年輪蛋糕抗老化配方

王優(yōu)

上海旺旺食品集團(tuán)有限公司（上海 201103）

年輪蛋糕是一種以小麥粉、蛋、糖為主要原料，層層烘烤層層包裹、形似年輪的烘烤類糕點(diǎn)。新鮮烘烤出爐的蛋糕，口感綿潤，風(fēng)味濃郁，深受甜食消費(fèi)者喜愛。蛋糕老化是糕點(diǎn)類產(chǎn)品在儲(chǔ)存過程常見的現(xiàn)象，它是因?yàn)榈矸壑匦陆Y(jié)晶、水分的遷移等作用，使口感變硬、粗糙，風(fēng)味變劣，保質(zhì)期變短，從而影響食品品質(zhì)。改善、延緩年輪蛋糕儲(chǔ)存期間老化現(xiàn)象是亟需解決的問題。

據(jù)研究表明[1-3]：α-淀粉酶可降低蛋糕老化速率；以蔗糖酯為主要成分的復(fù)配乳化劑通過增加蛋糕生地體系穩(wěn)定性來改善蛋糕老化現(xiàn)象；在貯藏過程中聚葡萄糖可提高面包柔軟性，具有良好的保水性。因此，可通過阻止淀粉重結(jié)晶、增強(qiáng)蛋糕持水性、增加面糊穩(wěn)定性三個(gè)方面來防止蛋糕老化。

試驗(yàn)探究含有α-淀粉酶的乳化油脂、含有聚葡萄糖的烘焙用膳食纖維和復(fù)配乳化劑添加量對蛋糕老化性能的影響，探討包括年輪蛋糕水分、水分活度、硬度等老化參數(shù)，從而優(yōu)化年輪蛋糕抗老化配方。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蛋糕專用小麥粉（益海嘉里食品工業(yè)有限公司）；烘焙用膳食纖維粉（河南泰利杰生物科技有限公司）；殺菌蛋液（蘇州歐福蛋業(yè)有限公司）；復(fù)配糕點(diǎn)乳化劑（平糊菱化食品有限公司）；人造奶油（含α-淀粉酶）（深圳精益油脂技術(shù)有限公司）；麥芽糖漿（山東盛泰生物科技有限公司）；牛奶香精[曾田香料（昆山）有限公司]；小麥淀粉（河南棗花面業(yè)有限公司）；膨松劑（青島大宮食品有限公司）；起酥油[愛迪科油脂（常熟）有限公司]。

1.2 儀器與設(shè)備

HE83水分測定儀（梅特勒-托利多儀器有限公司）；PL4002電子天平（0.01 g，梅特勒-托利多儀器有限公司）；HP23水活度檢測儀（ROTRONIC）；5K5SS桌上型攪拌機(jī)（美國廚寶）；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀（超技儀器有限公司）；BMP6P-1000年輪蛋糕燒上機(jī)（株式會(huì)社ソーキナカタ）；DK-S22電子恒溫水浴鍋（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 年輪蛋糕基礎(chǔ)配方

根據(jù)預(yù)試驗(yàn)，年輪蛋糕基礎(chǔ)配方按照表1進(jìn)行。

表1 年輪蛋糕基礎(chǔ)配方表

1.3.2 年輪蛋糕工藝流程

原料預(yù)處理→配料→打料→燒上→冷卻→切片→包裝

操作步驟：面粉、糖粉過0.250和0.180 mm篩，蛋液、油脂回溫；將乳化劑、麥芽糖漿、殺菌蛋液、水等液態(tài)料倒入攪拌機(jī)內(nèi)攪拌30 s；依次加入面粉/糖粉混合物、膨松劑、小麥淀粉，攪拌20～30 min，測定投油前比重；加入油脂攪拌至生地比重、黏度在標(biāo)準(zhǔn)范圍，上機(jī)烘烤，冷卻，切片后包裝。

1.3.3 單因素試驗(yàn)

人造奶油（含α-淀粉酶）按照配方總量計(jì)算，添加量為0，1.5%，3%，4.5%，6.0%和7.5%；烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）按照配方總量計(jì)算，添加量為0，1.5%，3%，4.5%和6.0%；復(fù)配乳化劑按照配方總量計(jì)算，添加量為0，1.4%，2.8%，4.2%和5.6%。

1.3.4 多因素復(fù)合試驗(yàn)

選用L9(33)正交表，設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，探究不同因素對年輪蛋糕感官指標(biāo)影響，得出最優(yōu)水平組合后進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

1.3.5 最優(yōu)組合驗(yàn)證試驗(yàn)

將對照組、優(yōu)化組樣品常溫放置，于常溫1 d、常溫6個(gè)月、常溫9個(gè)月測試質(zhì)構(gòu)、水分、水分活度指標(biāo)，并進(jìn)行對比驗(yàn)證。

1.4 指標(biāo)測定

1.4.1 水分

根據(jù)GB 5009.3—2016[4]檢測年輪蛋糕樣品水分。

1.4.2 水分活度

根據(jù)GB 5009.238—2016[5]水分活度儀擴(kuò)散法檢測年輪蛋糕樣品水分活度。

1.4.3 質(zhì)構(gòu)測定

在年輪蛋糕的貯存過程中，硬度、彈性、咀嚼性、黏聚性可作為評價(jià)其老化程度的重要指標(biāo)。通過質(zhì)構(gòu)儀對年輪蛋糕進(jìn)行硬度、彈性、咀嚼型、黏聚性分析。

測試條件：探頭P/0.5R；探入深度：蛋糕厚度的40%；測前速度：1.7 mm/s；測后速度：10 mm/s；自動(dòng)觸發(fā)，觸動(dòng)壓力5 g。

1.4.4 感官指標(biāo)

參考文獻(xiàn)[6]，選擇對年輪蛋糕較為熟悉的生產(chǎn)、品保、研發(fā)食品專業(yè)人員共6名組成感官評價(jià)小組，以色澤、風(fēng)味與口感、組織質(zhì)地為指標(biāo)，對常溫觀測中年輪蛋糕的感官品質(zhì)進(jìn)行評價(jià)，標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.5 數(shù)據(jù)處理

使用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，同時(shí)利用SPSS軟件進(jìn)行正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕抗老化性的影響

人造奶油（含α-淀粉酶）是一種含有α-淀粉酶的植物性乳化油脂。α-淀粉酶可從淀粉分子內(nèi)部水解α-1.4糖苷鍵使支鏈淀粉、直鏈淀粉側(cè)鏈變短，產(chǎn)生小分子糊精、麥芽糖、寡糖，這些水解后的小分子物質(zhì)含量越高，越能有效干擾淀粉結(jié)晶，從而使食品的老化速率下降。而且淀粉經(jīng)酶水解后仍能保持分子結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而保持儲(chǔ)存過程中食品的彈性。但過量的糊精等小分子物質(zhì)會(huì)使蛋糕口感發(fā)黏，故加酶量需適當(dāng)，否則過大會(huì)出現(xiàn)食品質(zhì)構(gòu)支撐不足出現(xiàn)塌架[7-8]。

試驗(yàn)設(shè)計(jì)不同人造奶油（含α-淀粉酶）添加梯度，從而探究人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕老化現(xiàn)象的影響。由圖1（a）可知，隨著人造奶油添加量增多，硬度和咀嚼度同步下降，這與人造奶油帶入的α-淀粉酶阻礙了淀粉結(jié)晶回生有關(guān)。由圖1（b）可知，隨著人造奶油添加量的增加，蛋糕黏聚性逐漸增高，彈性逐漸下降，這與產(chǎn)品內(nèi)部水分保持穩(wěn)定性有關(guān)。綜合產(chǎn)品硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性，將人造奶油（含α-淀粉酶）添加量定為3%。

圖1 人造奶油（含α-淀粉酶）對年輪蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.2 烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）對年輪蛋糕抗老化性能的影響

聚葡萄糖是一種水溶性膳食纖維，其分子結(jié)構(gòu)含有檸檬酸酯鍵和山梨醇端基，因此具有很強(qiáng)的持水性能，應(yīng)用到蛋糕制品時(shí)，可提高食品的柔軟性。Chirmer等[9]用聚葡萄糖替代蛋糕中的蔗糖研究發(fā)現(xiàn)，添加聚葡萄糖的蛋糕可保持蛋糕柔軟、延緩蛋糕彈性下降速率，起到抗老化作用。

由圖2（a）可知，隨著烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量的增加，硬度和咀嚼度同步下降，當(dāng)硬度變小時(shí)，在食用過程中的咀嚼度也變小。說明烘焙用膳食纖維具有保持蛋糕柔軟、保持水分穩(wěn)定的效果。由圖2（b）可知，隨著烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量的提高，彈性先下降后上升，黏聚力在添加至3%之后明顯上升，較強(qiáng)的黏聚力對蛋糕整體口感、風(fēng)味有負(fù)影響。因此，烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）的最佳添加量選為3%。

圖2 烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）對年輪蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.3 復(fù)配乳化劑添加對年輪蛋糕抗老化性能的影響

據(jù)研究表明，直鏈淀粉與乳化劑結(jié)合形成復(fù)合物，直鏈淀粉的螺旋結(jié)構(gòu)將乳化劑的疏水基團(tuán)包裹在內(nèi)部，親水基團(tuán)暴露在螺旋結(jié)構(gòu)外，有效阻礙了水分喪失[10]；另外，乳化劑通過阻礙淀粉分子間氫鍵的結(jié)合，從而降低淀粉分子的結(jié)晶速率和成核速率，最終達(dá)到延緩蛋糕制品老化的效果。

試驗(yàn)選擇含有多種乳化劑的復(fù)配乳化劑，設(shè)計(jì)不同添加量，探究乳化劑對蛋糕抗老化性的影響，從而找到合適添加量。由圖3（a）可知，隨著復(fù)配乳化劑用量的增多硬度初始下降比較劇烈，當(dāng)添加至一定量后變化較為平緩，對于咀嚼度而言當(dāng)添加量較小時(shí)變化不明顯，當(dāng)添加量超過2.8%時(shí)下降較為明顯。由圖3（b）可知，隨著復(fù)配乳化劑用量的增多彈性先增大后減小，黏聚力先減小后增大。綜合比較其添加量在4.2%較為合適。

圖3 復(fù)配乳化劑對年輪蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響

2.2 正交試驗(yàn)優(yōu)化配方

根據(jù)單因素研究結(jié)果，人造奶油（含α-淀粉酶）、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）、復(fù)配乳化劑添加量在一定范圍內(nèi)對年輪蛋糕的老化有顯著抑制作用。因此，選用這3種原料作為3因素，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以感官評價(jià)為考察指標(biāo)優(yōu)化年輪蛋糕抗老化配方。

正交試驗(yàn)因素和水平表見表3，正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。試驗(yàn)結(jié)果表明，三因素抗年輪蛋糕老化效果為C＞A＞B，即復(fù)配乳化劑影響最大，其次是含α-淀粉酶的人造奶油，再次是含聚葡萄糖的烘焙用膳食纖維。最佳復(fù)配比例為A2B2C3，即人造奶油（含α-淀粉酶）添加量為3%、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量為3%、復(fù)配乳化劑添加量為5.6%。

表3 正交試驗(yàn)因素與水平 單位：%

表4 L9(33)正交試驗(yàn)結(jié)果與數(shù)據(jù)處理

2.3 常溫放置時(shí)間對年輪蛋糕品質(zhì)的影響

采用最優(yōu)組合配方，將對照組、優(yōu)化組常溫放置，檢測初始樣、常溫6個(gè)月、常溫9個(gè)月水分以及水分活度、硬度、咀嚼性、彈性、黏聚力，結(jié)果見表5～表7。

由表5～表7可知，優(yōu)化組配方的硬度、咀嚼性、彈性、水分、水分活度均隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長而變化，其中硬度、咀嚼性增大，彈性、黏聚力、水分、水分活度減小。六個(gè)指標(biāo)除黏聚力隨時(shí)間延長優(yōu)化組比對照組變化率大以外，其余指標(biāo)的變化率優(yōu)化組均小于對照組。說明優(yōu)化組的抗老化性能優(yōu)于對照組。年輪蛋糕保質(zhì)期內(nèi)穩(wěn)定性的根源在于水分流失速率的快慢，優(yōu)化組加入阻礙淀粉回生的含α-淀粉酶的人造奶油、含多羥基聚葡萄糖的鎖水膳食纖維、以及多種乳化功能的復(fù)配乳化劑，從而使優(yōu)化配方具有優(yōu)越的穩(wěn)定性。

表5 貨架期內(nèi)年輪蛋糕硬度、咀嚼型變化

表6 貨架期內(nèi)年輪蛋糕彈性、黏聚力變化

表7 貨架期內(nèi)年輪蛋糕水分、水分活度變化

3 結(jié)論

1) 在年輪蛋糕抗老化配方研制過程中，經(jīng)單因素試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，人造奶油（含α-淀粉酶）、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）、復(fù)配乳化劑對年輪蛋糕老化有明顯延緩作用。

2) 通過正交試驗(yàn)、驗(yàn)證試驗(yàn)優(yōu)化出的年輪蛋糕抗老化配方是：在原有配方基礎(chǔ)上，人造奶油（含α-淀粉酶）添加量3%、烘焙用膳食纖維（含聚葡萄糖）添加量3%、復(fù)配乳化劑添加量5.6%時(shí)，抗老化效果較好。