蔣曹奇，尤香玲，2，蔣 希，徐向波*

（1.四川旅游學(xué)院，成都 610100；2.成都大學(xué)，成都 610106）

青稞又被稱為裸大麥、元麥，是藏族人民常吃的糧食。作為大麥的一種特殊類型，青稞的營養(yǎng)成分比水稻、小麥、玉米都高[1]，它含有的β-葡聚糖，可以預(yù)防心血管疾病和結(jié)腸癌， 它通過控制血糖預(yù)防糖尿病，具有提高身體免疫、進(jìn)而調(diào)節(jié)生理節(jié)律的作用[2]。此外青稞含有酚類、 黃酮類及活性多肽等多種活性成分，可起到抗氧化、降血糖、增強(qiáng)機(jī)體抵抗力的功效[3]。 隨著對(duì)青稞營養(yǎng)價(jià)值認(rèn)識(shí)的提高, 人們將青稞添加到各類食品中，不僅可以豐富食品的營養(yǎng)，還可以充分提高青稞的利用率。

木糖醇是一種甜味劑， 為白色結(jié)晶或白色晶體粉末，幾乎無臭，具有清涼甜味，耐熱，極溶于水,微溶于乙醇[4]。 木糖醇是一種天然存在的功能性糖醇，許多研究已經(jīng)證實(shí)了木糖醇具有很多保健功能，例如可以作為糖尿病患者食用的營養(yǎng)性的食糖代替品； 木糖醇還具有防治齲齒的作用并且可以改善肝功能[5-7]。 木糖醇由于其良好的保健功能，已經(jīng)成為當(dāng)今食品市場(chǎng)的消費(fèi)熱點(diǎn)和開發(fā)重點(diǎn)， 越來越受消費(fèi)者的歡迎。

隨著社會(huì)生活的日益進(jìn)步， 如今無論城市還是農(nóng)村幾乎每家每戶都有電飯煲。相較于烤箱，電飯煲的普及度顯然更高，本研究利用青稞、木糖醇為原料開發(fā)低糖電飯煲蛋糕， 運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)合比容和質(zhì)構(gòu)進(jìn)行品質(zhì)分析，通過響應(yīng)面法優(yōu)化電飯煲低糖青稞蛋糕的最佳配方， 為青稞低糖家庭烘烤食品的開發(fā)提供創(chuàng)新思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

木糖醇，南京甘汁園糖業(yè)有限公司；低筋面粉，安琪酵母股份有限公司；蛋糕油，上海早苗食品有限公司；玉米油，山東三星集團(tuán)有限公司；青稞面粉，北京金禾綠源農(nóng)業(yè)科技有限公司；雞蛋，市售。

Scout SE 型電子天平（0.01 g），奧豪斯儀器有限公司；SM-5L 型打蛋機(jī)， 新麥機(jī)械有限公司；TMSPRO 型高精度專業(yè)食品物性分析質(zhì)構(gòu)儀，美國FTC公司；MB-WFS3018Q 型電飯煲，廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 基本配方

電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕基礎(chǔ)配方： 以青稞粉和低筋面粉組成的混合粉總質(zhì)量為計(jì)量基準(zhǔn)，其它成份按比例添加。 青稞粉+低筋粉100%、木糖醇65%、雞蛋150%、蛋糕油6%。

1.2.2 工藝流程

工藝流程如圖1。

圖1 工藝流程圖

1.2.3 操作要點(diǎn)

按配方比例將原料稱好備用，將雞蛋液、木糖醇和蛋糕油倒入攪拌機(jī)中低速攪拌30 s 拌勻，再高速攪拌9.5 min、攪拌至泡沫狀，最后加入混合均勻的低筋面粉和青稞粉，用長(zhǎng)柄刮刀拌勻即可。將電飯煲底部刷上一層玉米油防止糊鍋， 將攪拌好的面糊倒入電飯煲內(nèi)膽中震出氣泡。再用保鮮膜封住內(nèi)膽，并在保鮮膜上扎一些小孔。 按下蛋糕鍵，蒸煮大約44 min。將蒸煮好蛋糕冷卻至室溫，隨后進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.3 單因素實(shí)驗(yàn)

保持配方中的原料、輔料與基本配方一致，分別設(shè)定混合粉中青稞粉的用量在10%、20%、30%、40%及50%，低筋面粉用量分別為90%、80%、70%、60%及50%，木糖醇的用量分別為55%、60%、65%、70%及75%， 雞蛋液的用量分別為110%、130%、150%、170%及190%， 蛋糕油的用量分別為2%、4%、6%、8%及10%進(jìn)行單因素試驗(yàn)， 根據(jù)感官評(píng)價(jià)分析四種原料添加量變化（青稞粉與低筋粉同時(shí)變動(dòng)）對(duì)蛋糕品質(zhì)影響，確定每種原料最佳添加范圍。

1.4 確定響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素

由表1 可知， 四種單因素中只有蛋糕油添加量對(duì)電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官得分沒有顯著相關(guān)性，青稞粉添加量與感官得分顯著負(fù)相關(guān)，木糖醇添加量和雞蛋添加量都與感官得分顯著正相關(guān)。 因此，結(jié)合顯著性分析最終選取青稞粉添加量、木糖醇添加量、 雞蛋添加量3 個(gè)單因素作為響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的3 個(gè)因素。

表1 不同因素對(duì)感官評(píng)分的顯著性分析

1.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)

通過對(duì)單因素試驗(yàn)及顯著性結(jié)果分析， 選取青稞粉添加量A、木糖醇添加量B、雞蛋添加量C 3 個(gè)影響較大的因素按照Box-Behnken 法設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)， 以電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的綜合評(píng)分作為響應(yīng)值, 用統(tǒng)計(jì)軟Design-Expert 8.0 設(shè)計(jì)出三因素三水平17 個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的響應(yīng)面分析實(shí)驗(yàn)，以此確定最佳工藝配方。 實(shí)驗(yàn)因素水平與編碼如表2。

1.6 產(chǎn)品感觀及綜合評(píng)分

選取10 位具有食品專業(yè)知識(shí)的人員組成品評(píng)小組，在符合感官評(píng)定條件下，根據(jù)電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，滿分為70分， 取10 位品評(píng)員的平均分值為產(chǎn)品感官最終評(píng)分，另外30 分為試驗(yàn)產(chǎn)品比容評(píng)分，二者評(píng)分之和為產(chǎn)品綜合評(píng)分，以綜合評(píng)分來確定產(chǎn)品最佳配方。參考GB/T24303—2009《糧油檢驗(yàn) 小麥粉蛋糕烘焙品質(zhì)海綿蛋糕法》制定感觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（見表3）。

表2 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平與編碼表

表3 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的感官評(píng)價(jià)表

1.7 比容測(cè)定

蛋糕比容的測(cè)定采用菜籽替代法。 取兩個(gè)容量為500 mL 的燒杯，分別為燒杯A、燒杯B，用菜籽將燒杯A 灌滿，搖實(shí)并用直尺刮平；取待測(cè)蛋糕樣品,稱取質(zhì)量為M，然后放入燒杯B 內(nèi)，用燒杯A 的菜籽將燒杯B 填滿、搖實(shí)并用直尺刮平,用量筒量得燒杯A 剩余菜籽的體積V 即為蛋糕體積[9]。 蛋糕比容計(jì)算見公式：

式中：P 為蛋糕比容，mL/g；V 為蛋糕體積，mL；M 為蛋糕質(zhì)量，g。

1.8 TPA 測(cè)定

驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得到的產(chǎn)品用TMS-PRO 型食品物性分析儀進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。 測(cè)定條件：P37 探頭在60 mm/min 的測(cè)試速度下進(jìn)行測(cè)試，壓縮程度為40%，2 次壓縮之間停頓1 s。 進(jìn)行三次平行實(shí)驗(yàn)，選取彈性、硬度以及咀嚼性的測(cè)定結(jié)果對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析。

參考GB/T 24303—2009 《糧油檢驗(yàn) 小麥粉蛋糕烘焙品質(zhì)實(shí)驗(yàn)海綿蛋糕法》制定感觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。

1.9 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)用Origin2021 作圖，采用Excel 2016 和Design-ExpertV8.0.6 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 青稞粉添加量對(duì)海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖2 可知，隨著青稞粉添加量的增加，蛋糕感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢(shì)。當(dāng)青稞粉添加量小于20%時(shí)，蛋糕色澤較淺，青稞風(fēng)味不明顯，營養(yǎng)強(qiáng)化不突出；當(dāng)青稞粉添加量大于20%時(shí)，蛋糕顏色逐漸加深，氣孔增大且質(zhì)地松散，口感粗糙；當(dāng)青稞粉添加量在20%時(shí)，蛋糕的青稞風(fēng)味明顯，口感較為細(xì)膩，外觀完整，厚薄均勻，品質(zhì)最佳。

圖2 青稞粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

2.1.2 木糖醇添加量對(duì)海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖3 可知，隨著木糖醇添加量的增加，蛋糕感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢(shì)。當(dāng)木糖醇添加量小于70%時(shí)，蛋糕甜味不明顯，蓬松度低，且口感稍微發(fā)干；木糖醇添加量大于70%時(shí)，蛋糕味道過甜，導(dǎo)致青稞風(fēng)味被掩蓋。 當(dāng)木糖醇的添加量為70%時(shí)，感官評(píng)分最高，蛋糕色澤均勻，組織柔軟細(xì)膩，香甜可口， 將木糖醇加入蛋糕中不僅能起到良好的調(diào)味作用，而且它所具有的吸濕性還能提升蛋糕口感。

圖3 木糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

2.1.3 雞蛋添加量對(duì)海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖4 可知，隨雞蛋液添加量的增加，蛋糕的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升、后下降的趨勢(shì)。雞蛋液用量小于150%時(shí)，產(chǎn)品柔軟性欠佳，彈性極差，口感偏硬；當(dāng)雞蛋液添加量大于150%時(shí)， 烘烤過程中蛋糕體積較大，冷卻后蛋糕出現(xiàn)塌頂?shù)那闆r，回彈性差，且有明顯蛋腥味。 當(dāng)雞蛋液添加量在150%時(shí)，蛋糕感官評(píng)分最高，此時(shí)產(chǎn)品外形飽滿，不回塌，口感松軟，無明顯蛋腥味，品質(zhì)最佳。

圖4 雞蛋添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

2.1.4 蛋糕油添加量對(duì)海綿蛋糕品質(zhì)的影響

由圖5 可知，隨蛋糕油添加量的增加，蛋糕的感官評(píng)分呈現(xiàn)微弱的先緩慢上升、再下降的趨勢(shì)。當(dāng)?shù)案庥吞砑恿啃∮?%時(shí)， 產(chǎn)品感官評(píng)分基本相差不大， 呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì)。 當(dāng)?shù)案庥吞砑恿看笥?%時(shí)，蛋糕內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)黏度大且粘牙糊口，質(zhì)地過于疏松不易成型，冷卻后蛋糕頂部容易塌陷下來。當(dāng)?shù)案庥吞砑恿繛?%時(shí)，蛋糕的感官品質(zhì)最好，呈淺綠色，有青稞蛋糕特有的風(fēng)味，柔軟蓬松，口感細(xì)膩，品質(zhì)最佳。

2.2 響應(yīng)面分析

2.2.1 回歸模型的建立與分析

圖5 蛋糕油添加量對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響

參照表2 實(shí)驗(yàn)因素及設(shè)計(jì)水平進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4，利用Design-Expert 軟件進(jìn)行二次多項(xiàng)回歸擬合， 得到綜合評(píng)分Y 與青稞粉添加量A、木糖醇添加量B 、 雞蛋添加量C 的多元回歸方程為:Y =82.00+0.29A+0.14B+3.45C-0.88AB + 0.90AC +0.75BC-5.26A2-5.46B2-6.64C2。

由表5 可知，回歸模型P <0.000 1 為極顯著，R2= 0.998 7，R2adj= 0.997 1， 說明該模型能夠較好地反映響應(yīng)值的變化，方程的失擬項(xiàng)不顯著，表明該方程對(duì)實(shí)驗(yàn)的擬合較好。對(duì)綜合評(píng)分影響極顯著( p ＜0.000 1) 的是一次項(xiàng)C，交互項(xiàng)AB、AC、BC，二次項(xiàng)A2、 B2、 C2；對(duì)綜合評(píng)分影響顯著( p ＜0.05) 的是一次項(xiàng)A； 三因素對(duì)綜合評(píng)分的影響順序?yàn)镃＞A＞B，即雞蛋添加量＞青稞粉添加量＞木糖醇添加量。

表4 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕Box－Behnken 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

表5 回歸及方差分析結(jié)果

2.2.2 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)得到的各因素最佳添加量是：青稞粉添加量20.47%，木糖醇添加量70.13%，雞蛋添加量155.29%，綜合評(píng)分最優(yōu)預(yù)測(cè)值為82.46 分。為了實(shí)際操作便利， 將回歸方程優(yōu)化得到的加工工藝條件調(diào)整為：青稞粉添加量20%、木糖醇添加量70%、雞蛋添加量155%。

蛋糕的彈性、硬度、咀嚼性對(duì)評(píng)價(jià)其品質(zhì)來說是重要因素。 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕最終產(chǎn)品與電飯煲無水海綿蛋糕的參數(shù)比較如表6 所示，最優(yōu)產(chǎn)品的彈性略大于對(duì)照組， 硬度以及咀嚼性都小于對(duì)照組，說明最優(yōu)產(chǎn)品相較于對(duì)照組更柔軟，適口性更好， 主要是因?yàn)槟咎谴嫉募尤胗兄诘皾{和脂肪攪打發(fā)松， 最優(yōu)產(chǎn)品綜合評(píng)分與其最優(yōu)預(yù)測(cè)值結(jié)果近似，相對(duì)誤差較小。

表6 電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕與電飯煲無水海綿蛋糕的參數(shù)比較

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)通過在單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合感官評(píng)分和比容測(cè)定得出電飯煲無水低糖青稞海綿蛋糕的最佳配方 （以低筋粉和青稞粉的混合粉記為100%）：雞蛋液155%、木糖醇70%、蛋糕油8%、混合粉中低筋面粉80%及青稞粉20%。 電飯煲蒸煮時(shí)間約44 min。 在此配方下制得的蛋糕不僅口感細(xì)膩、質(zhì)地柔軟，具有青稞獨(dú)特的風(fēng)味，而且營養(yǎng)豐富，具有最佳品質(zhì)。