藍莓渣膳食纖維蛋糕的配方優化

, ,, ，

(綏化學院食品與制藥工程學院,黑龍江綏化 152061)

藍莓被聯合國糧農組織列為五大健康食品之一[1-2],同時也是唯一一個入選十大健康食品的水果[3]。藍莓除鮮食外,多被加工成果汁和果酒等,加工過程中產生大量副產物——果渣[4]。據報道,我國每年產生果渣近千萬噸,不僅造成資源浪費,經濟損失,還不利于生態環境的保護[5]。藍莓果渣中含有豐富的營養物質和活性成分,有研究表明,殺菌后的藍莓果汁中只含有約13%～23%的花青素,而在果渣中的含量約42%,此外藍莓果渣中還含有豐富的綠原酸和膳食纖維等功能性成分,具有抗氧化、抗癌、增強人體免疫力等功效[6-7]。因此,隨著人們的保健意識越來越強以及我國藍莓種植的規模越來越大,合理開發利用藍莓果渣不僅可以增加藍莓加工產業的經濟效益,還可促進藍莓資源的綜合利用。

目前,藍莓果渣在各類食品中的應用已有研究。焦妍津[8]對藍莓果渣生產擠壓膨化食品的工藝了研究。王蓓蓓等[9]進行了藍莓渣膳食纖維酥性餅干的工藝配方。夏其樂等[10]研究了楊梅、藍莓果渣果醬的加工工藝。張盼盼[11]以藍莓果渣為原料,研究花青素的提取、純化工藝,并以純化的花青素和山楂粉為主料研發了一種花青素咀嚼片。楊培青等[12]利用酵母菌和干酪乳酸菌發酵研制藍莓果渣酵素。周笑犁等[13]利用藍莓皮渣生產出營養咀嚼片。

本文將藍莓果渣粉添加到面粉中,研發出藍莓渣膳食纖維蛋糕,研究了藍莓渣膳食纖維蛋糕的最佳配方,并對其感官品質和質構特性等進行分析。開發藍莓渣膳食纖維蛋糕將有利于緩解藍莓果渣廢棄物對環境產生的壓力,且藍莓果渣可實現高附加值利用,同時可增加蛋糕類食品的多樣性,滿足消費者對健康食品的追求。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

冷凍藍莓果渣 鳳陽健民藍莓農業發展有限公司;低筋面粉 安徽赫老農面粉廠;金龍魚一級大豆油 益海嘉里有限公司;泡打粉 南京華飛口堿廠;白砂糖、鮮雞蛋 購于超市。

BGZ-246型電熱鼓風干燥箱 上海博訊實業有限公司醫療設備廠;ZH-25B-B11型多功能食品加工機 河南新飛電器集團有限公司;PL6001-L型電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;CT3型質構儀 美國Brookfield公司;HM-955型打蛋器 廣東東菱電器有限公司;PL-4型焙烤箱 廣東恒聯食品機械有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料的預處理 將冷凍的藍莓果渣放在烘箱中(55 ℃,24～30 h)烘干,用粉碎機粉碎成粉末,過80目篩,備用。

1.2.2 藍莓果渣膳食纖維蛋糕的制作

1.2.2.1 工藝流程

近年來,為了推進大氣污染防治、提高能源利用效率、促進熱電產業健康發展,解決我國北方地區冬季供暖期空氣污染嚴重、熱電聯產發展滯后、區域性用電用熱矛盾突出等問題,政府出臺了相關政策,鼓勵各地建設背壓熱電聯產機組和各種全部利用汽輪機乏汽熱量的熱電聯產方式,來滿足用熱需求。背壓燃煤熱電聯產機組建設容量不受國家燃煤電站總量控制目標限制,因此作為國家鼓勵發展的環保節能導向產業之一,背壓熱電聯產機組以其高效節能、改善環境的顯著優勢,將會得到長足的發展[1-2]。

1.2.2.2 操作要點 原料攪打:先將雞蛋用打蛋器中速打散,緩緩加入一定量的白砂糖,改用快速攪打至全部溶化,至蛋漿液乳白色細膩有光澤,體積增加3倍以上,打蛋結束,用時約為10～15 min;調制面糊:將已稱好的低筋面粉、藍莓果渣粉、泡打粉混勻,加入到打發好的蛋漿中,慢速攪打,緩慢加入大豆油,混合均勻,攪拌至不見到生粉即可;注模:加入量以模具的2/3為宜;焙烤:烤箱預熱至200 ℃,關掉面火,將注好面糊的模具放入烤箱中,底火180 ℃焙烤,當蛋糕坯脹發成熟時,關掉底火,開啟面火,在190 ℃的溫度下繼續焙烤10 min,待蛋糕四周呈現金黃色時關閉電源,將蛋糕出爐;脫模:冷卻脫模后自然冷卻3～5 min,等到溫度降至30～40 ℃即可。

1.2.3 藍莓渣膳食纖維蛋糕的單因素實驗

1.2.3.1 藍莓果渣粉添加量對蛋糕品質的影響 保持藍莓果渣粉與低筋面粉的總量(100 g)不變,選擇藍莓果渣粉添加量為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g。在泡打粉添加量為1.5 g,大豆油添加量為35 g,白砂糖添加量為35 g,通過感官評價以及質構特性考察藍莓果渣粉添加量對蛋糕品質的影響。

1.2.3.2 泡打粉添加量對蛋糕品質的影響 選擇泡打粉添加量為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g。在藍莓果渣粉添加量為1.5 g,大豆油添加量為35 g,白砂糖添加量為35 g,通過感官評價以及質構特性考察泡打粉添加量對蛋糕品質的影響。

1.2.3.3 大豆油添加量對蛋糕品質的影響 選擇大豆油添加量為25、30、35、40、45 g。在藍莓果渣粉添加量為1.5 g,泡打粉添加量為1.5 g,白砂糖添加量為35 g,通過感官評價以及質構特性考察大豆油添加量對蛋糕品質的影響。

1.2.3.4 白砂糖添加量對蛋糕品質的影響 選擇白砂糖添加量為25、30、35、40、45 g。在藍莓果渣粉添加量為1.5 g,泡打粉添加量為1.5 g,大豆油添加量為30 g的條件下,通過感官評價以及質構特性考察白砂糖添加量對蛋糕品質的影響。

1.2.4 藍莓渣膳食纖維蛋糕的正交優化試驗 采用L9(34)正交試驗設計對藍莓果渣粉添加量、泡打粉添加量、大豆油添加量、白砂糖添加量進行優化,正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test

1.2.5 藍莓渣膳食纖維蛋糕的感官評價標準 由10名有感官評價經驗的食品專業技術人員(男女比例為1∶1)組成鑒評小組,按規定的評分標準對產品的形態、外觀、剖面、氣泡、彈性、口感進行綜合評分,取其平均值為最終結果。藍莓渣膳食纖維蛋糕感官評價見表2。

表2 蛋糕感官品質評分標準[17]Table 2 Evaluation standards of sensory quality for cake[17]

1.2.6 藍莓渣膳食纖維蛋糕的質構分析 利用質構儀對藍莓渣膳食纖維蛋糕進行質構特性分析,測定的質構參數為硬度、可恢復形變、內聚性、咀嚼性、彈性。測試樣品去除切片周邊的蛋糕皮,而后切成3 cm×3 cm×1 cm的塊狀測試樣品[18]。采用圓柱型探頭TA44,測試速度為3.00 mm/s,壓縮距離為20 mm,觸發點負載為10 g[14]。

1.3 數據處理

所有實驗至少進行3次,利用SPSS Statistics 18.0軟件對實驗數據進行統計,采用Tukey’s檢驗進行差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 藍莓果渣粉添加量對蛋糕品質的影響

2.1.1 藍莓果渣粉添加量對蛋糕感官品質的影響 藍莓果渣粉呈顆粒狀,藍莓果渣粉的添加會使面粉以藍莓果渣粉顆粒為單位附著,會產生較多氣泡,從而影響焙烤后蛋糕的彈性和形態,同時顆粒狀的藍莓果渣粉還會影響成品蛋糕的口感。由表3可知,當藍莓果渣粉添加量為1.0、1.5 g時,形態外觀較好;當藍莓果渣粉添加量為1.5 g時,彈性和口感最佳;當藍莓果渣粉添加量大于1.5 g時,蛋糕的形態、剖面、口感等均略有下降。因此,當藍莓果渣粉添加量為1.5 g時,蛋糕的口感、彈性、氣泡、咀嚼性較好,此時的評分最高,且具有藍莓特有的滋味氣味。

表3 藍莓果渣粉添加量對蛋糕感官品質的影響(分)Table 3 Effects of blueberry pomace powder adding volume on sensory evaluation of cake(scores)

2.1.2 藍莓果渣粉添加量對蛋糕質構特性的影響 藍莓果渣粉添加量對蛋糕質構特性參數的影響如表4所示。由表4可知,當藍莓果渣粉添加量為1.5 g時,蛋糕的硬度最小,說明此時蛋糕松軟度最佳,口感好,與表3感官評分結果一致,同時可恢復形變、內聚性最大,兩者均顯著高于其他組(p<0.05),此時咀嚼性、彈性也最大,說明蛋糕內部結合力大、組織結構緊密、氣泡小且均勻,彈性好,且耐咀嚼,咀嚼后可恢復性好,與表3感官評分結果一致,此時感官評分最高。從差異顯著性分析可以看出,隨著藍莓果渣粉添加量的增加,蛋糕的咀嚼性和彈性變化不顯著(p>0.05),說明藍莓果渣粉對蛋糕咀嚼性和彈性影響較小,但對蛋糕的硬度、可恢復形變、內聚性影響較大。

表4 藍莓果渣粉添加量對蛋糕質構特性的影響Table 4 Effects of blueberry pomace powder adding volume on texture characteristic of cake

2.2 泡打粉添加量對蛋糕品質的影響

2.2.1 泡打粉添加量對蛋糕感官品質的影響 泡打粉會影響蛋清的打發程度以及蛋糕的形態,泡打粉可以增加蛋糕的蓬松度,隨著泡打粉添加量的不斷增加,蛋糕的蓬松度也越來越高。

由表5可知,當泡打粉添加量低于1.5 g時,隨著泡打粉添加量的增加,蛋糕的蓬松度越來越高;當泡打粉的添加量為1.5 g時,蛋糕的形態、外觀、氣泡、剖面、彈性都達到最佳,此時評分最高。當泡打粉的添加量大于1.5 g時,蛋糕的部分感官品質反而下降,推測添加泡打粉的量過多,產生的氣體較多,使得蛋糕過于的蓬松,其內部的結構比較松散粗糙導致的。因此,泡打粉的添加量為1.5 g時,此時,蛋糕的感官品質最佳。

表5 泡打粉添加量對蛋糕感官品質的影響Table 5 Effects of baking powder adding volume on sensory evaluation of cake

2.2.2 泡打粉添加量對蛋糕質構特性的影響 由表6可知,隨著泡打粉添加量的增加,蛋糕的硬度逐漸降低,當泡打粉添加量為2.5 g時,此時蛋糕的硬度最小,咀嚼性值最低,顯著低于其他組(p<0.05),此時蛋糕過于酥軟,不耐咀嚼;當泡打粉添加量為1.5 g時,蛋糕的硬度居中,蛋糕酥軟度適宜;此條件下,蛋糕的可恢復形變、咀嚼性最大,顯著高于其他組(p<0.05),彈性較好,說明蛋糕彈性較好,耐咀嚼,咀嚼后恢復形變的能力好,感官品質最好,與表5結果一致,且繼續增加泡打粉的添加量,蛋糕的內聚性無顯著影響;此外,從差異顯著性分析可以看出,隨著泡打粉添加量的增加,蛋糕的可恢復形變和彈性變化不顯著(p>0.05),說明此范圍的泡打粉添加量對蛋糕的可恢復形變和彈性無明顯影響,對其內聚性有一定影響,但對蛋糕的硬度與咀嚼性影響較大。

表6 泡打粉添加量對蛋糕質構特性的影響Table 6 Effects of baking powderadding volume on texture characteristic of cake

2.3 大豆油添加量對蛋糕品質的影響

2.3.1 大豆油添加量對蛋糕感官品質的影響 大豆油會使蛋糕組織細膩均勻,口感柔軟,在調制面糊的時還起到發泡的作用。

由表7可知,當大豆油添加量在30 g時,此時蛋糕的感官品質達到最佳,口感、彈性等都比較適中,此時評分較高。當大豆油添加量低于30 g時,此時蛋糕比較松軟,但組織不均勻,口感也比較粗糙;當大豆油添加量高于30 g時,組織過于松軟,不易成型易崩頂。因此,大豆油添加量為30 g最宜。

表7 大豆油添加量對蛋糕感官品質的影響Table 7 Effects of soybean oil adding volume on sensory evaluation of cake

2.3.2 大豆油添加量對蛋糕質構特性參數的影響 由表8可知,從硬度來看,當大豆油添加量為45 g時蛋糕的硬度最小,顯著低于其他組(p<0.05),說明蛋糕的酥軟度適宜,但蛋糕的可恢復形變和彈性較低,咀嚼性最差,說明此條件下蛋糕不耐咀嚼,彈性較差,咀嚼后恢復形變的能力較差,此外大豆油添加過多會導致蛋糕油脂含量過高,因此大豆油添加量為45 g時質構特性和感官品質差,與表7感官結果一致。當大豆油添加量為30 g時,蛋糕的硬度較小,說明酥軟度和口感較好,與表7感官結果一致,此條件下,蛋糕的可恢復形變、內聚性、彈性最好,咀嚼性較好,綜合考慮大豆油的添加量應選30 g,與表7感官結構一致,感官評分最高。從差異顯著性分析可以看出,隨著大豆油添加量的增加,蛋糕的內聚性、咀嚼性和彈性的變化不顯著(p>0.05),說明大豆油的添加量對蛋糕的內聚性、咀嚼性和彈性的影響較小,但對蛋糕的硬度、可恢復形變影響較大。

表8 大豆油添加量對蛋糕質構參數的影響Table 8 Effects of soybean oiladding volume on texture characteristic of cake

2.4 白砂糖添加量對蛋糕品質的影響

2.4.1 白砂糖添加量對蛋糕感官品質的影響 白砂糖是蛋糕的主要調味劑,糖的添加量直接影響了蛋糕的口感。

由表9可知,當白砂糖添加量低于40 g時,蛋糕甜味不明顯,所產生的一系列化學反應的效果也不明顯,膨脹不夠,其口感、形態等評分比較低;當白砂糖添加量為35和40 g時,蛋糕的形態、氣泡彈性等較好;當白砂糖添加量為40 g時,其口感達到最佳,此時評分最高;當白砂糖添加量大于40 g時,口感等又呈下降趨勢。由于糖能增加蛋糕的甜度,有助于蛋漿的打發,而且能保持其體積的穩定性,但過高的糖也可能引起口感的甜膩;糖還可以使面粉的面筋性蛋白質軟化;而且糖在高溫狀態下還會發生焦糖化反應,產生棕黃色,可以增加蛋糕的顏色和香味。當含糖量較多時,在蛋糕焙烤的過程當中,糖溶化后,使蛋糕面糊比較稀薄,其體積也會比較容易膨脹,這樣在冷卻時頂面經常會向下凹陷,組織比較粗糙;當含糖量較少時,則體積膨脹較小,蛋糕表面的色澤也較淺。因此,白砂糖添加量為40 g時,品質最佳。

表9 白砂糖添加量對蛋糕感官品質的影響Table 9 Effects of sugar adding volume on sensory evaluation of cake

2.4.2 白砂糖添加量對蛋糕質構特性參數的影響 由表10可知,白砂糖添加量對蛋糕硬度的影響較大,隨著白砂糖添加量的增加,蛋糕的硬度先變小后增大,當白砂糖添加量為40 g時,蛋糕的硬度最小,顯著低于其他組(p<0.05),可恢復形變和咀嚼性較大,說明蛋糕酥軟,口感最佳,較耐咀嚼,咀嚼后恢復變性的能力較好,與表9感官評分結果一致;但白砂糖添加量對蛋糕內聚性、彈性的影響不大。從差異顯著性分析可知,隨著白砂糖添加量的增加,蛋糕的咀嚼性變化不顯著(p>0.05),說明白砂糖的添加量對蛋糕的咀嚼性影響較小,但對蛋糕的硬度、可恢復形變、內聚性和彈性影響較大。

表10 白砂糖添加量對蛋糕質構參數的影響Table 10 Effects of sugaradding volume on texture characteristic of cake

2.5 正交試驗結果

根據正交因素水平的試驗設計,4因素3水平正交試驗和感官評價結果如表11所示。從表11的極差分析結果可知,影響藍莓渣膳食纖維蛋糕品質的各因素主次為A>C>B>D,即藍莓果渣粉添加量的影響最大,大豆油添加量是較重要因素,泡打粉添加量是次要因素,白砂糖添加量對感官品質的影響最小。以感官評分作為衡量指標來看,評分最高的配方為A2B2C3D1,而根據正交試驗結果數據分析得出最佳配方為A2B1C3D1,即藍莓果渣粉添加量1.5 g,泡打粉添加量1.0 g,大豆油添加量35 g,白砂糖的添加量35 g。

表11 正交試驗結果及數據分析Table 11 The orthogonal experiment results and data analysis

最佳配方未出現在正交試驗中,需進行驗證試驗,將A2B2C3D1與A2B1C3D1參照基礎試驗條件,進行3組驗證試驗,對產品進行感官評價和質構分析。結果得出A2B1C3D1的感官評分為88±1分,A2B2C3D1的感官評分為(85±1)分,因此藍莓渣膳食纖維蛋糕的最佳配方為A2B1C3D1,即藍莓果渣粉添加量1.5 g,泡打粉添加量1.0 g,大豆油添加量35 g,白砂糖的添加量35 g。按照上述配方所研制的藍莓渣膳食纖維蛋糕,其甜度適中、蛋香味純正、藍莓香味濃郁、彈性優異、形態完整、咀嚼性較好,質構分析得出其硬度為(448±11)g、可恢復形變為(2.32±0.19)mm、內聚性為0.46±0.01、咀嚼性為(18.2±0.4)mJ、彈性為(8.66±0.05)mm。

3 結論

在面粉中適量的添加藍莓果渣粉,開發出新品種的藍莓渣膳食纖維蛋糕,不僅達到了藍莓副產物綜合利用的目的,同時增加了蛋糕的風味和營養。本試驗得出的藍莓渣膳食纖維蛋糕最佳配方為:藍莓果渣粉添加量1.5 g,泡打粉添加量1.0 g,大豆油添加量35 g,白砂糖的添加量35 g。此配方下研制的藍莓蛋糕硬度為(448±11) g、可恢復形變為(2.32±0.19) mm、內聚性為0.46±0.01、咀嚼性為(18.2±0.4) mJ、彈性為(8.66±0.05) mm。