山药发糕的配方优化

田盼盼，朱照武，程超

（湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北恩施445000）

山药发糕的配方优化

田盼盼，朱照武，程超*

（湖北民族学院生物科学与技术学院，湖北恩施445000）

以山药粉、小麦粉为主要原料生产发糕，采用感官鉴评和质构分析两种方法对配方进行优化。结果发现，山药发糕的最佳配方为山药粉与小麦粉比例5∶1，白砂糖14%，发酵剂0.25%，山药粉小麦粉比例对山药发糕的品质影响最大。山药发糕最佳保水剂为0.1%单甘酯，0.1%蔗糖酯，0.05%β-环状糊精和0.2%的乳酸钙，此条件下生产的山药发糕品质最优。

山药粉；小麦粉；白砂糖；发酵剂；保水剂

山药是植物薯蓣（Dioscorea opposita Thunb.）的地下块茎[1]，富含淀粉、蛋白质[2]和游离氨基酸[3]等营养成分，还含有Zn、Fe、Mn、Cu、Se和Ca等矿物质元素[4-5]。山药中以山药多糖为主的活性成分，具有抗氧化、延缓衰老[6-7]、降血糖、降血脂[8]、抗肿瘤、抗突变和良好的免疫调节作用[9-10]，还能调节脾胃[11]，具有很好的保健作用。食品发酵是通过利用微生物的作用以丰富和改善原产品的风味、质地和营养价值，增加食品的稳定性，并可产生许多功能性物质或降低原料中的有害物质，赋予食物更多的功能性，并提高其经济价值[12]。目前山药主要是作为蔬菜类开发，作为类似发糕类产品的开发还未见，因此本试验利用感官和质构分析两种评价方法研究了山药发糕配方，旨在为山药充分利用提供一些理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

山药、优质白砂糖、小麦粉、安琪高活性干酵母（食用级）：当地超市；柠檬酸、抗坏血酸、单甘脂、蔗糖酯、β-环状糊精、乳酸钙（分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

RT-02A型2两装粉碎机：荣聪精密科技有限公司；ZX-9140MBE电热鼓风干燥机：上海博迅实业有限公司医疗设备厂；TA.XT.PLUS质构分析仪：美国Stablele Micro System公司；SHY-2A数显水浴恒温振荡器：金坛市科兴器厂。

1.3 试验方法

1.3.1 山药发糕加工工艺流程

1.3.2 质构特性分析

采用TA.XT.PLUS型质构分析仪，p/50平底柱形探头。质构分析（texture profile analysis，TPA）测定条件：测前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，形变75%；两次压缩停留时间3 s；数据采集速率为250 pps；触发值是5 g。得到表征质构状况的评价参数：硬度、黏着性、弹性、黏聚性、胶黏性、咀嚼性、回复性[14-16]。

1.3.3 产品感官评价指标

用定量描述和感官剖面检验法中的独立法对所得各产品进行感官鉴定与分析，由10人组成的评定小组依据产品的色泽、外形、表皮、内部组织和口感进行评分，每项感官20分，满分100分，各项评及最终结果均保留一位小数。评分依据见表1。

表1 山药发糕感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of fermented yam cake

2 结果与分析

2.1 发酵剂添加量对山药发糕的影响

在山药粉70%，小麦粉14%，白砂糖14%条件下添加不同量发酵剂，制作成山药发糕，其感官评定和质构分析结果见表2。

表2 发酵剂添加量对山药发糕感官和质构特性的影响Table 2 Effect of fermentation starter addition on sensory and texture characteristic of fermented yam cake

由表2可以看出，随着发酵剂用量增加，山药发糕的弹性逐渐增加，当发酵剂用量为0.15%时弹性达到最大，硬度最小，如果发酵剂用量继续增加，弹性下降，硬度上升，可能是由于发酵剂用量过高，产气量过大，导致山药发糕的面筋网被过大拉伸，从而使其持气性下降。但是0.20%发酵剂产品感官评分略高于0.15%，但统计分析二者无显著差异，因此添加0.20%发酵剂综合指标较好。

2.2 加糖量对山药发糕的影响

在山药粉70%，小麦粉14%，发酵剂0.20%条件下添加不同量的白砂糖，制成的山药发糕的感官评分和质构分析结果见表3。

由表3可以看出，随着白砂糖添加量的增加，山药发糕的硬度逐渐减小，弹性、黏聚性等均呈现增加趋势，这可能是因为糖用量增加，酵母的产气量增加，因此弹性增加，硬度下降。但当白砂糖的添加量为14%时山药发糕的硬度反而增加，可能是因为糖用量过大，会产生高渗透压，从而导致酵母发酵受阻，产气量下降，导致硬度增加，弹性等指标下降。因此最佳白砂糖添加量为12%。

表3 白砂糖添加量对山药发糕的感官和质构特性的影响Table 3 Effect of sugar addition on sensory and texture characteristic of fermented yam cake

2.3 山药粉与小麦粉的比例对山药发糕的影响

在山药粉70%，白砂糖12%，发酵剂0.20%条件下，按照不同比例添加小麦粉，制成的山药发糕的感官评分和质构分析结果如表4。

表4 山药粉与小麦粉比例对山药发糕感官和质构特性的影响Table 4 Effect of the yam powder and flour ratio on sensory and texture characteristic of fermented yam cake

由表4可以看出，随山药粉用量增加，山药发糕硬度逐渐增加，可能是因为小麦粉用量下降，面筋蛋白形成的面筋网逐渐减少，发酵过程产生的CO2气体不能保留，导致糕点的硬度增加，但是当山药粉和小麦粉比为7∶1时，由于小麦粉用量过少，面筋网不能形成，故山药发糕外观失去依托，硬度急剧下降。因此结合感官评价，山药粉与小麦粉比选择5∶1。

2.4 山药发糕配方确定正交试验

选取发酵剂添加量、山药粉与小麦粉比例、白砂糖添加量这3个因素进行正交试验，正交试验结果见表5，方差分析见表6。由表5可以看出，影响山药发糕品质的因素大小为山药粉与小麦粉比例＞发酵剂用量＞白砂糖用量。山药发糕最佳配方为A3B2C3，即发酵剂用量0.25%，山药粉与小麦粉比为5∶1，白砂糖用量14%。在最佳配方条件下进行验证试验，产品的感官评分为81.4分。产品质构分析数据显示，制得的山药发糕硬度较小2 621.418 g，弹性较大0.864 g，黏聚性较大0.448 g，咀嚼性较大1 741.872 g，回复性较小0.334 g，具有较好的品质[17]。

表5 山药发糕配方优化正交试验结果与分析Table 5 Factors and levels of orthogonal experiment for yam cake formula optimization

表6 山药发糕配方优化正交试验结果方差分析Table 6 Variance analysis of orthogonal experiment for yam cake formula optimization

由表6可以看出，山药粉、小麦粉比主要影响山药发糕的外观形状、表皮、内部组织状态等，达到了极显著水平；发酵剂用量主要影响山药发糕的口感，达到了极显著水平。

2.5 山药发糕保水剂确定正交试验

表7 山药发糕保水剂优化正交试验结果与分析Table 7 Factors and levels of orthogonal experiment for yam cake water retention agent optimization

表8 山药发糕保水剂优化正交试验结果方差分析Table 8 Variance analysis of orthogonal experiment for yam cake water retention agent optimization

单独由2.4优化的原料加工成的山药发糕易老化，因此以2.4优化配方为基础，对其保水剂进行研究，根据参考文献[18-21]，选取单甘酯、蔗糖酯、β-环状糊精、乳酸钙为4个因素，采用4因素3水平[22]进行正交试验，结果见表7和表8。由表7可知，山药发糕保水剂最佳组合为单甘酯0.1%、蔗糖酯0.1%、β-环状糊精0.05%、乳酸钙0.2%，即单甘酯、蔗糖酯、β-环状糊精、乳酸钙比例为2∶2∶1∶4，在此条件下进行验证试验，山药发糕的感官评分为84.7分。4种保水剂对山药发糕品质影响的主次顺序为单甘酯＞乳酸钙＞β环状糊精>蔗糖酯。

由表8可知，β-环状糊精对产品外形、表皮和口感的影响最大。这可能是因为β-环状糊精溶解度较大，在水溶液中可同时与亲水性物质和疏水性物质结合，具有较高持水性[23]，同时可以改善食品风味，脱除不良气味和对人体有害的物质[24]。蔗糖酯对产品色泽和口感影响较大，因为蔗糖酯能进入直链淀粉螺旋结构形成复合物，从而抑制淀粉结晶，防止淀粉老化[25]。乳酸钙对产品内部组织影响最大，且对产品色泽、表皮、口感影响也较大。可能因为乳酸钙可保持食品水分、调节酸度和抗氧化[26]。

3 结论

通过单因素以及正交试验得出山药发糕最佳配方为山药粉与小麦粉比例5∶1，白砂糖14%，发酵剂0.25%。此种山药发酵粉的最佳乳化剂配方为单甘酯0.1%、蔗糖酯0.1%、β-环状糊精0.05%、乳酸钙0.2%，按照配方所制得的山药发糕的颜色为淡麦黄色，表面光滑，无斑点，内部气孔均匀，无塌陷和隆起，无糖粒疙瘩，无生粉，黏度合适，甜度适中，山药味合适，入口绵软香甜，松软可口。

[1]斐鉴.中国植物志，第16卷，第一分册[M].北京：科学出版社，1985.

[2]王飞，刘红彦，鲁传涛，等.5个山药品种资源的农艺性状和营养品质比较[J].河南农业科学，2005（3）：58-60.

[3]唐世蓉，庞自洁.山药的营养成分分析[J].中药通报，1987（4）：38-40.

[4]杭悦宇，秦慧贞，丁志遵.山药新药源的调查和质量研究[J].植物资源与环境，1992（2）：10-15.

[5]廖朝晖，朱必凤，刘安玲，等.山药主要生化成分含量的测定[J].韶关学院学报：社会科学版，2003（6）：67-69.

[6]苗明三.怀山药多糖对免疫功能的影响[J].河南中医，1996（6）：23-24.

[7]苗明三.怀山药多糖对小鼠免疫功能的增强作用[J].中药药理与临床，1997（3）：26-27.

[8]蒋艳玲.怀山药多糖对衰老小鼠免疫器官组织的影响[J].河南中医药学刊，2002（6）：18-19.

[9]胡国强，杨保华，张忠泉.山药多糖对大鼠血糖及胰岛释放的影响[J].山东中医杂志，2004（4）：230-231.

[10]郜红利，肖本见，梁文梅.山药多糖对糖尿病小鼠降血糖作用[J].中国公共卫生，2006（7）：804-805.

[11]李树英，陈家畅，苗利军，等.山药健脾胃作用的研究[J].中药药理与临床，1994（1）：19-21，16.

[12]杜鹏，霍贵成.传统发酵食品及其营养保健功能[J].中国酿造，2004，23（3）：6-8.

[13]刘海滨，赵红燕，王宁，等.山药加工过程中护色方法的研究[J].中国农学通报，2009，25（4）：62-64.

[14]殷俊，梅灿辉，陈斌，等.肉丸品质的质构与感官分析[J].现代食品科技，2011（1）：50-55.

[15]陈娟，徐学明.软曲奇质地的TPA质构分析[J].中国粮油学报，2008（1）：194-197，202.

[16]王海鸥，姜松.质构分析（TPA）及测试条件对面包品质的影响[J].粮油食品科技，2004（3）：1-4.

[17]赵延伟，耿欣，陈海华，等.面包及蛋糕的质构与感官评价的相关性研究[J].中国农学通报，2012（21）：253-259.

[18]张岩，仇宏伟，栾明川，等.单甘脂对马铃薯全粉品质的影响[J].莱阳农学院学报，2002（1）：75-77.

[19]张百胜，张心田.蔗糖酯的特性及在食品中的应用[J].农产品加工（学刊），2006（5）：76-77.

[20]郑志，张原箕，罗水忠，等.添加剂对方便米饭特性的影响[J].食品科学，2010，31（24）：120-123.

[21]毛羽扬，高蓝洋，朱在勤，等.单甘酯和硬脂酰乳酸钙/钠对扬麦16面粉理化品质特性影响的研究[J].食品科学，2008，29（11）：65-68.

[22]杜双奎.食品试验优化设计[M].北京：中国轻工业出版社，2011.

[23]蒋彩虹，王利，梁智慧，等.β-环状糊精在脱水蔬菜应用中的研究[J].食品科学，2000，21（4）：35-37.

[24]谢霖，袁华，刘欣，等.β-环状糊精在食品工业上的应用与研究进展[J].广州食品工业科技，2000（3）：49-51.

[25]刘小杰，何国庆，袁长贵，等.蔗糖酯的合成工艺及其应用研究[J].食品与发酵工业，2001（11）：64-69.

[26]中华人民共和国卫生部中国国家标准化管理委员会.GB 2760—2007食品添加剂使用卫生标准[S].北京：中国标准出版社，2007.

Formula optimization of fermented yam cake

TIAN Panpan,ZHU Zhaowu,CHENG Chao*
(School of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000 China)

Using yam powder and wheat flour as main raw materials to produce fermented yam cake,the formula was optimized by sensory evaluation and texture analyzer method.The results showed the optimal formula was as follows:yam powder and wheat flour ratio 5∶1,sugar 14%and fermentation starter 0.25%.The proportion of yam powder and wheat flour had largest effect on the quality of fermented yam cake.The optimal water retention agent formula of fermented yam cake was monoglyceride 0.1%,sucrose ester 0.1%,β-cyclodext-rine 0.05%and calcium lactate 0.2%.Under this condition,the product had the optimal quality.

yam powder;wheat flour;sugar;starter culture;water retention agent

TS205.5

A

0254-5071（2014）10-0161-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2014.10.039

2014-08-04

湖北省教育厅青年项目（Q20122903）

田盼盼（1989-），女，硕士研究生，研究方向天然产物开发。

*通讯作者：程超（1976-），女，副教授，博士，研究方向食品化学及生物资源开发利用。