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        響應(yīng)面法優(yōu)化發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的制作工藝

        2022-02-06 07:00:18王海波
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2022年23期
        關(guān)鍵詞:銀杏果比容蜂蜜

        王海波,張 靜,姚 芳,圣 雅

        (江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院食品科技學(xué)院,江蘇 泰州 225300)

        銀杏果又稱白果,營(yíng)養(yǎng)豐富,含淀粉(60%)、蛋白質(zhì)類(13%)、糖類(7%)、脂肪類(4%),還含有多種維生素和微量元素,以及銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯、銀杏多肽、銀杏酸等多種活性成分[1-4],具有抗氧化、抗菌、益智健腦、提高免疫力[3-8]等多方面的食療作用和藥用價(jià)值,在功能食品領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。但是,由于其苦澀味和毒性,銀杏果的應(yīng)用受到較多的影響。

        發(fā)酵銀杏果粉是銀杏果經(jīng)過(guò)酶和乳酸菌協(xié)同發(fā)酵后制備的,研究結(jié)果[9-12]表明,發(fā)酵過(guò)后的銀杏果粉中可溶蛋白、黃酮、多酚等抗氧化成分含量顯著增加,有毒成分銀杏酸含量顯著降低,而且發(fā)酵過(guò)后的風(fēng)味也得到了大大改善,為銀杏果資源的開(kāi)發(fā)利用提供了基礎(chǔ)。

        當(dāng)前,我國(guó)糕點(diǎn)市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,且我國(guó)烘焙食品行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有很大的發(fā)展空間[13-14],傳統(tǒng)烘焙產(chǎn)品的口感已經(jīng)不能滿足大眾場(chǎng)消費(fèi)需求,營(yíng)養(yǎng)健康、低糖低脂,且具有保健成分的烘焙產(chǎn)品越來(lái)越受到消費(fèi)者的追捧[15]。在傳統(tǒng)戚風(fēng)蛋糕的配方基礎(chǔ)上研究添加發(fā)酵銀杏果粉和蜂蜜,通過(guò)單因素試驗(yàn)確定了對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響較大的因素,并通過(guò)響應(yīng)面法確定了產(chǎn)品的最佳配方,研制出了口感細(xì)膩、美味適口、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,且含有一定保健成分的新型戚風(fēng)蛋糕,不僅豐富了烘焙產(chǎn)品的種類,而且提高了銀杏果的利用價(jià)值,具有很好的開(kāi)發(fā)前景,有利于提高焙烤產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)收益。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        發(fā)酵銀杏果粉,江蘇農(nóng)牧科技學(xué)院團(tuán)隊(duì)自制;蜂蜜,江蘇中藥科技園提供;雞蛋,江蘇科技畜牧園提供;低筋面粉、綿白糖,市售。

        1.2 儀器與設(shè)備

        SJ2-923型電烤爐、SM-5L型廚師機(jī),無(wú)錫新麥機(jī)械有限公司產(chǎn)品。

        1.3 蛋糕加工方法

        1.3.1 蛋糕制作基本配方

        ①蛋黃糖30 g、水(牛奶)100 g、色拉油100 g;②低筋粉213 g、泡打粉5 g;③蛋黃160 g;④蛋白375 g;⑤蛋白糖200 g、食鹽3 g、塔塔粉5 g。

        1.3.2 加工工藝流程

        ②料+發(fā)酵銀杏果粉混合→①料+蜂蜜攪拌乳化+③→蛋黃糊;

        蛋黃糊+蛋白糊混合物→裝盤→烘烤→冷卻→脫膜→包裝。

        1.3.3 操作要點(diǎn)

        (1)原料選擇與處理。根據(jù)基礎(chǔ)配方選取材料,選用新鮮干凈的雞蛋,將蛋黃、蛋白分離,蛋白中盡量不要混有蛋黃,將低筋面粉、發(fā)酵銀杏果粉、食鹽、泡打粉混合均勻,過(guò)篩備用。

        (2)蛋黃糊的制備。將綿白糖、色拉油、水、蜂蜜攪打乳化均勻后,加入過(guò)篩后的低筋面粉和發(fā)酵銀杏果粉,攪拌至無(wú)面粉疙瘩后加入蛋黃,繼續(xù)攪拌,面糊呈現(xiàn)細(xì)膩均勻即可。

        (3)蛋白的打發(fā)。將塔塔粉和1/3的蛋白糖加入蛋清中,用廚師機(jī)慢速打發(fā)至魚眼形的大泡,再加入1/3的蛋白糖,快速打發(fā)至濕性發(fā)泡,再加入剩余的綿白糖,打發(fā)至蛋白硬性發(fā)泡,慢速攪拌排除大氣泡。

        (4)蛋黃糊和蛋白的混合。取1/3打發(fā)好的蛋白添加到蛋黃糊中,用長(zhǎng)柄刮刀攪拌均勻,將混勻后的部分倒入剩下2/3的蛋白中充分混合,放置備用。

        (5)裝模與烘烤。裝入30 cm×30 cm方盤模具,用刮板刮平上表面,振動(dòng)模具排除氣泡。烘烤時(shí),設(shè)定烤箱的溫度為上火180℃,下火165℃,烘烤18 min,蛋糕表面呈深黃色即可出爐。

        (6)冷卻與包裝。蛋糕出爐后,倒扣在冷卻網(wǎng)上進(jìn)行冷卻。產(chǎn)品冷卻達(dá)到室溫后包裝,減少冷凝水的產(chǎn)生,冷凝水過(guò)多會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量和保藏時(shí)間。

        1.4 發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕制作工藝優(yōu)化

        1.4.1 單因素試驗(yàn)

        通過(guò)預(yù)試驗(yàn),依次考查發(fā)酵銀杏果粉用量、蜂蜜用量、烘烤溫度、烘烤時(shí)間等主要因素對(duì)發(fā)酵銀杏果粉蜜蜂戚風(fēng)蛋糕的比容和感官評(píng)分的影響。

        1.4.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

        在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取發(fā)酵銀杏果粉用量(A),蜂蜜用量(B)烘烤溫度(C)和烘烤時(shí)間(D)為主要因素,以蛋糕比容和感官評(píng)分之和總評(píng)分為感應(yīng)值,根據(jù)Box-behnken原理,利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)品制作工藝[15-17]。

        響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

        表1 響應(yīng)面試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)

        1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

        1.5.1 感官質(zhì)量評(píng)定(70分)

        根據(jù)GB 7099—2015、GBT 20977—2007和GBT 24303—2009進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[18-20]。

        1.5.2 蛋糕比容(30分)

        根據(jù)GB/T 24303—2009進(jìn)行比容測(cè)定[20]。

        1.6 數(shù)據(jù)處理

        試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010和Design Expert 8.0.6軟件處理分析

        2 結(jié)果與分析

        2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

        2.1.1 發(fā)酵銀杏果粉用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        發(fā)酵銀杏果粉用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。

        圖1 發(fā)酵銀杏果粉用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        考查發(fā)酵銀杏果粉用量對(duì)戚風(fēng)蛋糕比容和感官評(píng)分的影響。由圖1可知,隨著發(fā)酵銀杏果粉用量的增加,感官評(píng)分先升高再下降,蛋糕的比容得分變化不大,當(dāng)發(fā)酵銀杏果粉用量為30 g時(shí),蛋糕的品質(zhì)最佳,感官評(píng)分高達(dá)67.10分,綜合評(píng)價(jià)達(dá)到93.10分。分析原因可能是發(fā)酵銀杏果粉用量過(guò)大時(shí),蛋糕中發(fā)酵銀杏果粉異味過(guò)重,口感不潤(rùn)滑,狀態(tài)不穩(wěn)定。故選取發(fā)酵銀杏果粉用量為25,30,35 g 3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

        2.1.2 蜂蜜用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        蜂蜜用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見(jiàn)圖2。

        考查蜂蜜用量對(duì)蛋糕比容和感官評(píng)分的影響。由圖2可知,隨著蜂蜜用量的增加,蛋糕的比容和感官評(píng)分均先上升再下降,在蜂蜜用量為50 g時(shí),蛋糕比容得到29分,感官評(píng)價(jià)得到67.70分,均達(dá)到最高值。原因可能是蜂蜜用量太多時(shí),蛋糕顏色太深,口感和味道也會(huì)受到一定的的影響,還有可能造蛋糕成內(nèi)部彈性和韌性的變化;蜂蜜用量較少時(shí),蛋糕的甜味降低。故選取蜂蜜用量為45,50,55 g的3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

        圖2 蜂蜜用量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        2.1.3 烘烤溫度對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        烘烤溫度對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。

        圖3 烘烤溫度對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        以上火為主要考查因素,下火低于上火15℃條件設(shè)置。由圖3可知,隨著烘烤溫度的升高,感官評(píng)分呈先增加再下降的趨勢(shì),蛋糕比容的得分持續(xù)增高,分析原因是當(dāng)烘烤溫度過(guò)高時(shí),蛋糕外表面水分迅速蒸發(fā),淀粉急速糊化生成糊精,大部糊精又因受高溫發(fā)生了糖分的焦化作用,形成了脆、酥、的焦淀粉,導(dǎo)致蛋糕外部酥脆掉渣,內(nèi)部塌陷黏牙。上火達(dá)到180℃時(shí),蛋糕的感官評(píng)價(jià)取得67.4分,此時(shí)蛋糕的內(nèi)部氣孔均勻,彈性較好,不黏牙,綜合評(píng)價(jià)93.4分和185℃時(shí)總評(píng)差別不大。根據(jù)感官評(píng)價(jià)得分,選取烘烤溫度為175,180,185℃3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

        2.1.4 烘烤時(shí)間對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        烘烤時(shí)間對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

        圖4 烘烤時(shí)間對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

        烘烤時(shí)間是蛋糕制作中一個(gè)關(guān)鍵的因素。由圖4可知,隨著烘烤時(shí)間的延長(zhǎng),蛋糕的比容得分和感官評(píng)分呈均先升高后降低的趨勢(shì)。當(dāng)烘烤時(shí)間為18 min時(shí),感官評(píng)價(jià)達(dá)到最高值67分,此時(shí)蛋糕表面光滑、內(nèi)部氣孔均勻光滑細(xì)膩、口感純正潤(rùn)滑。當(dāng)烘烤時(shí)間為21 min時(shí),比容得分取得最高值28分,18 min和21 min兩者的綜合評(píng)分差距較小。分析原因,隨著烘烤時(shí)間的增加,蛋糕的硬度增加,蛋糕松散發(fā)干掉渣,感官評(píng)分較低。依據(jù)蛋糕比容和感官評(píng)分結(jié)果,選取烘烤時(shí)間18,21,24 min的3個(gè)水平進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)。

        2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果分析

        2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

        根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選取發(fā)酵銀杏果粉用量(A)、蜂蜜用量(B)、烘烤溫度(C)和烘烤時(shí)間(D)為因變量,蛋糕比容得分和感官評(píng)分之和的總評(píng)分(Y)作為響應(yīng)值,設(shè)計(jì)四因素三水平的響應(yīng)面試驗(yàn),利用響應(yīng)面對(duì)發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

        發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

        使用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)表2中總評(píng)分進(jìn)行多元回歸擬合,得到二次多項(xiàng)回歸方程:

        表2 發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

        響應(yīng)面回歸結(jié)果及方差分析見(jiàn)表3,回歸模型方差分析見(jiàn)表4。

        表4 回歸模型方差分析

        對(duì)以上響應(yīng)面回歸模型進(jìn)行分析,一次項(xiàng)B、C及二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2的p值均小于0.01,回歸模型中的F=20.01,且p<0.000 1表明發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的總評(píng)分與因素之間的回歸方程極顯著。確定系數(shù)R2=0.952 4,調(diào)整確定系數(shù)R2Adj=0.904 8,失擬項(xiàng)p為0.254 6,說(shuō)明模型擬合程度非常高。根據(jù)F值大小可知對(duì)總評(píng)影響因素排序?yàn)镃>B>D>A。模型的信噪比(AdeqP)為13.364>4,說(shuō)明該模型的可信度非常高,具有一定的參考價(jià)值。

        2.2.2 響應(yīng)面交互作用分析

        為進(jìn)一步考查影響蛋糕品質(zhì)的各因素間的相互影響,采用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,得到回歸方程的響應(yīng)面圖。在控制其他因素不變的條件下,分析其他兩因素對(duì)總評(píng)分的影響。

        各因素交互作用對(duì)蛋糕總評(píng)分影響的響應(yīng)曲面圖見(jiàn)圖5。

        由圖5可知,所有響應(yīng)面均呈凸起狀,各響應(yīng)面的響應(yīng)值隨其對(duì)應(yīng)的各因素值的增大而呈現(xiàn)先增加到極值而后減小或保持平衡;該模型有穩(wěn)定點(diǎn),即最大值。由圖5可知,各因素間有一定的交互作用,結(jié)合表3,交互作用AD>AC>AB=BC>BD>CD。

        圖5 各因素交互作用對(duì)蛋糕總評(píng)分影響的響應(yīng)曲面圖

        表3 響應(yīng)面回歸結(jié)果及方差分析

        運(yùn)用回歸方程對(duì)發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化,預(yù)測(cè)發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的最佳工藝條件為發(fā)酵銀杏果粉用量33.25 g,蜂蜜用量45.35 g,烘烤溫度182.2℃,烘烤時(shí)間18 min,在此條件下,發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的總評(píng)分的理論值為95.82分。保證配方不變、其他工藝一致的情況下,考慮實(shí)際操作的可行性,對(duì)最優(yōu)工藝條件調(diào)整為發(fā)酵銀杏果粉用量33.3 g,蜂蜜用量45.4 g,烘烤溫度182℃,烘烤時(shí)間18 min,根據(jù)上述試驗(yàn)條件進(jìn)3次驗(yàn)證試驗(yàn),所得戚風(fēng)蛋糕的綜合評(píng)分為94.23分,試驗(yàn)結(jié)果基本接近預(yù)測(cè)值,可靠性高,有一定的參考價(jià)值。

        3 結(jié)論

        試驗(yàn)研究表明,在基礎(chǔ)配方綿白糖230 g,低筋粉213 g,蛋黃160 g,蛋白375 g,水(牛奶)100 g,色拉油100 g,食鹽3 g,泡打粉5 g,塔塔粉5 g基礎(chǔ)上,發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕的最佳工藝條件為發(fā)酵銀杏果粉用量33.3 g,蜂蜜用量45.4 g,烘烤溫度182℃,烘烤時(shí)間18 min,以該配方制作出的發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風(fēng)蛋糕香氣撲鼻、甜而不膩、膨松清爽,迎合了現(xiàn)代人對(duì)食物的營(yíng)養(yǎng)需求,同時(shí)為銀杏果開(kāi)發(fā)利用提供了思路。

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