響應(yīng)面法優(yōu)化桑黃猴頭菇銀耳復(fù)合蛋糕加工工藝

裴隆彬 ，傅金奕 ，林金福 ，廖鴻禎 ，陳美霞 *，魏奇 *

1. 寧德師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院（寧德 352100）；2. 閩東水產(chǎn)品精深加工福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；3. 閩東特色生物資源福建省高校工程研究中心（寧德 352100）；4. 科技廳產(chǎn)學(xué)研合作示范基地（寧德 352100）

食用菌是一種高營養(yǎng)價值的食品。我國是生產(chǎn)和消費食用菌的大國。食用菌已成為我國第六大種植產(chǎn)業(yè)[1]。食用菌中含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂類、維生素和多種微量元素[2]。已有研究表明食用菌具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖和調(diào)節(jié)血脂等藥理作用[3-4]。食用菌可用于健康的食品開發(fā)。郭玲玲等[5]以山藥和猴頭菇為原料，研制出的猴頭菇山藥蛋糕口感軟糯，具有猴頭菇香氣。該猴頭菇山藥蛋糕具有高營養(yǎng)價值和良好的口感。羅青等[6]研制出的香菇低糖蛋糕具有保健作用，并且能夠延長蛋糕的貨架期。張欣[7]研究發(fā)現(xiàn)采用銀耳漿制作的蛋糕具有低糖和低脂的特點。王晶星[8]以黑木耳為原料，研究發(fā)現(xiàn)黑木耳添加量2%時，黑木耳蛋糕口感松軟糕，并且具有一定彈性。

桑黃是我國的傳統(tǒng)中藥材，關(guān)于桑黃的最早記載于《神農(nóng)百草經(jīng)》和李時珍的《本草綱目》。桑黃的藥用作用主要為止瀉、脾虛泄瀉、利五臟、排毒和活血。有研究表明，桑黃具有抗腫瘤、保肝、增強(qiáng)機(jī)體免疫等作用[9]。銀耳因其高營養(yǎng)價值深受消費者喜愛，市場上已有多種銀耳加工品，如銀耳鮮露、銀耳羹和銀耳蓮子飲料等產(chǎn)品[10-13]。猴頭菇營養(yǎng)高，保健功能良好，其相關(guān)產(chǎn)品具有較大的發(fā)展?jié)摿脱邪l(fā)價值[14]。

蛋糕作為休閑食品，老少皆宜。但是傳統(tǒng)蛋糕含糖量高。經(jīng)常攝入高糖食物，容易導(dǎo)致肥胖等慢性代謝疾病發(fā)生，不利于人體的健康[15-16]。因此，此次研究通過加入藥食兩用的桑黃粉、猴頭菇粉、銀耳粉，旨在開發(fā)營養(yǎng)平衡、光澤度誘人的食用菌復(fù)合蛋糕，由此增加蛋糕的營養(yǎng)價值。該研究對食用菌復(fù)合蛋糕的進(jìn)一步開發(fā)具有一定的意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桑黃（合肥在固商貿(mào)有限公司）；銀耳、猴頭菇（福建盛耳食品有限公司）；低筋面粉、玉米胚芽油、牛奶、細(xì)砂糖、雞蛋（寧德市永輝超市）。

1.2 儀器與設(shè)備

HC-700型高速多功能粉碎機(jī)（康市天祺盛世工貿(mào)有限公司）；KX-30J601型烤箱（九陽股份有限公司）；DDQ-B01K1型打蛋機(jī)（小熊廚房電器有限公司）；YP802N型電子天平（上海市精密科學(xué)儀器有限公司）；DHG-9070A型鼓風(fēng)干燥箱（上海飛越實驗儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 蛋糕的配方

食用菌6.5%、蛋清29%、蛋黃16%、低筋面粉20%、牛奶15%、玉米胚芽油4.5%、細(xì)砂糖9%。

1.3.2 工藝流程

原輔料稱量→打發(fā)蛋清→面糊調(diào)制→倒入模具→烘烤→冷卻→成品

1.3.3 蛋糕制作方法

將細(xì)砂糖加入蛋清中進(jìn)行打發(fā)，備用。玉米胚芽油、低筋面粉、牛奶和蛋黃依次加入打發(fā)好的蛋清中，充分混勻后制成面糊。往面糊中加入桑黃粉、猴頭菇粉和銀耳粉。將制備好的面糊倒入蛋糕模具中，于150 ℃烤箱烘烤28 min。

1.4 單因素試驗

1.4.1 桑黃添加量的確定

將相同目數(shù)的桑黃粉，按添加量0.7%，1.4%，2.1%，2.8%和3.5%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進(jìn)行感官評價。

1.4.2 猴頭菇加量的確定

將相同目數(shù)的猴頭菇粉，按添加量0.7%，1.4%，2.1%，2.8%和3.5%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進(jìn)行感官評價。

1.4.3 銀耳添加量的確定

將相同目數(shù)的銀耳粉，按添加量0.35%，0.7%，1.4%，2.1%和2.8%分別加入蛋糕中，其余條件相同，并進(jìn)行感官評價。

1.4.4 響應(yīng)面試驗

在單因素試驗基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計原理，以感官評分為響應(yīng)值，選取桑黃添加量（A）、猴頭菇添加量（B）和銀耳添加量（C）進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面優(yōu)化試驗，具體因素水平編碼見表1。將蛋糕隨機(jī)均勻地分給20名學(xué)生，對外觀、組織、彈柔性、口感4個方面進(jìn)行評分，具體評分標(biāo)準(zhǔn)詳見表2。

表1 響應(yīng)面因素水平編碼 單位：%

表2 桑黃銀耳猴頭菇復(fù)合蛋糕感官評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.5 數(shù)據(jù)處理

所有試驗進(jìn)行3次重復(fù)試驗。采用SPSS 20軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，采用Design-Expert 11軟件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計和數(shù)據(jù)統(tǒng)計。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同桑黃添加量對蛋糕的影響

由圖1可知，當(dāng)桑黃添加量2.1%時，蛋糕的口感細(xì)膩，并且外觀呈現(xiàn)巧克力色，桑黃特殊的香氣濃郁，蛋糕的組織形態(tài)完整，不易回縮。當(dāng)桑黃添加量為2.1%時，蛋糕的感官評分最高。當(dāng)桑黃添加量為0.7%和1.4%時，蛋糕的香氣不足，外觀發(fā)生形變并且容易收縮。當(dāng)桑黃添加量為2.8%和3.5%時，此時蛋糕的桑黃味道過于濃郁，具有苦澀味。

圖1 桑黃添加量對復(fù)合蛋糕的影響

2.2 不同猴頭菇添加量對蛋糕的影響

如圖2所示，蛋糕的口感隨著猴頭菇添加量的增加而降低。當(dāng)猴頭菇添加量大于2.1%時，蛋糕的表面干硬，回彈力減小。當(dāng)猴頭菇添加量為1.4%時，蛋糕的組織疏松，口感濕潤。當(dāng)猴頭菇添加量為2.1%時，蛋糕的綜合感官評分最高，消費者接受度高。

圖2 猴頭菇添加量對復(fù)合蛋糕的影響

2.3 不同銀耳添加量對蛋糕的影響

由圖3可知，當(dāng)猴頭菇添加量為0.7%時，蛋糕的組織疏松，口感濕潤。當(dāng)銀耳添加量為2.1%，2.8%和3.5%時，蛋糕的氣孔緊密，其口感差，回彈力小，感官評分低。當(dāng)銀耳添加量1.4%時，外觀完整，氣孔均勻，綜合感官評分最高。

圖3 銀耳添加量對復(fù)合蛋糕的影響

2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計結(jié)果及方差分析

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選擇桑黃粉添加量（A）、猴頭菇添加量（B）、銀耳添加量（C）為因變量，感官評分（Y）作為響應(yīng)值，設(shè)計三因素三水平的響應(yīng)面試驗，利用響應(yīng)面對桑黃猴頭菇銀耳復(fù)合蛋糕工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。響應(yīng)面試驗結(jié)果如表3所示。

表3 響應(yīng)面試驗結(jié)果

通過多元回歸擬合，得到二次多項回歸方程：感官評分Y=75.20+1.5A-0.62B+0.12C-0.50AB+1.00AC-1.75BC-2.73A2-0.98B2-0.97C2。

由表4可知：響應(yīng)面回歸模型，P=0.009 0＜0.05，說明該模型具有極顯著性差異，失擬項P=0.159 7＞0.05，失擬項不顯著，可說明該模型擬合度較好。桑黃添加量（A）（P＜0.01）；猴頭菇添加量與銀耳添加量（BC）的之間的交互作用具有顯著性差異（P＜ 0.05）。桑黃添加量與猴頭菇添加量（AB）和桑黃添加量與銀耳添加量（AC）均不具有顯著差異（P＞0.05）。

表4 回歸模型方差分析

2.5 各因素間的交互作用分析

如圖4所示，食用菌復(fù)合蛋糕的感官評分隨桑黃添加量、猴頭菇添加量和銀耳添加量的改變而呈現(xiàn)先升高后下降趨勢。桑黃添加量和猴頭菇添加量這2個因素之間的交互作用不顯著（P＞0.05）。桑黃添加量和銀耳添加量這2個因素的交互作用不顯著（P＞0.05），等高圖呈圓形。猴頭菇添加量和銀耳添加量等高線呈橢圓形，表明這2個因素的交互作用顯著。通過響應(yīng)面優(yōu)化軟件建立數(shù)字模型，確定模型的最優(yōu)條件：桑黃添加量2.54%、猴頭菇添加量2.8%、銀耳添加量0.7%。此時的感官評分為76.57分。根據(jù)試驗的實際情況，將最優(yōu)條件調(diào)整為桑黃添加量2.5%、猴頭菇添加量3%、銀耳添加量1%。根據(jù)上述配方條件進(jìn)行驗證性試驗，得到的感官評分為75.20分，試驗結(jié)果與預(yù)測結(jié)果相差不大，表明優(yōu)化過的桑黃猴頭菇銀耳復(fù)合蛋糕具有可靠性和合理性。

圖4 各因素交互作用對食用菌復(fù)合蛋糕感官評分影響的響應(yīng)面和等高線圖

3 結(jié)論

食用菌復(fù)合蛋糕是一種美味的健康食品，不僅美味并且還具有高營養(yǎng)價值。食用菌復(fù)合蛋糕是將食用菌子實體粉末加入到蛋糕中，該食用菌復(fù)合蛋糕能夠豐富蛋糕的種類并且具有良好的保健作用：有較多報道發(fā)現(xiàn)食用菌可以用于蛋糕的制作；郝慧敏[17]采用猴頭菇為原料研制出具有保健功能的無糖戚風(fēng)蛋糕；張瑩麗等[18]結(jié)合茯苓和紫薯制成的紫薯茯苓蛋糕口感香甜，具有良好的風(fēng)味和色澤；曹淼等[19]研制的猴頭菇海綿蛋糕口感柔軟疏松，色澤金黃。然而，關(guān)于桑黃蛋糕的文獻(xiàn)報道相對較少。該試驗以桑黃、猴頭菇、銀耳為原料，通過感官評分作為指標(biāo)，研究桑黃添加量、銀耳添加量、猴頭菇添加量對蛋糕品質(zhì)的影響。食用菌復(fù)合蛋糕的最佳配方為桑黃2.5%、猴頭菇3%、銀耳1%、蛋清29%、蛋黃16%、低筋面粉20%、牛奶15%、玉米胚芽油4.5%、細(xì)砂糖9%。在此條件下食用菌復(fù)合蛋糕的感官評分為75.20分，接近模型預(yù)測值（76.57分）。該配方所制得的桑黃猴頭菇銀耳復(fù)合蛋糕營養(yǎng)價值高，口感細(xì)膩，具有誘人的巧克力色澤。該研究結(jié)果有助于增加傳統(tǒng)蛋糕的營養(yǎng)價值，并且能夠促進(jìn)我國食用菌精深加工的發(fā)展。