紫薯粉對蛋糕質構及抗氧化性的影響

黃麗行，黃建蓉，宋豐林，徐金瑞，王志江，侯方麗

（廣東藥科大學食品科學學院，廣東 中山 528453）

紫薯粉保留了鮮紫薯的色澤、風味及營養物質。紫薯粉用于生產紫薯食品，可以不受紫薯產季的限制，大幅延長紫薯食品生產企業的生產周期，容易實現質量穩定。紫薯粉廣泛用于烘焙食品、冷凍食品、飲料等食品生產[1]。蛋糕、面包等烘焙食品以小麥粉作為傳統原料中，由于紫薯粉與小麥粉在食物組分和加工操作性能上的差異，因而成品品質也會不同。通過質構分析和抗氧化活性測定，探討紫薯粉的添加對蛋糕品質的影響，可為新產品開發和生產過程中質量評價方法和質量控制體系的建立提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

紫薯粉，上海今良食品技術有限公司提供；蛋糕油，廣州市寶桃食品有限公司提供；低筋面粉，益海嘉里食品營銷有限公司提供；白砂糖、新鮮雞蛋、植物油、牛奶、檸檬酸（食品級），均為市售。

二苯基苦味?；杂苫―PPH·），TCI公司提供；無水乙醇，國產分析純。

DDQ-B01A1型打蛋器，小熊電器股份有限公司產品；G80F23CN3L-Q6型(P0)烤箱，廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司產品；TA.XT Plus型質構儀，英國Stable Micro Systems公司產品；AE124C型電子天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產品；721N型可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1蛋糕制作工藝

（1）配方。普通蛋糕基礎配方：低筋面粉70 g，雞蛋150 g，白砂糖80 g，蛋糕油2.1 g，植物油18 g，牛奶25 g，檸檬酸0.3 g；紫薯蛋糕配方：按紫薯粉替代低筋面粉的比例分別為15%，20%，25%，30%，35%進行添加，其余配料相同。

（2）工藝流程。原料準備→面糊調制→裝?！婵尽鋮s脫?！善贰?/p>

（3）操作要點。①面糊調制。將雞蛋和白砂糖2種原料放入一個隔著溫水的容器里中速打發，打發至蛋液的體積膨脹為原來的2～3倍大，表面基本上沒有氣泡。當蛋液質地變得濃稠且細膩光滑時，加入蛋糕油拌勻，然后高速打發至蛋液的體積膨發呈公雞尾狀，組織細密均勻呈浮松的漿狀。將蛋糊中加入已過篩的混合均勻的紫薯粉和低筋面粉，然后加入檸檬酸，再攪拌均勻至沒有干粉，最后加入植物油拌勻即可。②裝模。將蛋糕面糊倒入已經刷好油的模具中，防止脫膜時蛋糕底部有裂痕，然后輕輕振動模具消泡。裝入量不能過滿，為模具的七八成為宜。③烘烤。上火溫度為140℃，下火溫度為135℃，烘烤時間為45 min。④冷卻脫模。烤好的蛋糕出爐后冷卻至室溫，脫模。

1.2.2 蛋糕質構的測定

取蛋糕中心部分切成均勻大小的方塊，用TA.XT PLUS質構儀P36R探頭，采用TPA測試模式[2]，通過質構儀探頭對樣品進行2次壓縮模擬人口腔的咀嚼運動。重復測定3次，對蛋糕的內聚性、硬度、彈性、咀嚼性、回復性指標進行分析，結果取平均值，并計算變異系數。

（1）質構測試條件的優化。以3次重復試驗結果的變異系數為評價指標，分別探究不同的樣品尺寸、測試速度、壓縮程度和2次壓縮間隔時間對蛋糕質構特性測定結果穩定性的影響。初始測定條件為樣品尺寸1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，測試前速度、測試速度和測試后速度相同，均為1.00 mm/s，壓縮程度65%，2次壓縮間隔時間5 s，觸發力5 g。在其他初始測定條件不變的前提下，樣品尺寸分別為1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm，2.0 cm×2.0 cm×2.0 cm；測試速度分別為1.00，1.25，1.50，1.75，2.00 mm/s；壓 縮 程 度 分 別 為55%，60%，65%，70%，75%；2次壓縮間隔時間分別為1，3，5，7，9 s。

（2）蛋糕貯存過程硬度變化。對比紫薯粉添加量為30%的紫薯蛋糕與普通蛋糕在室溫貯存2 d的硬度變化情況。

1.2.3 蛋糕抗氧化活性測定

用DPPH·清除率對紫薯蛋糕表層和內里及普通蛋糕表層和內里進行抗氧化活性評價。

準確稱取0.2 g干燥至恒質量的樣品，置于100 mL的錐形瓶中，加入10 mL溶劑超聲浸提30 min，提取2次，合并提取液，并用相應提取溶劑定容至25 mL，密閉冷藏保存，備用。所用溶劑有水、50%乙醇和無水乙醇3種。

配制0.2 mmoL/L DPPH·無水乙醇溶液，參考張佳佳等人[3]的方法，按表1加入反應液，搖勻，在室溫下靜置30 min后，測定波長517 nm處吸光度。

DPPH·清除率試驗加樣表見表1。

表1 DPPH·清除率試驗加樣表

用SA表示DPPH·清除率，按照以下公式計算得到。

2 結果與分析

2.1 蛋糕質構測試條件優化

2.1.1 蛋糕樣品尺寸的確定

試樣邊長過小時取樣難度大，蛋糕試樣的均一性程度有所下降，不利于檢測，試驗最小取樣尺寸為1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm。

樣品邊長對質構指標測定結果重現性的影響見圖1。

圖1 樣品邊長對質構指標測定結果重現性的影響

由圖1可知，試樣邊長對蛋糕質構特性各項指標測定結果的穩定性會產生影響。試樣邊長過大，試驗的測量誤差亦會較大，原因是壓縮時，接觸蛋糕試樣的面積較大，會使蛋糕對探頭的黏著力增強。樣品邊長在1.5 cm時，蛋糕的彈性、內聚性、回復性指標測定的穩定性較好，但硬度和咀嚼性指標的穩定性較差。試樣邊長為1.0 cm時，各項質構指標的變異系數總體上均較小，測定結果較為穩定。

2.1.2 樣品壓縮程度的確定

壓縮程度對質構指標測定結果重現性的影響見圖2。

圖2 壓縮程度對質構指標測定結果重現性的影響

由圖2可知，測試時樣品壓縮程度對各質構指標測定結果的穩定性有一定影響。壓縮程度過小時，會導致試驗的測定誤差較大，測定的精確性有所下降，原因是減少了探頭在樣品上的停留時間，此時探頭僅僅是輕微壓縮了蛋糕樣品的上表面；壓縮程度過大時，樣品所受到的作用力偏大，有可能導致蛋糕的破損程度變大，并且探頭向上移動時樣品對探頭的黏著力越大。在壓縮程度為65%時，蛋糕的彈性、回復性指標的穩定性明顯優于其他壓縮程度。

2.1.3 測試速度的確定

測試速度對質構指標測定結果重現性的影響見圖3。

由圖3可知，測試速度對硬度、彈性、咀嚼性測定結果重現性影響較大，測試速度小時，會使探頭向上移動的過程中，樣品對探頭的附著作用時間變長，所以會對一些指標測定結果的穩定性造成較大影響。在測試速度為2.00 mm/s時，各項指標重現性較好。

圖3 測試速度對質構指標測定結果重現性的影響

2.1.4 2次壓縮間隔時間的確定

壓縮間隔時間對質構指標測定結果重現性的影響見圖4。

圖4 壓縮間隔時間對質構指標測定結果重現性的影響

由圖4可知，TPA測試2次壓縮間隔時間過長（達到9 s時）會導致硬度和咀嚼性的重現性明顯變差。間隔時間7 s以下，各項指標重現性比較接近，其中2次壓縮間隔5 s，各項指標重現性均達到較好的水平，選擇5 s為蛋糕質構測試的2次壓縮間隔時間的最優值。

2.2 紫薯粉對蛋糕質構的影響

2.2.1 紫薯粉添加量對蛋糕質構的影響

紫薯粉添加量對蛋糕質構的影響見表2。

由表2可知，紫薯粉的添加明顯提高了蛋糕的硬度，而且隨著紫薯粉添加量增加，蛋糕的硬度總體呈上升趨向。蛋糕的硬度跟其密度呈現正相關，紫薯粉的添加降低了蛋糕的比容，增大了蛋糕的密度。蛋糕的內聚性、彈性和回復性隨紫薯粉的添加量增加呈下降趨向。咀嚼性反映了樣品對咀嚼的持續抵抗能力，咀嚼性值越大，樣品對咀嚼的持續抵抗能力越弱。添加了紫薯粉的蛋糕，咀嚼性增大?？傮w上看，隨著紫薯粉添加量的增加，硬度與咀嚼性2個指標變化趨勢一致，內聚性、彈性和回復性3個指標變化趨勢一致，與硬度變化趨勢相反[3]。

表2 紫薯粉添加量對蛋糕質構的影響

2.2.2 蛋糕貯藏期間硬度變化

在室溫放置2 d，基礎配方蛋糕和紫薯蛋糕的硬度均增加，主要是淀粉老化造成的。普通蛋糕硬度從184.015 g增加到351.14 g，增幅90.8%；紫薯蛋糕的硬度從540.942 g增加到648.403 g，增幅19.9%，低于普通蛋糕，品質變化相對緩慢。貯存期內蛋糕感官品質變化不大，紫薯蛋糕表面呈金黃色略帶紫色，內部呈悅目的紫色，質地松軟有彈性，組織狀態均勻，口感綿軟細膩，具有紫薯特有的香味。

紫薯蛋糕與普通蛋糕貯藏期間硬度變化見圖5。

圖5 紫薯蛋糕與普通蛋糕貯藏期間硬度變化

2.3 紫薯粉對蛋糕抗氧化能力影響

蛋糕抗氧化能力見表3。

表3 蛋糕抗氧化能力

由表3可知，用不同溶劑分別提取蛋糕表面和內部的可溶性組分，測定結果表明，不同部位不同溶劑的提取物對DPPH·清除率有差異?？偟膩碚f，紫薯粉的添加提高了蛋糕的抗氧化活性，原因在于紫薯富含花青素等抗氧化活性組分[4-5]。對于蛋糕的同一部位，以無水乙醇為提取溶劑得到的組分抗氧化活性比50%乙醇和蒸餾水提取到的組分抗氧化活性要高，說明抗氧化活性的有效成分中醇溶性的組分較多。蛋糕表面的抗氧化活性比內部要高，原因在于焙烤過程中蛋糕表面比內部發生了更為劇烈的美拉德反應[6]，而焙烤過程中的美拉德反應產物具有良好的抗氧化活性[7]。紫薯蛋糕表面無水乙醇提取物的DPPH·清除率達到45.45%，抗氧化活性明顯高于其他部位的提取物。在配料中添加紫薯粉并結合焙烤工藝，明顯提高了抗氧化活性。

3 結論

食品的質構指標反映了食品的組織、質地等感官特性，質構測試條件對蛋糕質構指標測定結果的重現性有影響，蛋糕的樣品尺寸1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm，壓縮程度65%，測試速度2.00 mm/s，2次壓縮間隔時間5 s的參數條件較為適宜。在此條件下檢測結果表明，隨著紫薯粉添加量的增加，硬度與咀嚼性2個指標變化呈增大趨勢，內聚性、彈性和回復性3個指標呈減小趨勢。貯存過程中，與普通蛋糕比，紫薯蛋糕的硬度變化相對較慢。在配料中添加紫薯粉并結合焙烤工藝，可明顯提高食品抗氧化活性。