柑橘皮果膠在海綿蛋糕制作中的應用研究

呂佳樂，楊曉聰，姚閩娜

（福建農林大學食品科學學院，福建福州 350002）

0 引言

天然果膠類物質通常以部分甲酯化狀態存在，一般有原果膠、果膠和果膠酸3種形式[1-2]。從柑橘皮中提取的果膠具有良好的乳化、增稠、穩定和膠凝作用[3-4]，同時，果膠作為可溶性膳食纖維有很好的膠凝性、乳化穩定性、抗癌、抗腹瀉等作用[5]。因此，其在食品領域得到了廣泛應用。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心。由于其結構類似于多孔的海綿而得名，國外又稱之為泡沫蛋糕[6]。隨著生活節奏的加快，速食點心類食品的需求日益增長，蛋糕已經成為人們日常生活中的重要組成部分。同時，隨著生產技術的不斷發展和生活水平的日益提高，人們對蛋糕的品質有了更高的要求。因此，綠色、健康、低脂等特性成了蛋糕的主要研究方向和發展趨勢。

柑橘皮果膠具有多種生理功能，如降低血糖和血脂、對重金屬有螯合作用、能夠預防糖尿病等。而海綿蛋糕屬于焙烤制品，就其本身而言，含糖量比較高。因此，在海綿蛋糕中添加果膠，能有效改善這些問題。此外，隨著放置時間的延長，淀粉老化進一步嚴重，最終使蛋糕的口感變差。作為高分子多糖物質的果膠，它可以改變淀粉的老化進程，進而影響蛋糕的口感[7]。

1 材料與方法

1.1 主要材料

雞蛋、細糖、蜂蜜、低筋面粉、玉米淀粉、柑橘皮果膠、牛奶、色拉油，均為市售；牛肉膏、胰蛋白胨、酵母浸膏、瓊脂等。

1.2 主要儀器與設備

YXD-40型電烤爐，上海紅連機械制造有限公司產品；28CM型打蛋器，寧海縣一心電器有限公司產品；BS124S型分析天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司產品；DHP-9052型恒溫培養箱，上海一恒科技有限公司產品；YX280型高壓蒸汽滅菌鍋，上海市三申器械有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 海綿蛋糕的制備

（1） 海綿蛋糕的基本配方。A組分：全蛋540 g，蛋黃135 g，細糖220 g，蜂蜜30 g；B組分：低筋粉150 g，玉米淀粉20 g，果膠0.9 g；C組分：牛奶50 g，色拉油40 g。

（2）工藝流程[8]。全蛋、蛋黃、細糖、蜂蜜高速打發→低速消泡→低筋粉、玉米淀粉、果膠混勻后加入其中攪拌→牛奶、色拉油加入其中混勻、攪拌→倒入烤盤→烘烤→出爐→振盤。

1.3.2 海綿蛋糕的單因素試驗設計

以烘烤溫度、烘烤時間、果膠添加量、油脂添加量、細糖添加量為單因素，對每個因素設計5個階梯水平進行單因素試驗，從而獲得每個因素的最適條件。

（1）烘烤溫度對海綿蛋糕感官品質的影響。在烘烤時間15 min，果膠添加量0.6%，油脂添加量26%，細糖添加量147%的條件下，設計烘烤溫度分別為上下火 170/150，180/160，190/170，200/180，210/190℃時烘烤蛋糕，考查烘烤溫度對海綿蛋糕感官品質的影響。

（2）烘烤時間對海綿蛋糕感官品質的影響。在烘烤溫度上下火190/170℃，果膠添加量0.6%，油脂添加量26%，細糖添加量147%的條件下，設計烘烤時間分別為13，14，15，16，17 min時烘烤蛋糕，考查烘烤時間對海綿蛋糕感官品質的影響。

（3） 柑橘皮果膠添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。在烘烤溫度上下火190/170℃，烘烤時間15 min，油脂添加量26%，細糖添加量147%的條件下，設計果膠添加量分別為低筋粉的0.3%，0.6%，0.9%，1.2%，1.5%時烘烤蛋糕，考查柑橘皮果膠添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。

（4） 油脂添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。在烘烤溫度上下火190/170℃，烘烤時間15 min，果膠添加量0.6%，細糖添加量147%的條件下，設計油脂添加量分別為低筋粉的20%，23%，26%，29%，32%時烘烤蛋糕，考查油脂添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。

（5） 細糖添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。在烘烤溫度上下火190/170℃，烘烤時間15 min，果膠添加量0.6%，油脂添加量26%的條件下，設計細糖添加量分別為低筋粉的133%，140%，147%，154%，161%時烘烤蛋糕，考查細糖添加量對海綿蛋糕感官品質的影響。

1.3.3 正交優化試驗設計

根據單因素試驗結果，對烘烤溫度、烘烤時間、果膠添加量、油脂添加量、細糖添加量5個因素各設置4個水平，按L16（45）正交設計進行海綿蛋糕加工工藝的優化。

1.3.4 海綿蛋糕的感官評定

制作好海綿蛋糕后，請食品專業人士組成評定小組并根據產品的特點，從色澤、形態、結構、口感4個指標先分別進行評分，再綜合評分，綜合評分以滿分100分計。

感官評價標準見表1[9]。

表1 感官評價標準

1.3.5 理化指標的測定

（1） 水分含量的測定按GB/T 5009.3—2003方法進行。

（2） 酸價的測定按GB 5009.229—2016方法進行。

（3） 過氧化值的測定按GB/T 5009.227—2016方法進行。

（4） 比容的測定。油菜籽置換法測量蛋糕體積，按下列公式計算蛋糕的比容：

（5） 菌落總數的測定按GB/T 4789.2—2010方法進行。

2 結果與分析

2.1 海綿蛋糕的單因素試驗結果

2.1.1 烘烤溫度對海綿蛋糕感官品質的影響

烘烤溫度對海綿蛋糕感官品質的影響見表2。

表2 烘烤溫度對海綿蛋糕感官品質的影響

由表2可知，烘烤溫度過高或過低時，海綿蛋糕的色澤和組織都不能達到最佳狀態，過高會導致蛋糕表面塌陷、顏色變深、口感變差；過低則濕度太大而無法蓬松起來。綜上，當烘烤溫度為上下火190℃/170℃時，海綿蛋糕的感官品質最佳。

2.1.2 烘烤時間對海綿蛋糕感官品質的影響

烘烤時間對海綿蛋糕感官品質的影響見表3。

表3 烘烤時間對海綿蛋糕感官品質的影響

由表3可知，在烘烤溫度不變的條件下，隨著烘烤時間的延長，海綿蛋糕的感官評分呈先上升后下降的趨勢。若烘烤時間不足，則蛋糕難以成型，組織蓬松度不夠，內部濕度太大，從而影響蛋糕的口感；若烘烤時間過長，則導致蛋糕表面質地過硬，而內部過軟，也會使蛋糕的顏色加深，組織塌陷。試驗表明，當烘烤時間為16 min時，海綿蛋糕的感官品質最佳。

2.1.3 柑橘皮果膠添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

柑橘皮果膠添加量對海綿蛋糕感官品質的影響見表4。

表4 柑橘皮果膠添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

由表4可知，海綿蛋糕的感官品質與柑橘皮果膠添加量呈非線性關系，隨著添加量增加，感官評分先上升后下降。當柑橘皮果膠的添加量為0.9%時，海綿蛋糕的感官品質得分最高。果膠是親水性強的膠體，它可以幫助蛋糕改善自身的吸水性，從而影響貯藏品質。同時，作為多糖物質的果膠，它會改變淀粉老化的進程，進而影響蛋糕的口感。但是，當果膠添加量過大時，蛋糕內部組織濕軟，甚至黏手。綜上，柑橘皮果膠的最適添加量為0.9%。

2.1.4 油脂添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

油脂添加量對海綿蛋糕感官品質的影響見表5。

表5 油脂添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

由表5可知，色拉油添加量較少時，蛋糕的風味較差，組織狀態較差，顏色較淡；當色拉油的添加量大于26%時，產品整體向上懸浮，顏色較暗。試驗證明，當色拉油的添加量為26%時，蛋糕顏色金黃，組織較蓬松、有彈性，口感和品質最佳。綜上，油脂的最適添加量為26%。

2.1.5 細糖添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

細糖添加量對海綿蛋糕感官品質的影響見表6。

表6 細糖添加量對海綿蛋糕感官品質的影響

由表6可知，細糖添加量為147%時，海綿蛋糕的感官品質得分最高。添加細糖不僅可以增加制品甜味、減少蛋腥味，幫助蛋糕在烘烤過程中形成金黃色，還可以鎖住制品中的水分。但是，如果細糖添加過多，則容易烤焦，口感過甜。綜上，細糖的最適添加量為147%。

2.2 海綿蛋糕的正交試驗結果與分析

通過L16（45）正交設計表，對烘烤溫度、烘烤時間、柑橘皮果膠添加量、油脂添加量、細糖添加量5個因素在4個不同水平上進行優化試驗。

海綿蛋糕的正交試驗因素與水平設計見表7，海綿蛋糕正交試驗設計及試驗結果見表8。

表7 海綿蛋糕的正交試驗因素與水平設計

由表8可知，影響海綿蛋糕品質的因素的主次順序為A＞D＞B＞C＞E，即烘烤溫度＞油脂添加量＞烘烤時間＞果膠添加量＞細糖添加量，綜合感官評分確認最佳工藝組合為A2B2C2D2E2，即烘烤溫度為上火190℃，下火170℃，烘烤時間15 min，果膠添加量0.6%，油脂添加量23%，細糖添加量147%。

表8 海綿蛋糕正交試驗設計及試驗結果

2.3 驗證試驗結果與分析

上述所得最佳工藝條件非正交試驗中的任何一組試驗，因而需要進行驗證試驗。

驗證試驗結果見表9。

表9 驗證試驗結果

由表9可知，感官評價平均值為94分，結果高于正交試驗的任一組合。說明烘烤溫度為上火190℃，下火170℃，烘烤時間15 min，果膠添加量0.6%，油脂添加量23%，細糖添加量147%是海綿蛋糕的最佳工藝參數，在此條件下制作的海綿蛋糕感官評分最高。

2.4 海綿蛋糕的理化檢測結果

理化指標測定結果見表10。

由表10可知，海綿蛋糕的水分含量為37.50%，酸價為3.28 mg/g，過氧化值為0.17 g/100g，比容為3.79 mL/g，均符合國家標準。說明用此工藝參數所制作的海綿蛋糕，酸敗速度緩慢，貯藏穩定性好，能夠延緩食品腐敗變質，優于國家標準。

表10 理化指標測定結果

2.5 海綿蛋糕的菌落總數檢測結果

菌落總數測定結果見表11。

表11 菌落總數測定結果

由表11可知，海綿蛋糕菌落總數為733 CFU/g，符合國家標準。說明海綿蛋糕基本沒受污染，能有效延長存放日期，可以放心食用。

3 結論

試驗以感官評分作為評價海綿蛋糕品質的指標，通過單因素試驗研究了烘烤溫度、烘烤時間、柑橘皮果膠添加量、油脂添加量、細糖添加量對海綿蛋糕品質的影響。用正交法優化配方為烘烤溫度上下火190℃/170℃，烘烤時間15 min，柑橘皮果膠添加量0.6%，油脂添加量23%，細糖添加量147%。此時，通過正交優化的配方制出的海綿蛋糕的感官評分為94分。成品海綿蛋糕的水分含量37.50%，酸價3.28 mg/g，過氧化值0.17 g/100 g，比容 3.79 mL/g，菌落總數733 CFU/g，均符合國家標準。