張薇，李丹青，郭元春

(商洛學院生物醫(yī)藥與食品工程學院，陜西商洛 726000)

全球化步伐的不斷加快，為我國烘焙食品業(yè)的發(fā)展及其向中國主食化消費靠攏提供了廣闊的前景[1]。蛋糕作為最常見的烘焙食品之一，以其方便快捷、口感香甜的特點贏得消費者的喜愛[2]。然而含糖量高、膳食纖維含量低的特點致使其易引起齲齒、肥胖癥、高血糖及心腦血管等疾病[3]。隨著人們生活質(zhì)量的提高及對健康飲食的廣泛關注，低糖或無糖食品逐漸成為新的訴求。乳糜瀉是一種小麥面筋蛋白過敏性腸病，而無面筋谷物（蕎麥、燕麥、高粱等）可在一定程度上防止該疾病的發(fā)生[4-6]。麥芽糖醇甜度為蔗糖的85%～95%，具有耐熱、耐酸和非發(fā)酵性，同時具有不使血糖升高，不增加膽固醇、不刺激胰島素分泌、抑制體內(nèi)脂肪積聚等生理學特性[7]。赤蘚糖醇是一種新型功能性甜味劑，發(fā)熱量僅為蔗糖的1/10，與其他甜味劑混合使用時，具有明顯的矯味、矯臭效果[8]。麥芽糖醇及赤蘚糖醇因其甜味性質(zhì)良好、熱值明顯低于蔗糖等特點而被用作蔗糖替代品廣泛應用于低糖或無糖食品中[9-12]。燕麥中膳食纖維及抗氧化物質(zhì)含量豐富，具有提高免疫力、抑制脂質(zhì)氧化、降低血糖血脂及延緩人體衰老等重要的生理學功能[13-14]。本研究以生產(chǎn)低糖型健康烘焙產(chǎn)品為出發(fā)點，將燕麥、麥芽糖醇、赤蘚糖醇應用于蛋糕制作。輔以響應面分析優(yōu)化燕麥糖醇蛋糕的生產(chǎn)工藝，以期生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、營養(yǎng)豐富、深受消費者喜愛的新型健康蛋糕產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設備

1.1.1 實驗材料

低筋小麥粉（山東佳士博糧油食品有限公司）；麥芽糖醇（河南東東化工產(chǎn)品有限公司）；赤蘚糖醇（河南鴻鑫食化有限公司）；蛋糕油（廣東奇樂趣食品科技有限公司）；泡打粉（蘇州聞達食品配料有限公司）；燕麥粉、雞蛋、食鹽、植物油、蔗糖、牛奶（市售）。

1.1.2 主要儀器及設備

電子秤（凱豐集團有限公司）；層式烤箱（OMG-3/9型，河北歐美佳食品機械有限公司）；攪拌機（SM-168S，深圳市牧人電器五金制品有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 蛋糕的制作

普通小麥蛋糕配方如表1所示。其操作工藝為：將雞蛋、蔗糖與食鹽的混合料放入攪拌缸中攪拌至均勻并且出現(xiàn)氣泡，然后加入泡打粉和低筋粉混勻，再加入蛋糕油和牛奶攪打直至打發(fā)，最后加入植物油攪拌均勻。攪拌好的蛋糕面糊倒入6寸蛋糕模具中，設置烤箱上火180℃，下火175℃，烘烤25 min。

表1 普通小麥蛋糕配方

1.2.2 蛋糕的感官評定

由感官評定小組對蛋糕進行感官評定，評定標準如表2。

1.2.3 單因素試驗

燕麥粉添加量對蛋糕感官評定綜合得分的影響：按照 1.2.1 的方法，不加蔗糖，以低筋小麥粉質(zhì)量分數(shù)5%、10%、15%、20%、25%的燕麥粉代替低筋小麥粉，糖醇添加量為面粉質(zhì)量分數(shù)60%（麥芽糖醇：赤蘚糖醇=1：1），打發(fā)時間 4 min制作蛋糕并測定其感官評定綜合得分。

糖醇添加量對蛋糕感官評定綜合得分的影響：按照 1.2.1 的方法，不加蔗糖，以低筋小麥粉質(zhì)量分數(shù)40%、50%、60%、70%、80%的糖醇（麥芽糖醇：赤蘚糖醇=1：1），燕麥粉添加量為面粉質(zhì)量分數(shù)15%，打發(fā)時間4 min制作蛋糕制作并測定其感官評定綜合得分。

打發(fā)時間對蛋糕感官評定綜合得分的影響：按照1.2.1的方法，不加蔗糖，選擇蛋糕打發(fā)時間為0、2、4、6、8 min， 燕麥粉添加量為面粉質(zhì)量分數(shù)15%，糖醇添加量為面粉質(zhì)量分數(shù)60%（麥芽糖醇：赤蘚糖醇=1：1），制作蛋糕并測定其感官評定綜合得分。

1.2.4 響應面分析

根據(jù)單因素實驗結果，以蛋糕感官評定綜合得分為響應值，按照表3設置因素水平，優(yōu)化燕麥糖醇蛋糕最佳工藝參數(shù)。

表3 因素水平編碼表

1.3 統(tǒng)計分析

采用Excel 2007軟件進行數(shù)據(jù)分析，Design Expert 8.0軟件進行響應面Box-Behnken實驗設計與分析。

2 結果與分析

2.1 燕麥粉添加量對蛋糕感官品質(zhì)的影響

由圖1可知，燕麥粉添加量小于15%時，蛋糕感官評定綜合得分隨燕麥粉的添加而緩慢升高；當超過15%之后，感官評定綜合得分迅速下降。隨著燕麥粉添加量的升高，蛋糕的色澤、外觀、組織結構、滋味與口感四項指標皆出現(xiàn)不同程度的降低。在25%添加量時，出現(xiàn)最低感官評定得分，評定小組成員出現(xiàn)略微不滿的態(tài)度。這主要是由于當添加量較低時，燕麥在焙烤后產(chǎn)生令人愉悅的輕微焦香味，并帶來良好色澤；當燕麥粉添加量不斷增加時，燕麥粘度大、面團筋力差的特點使得蛋糕持氣性降低，斷面的顏色逐漸加深，蛋糕內(nèi)部發(fā)粘，口感及蓬松度明顯下降，出現(xiàn)較低的感官評定綜合得分。

圖1 不同燕麥粉添加量下蛋糕的感官評定綜合得分

2.2 糖醇添加量對蛋糕感官品質(zhì)的影響

由圖2可知，糖醇的添加量小于60%時，蛋糕感官評定綜合得分隨其添加量升高而升高，大于60%之后，感官評定綜合得分出現(xiàn)下降趨勢。這主要是由于當糖醇添加量較低時，糖醇添加量的增大給蛋糕帶來更加香甜的口感，評定小組接受程度增大；當糖醇添加量過大時，導致面糊比重增加，面糊中的氣泡均勻性降低，烘烤時蛋糕內(nèi)部氣體散失快，出現(xiàn)夾生、塌陷等不良現(xiàn)象，對蛋糕比容、顏色、內(nèi)部組織結構等感官特性都產(chǎn)生了顯著的不利影響。

圖2 不同糖醇添加量下蛋糕的感官品質(zhì)綜合得分

2.3 蛋糕液打發(fā)時間對蛋糕感官品質(zhì)的影響

由圖3可知，蛋糕液打發(fā)時間小于4 min時，蛋糕感官評定綜合得分隨打發(fā)時間升高而逐漸升高，當大于4 min之后，感官評定綜合得分出現(xiàn)下降趨勢。蛋糕液體系具有一定的粘性，在使用攪拌機攪拌混入空氣時，會形成一個個包裹著空氣的小氣泡，其在受熱的時候會膨脹并凝固，形成蛋糕蓬松的內(nèi)部組織結構[15]。如果打發(fā)時間不夠，蛋糕沒有完全起發(fā)或者回縮嚴重，會導致蛋糕表面塌陷、蛋糕芯發(fā)粘，不夠蓬松柔軟，在外觀及口感方面得分均較低；當?shù)案庖捍虬l(fā)時間過長，會導致蛋糕液消泡，蛋糕失去彈性，內(nèi)部組織粗糙。

圖3 蛋糕液打發(fā)時間對蛋糕感官評定的影響

2.4 最佳工藝優(yōu)化

以Box-Behnken模式進行響應面分析，各組試驗蛋糕感官評定綜合得分如表4所示。通過響應面軟件，對數(shù)據(jù)進行方程擬合，得到擬合方程：Y=177.19+4.95A+8.02B-7.63C-0.02AB-0.06AC+0.28BC-0.13A2-0.07B2-0.79C2，Y 為感官評定綜合得分，A為燕麥粉添加量，B為糖醇添加量，C為蛋糕液打發(fā)時間。

表4 燕麥糖醇蛋糕響應面實驗結果

二次回歸方程方差分析結果如表5所示。模型決定系數(shù)R2=0.994>0.9，且與R2Adj=0.986 2接近，即實際值與預測值接近，表明模型擬合性好，可用于替代實驗真實點對實驗結果進行分析。模型的P<0.000 1，失擬項的P=0.0512>0.05，表明模型無失擬因素存在，在統(tǒng)計學上有意義，且是極顯著的。基于回歸模型方差分析，A、B、C三因素對感官評定綜合得分的三維曲面及等高線圖如圖4～圖6所示。由圖4～圖6可知，當打發(fā)時間取零值時，燕麥粉添加量及糖醇添加量等高線為橢圓形，交互作用顯著；當糖醇添加量取零值時，燕麥粉添加量及打發(fā)時間等高線接近圓形，交互作用不顯著；當燕麥粉添加量取零值時，糖醇添加量及打發(fā)時間等高線為橢圓形，交互作用顯著。通過響應面軟件，確定優(yōu)化結果為燕麥粉添加量為14.60%，糖醇添加量為64.56%，打發(fā)時間為5.95 min，此條件下的感官評定綜合得分最佳值為95.11分。

表5 燕麥糖醇蛋糕優(yōu)化的方差分析

圖4 燕麥粉及糖醇添加量對蛋糕感官評定的影響

圖5 燕麥粉添加量及打發(fā)時間對蛋糕感官評定的影響

圖6 糖醇添加量及打發(fā)時間對蛋糕感官評定的影響

3 結論與討論

本研究以生產(chǎn)低糖型健康烘焙產(chǎn)品為出發(fā)點，基于燕麥、麥芽糖醇、赤蘚糖醇的營養(yǎng)價值及生理功能，將其應用于蛋糕制作，以期生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良且深受消費者青睞的無糖健康蛋糕產(chǎn)品。

以燕麥粉添加量、糖醇（麥芽糖醇：赤蘚糖醇=1：1）添加量及蛋糕打發(fā)時間為自變量因素，蛋糕感官評定綜合得分為響應值，進行最佳工藝參數(shù)的響應面優(yōu)化分析，優(yōu)化結果為燕麥粉添加量為 14.60%，糖醇添加量為 64.56%，打發(fā)時間為5.95 min，此條件下的感官評定綜合得分最佳值為95.11分。

本研究中關于燕麥粉添加量、糖醇添加量及蛋糕液打發(fā)時間三個自變量因素對蛋糕感官品質(zhì)的影響趨勢與前人研究大致相似，但具體范圍不同，這很可能是由于不同種類的蛋糕體系所致。且本研究中僅考慮了燕麥這一種雜糧谷物，關于其他雜糧谷物（如蕎麥、大麥、高粱等）在無糖蛋糕體系中的應用仍具有很大的研究空間及實踐意義，而對于新型健康烘焙產(chǎn)品的研究開發(fā)也必將是未來食品行業(yè)發(fā)展的主流趨勢之一。