紫薯粉對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)及抗氧化性的影響

黃麗行，黃建蓉，宋豐林，徐金瑞，王志江，侯方麗

（廣東藥科大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，廣東 中山 528453）

紫薯粉保留了鮮紫薯的色澤、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。紫薯粉用于生產(chǎn)紫薯食品，可以不受紫薯產(chǎn)季的限制，大幅延長(zhǎng)紫薯食品生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)周期，容易實(shí)現(xiàn)質(zhì)量穩(wěn)定。紫薯粉廣泛用于烘焙食品、冷凍食品、飲料等食品生產(chǎn)[1]。蛋糕、面包等烘焙食品以小麥粉作為傳統(tǒng)原料中，由于紫薯粉與小麥粉在食物組分和加工操作性能上的差異，因而成品品質(zhì)也會(huì)不同。通過(guò)質(zhì)構(gòu)分析和抗氧化活性測(cè)定，探討紫薯粉的添加對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響，可為新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和質(zhì)量控制體系的建立提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

紫薯粉，上海今良食品技術(shù)有限公司提供；蛋糕油，廣州市寶桃食品有限公司提供；低筋面粉，益海嘉里食品營(yíng)銷(xiāo)有限公司提供；白砂糖、新鮮雞蛋、植物油、牛奶、檸檬酸（食品級(jí)），均為市售。

二苯基苦味?；杂苫―PPH·），TCI公司提供；無(wú)水乙醇，國(guó)產(chǎn)分析純。

DDQ-B01A1型打蛋器，小熊電器股份有限公司產(chǎn)品；G80F23CN3L-Q6型(P0)烤箱，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司產(chǎn)品；TA.XT Plus型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro Systems公司產(chǎn)品；AE124C型電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；721N型可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海儀電分析儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1蛋糕制作工藝

（1）配方。普通蛋糕基礎(chǔ)配方：低筋面粉70 g，雞蛋150 g，白砂糖80 g，蛋糕油2.1 g，植物油18 g，牛奶25 g，檸檬酸0.3 g；紫薯蛋糕配方：按紫薯粉替代低筋面粉的比例分別為15%，20%，25%，30%，35%進(jìn)行添加，其余配料相同。

（2）工藝流程。原料準(zhǔn)備→面糊調(diào)制→裝?！婵尽鋮s脫?！善?。

（3）操作要點(diǎn)。①面糊調(diào)制。將雞蛋和白砂糖2種原料放入一個(gè)隔著溫水的容器里中速打發(fā)，打發(fā)至蛋液的體積膨脹為原來(lái)的2～3倍大，表面基本上沒(méi)有氣泡。當(dāng)?shù)耙嘿|(zhì)地變得濃稠且細(xì)膩光滑時(shí)，加入蛋糕油拌勻，然后高速打發(fā)至蛋液的體積膨發(fā)呈公雞尾狀，組織細(xì)密均勻呈浮松的漿狀。將蛋糊中加入已過(guò)篩的混合均勻的紫薯粉和低筋面粉，然后加入檸檬酸，再攪拌均勻至沒(méi)有干粉，最后加入植物油拌勻即可。②裝模。將蛋糕面糊倒入已經(jīng)刷好油的模具中，防止脫膜時(shí)蛋糕底部有裂痕，然后輕輕振動(dòng)模具消泡。裝入量不能過(guò)滿(mǎn)，為模具的七八成為宜。③烘烤。上火溫度為140℃，下火溫度為135℃，烘烤時(shí)間為45 min。④冷卻脫模?？竞玫牡案獬鰻t后冷卻至室溫，脫模。

1.2.2 蛋糕質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

取蛋糕中心部分切成均勻大小的方塊，用TA.XT PLUS質(zhì)構(gòu)儀P36R探頭，采用TPA測(cè)試模式[2]，通過(guò)質(zhì)構(gòu)儀探頭對(duì)樣品進(jìn)行2次壓縮模擬人口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)。重復(fù)測(cè)定3次，對(duì)蛋糕的內(nèi)聚性、硬度、彈性、咀嚼性、回復(fù)性指標(biāo)進(jìn)行分析，結(jié)果取平均值，并計(jì)算變異系數(shù)。

（1）質(zhì)構(gòu)測(cè)試條件的優(yōu)化。以3次重復(fù)試驗(yàn)結(jié)果的變異系數(shù)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別探究不同的樣品尺寸、測(cè)試速度、壓縮程度和2次壓縮間隔時(shí)間對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性的影響。初始測(cè)定條件為樣品尺寸1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，測(cè)試前速度、測(cè)試速度和測(cè)試后速度相同，均為1.00 mm/s，壓縮程度65%，2次壓縮間隔時(shí)間5 s，觸發(fā)力5 g。在其他初始測(cè)定條件不變的前提下，樣品尺寸分別為1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm，2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm；測(cè)試速度分別為1.00，1.25，1.50，1.75，2.00 mm/s；壓 縮 程 度 分 別 為55%，60%，65%，70%，75%；2次壓縮間隔時(shí)間分別為1，3，5，7，9 s。

（2）蛋糕貯存過(guò)程硬度變化。對(duì)比紫薯粉添加量為30%的紫薯蛋糕與普通蛋糕在室溫貯存2 d的硬度變化情況。

1.2.3 蛋糕抗氧化活性測(cè)定

用DPPH·清除率對(duì)紫薯蛋糕表層和內(nèi)里及普通蛋糕表層和內(nèi)里進(jìn)行抗氧化活性評(píng)價(jià)。

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2 g干燥至恒質(zhì)量的樣品，置于100 mL的錐形瓶中，加入10 mL溶劑超聲浸提30 min，提取2次，合并提取液，并用相應(yīng)提取溶劑定容至25 mL，密閉冷藏保存，備用。所用溶劑有水、50%乙醇和無(wú)水乙醇3種。

配制0.2 mmoL/L DPPH·無(wú)水乙醇溶液，參考張佳佳等人[3]的方法，按表1加入反應(yīng)液，搖勻，在室溫下靜置30 min后，測(cè)定波長(zhǎng)517 nm處吸光度。

DPPH·清除率試驗(yàn)加樣表見(jiàn)表1。

表1 DPPH·清除率試驗(yàn)加樣表

用SA表示DPPH·清除率，按照以下公式計(jì)算得到。

2 結(jié)果與分析

2.1 蛋糕質(zhì)構(gòu)測(cè)試條件優(yōu)化

2.1.1 蛋糕樣品尺寸的確定

試樣邊長(zhǎng)過(guò)小時(shí)取樣難度大，蛋糕試樣的均一性程度有所下降，不利于檢測(cè)，試驗(yàn)最小取樣尺寸為1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm。

樣品邊長(zhǎng)對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響見(jiàn)圖1。

圖1 樣品邊長(zhǎng)對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響

由圖1可知，試樣邊長(zhǎng)對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)特性各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性會(huì)產(chǎn)生影響。試樣邊長(zhǎng)過(guò)大，試驗(yàn)的測(cè)量誤差亦會(huì)較大，原因是壓縮時(shí)，接觸蛋糕試樣的面積較大，會(huì)使蛋糕對(duì)探頭的黏著力增強(qiáng)。樣品邊長(zhǎng)在1.5 cm時(shí)，蛋糕的彈性、內(nèi)聚性、回復(fù)性指標(biāo)測(cè)定的穩(wěn)定性較好，但硬度和咀嚼性指標(biāo)的穩(wěn)定性較差。試樣邊長(zhǎng)為1.0 cm時(shí)，各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變異系數(shù)總體上均較小，測(cè)定結(jié)果較為穩(wěn)定。

2.1.2 樣品壓縮程度的確定

壓縮程度對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響見(jiàn)圖2。

圖2 壓縮程度對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響

由圖2可知，測(cè)試時(shí)樣品壓縮程度對(duì)各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性有一定影響。壓縮程度過(guò)小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)的測(cè)定誤差較大，測(cè)定的精確性有所下降，原因是減少了探頭在樣品上的停留時(shí)間，此時(shí)探頭僅僅是輕微壓縮了蛋糕樣品的上表面；壓縮程度過(guò)大時(shí)，樣品所受到的作用力偏大，有可能導(dǎo)致蛋糕的破損程度變大，并且探頭向上移動(dòng)時(shí)樣品對(duì)探頭的黏著力越大。在壓縮程度為65%時(shí)，蛋糕的彈性、回復(fù)性指標(biāo)的穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其他壓縮程度。

2.1.3 測(cè)試速度的確定

測(cè)試速度對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響見(jiàn)圖3。

由圖3可知，測(cè)試速度對(duì)硬度、彈性、咀嚼性測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性影響較大，測(cè)試速度小時(shí)，會(huì)使探頭向上移動(dòng)的過(guò)程中，樣品對(duì)探頭的附著作用時(shí)間變長(zhǎng)，所以會(huì)對(duì)一些指標(biāo)測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定性造成較大影響。在測(cè)試速度為2.00 mm/s時(shí)，各項(xiàng)指標(biāo)重現(xiàn)性較好。

圖3 測(cè)試速度對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響

2.1.4 2次壓縮間隔時(shí)間的確定

壓縮間隔時(shí)間對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響見(jiàn)圖4。

圖4 壓縮間隔時(shí)間對(duì)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果重現(xiàn)性的影響

由圖4可知，TPA測(cè)試2次壓縮間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)（達(dá)到9 s時(shí)）會(huì)導(dǎo)致硬度和咀嚼性的重現(xiàn)性明顯變差。間隔時(shí)間7 s以下，各項(xiàng)指標(biāo)重現(xiàn)性比較接近，其中2次壓縮間隔5 s，各項(xiàng)指標(biāo)重現(xiàn)性均達(dá)到較好的水平，選擇5 s為蛋糕質(zhì)構(gòu)測(cè)試的2次壓縮間隔時(shí)間的最優(yōu)值。

2.2 紫薯粉對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.1 紫薯粉添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

紫薯粉添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響見(jiàn)表2。

由表2可知，紫薯粉的添加明顯提高了蛋糕的硬度，而且隨著紫薯粉添加量增加，蛋糕的硬度總體呈上升趨向。蛋糕的硬度跟其密度呈現(xiàn)正相關(guān)，紫薯粉的添加降低了蛋糕的比容，增大了蛋糕的密度。蛋糕的內(nèi)聚性、彈性和回復(fù)性隨紫薯粉的添加量增加呈下降趨向。咀嚼性反映了樣品對(duì)咀嚼的持續(xù)抵抗能力，咀嚼性值越大，樣品對(duì)咀嚼的持續(xù)抵抗能力越弱。添加了紫薯粉的蛋糕，咀嚼性增大?？傮w上看，隨著紫薯粉添加量的增加，硬度與咀嚼性2個(gè)指標(biāo)變化趨勢(shì)一致，內(nèi)聚性、彈性和回復(fù)性3個(gè)指標(biāo)變化趨勢(shì)一致，與硬度變化趨勢(shì)相反[3]。

表2 紫薯粉添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

2.2.2 蛋糕貯藏期間硬度變化

在室溫放置2 d，基礎(chǔ)配方蛋糕和紫薯蛋糕的硬度均增加，主要是淀粉老化造成的。普通蛋糕硬度從184.015 g增加到351.14 g，增幅90.8%；紫薯蛋糕的硬度從540.942 g增加到648.403 g，增幅19.9%，低于普通蛋糕，品質(zhì)變化相對(duì)緩慢。貯存期內(nèi)蛋糕感官品質(zhì)變化不大，紫薯蛋糕表面呈金黃色略帶紫色，內(nèi)部呈悅目的紫色，質(zhì)地松軟有彈性，組織狀態(tài)均勻，口感綿軟細(xì)膩，具有紫薯特有的香味。

紫薯蛋糕與普通蛋糕貯藏期間硬度變化見(jiàn)圖5。

圖5 紫薯蛋糕與普通蛋糕貯藏期間硬度變化

2.3 紫薯粉對(duì)蛋糕抗氧化能力影響

蛋糕抗氧化能力見(jiàn)表3。

表3 蛋糕抗氧化能力

由表3可知，用不同溶劑分別提取蛋糕表面和內(nèi)部的可溶性組分，測(cè)定結(jié)果表明，不同部位不同溶劑的提取物對(duì)DPPH·清除率有差異。總的來(lái)說(shuō)，紫薯粉的添加提高了蛋糕的抗氧化活性，原因在于紫薯富含花青素等抗氧化活性組分[4-5]。對(duì)于蛋糕的同一部位，以無(wú)水乙醇為提取溶劑得到的組分抗氧化活性比50%乙醇和蒸餾水提取到的組分抗氧化活性要高，說(shuō)明抗氧化活性的有效成分中醇溶性的組分較多。蛋糕表面的抗氧化活性比內(nèi)部要高，原因在于焙烤過(guò)程中蛋糕表面比內(nèi)部發(fā)生了更為劇烈的美拉德反應(yīng)[6]，而焙烤過(guò)程中的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物具有良好的抗氧化活性[7]。紫薯蛋糕表面無(wú)水乙醇提取物的DPPH·清除率達(dá)到45.45%，抗氧化活性明顯高于其他部位的提取物。在配料中添加紫薯粉并結(jié)合焙烤工藝，明顯提高了抗氧化活性。

3 結(jié)論

食品的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)反映了食品的組織、質(zhì)地等感官特性，質(zhì)構(gòu)測(cè)試條件對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果的重現(xiàn)性有影響，蛋糕的樣品尺寸1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，壓縮程度65%，測(cè)試速度2.00 mm/s，2次壓縮間隔時(shí)間5 s的參數(shù)條件較為適宜。在此條件下檢測(cè)結(jié)果表明，隨著紫薯粉添加量的增加，硬度與咀嚼性2個(gè)指標(biāo)變化呈增大趨勢(shì)，內(nèi)聚性、彈性和回復(fù)性3個(gè)指標(biāo)呈減小趨勢(shì)。貯存過(guò)程中，與普通蛋糕比，紫薯蛋糕的硬度變化相對(duì)較慢。在配料中添加紫薯粉并結(jié)合焙烤工藝，可明顯提高食品抗氧化活性。