指標(biāo)評價。

1.2.2 黑蒜理化檢測

黑蒜水分的測定參考《GB 5009.3—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》；黑蒜還原糖的測定參考《GB 5009.7—2016 食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測定》；黑蒜總酸的測定參考《GB/T 12456—2008 食品中總酸的測定》；黑蒜總酚的測定參考Ji 等[8]的方法。

1.2.3 黑蒜感官評定

邀請10 位具有食品專業(yè)方向感觀品評經(jīng)驗的人員進行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，滿分為100 分，結(jié)果取平均值。

表1 黑蒜的感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of black garlic

1.3 黑蒜紅棗海綿蛋糕工藝流程及操作要點

1.3.1 黑蒜紅棗海綿蛋糕工藝流程

原料準(zhǔn)備→打蛋（加白砂糖）→調(diào)配（黑蒜粉、紅棗粉和牛奶）→混合→拌勻→裝?！嚎尽鰻t→冷卻→成品

1.3.2 操作要點

（1）原料準(zhǔn)備

將發(fā)酵好的黑蒜去皮放置于鼓風(fēng)干燥箱中70 ℃干燥3 d，于粉碎機中打粉，制成黑蒜粉備用。選擇干燥的紅棗置于物料粉碎機中打粉，制成紅棗粉備用。白砂糖打粉備用。

（2）打蛋

將鮮雞蛋先放入打蛋器中打散，再加入白砂糖糖粉，中速攪打3～5 min，使白砂糖充分溶入蛋液，再改用高速攪打，使蛋液不斷充入空氣，形成蛋-糖混合的泡沫結(jié)構(gòu)，當(dāng)泡沫結(jié)構(gòu)的體積增長至原體積的3 倍左右時停止攪打。

（3）調(diào)配

將黑蒜粉與紅棗粉過80 目篩，加入牛奶中混合均勻，攪拌至無硬塊、無干粉的狀態(tài)。

（4）混合

將調(diào)配好的黑蒜紅棗牛奶混合液倒入打好的蛋糕漿中混合均勻，邊攪拌邊篩入過80 目篩的低筋面粉，拌勻至沒有干粉，加入玉米胚芽油混勻。

（5）裝模

將蛋糕糊裝入蛋糕模具中，加入量為模具的2/3，裝入過多可能導(dǎo)致焙烤時溢出，裝入過少則會使蛋糕外形不飽滿。

（6）焙烤

蛋糕糊裝模后要及時焙烤，否則會導(dǎo)致消泡，造成蛋糕質(zhì)地粗硬。將烤箱預(yù)熱至上火180 ℃、下火190 ℃，烘烤時間20 min。焙烤時間過短會導(dǎo)致不成熟，塌陷；焙烤時間過長會導(dǎo)致外表過硬。

（7）出爐冷卻

焙烤好的蛋糕及時出爐，冷至室溫定型即為成品。

1.3.3 黑蒜紅棗海綿蛋糕單因素試驗設(shè)計

通過感官評價分析黑蒜粉添加量（4%、6%、8%、10%、12%）、紅棗粉添加量（10%、20%、30%、40%、50%）、白砂糖添加量（10%、20%、30%、40%、50%）、雞蛋添加量（150%、175%、200%、225%、250%）、玉米胚芽油添加量（30%、35%、40%、45%、50%）對海綿蛋糕品質(zhì)的影響（以低筋面粉量為100%作為基準(zhǔn)）。

1.3.4 黑蒜紅棗海綿蛋糕正交試驗設(shè)計

以紅棗粉、黑蒜粉、白砂糖、雞蛋的添加量為因素，分別在最佳添加量的基礎(chǔ)上，進行正交試驗，以感官評分為評價指標(biāo)，優(yōu)化得出最佳的工藝條件。正交試驗因素水平見表2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 Factors and levels table of orthogonal experiment

1.3.5 黑蒜紅棗海綿蛋糕感官評價

邀請10 位具有食品方面感官品評經(jīng)驗的人進行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表3。

表3 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Sensory evaluation standard

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010 進行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑蒜發(fā)酵工藝優(yōu)化

2.1.1 不同黑蒜發(fā)酵工藝對黑蒜理化指標(biāo)的影響

黑蒜通過三種發(fā)酵法進行發(fā)酵，其理化指標(biāo)如表4所示。由表可知，由于干燥箱變溫發(fā)酵過程中濕度不好控制，此工藝發(fā)酵的黑蒜水分最大，產(chǎn)品過軟。美拉德反應(yīng)液前處理可促進發(fā)酵過程中風(fēng)味物質(zhì)的產(chǎn)生，其還原糖和總酚的含量都明顯大于其他兩組，并且酸度也正常，不會因過酸而影響口感。綜上，經(jīng)美拉德反應(yīng)液前處理再用黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵的黑蒜，其理化指標(biāo)優(yōu)于其他兩組。

表4 不同黑蒜發(fā)酵工藝對黑蒜理化指標(biāo)的影響Table 4 Effects of different fermentation techniques on physicochemical indexes of black garlic

2.1.2 不同黑蒜發(fā)酵工藝對黑蒜感官指標(biāo)的影響

通過三種發(fā)酵法得到的黑蒜，其感官指標(biāo)評分結(jié)果見表5。由表可知，經(jīng)美拉德反應(yīng)液前處理再用黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵的黑蒜，其氣味、顏色、質(zhì)地、口感四方面均優(yōu)于其他兩種發(fā)酵方式，感官評分也最高。綜合得出，經(jīng)美拉德反應(yīng)液浸泡后用黑蒜發(fā)酵機發(fā)酵的黑蒜品質(zhì)最佳，故采用該發(fā)酵方式得到的黑蒜做后續(xù)試驗。

表5 不同黑蒜發(fā)酵工藝對黑蒜感官指標(biāo)的影響（分）Table 5 Effects of different fermentation techniques on sensory indexes of black garlic(score)

2.2 黑蒜紅棗海綿蛋糕單因素試驗

2.2.1 黑蒜粉添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

在紅棗粉30%、白砂糖30%、雞蛋200%、玉米胚芽油40%的基礎(chǔ)上，分別加入4%、6%、8%、10%、12%的黑蒜粉進行試驗，結(jié)果見圖1。

圖1 黑蒜粉添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of black garlic powder addition on the quality of sponge cake

由圖1 可知，隨著黑蒜粉添加量的增加，蛋糕感官評分先增大后減小；黑蒜粉添加量過低時，蛋糕中沒有黑蒜特有的風(fēng)味；當(dāng)黑蒜粉添加量過高時，可能黑蒜風(fēng)味過重，影響蛋糕的口感。當(dāng)黑蒜粉添加量為8%時，感官評分最高，為90 分，因此，黑蒜粉添加量選擇8%進行后續(xù)的試驗。

2.2.2 紅棗粉添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

在黑蒜粉8%、白砂糖30%、雞蛋200%、玉米胚芽油40%的基礎(chǔ)上，分別加入10%、20%、30%、40%、50%的紅棗粉制作海綿蛋糕，結(jié)果見圖2。

圖2 紅棗粉添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of jujube powder addition on the quality of sponge cake

由圖2 可知，紅棗粉添加量過低時，感官評分較低，蛋糕沒有紅棗特有的風(fēng)味；當(dāng)紅棗粉添加量過高時蛋糕太甜膩，感官評分也不高。當(dāng)紅棗粉的添加量為30%時，感官評分最高。

2.2.3 白砂糖添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

在黑蒜粉8%、紅棗粉30%、雞蛋200%、玉米胚芽油40%的基礎(chǔ)上，分別加入10%、20%、30%、40%、50%的白砂糖進行試驗，結(jié)果見圖3。

圖3 白砂糖添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of sugar addition on the quality of sponge cake

由圖3 可知，當(dāng)白砂糖添加量過低時，所形成的蛋白泡沫不穩(wěn)定，影響焦糖化反應(yīng)進行，使蛋糕顏色過淺；當(dāng)白砂糖添加量過高時，蛋糕的口感偏甜。當(dāng)白砂糖添加量為30%時，蛋糕的感官評分最高。

2.2.4 雞蛋添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

在黑蒜粉8%、紅棗粉30%、白砂糖30%、玉米胚芽油40%的基礎(chǔ)上，分別加入150%、175%、200%、225%、250%的雞蛋進行試驗，結(jié)果見圖4。

圖4 雞蛋添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of egg addition on the quality of sponge cake

由圖4 可知，當(dāng)雞蛋添加量過少時，在攪打時蛋白中充入的氣體過少，蛋糕組織不夠細膩蓬松；當(dāng)雞蛋添加量過多時，蛋糕的蛋腥味較重，影響口感。當(dāng)雞蛋添加量為200%時，蛋糕的感官評分最高。

2.2.5 玉米胚芽油添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響

在黑蒜粉8%、紅棗粉30%、白砂糖30%、雞蛋200%的基礎(chǔ)上，分別加入30%、35%、40%、45%、50%的玉米胚芽油進行分析，結(jié)果見圖5。

圖5 玉米胚芽油添加量對海綿蛋糕品質(zhì)的影響Fig.5 Effect of corn germ oil addition on the quality of sponge cake

由圖5 可知，當(dāng)玉米胚芽油添加量過少時，蛋糕口感不好；當(dāng)玉米胚芽油添加量過多時，蛋糕過油，影響其感官品質(zhì)。當(dāng)玉米胚芽油添加量為40%時，蛋糕的感官評分最高。

2.3 黑蒜紅棗海綿蛋糕正交試驗結(jié)果

為了獲得最佳的工藝配方，以黑蒜粉、紅棗粉、白砂糖、雞蛋添加量為因素，進行L9(34)正交試驗。正交試驗結(jié)果見表6。

表6 海綿蛋糕正交試驗結(jié)果Table 6 Orthogonal test results of sponge cake

由表6 中的極差R可知，對海綿蛋糕品質(zhì)的影響主次順序為A＞D＞B＞C，即黑蒜粉添加量對海綿蛋糕的品質(zhì)影響最大，白砂糖添加量對其影響最小。該產(chǎn)品的最佳工藝組合為A2B2C3D2，即黑蒜粉添加量8%、紅棗粉添加量30%、白砂糖添加量40%、雞蛋添加量200%。經(jīng)驗證試驗，該工藝條件下得到的海綿蛋糕感官評分為82.8 分，均優(yōu)于其他試驗組。

2.4 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗

2.4.1 感官指標(biāo)

黑蒜紅棗海綿蛋糕具有正常的色澤，具有黑蒜紅棗應(yīng)有的氣味和滋味，無異味，無霉變，無正常視力可見的外來異物。

2.4.2 理化指標(biāo)

根據(jù)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中酸價的測定中冷溶劑指示劑滴定法，測得酸價為1.2 mg/g＜5 mg/g，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.229。根據(jù)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中過氧化值的測定中的滴定法，測得黑蒜紅棗海綿蛋糕中過氧化值為0.06 g/100 g ＜0.25 g/100 g，符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.227。

3 小結(jié)

隨著生活節(jié)奏的不斷加快，越來越多的人身體呈現(xiàn)出亞健康狀態(tài)，使得更多的人開始尋找健康食品，本研究將黑蒜和紅棗結(jié)合起來，研制出一款能夠提高人體免疫力、防治心腦血管疾病的海綿蛋糕。通過以上試驗可得出，黑蒜紅棗海綿蛋糕的最佳配方為低筋面粉為100%，黑蒜粉8%，紅棗粉30%，白砂糖40%，雞蛋200%，玉米胚芽油40%，得到的海綿蛋糕感官評分為82.8 分，香味純正，口感松軟，不黏牙，有黑蒜、紅棗的特有風(fēng)味。此研究方法擴大黑蒜的開發(fā)力度，促使黑蒜的營養(yǎng)價值得以充分應(yīng)用，具有廣闊的發(fā)展前景。