雜糧粉對混粉特性及蛋糕品質的影響

李相敏，何新益，甄潤英，*

（1.天津農學院 食品科學與生物工程學院，天津300384；2.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384）

隨著我國國民經濟的發展，人們生活水平不斷提高，飲食需求更注重產品的感官品質及營養性和安全性。在2018《中國居民膳食指南》第八條中提到：“食物多樣，谷類為主”，在平衡膳食寶塔中谷類食物位居底層，每人每天應該吃250 g～400 g。但從目前全國谷物總的消費情況看，精米精面消費較多，每人每天大約500 g，粗糧及全谷物食品消費較少，而長期食用精米精面可能會造成某些營養素的缺乏[1]。目前雜糧制品花色品種相對較少，部分產品口感較粗糙，銷量較低，開發具有良好感官及營養品質的雜糧制品對豐富谷雜糧市場有重要的意義。

燕麥是一種低糖、高能量、高營養食品，膳食纖維豐富，可以促進腸道蠕動，是人們作為減肥的食物之一[2-3]；蕎麥具有較高的營養價值具有食藥兩用特性，蕎麥中的蛋白質大多是球蛋白，易被人體消化吸收[4-5]；薏米含有豐富的維生素E、維生素B、硒微量元素等，其活性成分也得到了廣泛研究[6]。國內外學者對3 種雜糧進行了各式各樣研究。例如：李雪帆等以燕麥麩皮為主要原料加入甜蕎粉、豌豆粉等雜糧粉，通過單因素正交試驗研制出最佳顆粒細度的燕麥麩皮沖調粉[7]；高珊等研制出有特殊雜糧芳香味的餅干，豐富了雜糧的花色品種[8]等。

本試驗采用以上3 種雜糧需經低溫烘焙，再經過超微粉碎制作雜糧粉。低溫烘焙不僅可以有效去除水份，最大限度的減少營養物質的損失，還使雜糧有特殊的芳香味。制作雜糧蛋糕不僅彌補了傳統蛋糕原料單一的缺陷，增加了蛋糕的營養，而且豐富了蛋糕制品的花色品種，為產品的工廠化生產提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料

燕麥、蕎麥、薏米、雞蛋、白砂糖、食鹽、鮮牛奶：天津市家樂福超市；蛋糕油：京東食博士食品旗艦店。

1.2 儀器與設備

RBQ60 烤箱：德國 UKOEO 公司；TA.XT Plus 質構分析儀：英國Stable Micro Systems 公司；cs-100 色差儀：日本 Konica Minolta 公司；HZF-150 粉質儀、HZL-350C 拉伸儀：德國Brabender GmbH&Co.KG 公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

蛋糕工藝流程[9]如下。

1.3.2 操作要點

1）雜糧粉的制備：燕麥、薏米、蕎麥按質量比 1∶1∶1混合，經低溫烘焙后粉碎過100 目篩，備用。

2）打發：將全蛋 180 g、糖 80 g、食鹽 2 g 放入攪拌杠，用球狀攪拌器慢速1 min 使糖和鹽充分溶解，再加入已融化好的蛋糕油20 g 快速攪打10 min 打發至雞蛋完全起發，加入混粉攪拌均勻，再加入色拉油20 g和鮮牛奶20 g 攪勻。

3）注模：將蛋糕糊倒入已刷好色拉油的膜具中，七分滿，振蕩模具，消除氣泡。

4）烘烤：面火溫度 200 ℃，底火溫度 180 ℃，烘烤25 min～30 min。

5）出爐：將烤盤倒置取出蛋糕，冷卻后包裝。

1.3.3 單因素試驗

1.3.3.1 雜糧粉的添加量對產品品質的影響

固定總粉的質量分數為100 %、全蛋200 %、鹽2 %、白砂糖90 %、蛋糕油20 %、牛奶20 %、色拉油20 %。調整雜糧添加量占總粉重的0%、10%、20%、30%、40%，觀察蛋糕的感官評分以及混粉的粉質及拉伸特性等變化。

1.3.3.2 雞蛋的添加量對產品品質的影響

固定雜糧粉20%、小麥粉80 %、鹽2 %、白砂糖90%、蛋糕油20%、牛奶20%、色拉油20%。調整雞蛋的添加比例，考察雞蛋的添加量（以總粉質量計）在50 %、100%、150%、200%、250%條件下產品的感官評分。

1.3.3.3 蛋糕油的添加量對產品品質的影響

固定雜糧粉20 %、小麥粉80 %、全蛋150 %、鹽2%、白砂糖90%、牛奶20%、色拉油20%。調整蛋糕油的添加比例，考察蛋糕油的添加量（以總粉質量計）在8%、9%、10%、11%、12%條件下產品的感官評分。

1.3.3.3 白砂糖的添加量對產品品質的影響

固定雜糧粉20 %、小麥粉80 %、全蛋150 %、鹽2%、牛奶20%、色拉油20%、蛋糕油10%。調整白砂糖的添加比例，考察白砂糖的添加量（以總粉質量計）在60%、70%、80%、90%、100 %條件下產品的感官評分。

1.3.4 正交試驗

在單因素試驗基礎上設計四因素三水平正交試驗，按L9（34）安排試驗，根據蛋糕的感官評分和質構特性確定最佳工藝參數。

1.4 指標測定方法

1.4.1 蛋糕感官評分測定

蛋糕的感官評分依照國家標準GB/T24303-2009《糧油檢驗小麥粉蛋糕烘焙品質試驗海綿蛋糕法》[10]。從外觀、風味、切面、質地等方面確定評分標準，由10名專業人員對產品進行打分，取平均值每項滿分15分，評分標準見表1。

1.4.2 混粉粉質參數測定

按GB/T14614-2006《小麥粉面團的物理特性吸水量和流變學特性的測定粉質儀法》對面團的吸水率、形成時間、穩定時間、弱化度及粉質質量指數等指標進行測定[11]。

表1 雜糧蛋糕感官評分表Table 1 Multi-grain cake sensory score sheet

1.4.3 混粉拉伸參數測定

按GB/T14615-2006《小麥粉面團的物理特性流變學特性的測定拉伸儀法》對面團的拉伸曲線面積、拉伸阻力、延伸度、最大拉伸阻力等指標進行測定[12]。

2 結果與分析

2.1 雜糧粉的添加比例對蛋糕品質的影響

2.1.1 雜糧粉的添加比例對蛋糕感官品質的影響

根據感官評分表1，雜糧粉的添加對產品的外觀與色澤、香氣與滋味、起發性與芯部結構、質地進行評價，由10 名專業人員對產品進行打分，取平均值。滿分60 分，見表2。

表2 不同雜糧添加量下產品品質感官得分表Table 2 Sensory scores of product quality under different grains

由表2 可知，隨著雜糧添加量增加，蛋糕感官評分先增加再減少。當雜糧粉添加比例為0～10%時，蛋糕色澤和風味較淡，當雜糧添加量30%～40%時，添加雜糧較多，蛋糕松散不成塊形。因此選擇雜糧粉的添加比例為20%左右。

2.1.2 雜糧粉的添加比例對混粉粉質的影響

雜糧粉的添加比例對混粉粉質的影響，見表3。

由表3 可知，隨著雜糧粉比例的增加，混粉的吸水率逐漸增加，因燕麥、蕎麥、薏米中含有豐富的、易吸水的β-葡聚糖，通常面粉吸水率越高，出品率也相應增加，得到的蛋糕松軟富有彈性[13]。

表3 雜糧粉添加比例對混粉粉質特性影響表Table 3 Table of effects of the proportion of mixed grain powder on the characteristics of mixed powder

弱化度反映面團在攪拌過程中的破壞程度，也代表面筋的強度。因燕麥、蕎麥、薏米中不含面筋蛋白，添加適量的雜糧粉會減弱面團筋力，導致弱化度增加，弱化度越小，更有利于烘培蛋糕[14]。當雜糧粉添加量為40%時，弱化度過大，會造成蛋糕產品過于分散，因此全谷粉的添加比例不宜超過40%。

隨著雜糧粉的添加，面團的形成時間和穩定時間逐漸變短，一般來說，面筋含量減少，面團的形成時間和穩定時間逐漸減少，制作的蛋糕品質越好[15]。

隨著雜糧粉比例的增加，混粉的粉質質數逐漸減小，通常粉質質數越小，穩定時間越短，有利于蛋糕的制作。綜上所述，雜糧粉添加比例不宜超過40%。

2.1.3 雜糧粉的添加比例對混粉面團拉伸特性的影響

雜糧粉的添加比例對混粉面團拉伸特性的影響，見表4。

表4 雜糧粉添加量對混粉面團拉伸特性影響表Table 4 Effect of the amount of miscellaneous grain powder on the tensile properties of mixed dough

由表4 可知，面團的拉伸阻力、最大阻力隨著發酵時間的延長增長幅度變小，主要是因為雜糧粉本身不含面筋，與小麥粉混合后，稀釋了面筋筋力，使面筋筋力減弱。拉伸曲線面積逐漸增加、延伸度變化不明顯。當雜糧粉添加量為40%時，由于面筋度太低不能測試。因此，雜糧粉的添加量不易超過30%。

綜合2.1.1～2.1.3 結果，可得出雜糧粉適宜添加量在30%以內。進行正交試驗時選擇10%、20%、30%的添加量。本試驗雜糧粉添加量與李貞制作燕麥蛋糕的配方篩選時最佳比例20%結果一致[16]。

2.2 雞蛋添加比例對蛋糕感官品質的影響

根據感官評分表1，雞蛋的添加對產品的外觀與色澤、香氣與滋味、起發性與芯部結構進行評價，由10 名專業人員對產品進行打分，取平均值。滿分45分，見表5。

表5 不同雞蛋添加量下蛋糕的感官評分表Table 5 Sensory scores of cakes with different egg additions

不同雞蛋的添加量可影響蛋糕的色澤、香味、起發性，添加少時蛋糕色澤、香味較淡，起發性不好；添加較多時蛋糕顏色較亮、蛋味較濃且過度起發[17]。由表5可知，當雞蛋添加量為總粉重的50%～100%時，蛋香味較淡，且蛋糕的起發性與色澤較差，當雞蛋添加質量比例在250%時，蛋香味過濃，且蛋糕有凹陷現象。雞蛋與總粉的最佳比例為150%時感官評分最高。因此，以100%、150%、200%3 個水平進行正交試驗。本試驗結論與李貞在燕麥蛋糕的配方篩選試驗中添加的雞蛋最佳比例范圍100%～200%結果一致。

2.3 蛋糕油的添加比例對蛋糕品質影響

不同蛋糕油使用量（以總粉質量計）下產品起發性與芯部結構的感官評分，由10 名專業人員對產品進行打分，取平均值，見表6（滿分15 分）。

表6 不同蛋糕油添加量下蛋糕的感官評分表Table 6 Sensory scores for different cake oil additions

蛋糕油的添加主要影響蛋糕的起發性和芯部結構[18]。由表6 可知，隨著蛋糕油比例的增加，蛋糕感官評分先增加后減少。當蛋糕油添加為8%～9%時，蛋糕的起發性較差，當調整比例為11%～12%時，蛋糕起發過度芯部氣孔不均勻，松散。因此，蛋糕油最佳添加量為10%，以9%、10%、11%3 個水平進行正交試驗。

2.4 白砂糖的添加比例對蛋糕產品品質的影響

根據感官評分表1，觀察白砂糖的添加對產品的外觀與色澤、香氣與滋味的影響，由10 名專業人員對產品進行打分，取平均值。滿分30 分，見表7。

表7 不同糖添加量的感官評分表Table 7 Sensory scores for different sugar additions

由表7 可知，隨著白砂糖含量的增加，雜糧蛋糕感官評分先增加后減少，當其添加量為80%時感官評分最高；當白砂糖添加量在60%～70%時蛋糕甜味較淡且蓬松度較差；當白砂糖添加量為90%～100%時太甜，讓人們產生膩感。因此，白砂糖最佳添加量為80 %，以70%、80%、90%3 個水平進行正交試驗。本試驗結論與馬櫟紅豆薏米蛋糕加工工藝研究中白砂糖占總粉重的80%結論一致[19]。

2.5 正交試驗結果與分析

根據感官評分表1，對產品的外觀與色澤、香氣與滋味、起發性與芯部結構、質地進行評價，滿分60 分。正交試驗因素水平見表8，試驗結果見9。

表8 正交試驗因素水平設計表Table 8 Orthogonal experimental factors level design table

由正交試驗極差分析可知，在考察的4 個因素中，影響雜糧蛋糕質量的主次順序為A＞D＞C＞B，即雜糧粉添加量＞蛋糕油添加量＞糖添加量＞雞蛋添加量，雜糧蛋糕最佳配方為A2B3C2D2；由直觀分析可知，雜糧蛋糕最佳配方為A2B3C1D2。由于糖為次要影響因素，且在單因素試驗中，添加80%白砂糖時甜度最佳，因此，最終確定雜糧蛋糕的最佳配方為A2B3C2D2。即雜糧粉、雞蛋、糖、蛋糕油的添加量為總粉質量的20%、200%、80%、10%。

表9 蛋糕配方正交試驗結果及分析Table 9 Orthogonal Experimental Results and Analysis of Cake Formula

3 結論

采用單因素和正交試驗得出雜糧蛋糕最佳配方為小麥粉80%、雜糧粉20%、雞蛋200%、糖80%、蛋糕油10%、鹽2%、牛奶20%。制作出來的雜糧蛋糕松軟有彈性、無甜膩感、無粗糙感、帶有雜糧粉特殊的香氣、表面呈金黃色、內部氣孔均勻、外形飽滿。雜糧蛋糕作為新型營養蛋糕，豐富了蛋糕的花色品種，具有廣闊的開發前景。