淮山粉對木糖醇戚風蛋糕品質的影響

張敏華 鄭宗平 陳洪彬 王寶貝 馬麗娜 李金貴

(1. 泉州師范學院福建省海洋藻類活性物質制備與功能開發重點實驗室，福建 泉州 362000；2. 泉州師范學院閩南特色傳統食品工程研究中心，福建 泉州 362000；3. 福建省農業科學院農業生物資源研究所，福建 福州 350003；4. 泉州市芹峰淮山食品有限公司，福建 泉州 362500)

淮山(DioscoreaoppositaThunb)，又稱山藥，是薯蕷科植物淮山的根莖，一種藥食同源植物，廣泛分布在河南、河北等地[1-4]。其含有豐富的碳水化合物、蛋白質、脂肪、維生素、多糖等營養和功效成分[5]，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、保肝、免疫調節、補中益氣、益智健腦等作用[6-9]。趙國華等[10]研究發現，淮山多糖對Lewis肺細胞瘤塊有顯著抑制作用；朱明磊等[11]發現淮山多糖可顯著降低小鼠的血糖含量；劉偉萍等[12]發現淮山水提液可降低四氯化碳導致的小鼠肝損傷風險，且這種保護機制可能與淮山的抗氧化能力有關；趙國華等[13]發現淮山多糖提高了T淋巴細胞的增殖能力以及NK細胞的活性。

彭濤等[14]研究了淮山粉的干燥技術，發現酶解4 h、噴霧干燥進口溫度為160 ℃時淮山粉的品質最佳；鐘敬飛等[15]將淮山切片、烘干、粉碎、浸提后與白酒原液混合，得出制備淮山酒的最佳工藝參數為酒精度75%，m淮山∶V原酒為1∶3 (g/mL)，浸提溫度60 ℃，時間3 h；錢志偉等[16]發現淮山發酵乳的最佳工藝條件為山藥原漿7.5%，蔗糖8%，42 ℃恒溫發酵7 h；田廣瑞等[17]發現淮山脆片的最佳膨化加工工藝參數為水分含量10%，切片厚度8 mm，膨化時間45 s；張首玉等[18]以葛根粉、山藥粉、面包粉、黃油為原料，加工制成葛根淮山面包，組織細膩，營養豐富。此外，淮山還可以被開發為腸道微生態調節劑[19]、保肝劑、補鐵劑、保鮮劑等新產品。

目前，有關淮山的研究仍處于小試階段，投放市場的產品較少。糖是一種重要的食品甜味劑，對食品的風味、口感、質構等有影響。但其也是一種高熱量碳水化合物，食糖過多易引起齲齒、肥胖、糖尿病等健康問題，甜味抑制劑的出現雖然改善了蛋糕過甜的問題，但制作工藝會更加復雜，糖尿病患者也不能完全放心食用[20]，糖尿病(DM)是當前威脅全球人類健康最重要的非傳染性疾病之一，據國際糖尿病聯盟預計，2045年全球患糖尿病人數將達到6.286億人，其中中國為1.144億人，約占全球患病人群的27%[21]。研究擬以木糖醇作為甜味劑替代蔗糖，以低筋小麥粉、鮮雞蛋、玉米油、檸檬汁、雙效泡打粉、玉米淀粉為基本配料，添加不同量的淮山粉，探究淮山粉添加量對木糖醇戚風蛋糕的質構和品質的影響，旨在研制出既美味可口又營養健康的、適合更廣大消費者人群食用的蛋糕。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

低筋小麥粉：江蘇南順食品有限公司；

淮山粉：德化縣泰生元農業綜合開發公司；

食用玉米淀粉：太倉市欣發食品有限公司；

精制鹽：中鹽東興鹽化股份有限公司；

木糖醇：山東龍力生物科技股份有限公司；

雙效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；

鮮雞蛋：福州仁達綠色食品有限公司；

檸檬汁：意大利寶藍吉公司；

食用植物調和油：泉州福海糧油工業有限公司；

純牛奶：品渥食品股份有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

電烤箱：Hauswirt型，青島漢尚電器有限公司；

全自動色差計：ADCI-60-C型，北京辰泰克儀器技術有限公司；

萬分之一電子天平：ME204E/02型，梅特勒—托利多儀器(上海)有限公司；

電熱鼓風干燥箱：BGZ-146型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；

食品物性分析儀：TA-XT Plus型，英國Stable Micro Systems公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程及操作要點

原料預處理→制備蛋黃糊→蛋白打發→蛋黃糊、蛋白混合→塑形→焙烤→冷卻

(1) 基本配方：混合粉60 g，純牛奶40 g，木糖醇30 g，玉米油30 g，雞蛋蛋白100 g，蛋黃46 g，玉米淀粉5 g，檸檬汁7 g，膨松劑1.5 g，食鹽0.5 g，鮮雞蛋4個，水適量。

(2) 制作過程：根據基本配方將添加量分別為0%，10%，20%，30%，40%，50%的淮山粉與低筋小麥粉混合，過篩稱量；將木糖醇、玉米淀粉、雙效泡打粉、食鹽按照原料配方稱量，蛋黃、蛋清分開[22-23]，分別放入無水無油的盆中，蛋清冷藏、蛋黃常溫放置備用；用手動打蛋器攪拌蛋黃，加入食鹽0.5 g，攪拌均勻后，依次加入40 g牛奶、30 g玉米油，攪拌均勻至呈乳黃色，加入過篩后的淮山粉與低筋小麥粉的混合粉60 g，用手動打蛋器在混合粉中畫z字攪拌均勻，加入飲用水18 g，打蛋器刮起蛋黃糊，當其不間斷流下時，蛋黃糊制作完成放置備用；將7 g檸檬汁加入蛋清中，用手動打蛋器打發蛋清，直到蛋清中出現魚眼泡狀，加入1/3木糖醇；繼續打發至蛋白中出現大泡沫狀，加入1/3木糖醇；打發蛋白使泡沫變細膩，表面出現明顯紋路，加入剩余的木糖醇和5 g玉米淀粉，手動打蛋器轉到低速打發，至提起打蛋器蛋白可以呈直立尖狀即可；向蛋黃糊中加入1/3打發好的蛋白，攪拌面糊時，為防止面糊起筋，刮刀要向不同的方向進行切拌，或從下往上切拌，直到面糊均勻；將剩余面糊全部倒進蛋白中，采用相同的方法重新翻拌至完全均勻；取出六寸蛋糕模具，小心倒入翻拌好的蛋糕面糊，用力蹾出面糊中的大氣泡；將烤箱預熱5 min，上火145 ℃，下火135 ℃，烤制60 min；取出，倒扣于晾網上冷卻至室溫。

1.2.2 比容測定 參照文獻[24]的方法，并按式(1)計算蛋糕比容。

(1)

式中：

C——蛋糕比容，mL/g；

V1——空容器體積，mL；

V2——加蛋糕后，小米的體積，mL；

M——蛋糕質量，g。

1.2.3 面糊的相對密度測定 采用相對密度法[25]，并按式(2)計算面糊的相對密度。

(2)

式中：

ρ面糊——相對密度，g/mL；

m0——容器質量，g；

m1——容器與水的質量，g；

m2——容器與面糊的質量，g。

1.2.4 水分含量測定 按GB 5009.3—2016執行，并按式(3)計算蛋糕水分含量。

(3)

式中：

X——樣品中水分含量，%；

m1——稱量瓶和樣品的質量，g；

m2——稱量瓶和樣品干燥后的質量，g；

m3——稱量瓶的質量，g。

1.2.5 色澤測定 使用全自動色差計進行測定。其中L*表示樣品亮度，表面顏色越淺L*越大；b*表示樣品的黃度，黃色調越深b*越大；a*表示樣品的紅色調，紅色調越深a*越大。按式(4)計算各木糖醇蛋糕樣品與對照組樣品間的總色澤差異△E。

(4)

△E<1，人眼對總色澤差異不敏感；1<△E<3，人眼對總色澤差異敏感，可以觀察到微小的色澤差異；△E>3，人眼對總色澤差異非常敏感。

1.2.6 質構測定 采用TA-XT Plus質構分析儀測定蛋糕的硬度、彈性、內聚性、咀嚼性、膠著性和回復性6個指標。將蛋糕切成長、寬、高分別為5 cm×5 cm×2 cm的待測樣品。探頭直徑36 mm，測前速率1 mm/s，測中、后速率3 mm/s，觸發力0.049 N，間隔時間5 s[26]。

1.2.7 感官評定 由20位受過感官評價訓練的同學組成評價小組。評定指標(表1)：色澤10分、外觀形態15分、氣味30分、質地結構30分、口感15分[27]。

表1 淮山蛋糕感官評分標準Table 1 Sensory rating criteria for yam chiffon cake

1.2.8 數據處理 所有試驗重復3次，結果用平均值±標準差表示，使用SPSS 22.0軟件中的單因素方差分析(ANOVA)進行比較。P<0.05，有顯著差異性；P<0.01，具有極顯著差異。

2 結果與討論

2.1 淮山粉添加量對蛋糕品質的影響

2.1.1 對蛋糕比容的影響 由圖1可知，隨著淮山粉添加量的增加，戚風蛋糕比容呈下降趨勢，當淮山粉添加量為50%時，比容達到3.44 mL/g，比對照組的降低了25%。除淮山粉添加量為10%時的比容與對照組無顯著性差異外，其余均影響顯著(P<0.05)。蛋糕面糊因受熱過程中蛋白質變性、淀粉糊化交錯形成面筋網絡，而加入淮山粉降低了體系中的面筋含量，減弱了支撐蛋糕面糊膨脹所需要的力，故面糊比重增加，蛋糕持氣能力下降，蛋糕比容變小。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖1 淮山粉添加量對蛋糕比容的影響Figure 1 Effects of the yam powder addition amount on the specific volume of the cake

2.1.2 對蛋糕面糊相對密度的影響 由圖2可知，戚風蛋糕面糊的相對密度隨淮山粉添加量的增加呈上升趨勢，且差異顯著(P<0.05)；當淮山粉添加量為50%時，戚風蛋糕面糊的相對密度達到0.24 g/mL，比對照組的增加了70.8%。

字母不同者表示差異顯著(P<0.05)圖2 淮山粉添加量對蛋糕面糊相對密度的影響Figure 2 Effects of the yam powder addition amount on relative density of the cake batter

2.1.3 對蛋糕水分含量的影響 由圖3可知，當淮山粉添加量為10%時，戚風蛋糕含水量顯著增加(為50.4%)，比對照組的上升了3.7%；當淮山粉添加量為30%，40%時，蛋糕含水量分別為51.2%，51.8%，分別比對照組的上升了5.3%，6.6%(P<0.05)；當淮山粉添加量為50%時，水分含量達到最高為52.4%，比對照組的上升了7.8%，說明淮山粉添加量對戚風蛋糕的水分含量變化具有顯著影響(P<0.05)。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖3 淮山粉添加量對蛋糕水分含量的影響Figure 3 Effects of the yam powder addition amount on the cake moisture

2.1.4 對蛋糕色澤的影響 由表2可知，隨著淮山粉添加量的增加，戚風蛋糕的L*值呈下降趨勢，且差異顯著(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，a*值呈先上升后下降的趨勢，與對照組相比，淮山粉添加量對蛋糕的a*值影響顯著(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，b*值呈先上升后下降，再上升又下降的趨勢，淮山粉添加量為20%，40%，50%時的b*值與對照組存在顯著性差異(P<0.05)；隨著淮山粉添加量的增加，△E整體上呈上升的趨勢，且淮山粉添加量為30%和40%的△E值差異不顯著，其余各添加量之間差異顯著(P<0.05)。綜上，L*值降低，蛋糕亮度減小；a*值先增后減，蛋糕的紅色調上升；b*值整體呈下降趨勢，蛋糕黃度下降；當淮山粉添加量為10%時，有微小的色澤差異，當淮山粉添加量為20%以上時，有明顯的色澤差異。淮山粉添加量增加，可能促進了淀粉酶和淮山粉的接觸，使游離出的還原糖含量增加，焦糖化、美拉德反應增強，故亮度減小。

表2 淮山粉添加量對蛋糕色澤的影響?Table 2 Effects of the yam powder addition amount on the color of cake

2.1.5 對蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性的影響 由圖4可知，隨著淮山粉添加量的增加，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性均呈先上升后下降的趨勢。當淮山粉添加量為10%，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性顯著上升(P<0.05)，分別上升了9.1%，4.3%，15.2%；當淮山粉添加量達到30%時，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性分別上升了38.5%，48.8%，38.9%，達到最大值；當淮山粉添加量為40%，50%時，蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性有所下降，但仍高于對照組。蛋糕硬度上升可能是淮山粉中缺少支撐網絡結構的面筋蛋白，添加過量的淮山粉導致小麥面粉中的面筋蛋白被稀釋，面筋蛋白中的網絡結構被破壞，使蛋糕變形收縮，從而硬度、咀嚼性和膠著性增大。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖4 淮山粉添加量對蛋糕硬度、咀嚼性和膠著性的影響Figure 4 Effects of the yam powder addition amount on the hardness, the chewiness and the gumminess of cake

2.1.6 對蛋糕彈性、回復性和內聚性的影響 由圖5可知，隨著淮山粉添加量的增加，蛋糕彈性、回復性和內聚性先下降后上升。當淮山粉添加量為30%時，蛋糕彈性、回復性和內聚性達最低，比對照組分別下降了3.1%，18.9%，8.8%。淮山粉添加量對蛋糕彈性、回復性和內聚性均具有顯著性差異(P<0.05)，但添加量過多，面筋網絡結構遭到破壞，彈性、回復性和內聚性均減小。

字母不同表示差異顯著(P<0.05)圖5 淮山粉添加量對蛋糕彈性、回復性和內聚性的影響Figure 5 Effects of the yam powder addition amount on the springiness, the resilience and the cohesion of cake

2.2 淮山粉添加量對蛋糕感官評分的影響

試驗發現，蛋糕的感官評分隨淮山粉添加量的增加而降低。對照組的感官評分最高為95.3分，蛋糕的口感、色澤、外觀、質地等方面整體比較滿意；當淮山粉添加量為10%時，蛋糕的感官評分下降為93.7分，蛋糕彈性下降，表面出現收縮現象；當淮山粉添加量20%時，蛋糕的感官評分為92.7分，蛋糕回復性較差、剖面氣孔分布不均勻；當淮山粉添加量為30%時，蛋糕的感官評分最低為89分，此時硬度較大，口感上較差；當淮山粉添加量為40%，50%時，蛋糕的感官評分有所上升，分別為90，91分，整體低于對照組，外觀形態和質地相比于對照組較差。綜上，當淮山粉添加量為10%時，蛋糕評分高于除對照組外的其他組，為最適添加量。

3 結論

考察了淮山粉添加量對木糖醇戚風蛋糕比容、面糊密度、色澤、硬度、咀嚼性、膠著性、彈性、回復性及內聚性等指標的影響。結果表明，與未添加淮山粉的戚風蛋糕相比，淮山粉添加量對木糖醇戚風蛋糕的質構和品質有較大影響。當淮山粉添加量為10%時，蛋糕的形態、質地、色澤、口感等方面較合適，因此，木糖醇淮山戚風蛋糕中淮山粉的添加為10%時較合適。后續可將淮山粉添加量至50%進行研究。