液氮速冷技术对海绵蛋糕口感的改良

□ 乔 兴 杨果果 张喜庆 马布林 四川旅游学院

液氮速冷技术对海绵蛋糕口感的改良

□ 乔 兴 杨果果 张喜庆 马布林 四川旅游学院

本文通过基础数据的采集、定量分析、单因素实验等的方法，得到了液氮速冷技术可以使海绵蛋糕脆性口感达到最佳的数据配比，并以此产生一种新型糕点种类，可制成商品化产品进行推广销售。

液氮速冷技术；脆性口感；低脂健康

随着社会经济的迅速发展，人们对生活水平的要求越来越高，对生活方式的追求也越来越全面，而且人们对食品的安全性、营养和各种感官性状的要求也越来越高。在满足身体基本需求的同时，人们也在不断探索新的方式，拓宽新的领域，以满足自己对精神世界的需求。因此，现有蛋糕的口感形式远远不能满足人们的追求，出现一种新的蛋糕的口感形式，不仅是对传统的突破，更是对传统制冷技术的创新与改革。

通过利用液氮速冷技术，使海绵蛋糕达到一个疏松多孔的固性状态及酥脆的口感，然后在咀嚼的同时慢慢变得柔化，对品尝者来说有一个口感的层次性变化，且其营养能够保留到最大程度。改变现实生活中人们对传统海绵蛋糕的认知以及对其各种营养价值的利用，从而使人们了解液氮的速冷技术相比传统的制冷技术的优势，最后达到提高液氮速冷食品在冷冻食品中所占的比例。

1 海绵蛋糕简介及概念创新

海绵蛋糕是以鸡蛋、砂糖、小麦粉为主要材料，利用鸡蛋的起泡性与气泡的稳定性，烘烤成海绵状组织的制品，是西式蛋糕里面的一个重要品种。海绵蛋糕的主要物理特性是组织柔软而富有弹性，内部多孔。海绵蛋糕的膨松来自于蛋清蛋白的发泡作用，由此而形成具有一定硬度的泡沫结构[1]。海绵蛋糕表面呈金黄色，内部呈乳黄色，色泽均匀一致，糕体较轻，组织细密均匀，无大气孔，柔软而有弹性，口感不黏、不干，轻微湿润，蛋味甜味相对适中[2]。海绵蛋糕由于加入辅料种类不同而呈现各式各样的品种，如巧克力味海绵蛋糕、红枣味海绵蛋糕、杂粮海绵蛋糕等。本文所用蛋糕产品为红枣味海绵蛋糕，其甜味比较突出，在比较液氮速冷技术对海绵蛋糕甜味改变时，比较容易作出判断。

1.1 烤制海绵蛋糕对人体危害

人们普遍认为蛋糕的口感松软可口、富有弹性，市面上也存在一种口感是酥脆的蛋糕，但那是通过在源于蛋糕的表面刷一层黄油后烤制得到的。本身在制作海绵蛋糕的配料中就已经含有很多高热量的成分，如鸡蛋、黄油、白糖、食用植物油和食品添加剂等。通过在蛋糕表面涂抹一层黄油烤制得到的脆性蛋糕，不仅会有非常油腻的口感，而且也对人们的身体健康会造成一定的危害。

1.2 脆性海绵蛋糕丰富市场品种

据相关资料显示，在海绵蛋糕的制作过程中，所使用的全部油脂大概会有10%～15%的油脂进入到人体，被人体消化吸收，相对人体健康所需要的油脂消耗过多，尤其针对微胖和肥胖患者。利用液氮速冷技术，制作脆性海绵蛋糕的过程中不再使用任何油脂，这种新的概念在人们追求脆性口感的同时，对自身的身体健康也不会造成任何负担，完全在人体可以消耗的范围内。所以，制作这样一款低脂脆性海绵蛋糕不仅符合大众对一种全新健康生活方式的追求，同时也可以使低脂脆性海绵蛋糕占据更多的市场份额，丰富市场产品的种类。

2 液氮的特性及液氮速冷技术的应用现状

在我国，随着工业的发展和超低温技术的应用，液氮作为冷媒已在国防、电子、医卫等部门有较多的应用，利用它来冻结食品还未普及。对大多数中国食品制造商来讲，液氮速冷的应用还是一个全新的加工工艺，目前只有极少数在食品加工中使用液氮，在商业烹饪加工中使用较少，基本运用在液氮冰淇淋和燕鲍翅涨发两个方面。

2.1 液氮的基本特性

液氮是氮气（占大气体积比78.03%，重量比75.50%）在高压下的一种惰性、无色无味、无腐蚀性、微溶于水且易流动的液体[3]，主要用于食品冷藏、冶金工业、医用冷冻治疗等。液氮速冷技术以液氮为冷源，通过液氮与食品的直接接触所吸收大量的潜热和显热致使食品冻结，由于在冷冻过程中瞬间带走大量的热量，导致食品由内向外迅速降温而冻结。此外，相比其他传统制冷技术，可以达到更高的降温速率及更低的温度，而且冷冻时间较长，食品品质好，安全卫生无污染[4]。

2.2 液氮速冷技术的市场应用

液氮速冷技术是一种新型的食品冷冻方法，液氮速冻以其超速冻结食品并维持其高品质的优点而受消费者和企业的青睐。早在20世纪80年代，印度就已经把液氮技术应用于鸡肉、羊肉和土豆的速冻[5]。冷冻食品在中国拥有巨大的市场份额，仅上海地区来讲，每年速冻食品约15万t，冰淇淋约8万t。所以，液氮速冷技术的市场实用价值明显，用于食品的冷加工也将占据一定的市场份额。

3 实验操作的实施过程简介

自该科研项目命题以后，课题组成员就搜集、整理液氮速冷技术和海绵蛋糕的相关资料，成立了项目研究小组和市场调查小组，向成都杰顺实业有限公司详细了解了更加具体的液氮的性质、保存方法、运输及使用时的注意事项，并且向麦的多（成都好味食品有限公司旗下品牌）、安德鲁森（安德鲁森食品集团品牌）、好利来等多家连锁店详细了解各种海绵蛋糕和脆性蛋糕的售卖情况。在此基础上，确定了课题的实施方案，并按计划有序的实施。

图1 工艺流程图

3.1 材料与方法

3.1.1 材料与设备

材料：500 g海绵蛋糕。海绵蛋糕空洞稍大，厚度1 cm，体积4 cm3、8 cm3、16 cm3。

设备：液氮罐、厚底不锈钢盆、木铲、护目镜、医用手套、秒表和餐刀。

3.1.2 实验方法

（1）工艺流程，具体如图1所示。

（2）制作方法：单因素实验对比法。模型保持500 mL液氮量，海绵蛋糕体积8 cm3不变，依次改变时间2 s、10 s、20 s，观察海绵蛋糕的质地变化，以下实验同上。

（3）操作要点及要求：通过控制其他变量，改变单一变量因素。

3.2 结果与讨论

3.2.1 研究方法

（1）调查总结研究法。查阅并整理关于液氮速冷技术优缺点、传统制冷技术的制作工艺、液氮在各方面的应用（尤其是在冷加工方面）及各种不同口味、口感蛋糕制作工艺的文献资料，对液氮生产工厂和各蛋糕连锁店进行实地调研。

（2）实验法。运用单因素实验法，通过在实训楼原料配置间和食品分析实验室的操作，对比出液氮量、海绵蛋糕体积大小（质量）、液氮浸泡（冷冻）时间分别改变海绵蛋糕的口感，确定出一组最符合人们对低脂脆性海绵蛋糕口感要求的数据，并深入研究，可供厂家批量生产。

3.3 实验方案

准备实验所需要的所有设备，在详细了解液氮的操作要求下进行实验操作：①在一定液氮量、一定海绵蛋糕体积的情况下，探究不同液氮浸泡冷冻时间对海绵蛋糕质地的影响；②在一定液氮量、一定液氮浸泡冷冻时间的情况下，探究不同海绵蛋糕体积对海绵蛋糕质地的影响；③液氮浸泡冷冻时间和海绵蛋糕体积一定的情况下，探究不同液氮量对海绵蛋糕质地的影响。

确定基础数据、最佳配比、最适口感。

表1 脆性口感数据分析表

表2 脆性口感数据分析表

表3 脆性口感数据分析表

4 数据及结论

当二十七组实验做完之后，可以先确定其中的一种因素，然后改变其他两种因素进行实验分析，表格如下：实验中，当液氮的量控制在100 mL时，海绵蛋糕的脆性口感数据分析表。由表1可知，当液氮使用量为100 mL、海绵蛋糕的规格为3×5×1（8 g）一定、改变液氮浸泡冷冻时间时，对海绵蛋糕产生不同的效果。由表1可知，当液氮浸泡冷冻时间为60 s时，海绵蛋糕口感还不是最佳，咀嚼时较易粘在舌头上，所以减小海绵蛋糕的规格再次进行实验。

由表2可知，当液氮使用量为100 mL、海绵蛋糕的规格为3×2.5×1（4 g）一定、改变液氮浸泡冷冻时间时，对海绵蛋糕产生不同的效果。当液氮浸泡冷冻时间为30 s时，海绵蛋糕甜度合适，60 s时脆度合适，但咀嚼还是较易粘在舌头上，所以再次减小海绵蛋糕规格进行实验。

由表3可知，当液氮使用量为100 mL、海绵蛋糕的规格为1.5×2.5×1（2 g）一定、改变液氮浸泡冷冻时间时,对海绵蛋糕产生不同的效果。当液氮浸泡冷冻时间为30 s时，海绵蛋糕脆度适中，甜度适中，口感也最佳。

对比上述三组实验数据，呈现的结果确定出的最佳实验数据是：液氮用量为100 mL、海绵蛋糕规格长1.5 cm×宽2.5 cm×高1 cm（重2 g）时，液氮浸泡冷冻时间30 s。

5 实验总结结论

通过实验现象就可看出，液氮速冷技术对海绵蛋糕的口感有巨大的改变，从原先的柔软富有弹性变得酥脆可口，相比传统烘烤做法，液氮速冷技术制作低脂脆性海绵蛋糕更加方便快捷、健康环保，符合人们对健康饮食的要求。

目前，普通的冷冻技术很难满足消费者对色香味、营养损失少等品质方面的要求，而液氮速冷技术因冻结速度快、破坏少和干耗小等优点，能弥补普通冷冻技术不足。液氮速冷技术还未在商业烹饪活动中广泛推广使用，随着不断的深入研究，液氮对于改变食材质地和口感，对于传统烹饪的加工技法的革新是可以预期的。同时，液氮速冷技术是一种低能耗、绿色环保的冷技工技术，但液氮速冷技术也存在设备成本和储存成本高，烹饪食材易龟裂，并且烹饪原料的厚度和形体不宜过厚、过大等缺点，烹饪食材的冻干效率与食材特性间的相关性有待深入研究[6]。

[1]胡嘉鹏.影像海绵蛋糕物理性质的诸因素[J].食品工业科技,1990(3):26-28.

[2]郭玲玲,高海燕,李刚,等.海绵蛋糕的研制[J].粮油加工，2009(12):147-149.

[3]张洁,华泽钊.液氮在低温生物医学和食品冷冻冷藏中的应用[J].深冷技术,2000(1):46-49.

[4]乔兴.液氮速冷技术对姜汁秋葵菜肴口感的改良初探[J].食品安全导刊,2015(21):121-122.

[5]余世锋.液氮速冷技术在食品中应用的研究发展[J].食品工业,2013(1):150-153.

[6]晨曦.海绵蛋糕的制作[J].农产品加工,2008(8):26-27.