王永俊 黃 敏 董慶亮 鄭建仙

(華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640)

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甜味抑制劑對(duì)低甜度蛋糕品質(zhì)和保藏性能的影響

王永俊 黃 敏 董慶亮 鄭建仙

(華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州 510640)

研究了甜味抑制劑添加量、白砂糖添加量、米糠油添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)、綜合感官的影響，并采用響應(yīng)面分析法選出最優(yōu)配方，即甜味抑制劑添加量0.18‰，白砂糖添加量33.15%，油添加量15.49%時(shí)，制作的蛋糕的綜合感官評(píng)分最高。

甜味抑制劑；蛋糕；質(zhì)構(gòu)；貯藏期

蛋糕具有軟綿的質(zhì)地，香醇濃郁的口感，是一款深受大眾歡迎的休閑美食[1]。蛋糕的基本原料有低筋面粉、雞蛋、白砂糖、色拉油、泡打粉，制作時(shí)可把蛋清、蛋黃分開，加入白砂糖把雞蛋清打發(fā)成泡沫，呈柔軟膨松狀[2]，以提供足夠的空氣支撐蛋糕的形狀。

白砂糖在蛋糕的制作中，發(fā)揮著非常重要的作用。砂糖可以提供純正愉快的甜味刺激，提高蛋糕的營養(yǎng)價(jià)值，使蛋糕表面烤成誘人的金黃色；另一方面，砂糖有助于蛋白的打發(fā)，使成品更加松軟、口感細(xì)膩，且兼具保持水分，延緩老化的作用[3-4]。但隨著現(xiàn)代人們生活觀念的改變，甜度低的食品更易受到人們的青睞，傳統(tǒng)的蛋糕由于口感過于甜膩或?qū)⒃獾睫饤?。如何做出甜度低，品質(zhì)好的蛋糕，已成為烘焙行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。

曾有研究[5]嘗試將白砂糖的用量降低，結(jié)果發(fā)現(xiàn)打發(fā)蛋白的時(shí)間有所延長(zhǎng)，泡沫的持氣能力下降，導(dǎo)致出爐的蛋糕組織不膨松，品質(zhì)變差。若使用其他的砂糖代替品，一來無法完全取代砂糖眾多的功能特性，二來也增加了制作成本[6]。而甜味抑制劑的出現(xiàn)，或可使蛋糕“過甜”這一問題迎刃而解[7]。

甜味抑制劑的有效成分為2-(4-甲氧基苯氧基)丙酸鈉，已被收入食品添加劑GB 2760—2014中，同時(shí)也被美國FEMA、聯(lián)合國JECFA等權(quán)威機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)使用。其本身無味，原理是通過阻塞甜味受體，減弱受體對(duì)甜味刺激的感應(yīng)程度，從而達(dá)到抑制甜味的作用[8-9]。添加此類物質(zhì)，在降低甜度的同時(shí)，無需減少砂糖用量，可充分發(fā)揮砂糖的其他功能特性。目前，國內(nèi)外對(duì)甜味抑制劑在烘焙產(chǎn)品中的應(yīng)用實(shí)例尚未見報(bào)道，本研究擬以市面上最常見的蛋糕為試驗(yàn)對(duì)象，采用響應(yīng)面法對(duì)蛋糕中甜味抑制劑、白砂糖和米糠油的添加量進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)其貯藏效果進(jìn)行相關(guān)研究。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甜味抑制劑：粉末香精(怡甜香精，YT-A粉)，廣州怡甜生物科技有限公司，產(chǎn)品符合GB 30616—2014標(biāo)準(zhǔn)(粉末香精 拌合型)要求；

烘焙用白砂糖：廣州福正東海食品有限公司；

低筋面粉：新鄉(xiāng)良潤(rùn)全谷物有限公司；

米糠油：浙江得樂康食品股份有限公司；

牛奶、泡打粉、鮮雞蛋、食鹽均為市售優(yōu)級(jí)品；

無水乙醇：分析純，天津市富宇精細(xì)化工有限公司；

乙醚、異丙醇、KOH：分析純，廣州化學(xué)試劑廠；

精密天平：JA2103N型，上海隆拓儀器設(shè)備有限公司；

電烤箱：HK-60型，廣東省中山市豪通有限公司；

電動(dòng)打蛋器：DDQ-D3266型，廣東小熊電器有限公司；

無菌操作臺(tái)：SA-1800-1型，上海上凈凈化設(shè)備廠；

便攜式色差儀：CR-400型，柯尼卡美能達(dá)(中國)投資有限公司；

物性分析儀：TA-XTPlus型，英國Stable Micro System有限公司。

1.2 蛋糕制作的基本工藝

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn) 蛋糕的制作分為兩部分，分別是蛋黃面糊的制作和蛋白的打發(fā)。

(1) 蛋黃面糊的制作：將蛋黃打散，依次加入油、牛奶、食鹽、白砂糖，攪拌至無顆粒均勻狀態(tài)，最后加入過篩后的低筋面粉，攪拌均勻，備用。

(2) 蛋白的打發(fā)：蛋白中加入泡打粉，并分3次加入白砂糖，打發(fā)速度由低速到高速，將蛋白打發(fā)成干性發(fā)泡。

(3) 將1/3打發(fā)好的蛋白，加入到面糊中，混合均勻；然后再將全部的面糊，倒回蛋白中混合，逐步混合有利于面糊混合均勻[10]。最后，入模烘烤。

1.3 蛋糕制作中油的選擇

油對(duì)蛋糕有著非常重要的作用。制作時(shí)，面糊在油脂作用下更易攪拌均勻，使蛋糕成品柔軟細(xì)滑，增添口感和風(fēng)味[11]。顏色淺且無味的色拉油是最好的選擇，因?yàn)樘砑哟祟愑椭粫?huì)影響蛋糕本身的成色和風(fēng)味。

米糠油是色拉油的一種，是由稻谷加工的副產(chǎn)物米糠，經(jīng)過壓榨或浸出法制取[12]。米糠油富含VE、谷維素、甾醇等生理活性物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和保健功能[13]。其中，米糠油獨(dú)有的谷維素，除了具有抗氧化、抗衰老功能外，還是一種植物神經(jīng)調(diào)節(jié)劑，對(duì)周期性精神病、植物神經(jīng)功能失調(diào)和血管性頭痛等有較好的防治作用[14]。本試驗(yàn)選用米糠油，將其添加到蛋糕的制作中。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1) 白砂糖添加量對(duì)蛋糕的影響：在米糠油添加量15%、甜味抑制劑添加量0.16‰的情況下，分別往蛋白中添加20%，25%，30%，35%，40%的白砂糖，并對(duì)蛋糕成品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定和感官評(píng)分，比較白砂糖添加量對(duì)蛋糕綜合感官評(píng)價(jià)的影響。

(2) 米糠油添加量對(duì)蛋糕的影響：在白砂糖添加量30%、甜味抑制劑添加量0.16‰的情況下，分別往面糊中添加5%，10%，15%，25%，30%的米糠油，并對(duì)蛋糕成品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定和感官評(píng)分，比較米糠油添加量對(duì)蛋糕綜合感官評(píng)價(jià)的影響。

(3) 甜味抑制劑添加量對(duì)蛋糕的影響：在白砂糖添加量30%、米糠油添加量15%的情況下，分別往面糊中添加0.10‰，0.13‰，0.16‰，0.19‰，0.22‰的甜味抑制劑，并對(duì)蛋糕成品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定和感官評(píng)分，比較甜味抑制劑添加量對(duì)蛋糕綜合感官評(píng)價(jià)的影響。

1.4.2 色差測(cè)定 將蛋糕的金黃色表層除去，使用CR-400型便攜式色差儀測(cè)定其內(nèi)部色差，每組樣品重復(fù)5次，L表示明亮度，a表示綠黃程度，b表示藍(lán)黃程度。去除最大值和最小值，取其余3次的平均值。

1.4.3 質(zhì)構(gòu)變化的測(cè)定 除去蛋糕切片周邊的蛋糕皮，將蛋糕切成2 cm×2 cm×2 cm立方測(cè)試塊，使用P/36R平底圓柱形探頭，測(cè)定參數(shù)：測(cè)試前速度5 mm/s，試驗(yàn)速度1 mm/s，返回速度5 mm/s，壓縮比75%，觸發(fā)值5 g，每組樣品重復(fù)5次。得出蛋糕的質(zhì)構(gòu)參數(shù)(硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性)后，去除最大值和最小值，取其余3次的平均值。

1.4.4 響應(yīng)面分析試驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇米糠油添加量、白砂糖添加量、甜味抑制劑添加量為試驗(yàn)因素，分別選擇3個(gè)水平，以感官評(píng)價(jià)為響應(yīng)值，利用Design-Expert 8.0.6進(jìn)行處理。

1.5 感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

采用“雙盲法”對(duì)蛋糕進(jìn)行綜合的感官評(píng)價(jià)，評(píng)分人數(shù)共20人，10男10女，評(píng)分結(jié)果去除最大值和最小值，計(jì)算其余18人評(píng)分的平均值，取整。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[15]見表1。

表1 蛋糕感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.6 貯藏效果的評(píng)價(jià)

在蛋糕貯藏過程中，微生物會(huì)進(jìn)行大量繁殖，而脂肪也因受微生物、酶的作用而發(fā)生水解。本試驗(yàn)以酸價(jià)和菌落總數(shù)為指標(biāo)[16]，評(píng)價(jià)蛋糕的貯藏效果。酸價(jià)的檢驗(yàn)方法參照GB 5009.229—2016，微生物的檢驗(yàn)方法參照GB 47892—2010。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

由表2可知，白砂糖添加量在20%～35%時(shí)，蛋糕的硬度隨著白砂糖添加量的增加而逐漸降低，說明增加糖的用量有助于蛋白打發(fā)，蛋糕容易膨脹，硬度變小，且咀嚼總功逐漸降低，彈性變好，整體呈現(xiàn)松軟可口的狀態(tài)。但是糖的用量增加也會(huì)造成蛋糕的黏聚性上升。色差方面，增加白砂糖的用量，對(duì)蛋糕的亮度(L值)影響不大，蛋糕的a、b值增加，說明蛋糕趨向于綠黃色。由表3可知，米糠添加量對(duì)蛋糕的質(zhì)構(gòu)參數(shù)影響也很大，特別是硬度方面，米糠油添加量少時(shí)(5%)，蛋糕硬度較大，添加量為20%時(shí)，蛋糕最松軟，可能是米糠油添加不足時(shí)，低筋面粉溶解不足，烘焙時(shí)不易膨脹，導(dǎo)致硬度大，但是油添加過多時(shí)，會(huì)導(dǎo)致蛋糕黏聚性增強(qiáng)，呈現(xiàn)“坍塌”的狀態(tài)。亮度(L)和綠色(a)隨著米糠油添加量的增加而增加，蛋糕成色變好。表4是甜味抑制劑添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)的影響，表中各組數(shù)據(jù)變化不大，說明不同的甜味抑制劑添加量對(duì)蛋糕的質(zhì)構(gòu)影響不大。綜合3個(gè)因素的試驗(yàn)結(jié)果，得出白砂糖的添加量為30%～35%、米糠油添加量為15%～20%時(shí)，蛋糕質(zhì)構(gòu)性能最好。

表2 白砂糖添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)性能的影響

表3 米糠油添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)性能的影響

表4 甜味抑制劑添加量對(duì)蛋糕質(zhì)構(gòu)性能的影響

2.2 響應(yīng)面法復(fù)配試驗(yàn)

2.2.1 模型的構(gòu)建 根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，以蛋糕感官評(píng)分為響應(yīng)值，選擇白砂糖添加量、米糠油添加量、甜味抑制劑添加量為試驗(yàn)因素，按照Design-Expert 8.0.6的中心組合設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)3因素3水平試驗(yàn)，其因素與水平設(shè)計(jì)見表5。

2.2.2 響應(yīng)面分析方案與試驗(yàn)結(jié)果 利用Design-Expert 8.0.6軟件對(duì)表6試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析擬合，得到各個(gè)因素與蛋糕評(píng)分之間的二次多項(xiàng)回歸模型：

Y=91.2+2.63A+B+4.63C+0.5AB+5.25AC-0.5BC-4.48A2-5.22B2-6.98C2。

(1)

根據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型和試驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表7。

表5 響應(yīng)面設(shè)計(jì)因素水平表

表6 響應(yīng)面設(shè)計(jì)與結(jié)果

表7 回歸分析結(jié)果

由表7可知，模型的P值<0.000 1，說明該回歸模型極顯著，且模型失擬項(xiàng)P=0.332 9>0.05，不顯著，說明該模型選擇合適。此外，回歸分析中的二次項(xiàng)A2、B2、C2和A、C、AC達(dá)到極顯著水平，米糠油用量B也達(dá)到顯著水平，其余項(xiàng)不顯著，說明各因素對(duì)響應(yīng)值的影響關(guān)系是復(fù)合的。根據(jù)試驗(yàn)分析的平方和可知，此模型中3個(gè)因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響的主次為C>A>B，即甜味抑制劑添加量>白砂糖添加量>米糠油添加量。

2.2.3 響應(yīng)面分析與優(yōu)化 根據(jù)回歸模型，做出因素間的交互作用效果圖，見圖1～3。由圖1～3可知，當(dāng)設(shè)定其中一個(gè)因素不變時(shí)，蛋糕的感官評(píng)分隨著另一個(gè)因素值的增加而升高，到一定程度后下降，且兩個(gè)因素之間在某一處會(huì)出現(xiàn)協(xié)同作用而使感官評(píng)分達(dá)到最大值，表明擬合面有真實(shí)最大值。其中，白砂糖添加量與甜味抑制劑添加量之間的交互作用最大。

圖1 米糠油用量與白砂糖用量對(duì)蛋糕感官評(píng)價(jià)交互影響的響應(yīng)面圖

Figure 1 Response surface plot showing the interactive effects of rice bran oil and cater sugar on the sensory evaluation of the cake

圖2 甜味抑制劑與白砂糖用量對(duì)蛋糕感官評(píng)價(jià)交互影響的響應(yīng)面圖

Figure 2 Response surface plot showing the interactive effects of sweetness inhibitor and cater sugar on the sensory evaluation of the cake

圖3 甜味抑制劑與米糠油用量對(duì)蛋糕感官評(píng)價(jià)交互影響的響應(yīng)面圖

Figure 3 Response surface plot showing the interactive effects of sweetness inhibitor and rice bran oil on the sensory evaluation of the cake

使用軟件Design-Expert 8.0.6對(duì)模型的方程求一階偏導(dǎo)，得到：白砂糖添加量為33.15%，米糠油添加量15.49%，甜味抑制劑添加量為0.18‰時(shí)，感官評(píng)分預(yù)測(cè)的最大值為93.38。采用該試驗(yàn)條件進(jìn)行驗(yàn)證，3次實(shí)驗(yàn)的平均評(píng)分為93.33，與模型的預(yù)測(cè)值十分接近，也與單因素試驗(yàn)結(jié)果相符，證實(shí)了該方程與實(shí)際情況吻合。因此，該模型下，蛋糕最優(yōu)的制作配方為：甜味抑制劑添加量為0.18‰，白砂糖添加量為33.15%，米糠油添加量為15.49%。

2.3 甜味抑制劑對(duì)蛋糕貯藏效果的影響

按照優(yōu)化的最佳結(jié)果制作蛋糕，且不添加任何防腐劑與脫氧劑，將蛋糕成品裝入自封袋，于常溫下貯藏，每隔12 h測(cè)量其酸價(jià)和菌落總數(shù)，并與未添加甜味抑制劑，但口感甜度相當(dāng)?shù)牡案庾霰容^(白砂糖添加量20%，米糠油添加量15.49%)，測(cè)試結(jié)果見表8。

表8 添加甜味抑制劑對(duì)蛋糕貯藏效果的影響

由表8可知，無論是否在蛋糕中添加甜味抑制劑，蛋糕中的酸價(jià)和菌落總數(shù)都會(huì)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而升高。未添加甜味抑制劑的菌落總數(shù)要比添加甜味抑制劑的高，兩者在24 h后有顯著性差異(P<0.05)，但在測(cè)量的60 h內(nèi)，兩者均符合GB 7099—2015規(guī)定。添加甜味抑制劑的蛋糕，其酸價(jià)比未添加抑制劑的蛋糕要高，在36 h后，兩者達(dá)到了顯著性差異(P<0.05)。酸價(jià)是衡量脂肪水解程度的指標(biāo)，推測(cè)未添加甜味抑制劑的蛋糕酸價(jià)較高，因?yàn)槠渚淇倲?shù)偏高。而未添加甜味抑制劑的蛋糕的菌落總數(shù)偏高，很可能是當(dāng)要保證其口感甜度與未添加者相當(dāng)時(shí)，就必須降低白砂糖用量，從而導(dǎo)致蛋糕組織滲透壓降低，對(duì)微生物的生長(zhǎng)抑制作用減弱，菌落總數(shù)增加。因此，添加甜味抑制劑的蛋糕，其保質(zhì)期可得以延長(zhǎng)。

3 結(jié)論

在將甜味抑制劑添加到蛋糕制品的應(yīng)用研究中，試驗(yàn)影響因素的顯著性為甜味抑制劑添加量>白砂糖添加量>米糠油添加量；結(jié)合單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與Box-Behnken響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)得到的方案，蛋糕優(yōu)化后的配比為：白砂糖添加量為33.15%，米糠油添加量為15.49%，甜味抑制劑添加量為蛋糕總重的0.18‰。添加甜味抑制劑后的蛋糕口感好，甜度低，且與甜度相當(dāng)未添加甜味抑制劑的蛋糕相比，保質(zhì)期延長(zhǎng)，具有很好的應(yīng)用前景。

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Effects of sweetness inhibitor on quality and preservation of low-sweet cake

WANG Yong-jun HUANG Min DONG Qing-liang ZHENG Jian-xian

(College of Food Science and Engineering, South China University of Technology,Guangzhou, Guangdong 510640, China)

The comprehensive sensory of the cake was discussed in this paper, which was affected by the amount of sweetness inhibitor, the amount of caster sugar and the amount of rice bran oil. Based on the single factor experiment, the response surface method was used to optimize the best technological formula, and it was determined as follows: the amount of sweetness inhibitor 0.18‰, the amount of caster sugar 33.15%, and the amount of ice bran oil 15.49%.

sweetness inhibitor; cake; texture; storage time

王永俊，男，華南理工大學(xué)在讀碩士研究生。

鄭建仙(1966—)，華南理工大學(xué)教授，博士。 E-mail：fejxzhen@scut.edu.cn

2017—03—08

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.06.037