淮山粉對(duì)木糖醇戚風(fēng)蛋糕品質(zhì)的影響

張敏華 鄭宗平 陳洪彬 王寶貝 馬麗娜 李金貴

(1. 泉州師范學(xué)院福建省海洋藻類活性物質(zhì)制備與功能開發(fā)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建 泉州 362000；2. 泉州師范學(xué)院閩南特色傳統(tǒng)食品工程研究中心，福建 泉州 362000；3. 福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)生物資源研究所，福建 福州 350003；4. 泉州市芹峰淮山食品有限公司，福建 泉州 362500)

淮山(DioscoreaoppositaThunb)，又稱山藥，是薯蕷科植物淮山的根莖，一種藥食同源植物，廣泛分布在河南、河北等地[1-4]。其含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、多糖等營(yíng)養(yǎng)和功效成分[5]，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、保肝、免疫調(diào)節(jié)、補(bǔ)中益氣、益智健腦等作用[6-9]。趙國(guó)華等[10]研究發(fā)現(xiàn)，淮山多糖對(duì)Lewis肺細(xì)胞瘤塊有顯著抑制作用；朱明磊等[11]發(fā)現(xiàn)淮山多糖可顯著降低小鼠的血糖含量；劉偉萍等[12]發(fā)現(xiàn)淮山水提液可降低四氯化碳導(dǎo)致的小鼠肝損傷風(fēng)險(xiǎn)，且這種保護(hù)機(jī)制可能與淮山的抗氧化能力有關(guān)；趙國(guó)華等[13]發(fā)現(xiàn)淮山多糖提高了T淋巴細(xì)胞的增殖能力以及NK細(xì)胞的活性。

彭濤等[14]研究了淮山粉的干燥技術(shù)，發(fā)現(xiàn)酶解4 h、噴霧干燥進(jìn)口溫度為160 ℃時(shí)淮山粉的品質(zhì)最佳；鐘敬飛等[15]將淮山切片、烘干、粉碎、浸提后與白酒原液混合，得出制備淮山酒的最佳工藝參數(shù)為酒精度75%，m淮山∶V原酒為1∶3 (g/mL)，浸提溫度60 ℃，時(shí)間3 h；錢志偉等[16]發(fā)現(xiàn)淮山發(fā)酵乳的最佳工藝條件為山藥原漿7.5%，蔗糖8%，42 ℃恒溫發(fā)酵7 h；田廣瑞等[17]發(fā)現(xiàn)淮山脆片的最佳膨化加工工藝參數(shù)為水分含量10%，切片厚度8 mm，膨化時(shí)間45 s；張首玉等[18]以葛根粉、山藥粉、面包粉、黃油為原料，加工制成葛根淮山面包，組織細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)豐富。此外，淮山還可以被開發(fā)為腸道微生態(tài)調(diào)節(jié)劑[19]、保肝劑、補(bǔ)鐵劑、保鮮劑等新產(chǎn)品。

目前，有關(guān)淮山的研究仍處于小試階段，投放市場(chǎng)的產(chǎn)品較少。糖是一種重要的食品甜味劑，對(duì)食品的風(fēng)味、口感、質(zhì)構(gòu)等有影響。但其也是一種高熱量碳水化合物，食糖過多易引起齲齒、肥胖、糖尿病等健康問題，甜味抑制劑的出現(xiàn)雖然改善了蛋糕過甜的問題，但制作工藝會(huì)更加復(fù)雜，糖尿病患者也不能完全放心食用[20]，糖尿病(DM)是當(dāng)前威脅全球人類健康最重要的非傳染性疾病之一，據(jù)國(guó)際糖尿病聯(lián)盟預(yù)計(jì)，2045年全球患糖尿病人數(shù)將達(dá)到6.286億人，其中中國(guó)為1.144億人，約占全球患病人群的27%[21]。研究擬以木糖醇作為甜味劑替代蔗糖，以低筋小麥粉、鮮雞蛋、玉米油、檸檬汁、雙效泡打粉、玉米淀粉為基本配料，添加不同量的淮山粉，探究淮山粉添加量對(duì)木糖醇戚風(fēng)蛋糕的質(zhì)構(gòu)和品質(zhì)的影響，旨在研制出既美味可口又營(yíng)養(yǎng)健康的、適合更廣大消費(fèi)者人群食用的蛋糕。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

低筋小麥粉：江蘇南順食品有限公司；

淮山粉：德化縣泰生元農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)公司；

食用玉米淀粉：太倉(cāng)市欣發(fā)食品有限公司；

精制鹽：中鹽東興鹽化股份有限公司；

木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；

雙效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；

鮮雞蛋：福州仁達(dá)綠色食品有限公司；

檸檬汁：意大利寶藍(lán)吉公司；

食用植物調(diào)和油：泉州福海糧油工業(yè)有限公司；

純牛奶：品渥食品股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電烤箱：Hauswirt型，青島漢尚電器有限公司；

全自動(dòng)色差計(jì)：ADCI-60-C型，北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司；

萬(wàn)分之一電子天平：ME204E/02型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：BGZ-146型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

食品物性分析儀：TA-XT Plus型，英國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程及操作要點(diǎn)

原料預(yù)處理→制備蛋黃糊→蛋白打發(fā)→蛋黃糊、蛋白混合→塑形→焙烤→冷卻

(1) 基本配方：混合粉60 g，純牛奶40 g，木糖醇30 g，玉米油30 g，雞蛋蛋白100 g，蛋黃46 g，玉米淀粉5 g，檸檬汁7 g，膨松劑1.5 g，食鹽0.5 g，鮮雞蛋4個(gè)，水適量。

(2) 制作過程：根據(jù)基本配方將添加量分別為0%，10%，20%，30%，40%，50%的淮山粉與低筋小麥粉混合，過篩稱量；將木糖醇、玉米淀粉、雙效泡打粉、食鹽按照原料配方稱量，蛋黃、蛋清分開[22-23]，分別放入無(wú)水無(wú)油的盆中，蛋清冷藏、蛋黃常溫放置備用；用手動(dòng)打蛋器攪拌蛋黃，加入食鹽0.5 g，攪拌均勻后，依次加入40 g牛奶、30 g玉米油，攪拌均勻至呈乳黃色，加入過篩后的淮山粉與低筋小麥粉的混合粉60 g，用手動(dòng)打蛋器在混合粉中畫z字?jǐn)嚢杈鶆?，加入飲用?8 g，打蛋器刮起蛋黃糊，當(dāng)其不間斷流下時(shí)，蛋黃糊制作完成放置備用；將7 g檸檬汁加入蛋清中，用手動(dòng)打蛋器打發(fā)蛋清，直到蛋清中出現(xiàn)魚眼泡狀，加入1/3木糖醇；繼續(xù)打發(fā)至蛋白中出現(xiàn)大泡沫狀，加入1/3木糖醇；打發(fā)蛋白使泡沫變細(xì)膩，表面出現(xiàn)明顯紋路，加入剩余的木糖醇和5 g玉米淀粉，手動(dòng)打蛋器轉(zhuǎn)到低速打發(fā)，至提起打蛋器蛋白可以呈直立尖狀即可；向蛋黃糊中加入1/3打發(fā)好的蛋白，攪拌面糊時(shí)，為防止面糊起筋，刮刀要向不同的方向進(jìn)行切拌，或從下往上切拌，直到面糊均勻；將剩余面糊全部倒進(jìn)蛋白中，采用相同的方法重新翻拌至完全均勻；取出六寸蛋糕模具，小心倒入翻拌好的蛋糕面糊，用力蹾出面糊中的大氣泡；將烤箱預(yù)熱5 min，上火145 ℃，下火135 ℃，烤制60 min；取出，倒扣于晾網(wǎng)上冷卻至室溫。

1.2.2 比容測(cè)定 參照文獻(xiàn)[24]的方法，并按式(1)計(jì)算蛋糕比容。

(1)

式中：

C——蛋糕比容，mL/g；

V1——空容器體積，mL；

V2——加蛋糕后，小米的體積，mL；

M——蛋糕質(zhì)量，g。

1.2.3 面糊的相對(duì)密度測(cè)定 采用相對(duì)密度法[25]，并按式(2)計(jì)算面糊的相對(duì)密度。

(2)

式中：

ρ面糊——相對(duì)密度，g/mL；

m0——容器質(zhì)量，g；

m1——容器與水的質(zhì)量，g；

m2——容器與面糊的質(zhì)量，g。

1.2.4 水分含量測(cè)定 按GB 5009.3—2016執(zhí)行，并按式(3)計(jì)算蛋糕水分含量。

(3)

式中：

X——樣品中水分含量，%；

m1——稱量瓶和樣品的質(zhì)量，g；

m2——稱量瓶和樣品干燥后的質(zhì)量，g；

m3——稱量瓶的質(zhì)量，g。

1.2.5 色澤測(cè)定 使用全自動(dòng)色差計(jì)進(jìn)行測(cè)定。其中L*表示樣品亮度，表面顏色越淺L*越大；b*表示樣品的黃度，黃色調(diào)越深b*越大；a*表示樣品的紅色調(diào)，紅色調(diào)越深a*越大。按式(4)計(jì)算各木糖醇蛋糕樣品與對(duì)照組樣品間的總色澤差異△E。

(4)

△E<1，人眼對(duì)總色澤差異不敏感；1<△E<3，人眼對(duì)總色澤差異敏感，可以觀察到微小的色澤差異；△E>3，人眼對(duì)總色澤差異非常敏感。

1.2.6 質(zhì)構(gòu)測(cè)定 采用TA-XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定蛋糕的硬度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、膠著性和回復(fù)性6個(gè)指標(biāo)。將蛋糕切成長(zhǎng)、寬、高分別為5 cm×5 cm×2 cm的待測(cè)樣品。探頭直徑36 mm，測(cè)前速率1 mm/s，測(cè)中、后速率3 mm/s，觸發(fā)力0.049 N，間隔時(shí)間5 s[26]。

1.2.7 感官評(píng)定 由20位受過感官評(píng)價(jià)訓(xùn)練的同學(xué)組成評(píng)價(jià)小組。評(píng)定指標(biāo)(表1)：色澤10分、外觀形態(tài)15分、氣味30分、質(zhì)地結(jié)構(gòu)30分、口感15分[27]。

表1 淮山蛋糕感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory rating criteria for yam chiffon cake

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 所有試驗(yàn)重復(fù)3次，結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用SPSS 22.0軟件中的單因素方差分析(ANOVA)進(jìn)行比較。P<0.05，有顯著差異性；P<0.01，具有極顯著差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 淮山粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.1.1 對(duì)蛋糕比容的影響 由圖1可知，隨著淮山粉添加量的增加，戚風(fēng)蛋糕比容呈下降趨勢(shì)，當(dāng)淮山粉添加量為50%時(shí)，比容達(dá)到3.44 mL/g，比對(duì)照組的降低了25%。除淮山粉添加量為10%時(shí)的比容與對(duì)照組無(wú)顯著性差異外，其余均影響顯著(P<0.05)。蛋糕面糊因受熱過程中蛋白質(zhì)變性、淀粉糊化交錯(cuò)形成面筋網(wǎng)絡(luò)，而加入淮山粉降低了體系中的面筋含量，減弱了支撐蛋糕面糊膨脹所需要的力，故面糊比重增加，蛋糕持氣能力下降，蛋糕比容變小。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖1 淮山粉添加量對(duì)蛋糕比容的影響Figure 1 Effects of the yam powder addition amount on the specific volume of the cake

2.1.2 對(duì)蛋糕面糊相對(duì)密度的影響 由圖2可知，戚風(fēng)蛋糕面糊的相對(duì)密度隨淮山粉添加量的增加呈上升趨勢(shì)，且差異顯著(P<0.05)；當(dāng)淮山粉添加量為50%時(shí)，戚風(fēng)蛋糕面糊的相對(duì)密度達(dá)到0.24 g/mL，比對(duì)照組的增加了70.8%。

字母不同者表示差異顯著(P<0.05)圖2 淮山粉添加量對(duì)蛋糕面糊相對(duì)密度的影響Figure 2 Effects of the yam powder addition amount on relative density of the cake batter

2.1.3 對(duì)蛋糕水分含量的影響 由圖3可知，當(dāng)淮山粉添加量為10%時(shí)，戚風(fēng)蛋糕含水量顯著增加(為50.4%)，比對(duì)照組的上升了3.7%；當(dāng)淮山粉添加量為30%，40%時(shí)，蛋糕含水量分別為51.2%，51.8%，分別比對(duì)照組的上升了5.3%，6.6%(P<0.05)；當(dāng)淮山粉添加量為50%時(shí)，水分含量達(dá)到最高為52.4%，比對(duì)照組的上升了7.8%，說明淮山粉添加量對(duì)戚風(fēng)蛋糕的水分含量變化具有顯著影響(P<0.05)。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖3 淮山粉添加量對(duì)蛋糕水分含量的影響Figure 3 Effects of the yam powder addition amount on the cake moisture

2.1.4 對(duì)蛋糕色澤的影響 由表2可知，隨著淮山粉添加量的增加，戚風(fēng)蛋糕的L*值呈下降趨勢(shì)，且差異顯著(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，a*值呈先上升后下降的趨勢(shì)，與對(duì)照組相比，淮山粉添加量對(duì)蛋糕的a*值影響顯著(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，b*值呈先上升后下降，再上升又下降的趨勢(shì)，淮山粉添加量為20%，40%，50%時(shí)的b*值與對(duì)照組存在顯著性差異(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，△E整體上呈上升的趨勢(shì)，且淮山粉添加量為30%和40%的△E值差異不顯著，其余各添加量之間差異顯著(P<0.05)。綜上，L*值降低，蛋糕亮度減??；a*值先增后減，蛋糕的紅色調(diào)上升；b*值整體呈下降趨勢(shì)，蛋糕黃度下降；當(dāng)淮山粉添加量為10%時(shí)，有微小的色澤差異，當(dāng)淮山粉添加量為20%以上時(shí)，有明顯的色澤差異。淮山粉添加量增加，可能促進(jìn)了淀粉酶和淮山粉的接觸，使游離出的還原糖含量增加，焦糖化、美拉德反應(yīng)增強(qiáng)，故亮度減小。

表2 淮山粉添加量對(duì)蛋糕色澤的影響?Table 2 Effects of the yam powder addition amount on the color of cake

2.1.5 對(duì)蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性的影響 由圖4可知，隨著淮山粉添加量的增加，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性均呈先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)淮山粉添加量為10%，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性顯著上升(P<0.05)，分別上升了9.1%，4.3%，15.2%；當(dāng)淮山粉添加量達(dá)到30%時(shí)，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性分別上升了38.5%，48.8%，38.9%，達(dá)到最大值；當(dāng)淮山粉添加量為40%，50%時(shí)，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性有所下降，但仍高于對(duì)照組。蛋糕硬度上升可能是淮山粉中缺少支撐網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的面筋蛋白，添加過量的淮山粉導(dǎo)致小麥面粉中的面筋蛋白被稀釋，面筋蛋白中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被破壞，使蛋糕變形收縮，從而硬度、咀嚼性和膠著性增大。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖4 淮山粉添加量對(duì)蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性的影響Figure 4 Effects of the yam powder addition amount on the hardness, the chewiness and the gumminess of cake

2.1.6 對(duì)蛋糕彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性的影響 由圖5可知，隨著淮山粉添加量的增加，蛋糕彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性先下降后上升。當(dāng)淮山粉添加量為30%時(shí)，蛋糕彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性達(dá)最低，比對(duì)照組分別下降了3.1%，18.9%，8.8%?；瓷椒厶砑恿繉?duì)蛋糕彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性均具有顯著性差異(P<0.05)，但添加量過多，面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)遭到破壞，彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性均減小。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖5 淮山粉添加量對(duì)蛋糕彈性、回復(fù)性和內(nèi)聚性的影響Figure 5 Effects of the yam powder addition amount on the springiness, the resilience and the cohesion of cake

2.2 淮山粉添加量對(duì)蛋糕感官評(píng)分的影響

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，蛋糕的感官評(píng)分隨淮山粉添加量的增加而降低。對(duì)照組的感官評(píng)分最高為95.3分，蛋糕的口感、色澤、外觀、質(zhì)地等方面整體比較滿意；當(dāng)淮山粉添加量為10%時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分下降為93.7分，蛋糕彈性下降，表面出現(xiàn)收縮現(xiàn)象；當(dāng)淮山粉添加量20%時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分為92.7分，蛋糕回復(fù)性較差、剖面氣孔分布不均勻；當(dāng)淮山粉添加量為30%時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分最低為89分，此時(shí)硬度較大，口感上較差；當(dāng)淮山粉添加量為40%，50%時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分有所上升，分別為90，91分，整體低于對(duì)照組，外觀形態(tài)和質(zhì)地相比于對(duì)照組較差。綜上，當(dāng)淮山粉添加量為10%時(shí)，蛋糕評(píng)分高于除對(duì)照組外的其他組，為最適添加量。

3 結(jié)論

考察了淮山粉添加量對(duì)木糖醇戚風(fēng)蛋糕比容、面糊密度、色澤、硬度、咀嚼性、膠著性、彈性、回復(fù)性及內(nèi)聚性等指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，與未添加淮山粉的戚風(fēng)蛋糕相比，淮山粉添加量對(duì)木糖醇戚風(fēng)蛋糕的質(zhì)構(gòu)和品質(zhì)有較大影響。當(dāng)淮山粉添加量為10%時(shí)，蛋糕的形態(tài)、質(zhì)地、色澤、口感等方面較合適，因此，木糖醇淮山戚風(fēng)蛋糕中淮山粉的添加為10%時(shí)較合適。后續(xù)可將淮山粉添加量至50%進(jìn)行研究。