模糊數學綜合評價法優化銀耳蛋糕工藝研究

◎ 楊玲玲，朱 靜，邢淑捷，陳亞藍，甘艷超

（信陽農林學院食品學院，河南 信陽 464000）

銀耳營養價值極高，富含大量的鈣、鐵、維生素D，多種人體所需的氨基酸、礦物質和膳食纖維，還含有大量的銀耳多糖，可通過激活免疫細胞、增加免疫因子的表達、提高機體免疫功能等對免疫系統進行調節[1-3]。

目前，市售的銀耳多為其干制品、速食銀耳羹、銀耳蓮子粥等，近些年又開發了一些新品，如即食速泡銀耳、銀耳發酵乳、銀耳黃酒等，極大豐富了銀耳產品的種類。蛋糕是一款老少皆宜的甜品，但傳統蛋糕一般含有高糖、高脂肪、高熱量，過量攝入會增加患糖尿病、心血管疾病等風險[4]。將營養價值較高的農副產品添加到蛋糕中成為目前的發展趨勢，已有人將山藥、魔芋、花生、獼猴桃、百香果、綠茶、檸檬抹茶等加入到蛋糕中并生產出較好的產品[5-10]，但將銀耳粉添加到蛋糕中制作銀耳蛋糕的研究較少。本文將銀耳粉添加到蛋糕中，以感官評分和主要營養物質為指標，確定銀耳蛋糕的最優工藝，為銀耳在食品工業中的應用提供基礎研究，以期為銀耳蛋糕的標準化生產提供參考[11-12]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

銀耳粉，方家鋪子綠色食品有限公司；低筋面粉，肇慶市福加德面粉有限公司；泡打粉，鄭州君發科技有限公司；塔塔粉，安琪酵母有限公司；單甘脂，河南正通化有限公司；奶粉，石家莊君樂寶太行乳業有限公司；蒽酮，國藥集團化學試劑有限公司；葡萄糖，中國天津市巴斯夫化工有限公司。

1.2 儀器與設備

101型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海躍進醫療器械廠；XYF-30ED型力嘉電熱烤箱，廣東樂王實業有限公司；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 基礎配方

以戚風蛋糕為基礎，試驗中所有物質總量為100 g，各成分換算為總量的百分比。其中，固定食鹽0.3%、蔗糖15%、玉米油8%、水9%、奶粉1%、雞蛋45%，銀耳粉、低筋粉、單甘脂、塔塔粉、泡打粉的添加總量在試驗過程中保持恒定不變，共計21.7%。

1.3.3 單因素試驗設計

（1）銀耳添加量的確定。參照1.3.2中基本配方，固定單甘脂0.2%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.25%、銀耳粉添加量為0%、2%、4%、6%和8%，按照1.3.1工藝流程試驗，通過感官評定結果確定銀耳粉的最佳添加量。

（2）單甘脂添加量的確定。參照1.3.2中基本配方，固定銀耳粉4%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.25%、單甘脂添加量為0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%，按照1.3.1工藝流程試驗，通過感官評定結果確定單甘脂的最佳添加量。

（3）塔塔粉添加量的確定。參照1.3.2中基本配方，固定銀耳粉4%、單甘脂0.1%、泡打粉0.25%、塔塔粉添加量為0%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%，按照1.3.1工藝流程試驗，通過感官評定結果確定塔塔粉的最佳添加量。

（4）泡打粉添加量的確定。參照1.3.2中基本配方，固定銀耳粉4%、單甘脂0.1%、塔塔粉0.25%、泡打粉添加量為0%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%，按照1.3.1工藝流程試驗，通過感官評定結果確定泡打粉的最佳添加量。

1.3.4 正交試驗設計

觀察組產婦并發癥發生率為27.3%，新生兒并發癥發生率為45.6%，明顯高于對照組12.1%、24.2%，差異有統計學意義（P＜0.05）。 見表 2。

以銀耳粉、單甘脂、塔塔粉、泡打粉的添加量為變量，感官評分和營養指標為響應指標進行四因素三水平的正交試驗，因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平設計表

1.3.5 銀耳蛋糕的感官評價

選擇10位感官評分人員，從色澤、外觀形狀、組織、口感和彈韌性5個方面對銀耳蛋糕進行評分，采取百分制，結果取平均值。感官評分標準參考《糕點通則》（GB/T 20977-2007）并結合本產品進行了修訂，詳見表2。

1.3.6 模糊綜合評價數學模型的建立

評判對象因素集用U表示，即構成銀耳蛋糕的感官評價的因素的集合。U={U1，U2，U3，U4，U5}分別代表色澤、外觀形狀、組織、口感和彈韌性5個因素。

評語集用V表示，代表不同評價指標的評價分數等級，V={V1，V2，V3，V4，V5}，即V=｛優，良，中，差，極差｝=｛90，80，70，60，50｝。

權重集用X表示，表示5個指標在感官評價中所占的重要程度，即評價指標的權重系數的集合。通過分析發現權重集X={X1，X2，X3，X4，X5}={0.2，0.2，0.2，0.2，0.2}。

1.3.7 營養檢測指標

水分含量參照GB 5009.3—2016水分檢測法；多糖含量參照丁綱強[13]等的蒽酮測定法。

表2 銀耳蛋糕的綜合感官評分標準表

2 結果與分析

2.1 單因素結果分析

2.1.1 銀耳粉的添加量對銀耳蛋糕的影響

由圖1知，當銀耳粉添加量＜4%時，產品腥味較重，質地粘牙，色澤較暗，按壓后回彈緩慢；當銀耳粉添加量＞4%時，蛋糕質地變干，結構不均勻，呈深黃色。銀耳中的銀耳多糖親水基團含量較高，會大量吸水使得蛋糕中其他物質水分含量少。當銀耳粉添加量為4%時，蛋糕色澤金黃，剖面的蜂窩狀氣孔分布均勻，蛋香味適宜且無其他不良氣味，口感綿軟適中，感官評分最高。

圖1 銀耳粉的添加量對銀耳蛋糕的影響圖

2.1.2 單甘脂的添加量對銀耳蛋糕的影響

單甘脂是食品中常用的一類乳化劑，可與直鏈淀粉相互作用形成直鏈淀粉-乳化劑復合物，有效預防淀粉老化，提高蛋糕品質[14]。單甘脂主要影響銀耳蛋糕的組織結構、口感和彈韌性。如圖2所示，隨著單甘脂添加量的增加，感官評分先上升后下降，當單甘脂添加量為0.1%時，蛋糕色澤金黃，剖面蜂窩狀氣孔分布均勻，蓬松度高，按壓后回彈最快，品質最好。

圖2 單甘脂的添加量對銀耳蛋糕的影響圖

2.1.3 泡打粉的添加量對銀耳蛋糕的影響

泡打粉具有一定的粘度和良好的起泡性，能促進蛋糕膨脹，增加體積[15]。如圖3，當泡打粉的添加量為0.2%時，蛋糕的組織結構最均勻，感官評分最高。泡打粉添加量過多，蛋糕中的氣泡變大，孔洞增多，結構粗糙。

圖3 泡打粉的添加量對銀耳蛋糕的影響圖

2.1.4 塔塔粉的添加量對銀耳蛋糕的影響

塔塔粉有助于蛋白的打發，用量過少會影響蛋糕的柔軟性；用量過多，蛋糕的口感會發酸、發澀。如圖4，當塔塔粉的添加量為0.25%時，蛋糕中的孔洞細密緊湊，呈蜂窩狀，無硬塊；添加量過大，會導致孔洞變多，色澤變暗。

圖4 塔塔粉的添加量對銀耳蛋糕的影響圖

2.2 銀耳蛋糕的感官評價

10位感官評價員對銀耳蛋糕的評價結果見表3。

表3 銀耳蛋糕感官評價結果表

2.3 模糊矩陣的建立

將9組試驗的數據分別除以感官評定總人數可得到9個模糊評判矩陣，分別對應1～9號試驗，例如1號樣品的模糊矩陣如下所示：

同理可得到R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。

綜合隸屬度

對j號樣品的評價結果可根據模糊變換原理：Y=X×R計算得出。Yj=X×Rj，以1號組樣品為例，評價結果為：

同理得到Y2～Y9。

2.4 正交試驗結果

由表4可知，銀耳蛋糕品質影響因素的主次順序為：B＞A＞D＞C，即單甘脂＞銀耳粉＞塔塔粉＞泡打粉。最優組合是A2B2C2D1，不在正交試驗的9組中，因此需要進行驗證試驗，驗證結果見表5。A2B2C2D1的感官評分、多糖含量、水分含量均高于A2B2C3D1組合，且均符合標準。因此，銀耳蛋糕的最佳配方為銀耳粉4%，單甘脂0.10%，塔塔粉0.25%，泡打粉0.20%。

表4 正交試驗及結果分析表

表5 驗證試驗結果表

3 結論

通過單因素和正交試驗確定銀耳蛋糕的最優工藝是銀耳粉4%、單甘脂0.10%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.20%、食鹽0.3%、蔗糖15%、玉米油8%、水9%、低筋粉17.15%、奶粉1%、雞蛋45%，該工藝下做出的銀耳蛋糕形態完整，色澤均勻且呈金黃色，組織氣孔大小均勻，口感細膩，不粘牙，質地綿軟。該蛋糕中添加了銀耳粉，增加了蛋糕中的營養成分，拓寬了銀耳深加工的應用，有較好的應用前景。