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(1. 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院糧食工程與管理系,江蘇淮安 223003; 2. 江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學院食品營養(yǎng)與工程學院,江蘇淮安 223001)

淮山藥為薯蕷科植物薯蕷(DioscoreaoppositaThunb. )的塊莖,屬多年生纏繞草質(zhì)藤本,其性平、味甘,補脾養(yǎng)胃,生精益肺。它富含淀粉、蛋白質(zhì)、多糖、氨基酸及微量元素、皂甙、黏液質(zhì)、膽堿、止權(quán)素等,具有降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、增強免疫等多種功能,它既是一味中藥,又是一種常見蔬菜,對人體健康有著重要意義[1 - 2]。

蛋糕是一種常見的輔餐食品,深受消費者喜愛。但目前市場上的蛋糕熱量較高,缺乏維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維及其它功能成分[3 - 4]。而用淮山藥、木糖醇、麥芽糖醇(液體)研制的無糖淮山藥蛋糕,不僅有淮山藥獨特清香、營養(yǎng)保健功能,而且滿足糖尿病、高血糖患者等特殊人群的飲食需要,還提高淮山藥綜合開發(fā)利用價值。無糖食品,傳統(tǒng)的認知是沒有糖的食品,是給糖尿病患者吃的食品。但就國家標準來講,根據(jù)中國國家標準《預包裝特殊膳食用食品標簽通則》規(guī)定,“無糖”的要求是指固體或液體食品中每100g或100mL的含糖量不高于0. 5g。也就是說,無糖產(chǎn)品只是糖含量比蔗糖產(chǎn)品少,可以有效控制血糖的快速增長。因此本實驗以淮山藥、木糖醇、麥芽糖醇等為原輔料,開發(fā)研制無糖淮山藥蛋糕。通過單因素實驗確定影響產(chǎn)品品質(zhì)因素,用正交實驗確定產(chǎn)品最佳配方參數(shù),并用SPSS軟件進行分析,得出產(chǎn)品最佳工藝配方,研制出色澤自然、富有營養(yǎng)、新鮮無糖淮山藥蛋糕,對淮山藥的精深加工、食品產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1. 1 材料與儀器

淮山藥 市售,粗細均勻,無病蟲害、損傷及霉變;面粉 江蘇省淮安新豐面粉有限公司;鮮雞蛋、大豆油 市售;植酸、L - 抗壞血酸、乙二胺四乙酸二鈉(EDTA - 2Na)、檸檬酸 鄭州天華食品添加劑有限公司,均為分析純;木糖醇、麥芽糖醇、安賽蜜、甜蜜素、SP蛋糕油、無鋁泡打粉 市售,食品級。

BSA - CW電子精密天平 北京賽多利斯天平有限公司;SQ2119多功能食品加工機 上海帥佳電子科技有限公司;JML型膠體磨 溫州市興盛輕工機械有限公司;B20型打蛋機 廣州市立豐食品機械廠;SM - 603T型電烤爐 新麥機械(無錫)有限公司。

1. 2 實驗方法

1. 2. 1 工藝流程

1. 2. 2 操作要點 熱燙[5]將淮山藥浸沒于70 ～ 80℃熱水中熱燙10min,鈍化酶活性。

去皮、切片[5]用不銹鋼刀操作,要求快速將去皮的淮山藥浸入準備好的護色液中,切片厚度3 ～ 4mm;淮山藥皮富含皂甙、多糖等多種營養(yǎng)保健成分,皮和料頭不可丟棄,應綜合利用,可用于提取皂甙、多糖等。

護色[5]采用無硫護色,其護色液配方為植酸0. 15g/kg、L - 抗壞血酸0. 2g/kg、檸檬酸10g/kg、EDTA- 2Na 0. 2g/kg。

打漿、膠磨:用濾網(wǎng)除去護色液表面漂浮的雜質(zhì),將淮山藥片和護色液按1∶ 1的重量進行打漿,隨后用膠體磨把山藥漿磨細,冷藏備用。

攪打蛋液:將全蛋、木糖醇、麥芽糖醇(液體)放入攪拌缸隔水加熱至糖醇溶解,裝上鋼絲網(wǎng)打蛋器以快速攪打至蛋液呈濃稠松發(fā)狀、色澤呈乳白色、以手勾起大約2s滴一滴時即可。

蛋糊攪打起發(fā):將無鋁泡打粉與面粉混勻、過篩,加入攪打好的蛋液中,以慢速拌勻即可;加入蛋糕油,快速攪打至蛋糊達最大體積;再依次加入大豆油、山藥漿、水慢速拌勻即可。

入模烘烤:攪打完成的蛋糊立即裝模,在160℃烘烤30min,然后升溫到180℃直至蛋糕成熟。

1. 3 實驗設(shè)計

1. 3. 1 單因素實驗設(shè)計 根據(jù)文獻調(diào)查[6 - 8]及初步實驗,選定山藥漿、木糖醇、麥芽糖醇(液體)、無鋁泡打粉、SP蛋糕油五個因素,設(shè)計單因素實驗。

其他原輔料用量為:面粉100g,鮮雞蛋200g,大豆油20g,水10g,安賽蜜、甜蜜素的用量依糖醇的用量而定。

1. 3. 1. 1 山藥漿用量單因素實驗設(shè)計 準確稱取山藥漿60、80、100、120、140、160g,并準確稱取木糖醇60g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產(chǎn)品進行感官評價。

1. 3. 1. 2 木糖醇用量單因素實驗設(shè)計 準確稱取木糖醇10、20、30、40、50、60g,并準確稱取山藥漿120g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產(chǎn)品進行感官評價。

1. 3. 1. 3 麥芽糖醇用量單因素實驗設(shè)計 準確稱取麥芽糖醇30、40、50、60、70、80g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60g,泡打粉2. 0g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產(chǎn)品進行感官評價。

1. 3. 1. 4 泡打粉用量單因素實驗設(shè)計 準確稱取泡打粉1. 6、1. 8、2. 0、2. 2、2. 4、2. 6g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60g,麥芽糖醇40g,蛋糕油10g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產(chǎn)品進行感官評價。

1. 3. 1. 5 蛋糕油用量單因素實驗設(shè)計 準確稱取蛋糕油7、8、9、10、11g,并準確稱取山藥漿120g,木糖醇60 g,麥芽糖醇40g,泡打粉2. 0g,按照工藝流程及加工要點進行實驗,分別對產(chǎn)品進行感官評價。

1. 3. 2 正交實驗設(shè)計 以山藥漿用量、木糖醇用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量為正交因素,結(jié)合加入量、膨松度、經(jīng)濟性等指標,建立L9(34)正交實驗。通過正交實驗確定無糖淮山藥蛋糕最優(yōu)配方,實驗因素水平參見表1。

表1 正交因素水平實驗設(shè)計Table 1 Factors and levels in the L9(34)orthogonal array design

直接運用SPSS軟件進行正交設(shè)計[9],所有實驗重復3次,分別平行取樣。數(shù)據(jù)分析采用SPSS軟件進行處理。

1. 4 品質(zhì)評定

1. 4. 1 感官評價 蛋糕品質(zhì)評定以蛋糕感官質(zhì)量評分為主,以蛋糕比容為參考,綜合評定最佳配方。從蛋糕的色澤、外觀、組織結(jié)構(gòu)、滋味與口感4方面評定產(chǎn)品的質(zhì)量,由10位具有一定食品專業(yè)知識的人員根據(jù)蛋糕的感官質(zhì)量指標進行評分。具體評定指標見表2。

1. 4. 2 蛋糕比容的測定 參考文獻[10]，菜籽替代法,蛋糕的比容按下列公式計算:

1. 4. 3 理化衛(wèi)生指標的測定 各項理化衛(wèi)生指標按照《糕點通則》GB/T 20977 - 2007進行檢測評價。

2 結(jié)果與分析

2. 1 單因素實驗結(jié)果

2. 1. 1 山藥漿添加量 由圖1可知,山藥漿添加量對蛋糕感官品質(zhì)和比容的影響均比較明顯。當山藥漿添加量為120g時感官評分最高,隨后稍有降低。蛋糕的比容隨山藥漿添加量的增加而降低,比容小于3. 0的蛋糕疏松程度達不到蛋糕產(chǎn)品要求。另外,山藥價格較高,對生產(chǎn)成本影響顯著。因此,在設(shè)計正交實驗時山藥漿添加量選擇80 ～ 120g較好。

表2 感官質(zhì)量評分標準Table 2 Sensory evaluation standards

圖1 山藥漿用量對蛋糕品質(zhì)的影響Fig. 1 The effect of adding quantity of Dioscorea opposita Thunb paste to the sense quality of cake

2. 1. 2 木糖醇添加量 由圖2可知,當木糖醇添加量為60g時感官評分最高(蛋糕比容也符合產(chǎn)品要求),隨后稍有降低。另外,木糖醇價格較高,對生產(chǎn)成本影響顯著。因此,在設(shè)計正交實驗時木糖醇添加量選擇50 ～ 70g較好。

圖2 木糖醇用量對蛋糕品質(zhì)的影響Fig. 2 The effect of adding quantity of xylitol to the sense quality of cake

2. 1. 3 麥芽糖醇添加量 由圖3可知,麥芽糖醇對無糖淮山藥蛋糕感官品質(zhì)和比容的影響與木糖醇相類似,且麥芽糖醇對感官品質(zhì)的影響更為顯著。本實驗所用麥芽糖醇是液體型,其甜度為所用木糖醇的25% ～ 30%,成本較低。因此,麥芽糖醇的添加量選擇40 ～ 60g進行正交實驗比較合適。

圖3 麥芽糖醇用量對蛋糕品質(zhì)的影響Fig. 3 The effect of adding quantity of maltitol to the sense quality of cake

2. 1. 4 泡打粉添加量 由圖4可知,隨著泡打粉添加量的增加,無糖淮山藥蛋糕的感官品質(zhì)先升高后降低,當泡打粉添加量為2. 0g時最大(用量過多蛋糕內(nèi)部氣孔會大而多,組織狀態(tài)和口感反而不好),而蛋糕比容隨泡打粉添加量增大而增加?？紤]到泡打粉作為食品添加劑,在滿足使用效果的情況下其用量越少越好,故泡打粉的添加量選擇1. 6 ～ 2. 0g進行正交實驗較合適。

圖4 泡打粉用量對蛋糕品質(zhì)的影響Fig. 4 The effect of adding quantity of baking powder to the sense quality of cake

2. 1. 5 蛋糕油添加量 由圖5可知,蛋糕油添加量對無糖淮山藥蛋糕感官品質(zhì)和比容的影響效果趨勢一致,但對比容影響效果更顯著。當?shù)案庥陀昧繛?0g時,蛋糕的感官品質(zhì)和比容均很好。為此本實驗蛋糕油用量為10g。

圖5 蛋糕油用量對蛋糕品質(zhì)的影響Fig. 5 The effect of adding quantity of cake oil to the sense quality of cake

表4 以感官評分為指標的正交實驗方差分析Table 4 The variance analysis of orthogonal experiment

注:aR2=0. 915(調(diào)整后的R2=0. 877)。

2. 2 正交實驗優(yōu)化

2. 2. 1 正交實驗 根據(jù)以上單因素實驗結(jié)果,其中,蛋糕油的用量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響變化較小,故選擇山藥漿用量(A)、木糖醇用量(B)、麥芽糖醇用量(C)、泡打粉用量(D)四個因素,并依據(jù)單因素實驗結(jié)果(蛋糕油用量10g),各選三個水平進行正交實驗,其結(jié)果見表3、表4。

表3 正交實驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 The design and results of orthogonal experiment

2. 2. 2 以感官評分為指標的方差分析 采用SPSS軟件對9組實驗數(shù)進行方差分析,見表4,得到III型平方和和顯著性分析,山藥漿用量的F=41. 664,p<0. 01,差異極顯著;木糖醇用量的F=0. 767,p>0. 05,差異不顯著;麥芽糖醇用量的F=6. 206,p<0. 01,差異極顯著;泡打粉的F=47. 859,p<0. 01,差異極顯著。F檢驗結(jié)果表明,除木糖醇用量對無糖蛋糕品質(zhì)不具有顯著影響外,不同的山藥漿用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量對無糖蛋糕品質(zhì)都有極顯著的影響。

由表3、表4可知,各因素對無糖淮山藥蛋糕品質(zhì)影響作用的順序為D(泡打粉用量)>A(山藥漿用量)>C(麥芽糖醇用量)>B(木糖醇用量),無糖淮山藥蛋糕最佳配方為A2B3C2D2,即正交實驗最優(yōu)結(jié)果為:山藥漿100g,木糖醇70g,麥芽糖醇50g,泡打粉用量為1. 8g時,產(chǎn)品品質(zhì)最佳。

為驗證正交實驗所得最佳組合的可靠性,對最優(yōu)組合進行了三次平行實驗,所得無糖山藥海綿蛋糕的感官評分均值為96. 9(比容為3. 60),比正交實驗中感官評分最高的組合(實驗號6)高,故選用A2B3C2D2作為最優(yōu)組合。

2. 2. 3 理化衛(wèi)生指標 產(chǎn)品的理化衛(wèi)生指標檢驗結(jié)果為水分43%;蛋白質(zhì)10%;總糖0. 3%;酸值(以脂肪計)2. 1mg/g;過氧化值(以脂肪計)0. 15mg/kg;鉛(以Pb計)0. 02mg/kg;砷(以As計)0. 02mg/kg;細菌總數(shù)90cfu/g;大腸菌群數(shù)2MPN/100g;致病菌未檢出。

3 結(jié)論

通過正交實驗并采用SPSS軟件對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析,除木糖醇用量對無糖蛋糕品質(zhì)不具有顯著影響外,不同的山藥漿用量、麥芽糖醇用量、泡打粉用量對無糖蛋糕品質(zhì)都有極顯著的影響,各因素對無糖淮山藥蛋糕品質(zhì)影響作用的順序為泡打粉用量>山藥漿用量>麥芽糖醇用量>木糖醇用量,無糖淮山藥蛋糕生產(chǎn)的最佳工藝條件為:以面粉100g、鮮雞蛋200g、木糖醇70g、液體麥芽糖醇50g、無鋁泡打粉1. 8g、大豆油20g、山藥漿100g、蛋糕油10g、水10g等為原輔料,經(jīng)蛋液攪打、蛋糊攪打起發(fā)、入模、160℃烘烤30min,然后升溫到180℃直至蛋糕成熟。該配方生產(chǎn)的無糖淮山藥蛋糕色澤自然,品質(zhì)最佳。

本次實驗選擇淮山藥、木糖醇等作為主要原輔料,通過單因素實驗與正交實驗,研究各因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響,而實驗中的烘烤時間、溫度對蛋糕品質(zhì)的影響尚需進一步研究。

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