脂肪酸蔗糖酯對戚風蛋糕的品質和烘焙特性影響分析

向志梅，張紫薇，李晨琳，王 悅，鄭立恒，呂坤澤，謝 珊，聶相珍

（桂林旅游學院休閑與健康學院，廣西桂林 541006）

0 引言

隨著生活節奏的加快，方便快捷的烘焙類食品成為人們消費的主流產品，蛋糕作為烘焙類食品的典范，受到越來越多消費者的喜愛[1]。戚風蛋糕因其水分含量高、柔韌性好、口感滋潤松軟等特點深受消費者青睞，但其存放時間不可過長，否則蛋糕組織結構易出現粗糙、松散干硬、彈性和風味變差等老化現象。蔗糖脂肪酸酯簡稱蔗糖酯，其英文名為Sucros Fatty Acid Estres（SE），是一種綠色、非刺激性、非離子型表面活性劑，通常由蔗糖與脂肪酸或脂肪酸衍生物通過生物、化學等方法合成[2]。在食品領域中，SE 可作為乳化劑、發泡劑、穩定劑和抗老化劑等使用[3-5]。目前，市面上改良蛋糕品質的方法主要是在蛋糕的配方中添加乳化劑、親水膠體和酶制劑等，其中SE 作為一種乳化劑應用于蛋糕產品中，既可以與淀粉發生作用形成復合物，增強淀粉結構的穩定性，降低淀粉老化的速度[6]，也有助于空氣在液相中的分布，促進氣泡均勻分散和膨脹，最終使蛋糕體積增大、質地柔軟[7]。

目前，國內外關于SE 的研究多集中于與其他添加劑復配使用，以探討其品質變化的機理。例如，謝苒荑等人[8]的研究表明，乳化劑SE 和三聚甘油酯復合使用改善了戚風蛋糕的外觀結構、口感，并延長了蛋糕的貯藏期，其中對SE 的重要性進行了重要描述。但關于單獨使用SE 對戚風蛋糕品質及烘焙特性相關的應用研究較少。

因此，探索單一SE 的添加對戚風蛋糕品質及其烘焙特性的影響，以期對戚風蛋糕的品質改良提供一定的理論指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

細砂糖，廣州福正東海食品有限公司提供；新鮮雞蛋，市售；玉米油，中糧（東莞）糧油工業有限公司提供；低筋面粉（美玫牌），粗蛋白含量8.2%，江蘇南順面粉有限公司提供；SE-15 蔗糖脂肪酸酯，柳州愛格富食品科技股份有限公司提供；純凈水，華潤怡寶飲料（中國）有限公司提供。

1.2 儀器與設備

TMS-Pilot 型質構儀，美國FTC 公司產品；DHG-9140ALTIA 型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海齊欣科學儀器有限公司產品；XSP 系列-1CA 型光學顯微鏡，北京普瑞賽司儀器有限公司產品；YXB-K 型新南方烤爐，廣州賽思達機械設備有限公司產品；DDQD01U1 型打蛋器，小熊電器股份有限公司產品；ACS-30A 型電子秤，上海友聲衡器有限公司產品；6寸（16.7 cm×7.7 cm×14 cm）戚風蛋糕模具，廣州利焙達貿易有限公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 戚風蛋糕配方

戚風蛋糕基本配方見表1。

表1 戚風蛋糕基本配方

1.3.2 戚風蛋糕制作流程

1.3.3 戚風蛋糕面糊密度的測定

采用相對密度法進行測定，試驗均重復3 次[9]。取50 mL 的燒杯稱出其質量m0，再秤出放滿蒸餾水和燒杯的質量m1，倒出蒸餾水擦干燒杯再倒入面糊，稱其質量為m2，水的密度約為1 g/cm3，根據公式（1）計算戚風蛋糕面糊密度：

式中：P——戚風蛋糕面糊密度，g/mL；

m0——燒杯質量，g；

m1——燒杯中裝滿蒸餾水質量，g；

m2——燒杯中裝滿面糊質量，g。

1.3.4 戚風蛋糕質構的測定

將常溫冷卻后的戚風蛋糕用面包刀切成長寬高均為4 cm×4 cm×2 cm 的正方體小塊，使用探頭為P25 的質構儀測定蛋糕質構。設定參數為形變量50%，參數為高30 mm，速度2 mm/s，感應力0.35 N，2 次擠壓間隔時間2 s[10]。主要測定戚風蛋糕的硬度、彈性和咀嚼度。

1.3.5 戚風蛋糕水分含量測定

根據GB 5009.3—2016 中的直接干燥法步驟進行[11]，將稱量瓶置于95～105 ℃的烘箱干燥中，瓶蓋斜靠在瓶邊，加熱1 h，蓋好取出，放入干燥器內冷卻30 min，稱量并重復干燥至恒質量。稱取2.00 g 已碎的蛋糕，放入此稱量瓶中，樣品均勻分布，置于95～105 ℃的烘箱中，瓶蓋斜靠在瓶邊，干燥3 h，蓋好取出，放入干燥器內冷卻30 min，稱量至恒質量（前后2 次質量不超過2 mg）。

根據公式（2）計算樣品水分含量：

式中：X——樣品水分含量，%；

M1——稱量瓶和樣品的質量，g；

M2——干燥后稱量瓶和樣品的質量，g；

M3——稱量瓶的質量，g。

1.3.6 戚風蛋糕比容測定

采用小米置換法[12]，在室溫下晾涼后的蛋糕秤其質量為m，按照公式（3）計算戚風蛋糕比容。

式中：SV——蛋糕比容，mL/g；

V——蛋糕體積，mL；

m——蛋糕質量，g。

1.3.7 戚風蛋糕烘焙損失率測定

用電子天平稱量面糊和蛋糕的質量[13]，烘烤前面糊質量計為m1（g），烘烤后蛋糕質量計為m2（g）。

根據公式（4）計算戚風蛋糕烘焙損失率：

1.3.8 戚風蛋糕組織結構顯微觀察

將戚風蛋糕切成薄片，用顯微鏡觀察戚風蛋糕的組織結構并拍照，使用Image J 軟件將彩色圖片處理成bit-8 灰度圖，觀察氣孔組織結構[14]。

1.3.9 數據分析

采用Excel 2021 進行數據分析處理和圖像繪圖。使用SPSS 26 數據分析軟件進行戚風蛋糕烘焙特性的顯著性分析。每次測試均設3 次平行試驗，顯著差異水平取p＜0.05。

2 結果與分析

2.1 SE 對戚風蛋糕品質特性影響

2.1.1 戚風蛋糕面糊密度分析

面糊密度是反映蛋糕品質高低的指標之一[15]，其主要體現在翻拌戚風蛋糕面糊時拌入空氣含量的多少，拌入空氣含量越多，面糊的密度就越小，烘烤出的成品體積就越大。

面糊密度、比容、烘焙損失率對戚風蛋糕的影響見表2。

表2 面糊密度、比容、烘焙損失率對戚風蛋糕的影響

由表2 可知，空白組的密度與SE 組的密度有顯著性差異，SE 組的密度比空白組的密度減少0.088 g/mL。說明SE 有助于戚風蛋糕面糊體系充入空氣，是由于SE 所具有的發泡特性發揮作用，其能夠有效降低面糊的表面張力[16]，在攪拌戚風蛋糕面糊時充入大量的空氣，進而形成緊密細小的氣泡結構，從而使面糊密度變小。

2.1.2 戚風蛋糕質構分析

SE 對戚風蛋糕質構的影響見表3。

表3 SE 對戚風蛋糕質構的影響

質構是反映戚風蛋糕品質的重要指標之一[17]。蛋糕的硬度與咀嚼性有著相同的變化趨勢，若蛋糕硬度和咀嚼性越大，蛋糕的松軟度就越差，吃起來口感發硬且缺乏彈性[18]。由表3 可知，空白組與SE 組的硬度、彈性和咀嚼性有顯著性差異，相比空白組，SE 組的硬度和咀嚼性都較低，是因為SE 良好的持水性和持氣性能夠減少蛋糕烘焙過程中水分的流失，提高了蛋糕水分含量使蛋糕口感變得松軟，降低了硬度和咀嚼度；另一方面，硬度與比容相關[19]，蛋糕比容越大，硬度就會越低，烤制出來的蛋糕也就越蓬松柔軟，由表2 可知，SE 組的比容比空白組比容大，恰與上述試驗符合。蛋糕彈性與比容呈正相關[20]，彈性越大蛋糕起發性越好，蛋糕內部組織結構就越均勻、氣孔大小一致，比容也就越大，從而使戚風蛋糕口感保持綿軟細膩，從數據中可以得出SE組的彈性比空白組的高，是由于添加了SE 的面糊在攪拌的過程中形成更多更細密、大小均勻的氣泡，氣泡穩定性好，受熱膨脹潛力大，烤制出來的成品比容大彈性也相應變大。因此，從質構的幾個指標中可以得出添加了SE 的戚風蛋糕有助于改善戚風蛋糕品質的結論。

2.1.3 戚風蛋糕水分含量分析

貯藏期間戚風蛋糕含水量變化見圖1。

圖1 貯藏期間戚風蛋糕含水量變化

水分含量與蛋糕的柔軟度有關[21]，在適量的范圍內蛋糕水分含量越多，蛋糕的口感就會越柔軟濕潤，反之水分含量越少口感則越粗糙干硬，這是評判蛋糕品質高低的重要指標[22]。由圖5 可知，在貯藏期間，空白組與SE 組隨著保存時間越長，水分含量逐漸遞減，其中在貯藏1 d 時，SE 組的水分含量為44.8%，空白組為42.7%，水分含量比空白組高出了2.1%，儲存至第3 天時SE 組和空白組的水分含量均下降。存放至3 d 后，空白組與SE 組的含水量下降的速度減緩，但相對于空白組，添加了SE 組的戚風蛋糕，水分含量減緩的速度稍微比空白組低，保存至第7 天后，SE 組的水分含量仍能保持在42%，而空白組為41%，主要是因為具有親水性的SE 通過其結構的羥基與淀粉分子形成氫鍵，使淀粉持水能力提高[23]，從而減緩了戚風蛋糕在貯藏期間水分散失的速率，另外在貯藏期間蛋糕老化速度與蛋糕含水量多少密切相關[23]，SE 組的戚風蛋糕之所以保存1 周后含水量仍高于空白組，是由于SE 的親水親油基團可以進入直鏈淀粉的螺旋結構中，使戚風蛋糕在貯藏過程中直鏈淀粉不易發生重結晶，從而延緩淀粉的老化[24]。

2.2 SE 戚風蛋糕烘焙特性影響

2.2.1 蛋糕比容分析

蛋糕比容能反映蛋糕體積的大小和保持氣體的能力[25]，可體現在烘烤過程中蛋糕的烘焙特性，比容越大，其體積也就越大，蛋糕的組織結構也就越蓬松。由表3 可知，空白組與SE 組都有顯著性差異，未添加SE 的空白組比容為4.183 g/mL，而添加了SE乳化劑的一組比容為4.875 g/mL，2 組相對比，SE組的比容比空白組增大了0.692 g/mL。主要是因為SE 在烘焙期間能提高戚風蛋糕面糊持氣性，并且影響淀粉的糊化溫度[26]；另一方面，淀粉是影響面糊黏度的主要因素，而SE 又極易與淀粉相結合[27]，進而對黏度產生更大的作用。因此，SE 的加入增大了面糊的黏度，使面糊的氣體不容易散失，進而增大蛋糕在烘焙過程中的持氣性能，減少氣體的散失，從而增大蛋糕的體積。同時，SE 具有增強面糊穩定性的能力，防止攪拌過程中面糊大量消泡[28]，而使烘烤后的蛋糕體積變小。

2.2.2 烘焙損失率分析

烘焙的損失主要集中體現于蛋糕在焙烤的過程中水分散失的多少[29]，若在烘烤或晾涼的過程中，散失了大量的水分則會使蛋糕損失率升高，進而使蛋糕的含水量降低，蛋糕內部組織粗糙、干咽，影響口感。由表2 可知，空白組的損失率為28%，SE 組的損失率為23.8%，比空白組的損失率減少了4.2%。在相同的烘烤條件下，戚風蛋糕的損失率主要與面糊的持水性有關，而SE 具有良好的保水性，能夠使面糊內部的淀粉分子和水分子相結合[30]，從而使面糊中水分子自由移動的速度減小，因而減少了蛋糕在烘焙過程中水分的散失，降低了蛋糕的烘焙損失率。

2.2.3 戚風蛋糕內部結構顯微觀察

戚風蛋糕組織顯微鏡圖見圖2。

Anthia Matsakidou 等人[31]采用電子顯微鏡觀察蛋糕的氣孔壁，發現氣孔壁越光滑烘烤出來的蛋糕脫模時就不容易掉蛋糕屑。由圖2 可知，當顯微鏡放大到40 倍時，可以觀察到添加了SE 的戚風蛋糕的氣孔比較光滑且氣孔數量較多且分布均勻，而未添加SE 的空白組氣孔壁粗糙且氣孔大小不一致。這說明SE 的乳化性在起作用，使戚風蛋糕面糊中的水和油能充分結合，并使面糊在攪拌時充入大量的氣體，讓面糊產生許多均勻的小氣泡[32]，提高了蛋糕在烘烤過程中氣泡的穩定性，氣泡受熱膨脹使蛋糕組織均勻地發起，在一定程度上減少因受熱氣泡膨脹過大破損，減少烤制的蛋糕成品出現組織結構粗糙氣孔不均勻的情況。

3 結論

通過試驗表明，在戚風蛋糕品質方面，SE 的加入可以增加面糊的起泡能力，降低面糊的密度、硬度和咀嚼度，增大蛋糕彈性。在貯藏期間，SE 減緩了戚風蛋糕水分含量的下降速度，延緩了蛋糕的老化。因此，戚風蛋糕可以通過添加一定比例的SE 來改善產品的品質。

在烘焙特性方面，SE 可以提高戚風蛋糕的持氣性和持水性，使戚風蛋糕在烘焙過程中增大比容，降低烘焙損失率；同時SE 所具有的乳化作用，使戚風蛋糕組織結構均勻氣孔大小一致。由于SE 具有良好的保水作用，戚風蛋糕在保存了7 d 后水分含量仍能保持在42%左右，說明SE 在貯藏期間能較好地穩定戚風蛋糕的口感和品質，為烘焙行業單一乳化劑使用對蛋糕品質的影響提供了一些新的研究思路和方向。因此，研究蔗糖酯對戚風蛋糕保鮮性能的影響是未來研究方向之一。