復配酶制劑對蛋糕抗老化作用的研究

賈小麗 陳加展 王 漢 董藝凝 周夢月

（1.滁州學院生物與食品工程學院 安徽·滁州 239001；2.雅客食品（滁州）有限公司 安徽·滁州 239000）

0 前言

蛋糕在生產過程和貯藏過程中容易受到各種因素的影響，逐漸失去水分出現表面干硬且易碎掉渣等老化現象。將麥芽糖淀粉酶、木聚糖酶和脂肪酶以單一或復合形式添加到蛋糕中，能夠有效改善蛋糕品質，降低其硬度，加強其保水性能，防止蛋糕老化，延長其貯藏時間，減少經濟損失[1-2]。

1 材料與方法

1.1 主要材料與設備

木聚糖酶、麥芽糖淀粉酶、脂肪酶：上海味達食品配料有限公司；低筋面粉：江蘇江南上一道科技股份有限公司；多力葵花籽油：佳格投資（中國）有限公司；白砂糖：中糧集團；雞蛋：市售；等。

Bear小熊打蛋器（DDQ-B02L1）：小熊電器股份有限公司；物性測試儀（TA.XTplus）：英國Stable Micro System公司；長帝電烤箱（CRWF42NE）：佛山市偉仕達電器實業有限公司；等。

1.2 實驗設計與方法

在蛋糕原始配方的基礎上，設計單因素實驗，將所得蛋糕裸露放置于25℃的環境下貯存4天，測定蛋糕的硬度、咀嚼性和老化焓值并與空白進行對比，確定最佳添加范圍。以單因素的實驗結果為基礎，運用Design-Expert8.0.6軟件設計3因素3水平響應面優化實驗，通過各指標測定值及變化情況確定復配酶制劑的最佳組合和配比[3-7]。

2 結果與分析

2.1 單因素實驗結果及分析

2.1.1 麥芽糖淀粉酶添加量的確定

以面粉為基準，麥芽糖淀粉酶的添加量分別為0mg/100g、1 mg/100g、2 mg/100g、3 mg/100g、4 mg/100g 和5 mg/100g。研究不同麥芽糖淀粉酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性和老化焓值的影響結果如下：

由表1可知：與空白組對比，麥芽糖淀粉酶的添加對蛋糕的硬度、咀嚼性以及老化焓值的降低有一定效果，對提高蛋糕抗老化性能有積極作用；當麥芽糖淀粉酶添加量為2mg/100g時，蛋糕在第一天及第四天的硬度、咀嚼性、老化焓值均為最低值，因此最佳添加量為2mg/100g。

表1：不同麥芽糖淀粉酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性、老化焓值的影響

2.1.2 脂肪酶添加量的確定

以面粉為基準，脂肪酶的添加量分別為0mg/100g、4mg/100g、6mg/100g、8mg/100g、10mg/100g和 12mg/100g。研究不同脂肪酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性和老化焓值的影響結果如下：

由表2可知：與空白組對比，脂肪酶的添加能有效降低蛋糕的硬度、咀嚼性以及老化焓值，能有效阻止蛋糕失水、硬化；當脂肪酶添加量為10mg/100g時，蛋糕的相關質構指標均為最低值，因此最佳添加量為10mg/100g。

表2：不同脂肪酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性、老化焓值的影響

2.1.3 木聚糖酶添加量的確定

以面粉為基準，木聚糖酶的添加量分別為0mg/100g、100mg/100g、150mg/100g、200mg/100g、250mg/100g 和300mg/100g。研究不同木聚糖酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性和老化焓值的影響結果如下：

由表3可知：與空白組對比，木聚糖酶的添加對降低蛋糕的硬度、咀嚼性以及老化焓值有明顯作用，從而防止蛋糕老化回生，提高產品品質，延長貨架期；當木聚糖酶添加量為200mg/100g時，蛋糕的相關質構指標均為最低值，因此最佳添加量為200mg/100g。

表3：不同木聚糖酶添加量對蛋糕硬度、咀嚼性、老化焓值的影響

2.2 響應面實驗結果及分析

2.2.1 響應面實驗設計及結果

在單因素實驗基礎上，以麥芽糖淀粉酶、木聚糖酶、脂肪酶為因變量進行響應面實驗[8]，以老化焓值為響應值，設計3因素3水平，共計17個組合的實驗，結果如下（見表4、表5）。

表4：因素水平設計表

表5：響應面設計實驗設計與結果

2.2.2 顯著性分析及模型的建立

由表6可知，老化焓值所建立的回歸模型中 P＜0.0001極顯著，F=55.17，失擬項P=0.0700不顯著。該模型的決定系數R2=0.9861，校正決定系數R2Adj=0.9682，根據以上數據說明該模型擬合度較好，實驗誤差較小。因此，可用該模型分析3個自變量的復配酶制劑對蛋糕抗老化的研究。根據F值檢驗可知3個自變量對蛋糕老化焓值的影響順序為：木聚糖酶添加量＞麥芽糖淀粉酶添加量＞脂肪酶添加量。通過Design-Expert8.0.6Trial軟件可以得到3種酶制劑對蛋糕樣品老化焓值的二次多元回歸模型：Y=314.88-19.99*A-31.28*B-18.99*C+22.37*A*B+25.64*A*C+37.47*B*C+46.14*A2+37.58*B2+48.33*C2。根據響應面分析可得復配酶制劑對蛋糕抗老化作用最佳組合：麥芽糖淀粉酶2.12mg/100g、木聚糖酶209.26mg/100g、脂肪酶10.02mg/100g，此時蛋糕的老化焓值為307.69J/g。

表6：二次回歸模型方差分析結果

2.2.3 三因素之間的交互作用分析

通過軟件分析得到麥芽糖淀粉酶、木聚糖酶、脂肪酶三因素之間交互作用的等高線圖和3D圖，見圖1～圖3。在等高線圖中，曲線均呈現橢圓形，顏色較深，說明兩因素之間交互作用強；3D圖圓弧彎度較大，且顏色較深，表明交互作用對老化焓值影響大。

圖1：麥芽糖淀粉酶和木聚糖酶添加量的交互作用

圖2：麥芽糖淀粉酶和脂肪酶添加量的交互作用

圖3：脂肪酶和木聚糖酶添加量的交互作用

3 結論

單因素實驗確定的麥芽糖淀粉酶、脂肪酶、木聚糖酶的最佳添加量分別為2mg/100g、10mg/100g和200mg/100g（以面粉為基準），以此為基礎設計響應面實驗，得到具有明顯抗老化效果的復合酶制劑配方為：麥芽糖淀粉酶2.12mg/100g、木聚糖酶209.26mg/100g、脂肪酶10.02mg/100g，所得蛋糕質地松軟、口感細膩。