葛根烘焙蛋糕的研發及品質改良研究

陳俊文，鄭 鴻，劉巧瑜，陳海光，馮 莉，諸惠良

（1.仲愷農業工程學院輕工食品學院，廣東廣州 510225；2.廣州工程技術職業學院餐飲旅游學院，廣東廣州 510000；3.河源康金葛農業科技發展有限公司，廣東河源 517400）

0 引言

葛根是一種安全無害的天然植物[1]。因價格低廉、功效顯著而深受消費者歡迎，富含葛根素、金雀異黃素、大豆甙、大豆甙元等異黃酮類化合物[2-3]，經常食用可以達到降血糖[4]、保護心腦血管[5]、抗氧化、抗衰老[6]、改善骨質疏松[7-8]等功效。近年來，全球食品行業的主流發展方向為功能食品和保健食品，葛根具有較好的營養價值和藥理作用[9]。因此，人們開始研究將葛根加入到食品中，開發出具有保健功能的食品，如葛根蘆根菊花清涼飲料、葛根果凍、葛根軟糖等[10-11]。但在日常生活中，幾乎沒有接觸過葛根蛋糕，而蛋糕制品以其方便性而深受人們喜愛，若在蛋糕的制作過程中加入葛根粉，不僅可以開發出風味獨特的新產品，還可以提高葛根的綜合利用率。

將葛根精粉和葛根全粉分別添加到蛋糕中。通過研究葛根粉與各種配料的配比對蛋糕的影響，確定葛根烘焙糕點的較優配方，并探討葛根粉用量對產品品質的影響，為葛根烘焙產品開發研究提供一定的參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料

低筋面粉，廣州嶺南穗糧谷物股份有限公司提供；葛根精粉、葛根全粉，河源康金葛農業科技發展有限公司提供；優質白砂糖，太古糖業有限公司提供；金龍魚調和油，秦皇島金海食品工業有限公司提供；牛奶，內蒙古伊利實業集團股份有限公司提供；雞蛋，市售；泡打粉，佛山市霞光食品有限公司提供；塔塔粉，永成股份有限公司提供。

1.2 試驗試劑

蘆丁、無水乙醇、硫酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉，均為分析純。

1.3 試驗主要儀器與設備

JJ224BC型分析天平，美國雙杰G&G電子天平有限公司產品；UV-1780型紫外可見分光光度計、MOC63u型快速水分測定儀，島津企業管理（中國）有限公司產品；SH420型石墨消解儀、K1100型全自動凱氏定氮儀，濟南海能儀器股份有限公司產品。

1.4 蛋糕制作的基本配方

泡打粉2.5 g，蛋黃90 g，低精面粉100 g，食用調和油50 g，牛奶35 g，水30 g；蛋清180 g，白砂糖100 g，塔塔粉2.5 g。

1.5 葛根蛋糕的工藝流程

配料→面糊調制→混合→注模→烘烤→冷卻→包裝→成品。

1.6 葛根蛋糕單因素試驗

1.6.1 葛根精粉蛋糕單因素試驗

按照1.5中的制作方法，以葛根精粉蛋糕的感官評分為指標，依次優化葛根精粉用量（20，25，30，35，40 g），蛋清 /蛋黃用量 （144/54，162/72，180/90，198/108，216/126 g），牛奶用量 （25，30，35，40，45 g），白砂糖用量 （80，90，100，110，120 g）。

1.6.2 葛根全粉蛋糕單因素試驗

參照1.6.1中的方法，依次優化葛根全粉用量，蛋清/蛋黃用量，牛奶用量，白砂糖用量。

1.7 葛根蛋糕的感官評定分數

選用10名烹飪專業的學生組成評定小組，每次評定總分為100分，去掉最大值和最小值后取平均值。

葛根蛋糕的感官評分標準見表1。

1.8 正交試驗

通過單因素試驗的結果，分別選取葛根粉、雞蛋、牛奶、白砂糖這幾個因素的感官評分較高的3個水平進行L9（34）正交試驗設計。

表1 葛根蛋糕的感官評分標準

葛根精粉蛋糕正交試驗因素與水平設計見表2，葛根全粉蛋糕正交試驗因素與水平設計見表3。

表2 葛根精粉蛋糕正交試驗因素與水平設計/g

表3 葛根全粉蛋糕正交試驗因素與水平設計/g

1.9 葛根蛋糕總黃酮含量的測定

參照張喜梅等人[12]的方法，測定葛根蛋糕的總黃酮含量。

（1）較優配方葛根烘焙糕點實際總黃酮含量的計算。

式中：e空——空白葛根烘焙糕點中黃酮含量，μg/g；

e優——較優葛根烘焙糕點中黃酮含量，μg/g；

（2） 較優葛根烘焙糕點實際總黃酮保留率的計算。

式中：M——提取用葛根粉的質量，g；

e——葛根中黃酮含量，μg/g。

1.10 葛根蛋糕質構的測定

切掉蛋糕的上、下表皮，使用質構儀和直徑36 mm探頭，測試速度為60 mm/min，壓縮程度為60%，測定蛋糕的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性。

1.11 葛根蛋糕色差的測定

將蛋糕延中心橫截面位置切下，選取上表面和中心位置，分別將蛋糕皮和蛋糕芯放入色差計中，記錄讀數，平行測定3次。

1.12 葛根蛋糕理化指標測定

蛋糕的水分含量采用紅外水分測試儀測定[13]，蛋白質含量按照GB 5009.5—2016的第一法測定[14]。

2 結果與分析

2.1 葛根粉蛋糕的單因素試驗結果分析

2.1.1 葛根粉用量對蛋糕感官評分的影響

葛根精粉蛋糕中葛根精粉不同用量的感官評分見圖1，葛根全粉蛋糕中葛根全粉不同用量的感官評分見圖2。

圖1 葛根精粉蛋糕中葛根精粉不同用量的感官評分

圖2 葛根全粉蛋糕中葛根全粉不同用量的感官評分

由圖1和圖2可以看出，葛根粉蛋糕的感官評定分數隨著葛根粉用量的增加呈先上升后下降的趨勢，葛根精粉蛋糕在用量為35 g時分數最高，葛根全粉蛋糕在用量為17 g時分數最高，此時的蛋糕口感松軟、香氣十足。葛根粉的用量過低，制作出來的產品沒有葛根的香氣并且失去其具有的保健功能；用量過高時，生產的成本增加，制作出來的蛋糕雖然具有濃郁的葛根香氣，但是產品沒有柔軟的口感并帶有苦澀味，不能被消費者所接受。葛根全粉是將葛根切開曬干后直接磨成粉，而葛根精粉是將新鮮的葛根加水后磨漿過濾后曬干而成的。與葛根精粉相比，葛根全粉中所含的纖維素含量高，口感更為苦澀，因此兩者在用量上稍有區別。

2.1.2 雞蛋用量對蛋糕感官評分的影響

葛根粉蛋糕中雞蛋不同用量的感官評分見圖3。

圖3 葛根粉蛋糕中雞蛋不同用量的感官評分

由圖3可以看出，葛根粉蛋糕的感官評分隨著雞蛋用量的增加呈上升趨勢，當蛋清/蛋黃的用量為216/126 g時分數最高，這時制作出來的葛根精粉蛋糕和葛根全粉蛋糕香氣十足，色澤為金黃色，與市售的蛋糕沒區別，這是由于雞蛋在烘烤的過程中產生了美拉德反應，使其風味更加濃郁。當蛋清/蛋黃的用量較低時，做出來的蛋糕并不蓬松柔軟，口感較硬。

2.1.3 牛奶用量對蛋糕感官評分的影響

葛根精粉蛋糕中牛奶不同用量的感官評分見圖4，葛根全粉蛋糕中牛奶不同用量的感官評分見圖5。

圖4 葛根精粉蛋糕中牛奶不同用量的感官評分

圖5 葛根全粉蛋糕中牛奶不同用量的感官評分

牛奶在蛋糕中主要起到增香的作用。由圖4和圖5可以看出，當牛奶用量為45 g時，葛根精粉蛋糕的感官評分最高；葛根全粉蛋糕在牛奶用量為28 g時分數最高。此時做出來的蛋糕香氣十足、口感松軟。

2.1.4 白砂糖用量對蛋糕感官評分的影響

葛根粉蛋糕中白砂糖不同用量的感官評分見圖6。

圖6 葛根粉蛋糕中白砂糖不同用量的感官評分

由圖6可以看出，葛根粉蛋糕的感官評定分數隨著白砂糖用量的增加呈先增加后下降的趨勢，當用量為100 g時，葛根精粉蛋糕的分數最高；當用量為90 g時，葛根全粉蛋糕的分數最高。當白砂糖用量較低時，產品的甜度不足；當白砂糖用量過高，產品太甜使人容易產生甜膩感，而且現在人們都推崇健康飲食，產品要低糖、低鹽、低脂，糖度太高不易使消費者接受[15]。

2.2 正交試驗結果分析

2.2.1 葛根精粉蛋糕較優配方結果

葛根精粉蛋糕正交試驗設計及結果見表4。

表4 葛根精粉蛋糕正交試驗設計及結果

由表4的極差分析結果得出，影響葛根精粉蛋糕品質的因素主次為牛奶用量（C） ＞葛根精粉用量（A） ＞蛋清/蛋黃用量（B） ＞白砂糖用量（D），較優配方為A2B2C1D1。通過驗證試驗結果發現，A2B2C1D1制作的葛根精粉蛋糕的感官評價分數高于其他配方組合。因此，葛根精粉蛋糕較佳的配方確定為蛋清/蛋黃用量198/108 g，白砂糖用量90 g，牛奶用量35 g，葛根精粉用量30 g。

2.2.2 葛根全粉蛋糕較優配方結果

葛根全粉蛋糕正交試驗設計及結果見表5。

表5 葛根全粉蛋糕正交試驗設計及結果

由表5的極差分析結果得出，影響葛根全粉蛋糕品質的因素主次為葛根全粉用量（A'）＞白砂糖用量（D'）＞蛋清/蛋黃用量（B'）＞牛奶用量（C'），較優配方為A'3B'2C'2D'1。通過驗證試驗結果發現，A'3B'2C'2D'1制作的葛根全粉蛋糕的感官評價分數高于其他配方組合。因此，葛根全粉蛋糕較佳的配方確定為葛根全粉用量20 g，蛋清/蛋黃用量198/108 g，牛奶用量32 g，白砂糖用量80 g。

2.3 葛根烘焙蛋糕總黃酮含量的測定結果

葛根糕點總黃酮含量及保留率見表6。

表6 葛根糕點總黃酮含量及保留率

由表6可以看出，由于添加的葛根粉種類和添加量不同，葛根糕點中總黃酮的含量有較大的區別，但總黃酮的保留率均接近50%。其中，使用葛根全粉制作的產品比葛根精粉產品的保留率高15%左右，說明葛根全粉產品的保健功能更好。

2.4 葛根烘焙糕點質構參數的測定結果

烘焙糕點質構參數的測定結果見表7。

表7 烘焙糕點質構參數的測定結果

由表7可以看出，葛根精粉蛋糕的硬度、彈性、膠黏性及咀嚼性均小于葛根全粉蛋糕。葛根粉的主要成分為淀粉，全粉還保留了較多的葛根纖維，故其所制得的產品的硬度及咀嚼性較高，可能影響消費者的感官接受度。

2.5 葛根烘焙糕點色澤參數的測定結果

葛根烘焙糕點色澤參數見表8。

表8 葛根烘焙糕點色澤參數

由表8可以看出，使用不同葛根粉制作的蛋糕，其色澤參數基本差異不太明顯，而蛋糕中的蛋糕芯在a*值上的差異稍大。

葛根粉主要成分是淀粉，而蛋糕的色澤形成主要依賴烘烤過程的美拉德反應，葛粉中的淀粉不直接參與此反應，故葛粉的添加對烘焙糕點的色澤影響不太明顯。

2.6 葛根烘焙糕點理化指標的測定結果

葛根蛋糕理化指標測定結果見表9。

表9 葛根蛋糕理化指標測定結果/%

由表9可以看出，2種葛根粉蛋糕的所有指標均符合國標要求，2種蛋糕的蛋白質含量都比指標要求高出2倍。故在傳統的烘焙糕點配方中添加葛粉，在不降低產品的基本理化指標的基礎上，使其具備一定的生理保健功能，對于葛根產品的開發利用具有較好的現實意義。

3 結論

使用葛根粉作為功能性輔料添加于蛋糕中，在單因素試驗的基礎上，采用正交試驗優化其配方，并且對所制得產品的總黃酮量含量、質構參數、色差值及理化指標進行測定，所得的結論如下：

（1）葛根烘焙糕點配方的優化。通過研究葛根粉、雞蛋、牛奶和白砂糖的用量對其產品感官評分的影響，得到葛根精粉蛋糕最優配方為葛根精粉用量30 g，蛋黃用量108 g，牛奶用量35 g，蛋清用量198 g，白砂糖用量90 g；葛根全粉蛋糕最優配方為葛根全粉用量20 g，蛋黃用量108 g，牛奶用量32 g，蛋清用量198 g，白砂糖用量80 g。

（2）葛根烘焙糕點的總黃酮含量及保留率。測定結果表明，葛根的黃酮類物質在糕點烘烤過程中損失不大，其中葛根全粉產品總黃酮保留率比葛根精粉產品高15%左右。

（3） 葛根烘焙糕點的質構測定。測定結果顯示，葛根糕點產品的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性等參數，精粉產品均比全粉產品的參數值低。由于葛根全粉中纖維素的含量比葛根精粉中的含量高得多，因此添加葛根全粉的產品硬度和咀嚼性的數值明顯比精粉產品高。

（4）葛根烘焙糕點色澤參數測定。測定結果顯示，添加不同葛根粉制作的蛋糕色澤參數基本上差異不大，蛋糕中的蛋糕芯在a*值上的差異稍大，葛根粉的添加對烘焙糕點的色澤影響不太明顯。