馬騰飛
(寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共基礎(chǔ)部,福建 福安355000)
林雪婷,王麗霞
(閩南師范大生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,福建 漳州363000)
鄧榮華
(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350002)
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魔芋紫薯海綿蛋糕工藝優(yōu)化及品質(zhì)檢驗(yàn)
馬騰飛
(寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院公共基礎(chǔ)部,福建 福安355000)
林雪婷,王麗霞
(閩南師范大生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,福建 漳州363000)
鄧榮華
(福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,福建 福州 350002)
以低筋小麥粉為主要原料,以魔芋粉、紫薯粉為輔料,研究了魔芋紫薯海綿蛋糕工藝及品質(zhì)控制。通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化分析,確定魔芋紫薯海綿蛋糕最佳工藝參數(shù)為:白砂糖63%、魔芋粉1.3%、紫薯粉24%,在此條件下得到的蛋糕品質(zhì)最佳,色澤均勻,孔泡細(xì)密,甜味適中,口感柔軟。
魔芋粉;紫薯粉;海綿蛋糕
魔芋是天南星科魔芋屬多年生草本植物,魔芋粉的主要成分是葡甘聚糖。由魔芋的塊莖經(jīng)一系列處理提取出來的粗制魔芋多糖是一種水溶性膳食纖維,具有清除自由基、抗衰老、降血脂、減肥、補(bǔ)鈣、提高機(jī)體免疫等保健功能[1],因此可作為許多食品加工的優(yōu)質(zhì)原料和輔料。
紫薯全粉是選用新鮮優(yōu)質(zhì)的紫薯,經(jīng)去皮、蒸煮、破碎和干燥等工藝加工而成,保留了紫薯除皮以外的所有干物質(zhì):蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)、碳水化合物以及膳食纖維等[2]。復(fù)水后的紫薯全粉不但保持了紫薯果肉的色澤、風(fēng)味及除皮以外的所有營養(yǎng)物質(zhì),而且使物理性質(zhì)得到改善,獲得良好的加工特性,可以制成紫薯粉條、紫薯年糕、紫甘薯脯、冷凍薯餅等方便、調(diào)理食品,是一種極好的加工原料[3]。
目前,隨著保健意識(shí)的增強(qiáng),人們對(duì)食品的質(zhì)量要求越來越高,消費(fèi)也更趨向于營養(yǎng)、健康。海綿蛋糕是利用蛋白起泡性能,使蛋液中充入大量的空氣,加入面粉烘烤而成的一類膨松點(diǎn)心。在蛋糕制作過程中加入魔芋粉和紫薯粉,既可使蛋糕具有相應(yīng)保健功能,提高其營養(yǎng)價(jià)值,亦賦予了蛋糕新的口味和色澤,可進(jìn)一步豐富擴(kuò)大蛋糕市場(chǎng)。
1.1 材料與設(shè)備
低筋小麥粉、雞蛋、白砂糖、魔芋粉、紫薯粉、植物油、牛奶、鹽、食醋均為市售。
主要設(shè)備:遠(yuǎn)紅外電熱食品烤爐(廣東多麗食品機(jī)械有限公司產(chǎn)品);電子天平(奧豪斯儀器(上海)有限公司產(chǎn)品);東菱DL-435打蛋器(廣東東菱電器有限公司產(chǎn)品);CT3質(zhì)構(gòu)儀(美國Brookfield公司產(chǎn)品)。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 工藝流程
魔芋紫薯海綿蛋糕的操作工藝流程如圖1所示。
圖1 魔芋紫薯海綿蛋糕操作工藝流程
1.2.2 工藝要點(diǎn)
1)原料準(zhǔn)備時(shí),如雞蛋去殼、面粉過篩,要防止有塊狀粉團(tuán)進(jìn)入蛋糊,使面粉分散不均勻,導(dǎo)致成品蛋糕中有結(jié)塊硬心。
2)蛋黃蛋清分離后,蛋清和糖要求打成泡沫狀(加入少許鹽和食醋,改善蛋糕風(fēng)味),至氣泡多、細(xì)密而穩(wěn)定,體積膨脹3倍左右為宜;在攪打蛋黃時(shí)加入牛奶和魔芋粉,攪打至蛋液細(xì)膩為止,把攪打好的蛋白液倒入蛋黃糊中輕輕攪拌,直至均勻。
3)分次倒入小麥粉和紫薯粉混勻物,用橡皮刮刀從底部小心往上翻拌,使蛋糊和面粉混合均勻,忌打圈攪拌,以免蛋糊消泡。
4)在攪拌好的蛋糕糊里倒入適量植物油,繼續(xù)翻拌均勻。
5)把拌好的蛋糕糊倒入蛋糕模具,注模應(yīng)在15~20min內(nèi)完成,以防蛋糊中面粉下沉,使產(chǎn)品質(zhì)地變結(jié),注模時(shí)以7~8成為宜。
6)蛋糕糊裝盤后要及時(shí)烤制,否則會(huì)引起消泡,造成質(zhì)地緊縮或粗硬。蛋糕烘烤時(shí)不宜多次打開爐門,以免受熱脹冷縮的影響而使面糊下陷。
7)成熟后的蛋糕要及時(shí)出爐,否則蛋糕易塌陷或緊縮,影響質(zhì)感。
1.2.3 單因素試驗(yàn)
1)白砂糖添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響 以低筋小麥粉用量為基準(zhǔn),取雞蛋200%、魔芋粉1.6%、紫薯粉24%、植物油50%、牛奶50%,再分別稱取白砂糖40%、50%、60%、70%、80%,制成蛋糕糊置于150℃下焙烤20min后取出冷卻,進(jìn)行感官評(píng)定與質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定。
2)魔芋粉添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響 以低筋小麥粉用量為基準(zhǔn),取雞蛋200%、白砂糖60%、紫薯粉24%、植物油50%、牛奶50%,再分別稱取魔芋粉0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%,制成蛋糕糊置于150℃下焙烤20min后取出冷卻,進(jìn)行感官評(píng)定與質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定。
3)紫薯粉添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響 以低筋小麥粉用量為基準(zhǔn),取雞蛋200%、白砂糖60%、魔芋粉1.2%、植物油50%、牛奶50%,再分別稱取紫薯粉16%、20%、24%、28%、32%,制成蛋糕糊置于150℃下焙烤20min后取出冷卻,進(jìn)行感官評(píng)定與質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定。
4)牛奶添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響 以低筋小麥粉用量為基準(zhǔn),取雞蛋200%、白砂糖60%、魔芋粉1.2%、紫薯粉24%、植物油50%、牛奶50%,再分別稱取牛奶40%、50%、60%、70%、80%,制成蛋糕糊置于150℃下焙烤20min后取出冷卻,進(jìn)行感官評(píng)定與質(zhì)構(gòu)特性測(cè)定。
1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)
在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取白砂糖(A)、魔芋粉(B)、紫薯粉(C)為主要因素,感官評(píng)分(Y1)、硬度(Y2)為響應(yīng)值進(jìn)行3因素3水平響應(yīng)面分析試驗(yàn),對(duì)魔芋紫薯海綿蛋糕工藝配方進(jìn)行優(yōu)化。
1.3 蛋糕的感官評(píng)定
將制成的魔芋紫薯海綿蛋糕進(jìn)行感官評(píng)定,試驗(yàn)結(jié)果由固定的10名人員進(jìn)行評(píng)定,并保持每次感官測(cè)定人數(shù)不變,參照蛋糕的感官標(biāo)準(zhǔn),從色澤、外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、彈韌性、氣味滋味5個(gè)方面評(píng)定感官得分[4],每個(gè)感官得分,均取10人評(píng)判分?jǐn)?shù)的平均值。
表1 魔芋紫薯海綿蛋糕評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
1.4 理化指標(biāo)檢測(cè)
蛋糕硬度測(cè)定:使用CT3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定蛋糕硬度。測(cè)試條件:選用TA4/1000探頭,TPA模式,保持時(shí)間60s,觸發(fā)點(diǎn)負(fù)數(shù)10g,測(cè)試速度1.00mm/s,目標(biāo)值10mm。對(duì)蛋糕硬度重復(fù)測(cè)試3次,取平均值進(jìn)行分析。
水分含量的測(cè)定:參考GB/T5009.3-2003中直接干燥法[5]。
比容的計(jì)算公式:蛋糕比容(mL/g)=蛋糕體積(mL)/蛋糕質(zhì)量(g)。蛋糕糕體積的測(cè)定采用小米替代法。
堿度的測(cè)定:按照GB/T 23780-2009中堿度的測(cè)定方法[6]測(cè)定。
脂肪的測(cè)定:按照GB/T5009.6-2003中酸水解法[7]測(cè)定。
圖2 白砂糖添加量對(duì)魔芋紫薯海綿蛋糕硬度和感官評(píng)分的影響
2.1 白砂糖添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響
由圖2可以看出,隨著白砂糖添加量的增加,魔芋紫薯海綿蛋糕的硬度呈下降趨勢(shì),這是由于糖溶化后可以使蛋清更粘稠,打發(fā)更容易,打發(fā)出的泡沫也更穩(wěn)定,蛋白發(fā)起效果更佳,硬度減小[8];感官評(píng)分先高后低,在白砂糖添加量60%時(shí)獲得最高值,這是由于適量添加白砂糖,蛋糕香甜松軟,當(dāng)添加過量時(shí),蛋糕產(chǎn)生甜膩感,焦糖味明顯,因此選用60%的糖添加量。
圖3 魔芋添加量對(duì)魔芋紫薯海綿蛋糕硬度和感官評(píng)分的影響
2.2 魔芋粉添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響
由圖3可以看出,魔芋粉添加量的增加使蛋糕硬度呈先下降后上升的趨勢(shì),感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)。適量添加魔芋粉使蛋糕口感增加,柔軟細(xì)膩,有一定韌性;魔芋粉量過多時(shí),其強(qiáng)吸水性和凝膠性[9]使蛋糕表面粗糙易開裂,膨松度變差,制品越來越硬, 影響口感,故選用1.2%的魔芋添加量。
2.3 紫薯粉添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響
圖4 紫薯粉添加量對(duì)魔芋紫薯海綿蛋糕硬度和感官評(píng)分的影響
由圖4可知,紫薯粉對(duì)蛋糕的感官品質(zhì)和硬度均有一定影響,隨著紫薯粉用量的增加,蛋糕顏色由淺灰、深灰色向淡紫、深紫色轉(zhuǎn)變,蛋糕紫薯香氣越發(fā)濃郁;當(dāng)紫薯粉添加量過多時(shí),因紫薯粉的強(qiáng)吸水性與不持氣性使蛋糕硬度逐步上升,蛋糕表面稍硬,彈性較差,內(nèi)部孔泡不均,口感稍粗,感官評(píng)分降低,因此選用24%的魔芋添加量。
2.4 牛奶添加量對(duì)海綿蛋糕硬度與感官評(píng)分的影響
圖5 牛奶添加量對(duì)魔芋紫薯海綿蛋糕硬度和感官評(píng)分的影響
由圖5可知,隨著牛奶添加量的增大,蛋糕感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì),牛奶添加量為60%時(shí)感官評(píng)分最高,蛋糕硬度隨著牛奶用量的增加先降低后升高。牛奶量的增加有助蛋糕發(fā)起,蛋糕成品組織結(jié)構(gòu)細(xì)膩,口感柔軟,感官評(píng)分升高;牛奶加入過量不易維持蛋糕結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定,使蛋糕易塌陷開裂[10],品質(zhì)下降。故選用60%的牛奶添加量。
2.5 響應(yīng)面試驗(yàn)
2.5.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果
通過對(duì)單因素影響條件的研究,確定單因素試驗(yàn)條件最佳范圍。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)Box-Benhnken試驗(yàn)設(shè)計(jì),以感官評(píng)分和硬度為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)3因素3水平響應(yīng)面,因素與水平設(shè)計(jì)如表2所示,試驗(yàn)結(jié)果見表3。
表2 響應(yīng)面因素及水平表
表3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果
2.5.2 模型建立及顯著性檢驗(yàn)
根據(jù)表3的試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用軟件Design-expert8.0進(jìn)行白砂糖、魔芋粉、紫薯粉3個(gè)因素對(duì)海綿蛋糕的感官評(píng)分和硬度影響的多元回歸擬合分析,建立的二次多項(xiàng)式模型為:
Y1=93.92-1.25A+1.40B+1.95C-2.25AB-4.20AC-1.30BC-11.8A2-4.53B2-
6.95C2
Y2=650.00-105.12A-28.00B+44.63C-34.00AB-54.25AC+61.50BC+194.87A2+
60.62B2+78.38C2
表4 回歸方程方差分析
注:**表示極顯著P<0.01;*表示顯著P<0.05。
2.5.3 響應(yīng)面曲面分析
通過模型方程作響應(yīng)面立體圖,分別見圖6、圖7。
由圖6(a)可知,魔芋粉和白砂糖的交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響顯著。在試驗(yàn)水平范圍內(nèi),隨著白砂糖和魔芋粉用量的增加,感官評(píng)分值呈先升后降趨勢(shì),響應(yīng)值在白砂糖添加量60%左右,魔芋粉1.2%左右最大。
由圖6(b)可知,白砂糖添加量和紫薯粉添加量的曲面都很陡峭,表明二者對(duì)感官評(píng)分均有顯著影響。當(dāng)紫薯粉添加量一定時(shí),蛋糕感官評(píng)分在白砂糖添加的50%~63%左右上升,之后感官評(píng)分隨著白砂糖添加量的增加而下降;白砂糖用量在60%,魔芋粉用量在24%附近時(shí),蛋糕感官評(píng)分值最高。
由圖6(c)可知,紫薯粉和魔芋粉添加量的響應(yīng)曲面都較平緩,二者交互作用對(duì)感官評(píng)分的影響不顯著(P>0.05)。隨著魔芋粉和紫薯粉添加量的增加,感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì),并在魔芋粉1.2%,紫薯粉24%附近出現(xiàn)最高點(diǎn)。
由圖7(a)可知,白砂糖添加量對(duì)蛋糕硬度影響的等高線較魔芋粉的密集,說明白砂糖用量對(duì)蛋糕硬度影響較魔芋粉顯著。當(dāng)魔芋粉添加量固定,海綿蛋糕硬度值在白砂糖用量50%~63%之間下降明顯,之后趨于平緩,最優(yōu)點(diǎn)接近于魔芋粉1.2%、白砂糖63%。
由圖7(b)可知,當(dāng)紫薯粉用量固定時(shí),蛋糕硬度隨白砂糖用量的增加先下降后緩慢上升,當(dāng)白砂糖用量為50%時(shí),蛋糕硬度隨紫薯粉添加量的增加呈上升趨勢(shì),二者交互作用的最優(yōu)點(diǎn)十分接近于白砂糖63%、紫薯粉24%,并在這兩點(diǎn)附近出現(xiàn)最小值。從等高線圖可以看出,蛋糕硬度對(duì)白砂糖的變化比對(duì)紫薯粉更為敏感。
由圖7(c)可知,當(dāng)紫薯粉添加量較低時(shí),蛋糕硬度隨魔芋粉用量的增加而升高;當(dāng)紫薯粉添加量較高時(shí),硬度隨魔芋粉量的增加而降低,并在紫薯粉24%,魔芋粉1.3%附近取得硬度最低值,二者交互作用對(duì)蛋糕硬度影響顯著(P<0.05)。
2.5.4 驗(yàn)證試驗(yàn)
由圖6、圖7可以看出,在所選范圍內(nèi)海綿蛋糕感官評(píng)分存在最高響應(yīng)值,硬度存在最低響應(yīng)值,通過響應(yīng)面軟件分析、計(jì)算,得出最佳的工藝參數(shù)為:白砂糖63.03%、魔芋粉1.28%、紫薯粉23.85%,理論所得感官評(píng)分和硬度分別為92.0分和630g。為了實(shí)際操作方便,修正參數(shù)為:白砂糖
圖6 各因素交互作用對(duì)海綿蛋糕感官評(píng)分的影響圖7 各因素交互作用對(duì)海綿蛋糕硬度期望值的影響
63%、魔芋粉1.3%、紫薯粉24%,按此優(yōu)化的工藝參數(shù)進(jìn)行3組平行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證響應(yīng)面法的可行性,實(shí)際測(cè)得海綿蛋糕感官評(píng)分和硬度的平均值分別為93.4分、647g,兩者之間沒有明顯的差異。與其他條件下所得產(chǎn)品相比,優(yōu)化條件下魔芋紫薯海綿蛋糕呈現(xiàn)均勻和諧的紫色,表面均勻不沾邊,無焦糊破損,內(nèi)部孔泡細(xì)密而均勻,質(zhì)地酥散,口感細(xì)膩柔軟,有魔芋和紫薯特有風(fēng)味。感官品質(zhì)及硬度與理論預(yù)測(cè)值基本相符,故通過響應(yīng)面建立模型優(yōu)化得到的海綿蛋糕工藝參數(shù)準(zhǔn)確可靠。
2.5.5 理化指標(biāo)
經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化制作的魔芋紫薯海綿蛋糕的水分為31.7%,比容為4.4mL/g,堿度為0.383%,脂肪為14.6%,符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
通過本研究,確定的魔芋紫薯海綿蛋糕的制作配方為:低筋小麥粉100%、雞蛋200%、白砂糖63.03%、魔芋粉1.28%、紫薯粉23.85%、植物油50%、牛奶50%,此工藝參數(shù)下,制得蛋糕品質(zhì)最佳,孔泡細(xì)密,甜味適中,口感柔軟,富含魔芋紫薯特殊風(fēng)味;經(jīng)響應(yīng)面分析得知:紫薯粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響最大,其次是魔芋粉和白砂糖添加量;白砂糖用量對(duì)海綿蛋糕硬度特性的影響最大,其次是紫薯粉用量,魔芋粉添加量對(duì)蛋糕硬度影響不顯著。
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2016-06-27
福建省寧德市科技計(jì)劃項(xiàng)目(20130071、20110175);寧德職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技發(fā)展基金項(xiàng)目(ZR2013YY05)。
馬騰飛(1964-),男,副教授,主要從事食品化學(xué)與營養(yǎng)研究,1141091857@qq.com。
TS253
A
1673-1409(2016)27-0054-07
[引著格式]馬騰飛,林雪婷,王麗霞,等.魔芋紫薯海綿蛋糕工藝優(yōu)化及品質(zhì)檢驗(yàn)[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(27):54~60,77.