杂粮粉对混粉特性及蛋糕品质的影响

李相敏，何新益，甄润英，*

（1.天津农学院 食品科学与生物工程学院，天津300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384）

随着我国国民经济的发展，人们生活水平不断提高，饮食需求更注重产品的感官品质及营养性和安全性。在2018《中国居民膳食指南》第八条中提到：“食物多样，谷类为主”，在平衡膳食宝塔中谷类食物位居底层，每人每天应该吃250 g～400 g。但从目前全国谷物总的消费情况看，精米精面消费较多，每人每天大约500 g，粗粮及全谷物食品消费较少，而长期食用精米精面可能会造成某些营养素的缺乏[1]。目前杂粮制品花色品种相对较少，部分产品口感较粗糙，销量较低，开发具有良好感官及营养品质的杂粮制品对丰富谷杂粮市场有重要的意义。

燕麦是一种低糖、高能量、高营养食品，膳食纤维丰富，可以促进肠道蠕动，是人们作为减肥的食物之一[2-3]；荞麦具有较高的营养价值具有食药两用特性，荞麦中的蛋白质大多是球蛋白，易被人体消化吸收[4-5]；薏米含有丰富的维生素E、维生素B、硒微量元素等，其活性成分也得到了广泛研究[6]。国内外学者对3 种杂粮进行了各式各样研究。例如：李雪帆等以燕麦麸皮为主要原料加入甜荞粉、豌豆粉等杂粮粉，通过单因素正交试验研制出最佳颗粒细度的燕麦麸皮冲调粉[7]；高珊等研制出有特殊杂粮芳香味的饼干，丰富了杂粮的花色品种[8]等。

本试验采用以上3 种杂粮需经低温烘焙，再经过超微粉碎制作杂粮粉。低温烘焙不仅可以有效去除水份，最大限度的减少营养物质的损失，还使杂粮有特殊的芳香味。制作杂粮蛋糕不仅弥补了传统蛋糕原料单一的缺陷，增加了蛋糕的营养，而且丰富了蛋糕制品的花色品种，为产品的工厂化生产提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

燕麦、荞麦、薏米、鸡蛋、白砂糖、食盐、鲜牛奶：天津市家乐福超市；蛋糕油：京东食博士食品旗舰店。

1.2 仪器与设备

RBQ60 烤箱：德国 UKOEO 公司；TA.XT Plus 质构分析仪：英国Stable Micro Systems 公司；cs-100 色差仪：日本 Konica Minolta 公司；HZF-150 粉质仪、HZL-350C 拉伸仪：德国Brabender GmbH&Co.KG 公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

蛋糕工艺流程[9]如下。

1.3.2 操作要点

1）杂粮粉的制备：燕麦、薏米、荞麦按质量比 1∶1∶1混合，经低温烘焙后粉碎过100 目筛，备用。

2）打发：将全蛋 180 g、糖 80 g、食盐 2 g 放入搅拌杠，用球状搅拌器慢速1 min 使糖和盐充分溶解，再加入已融化好的蛋糕油20 g 快速搅打10 min 打发至鸡蛋完全起发，加入混粉搅拌均匀，再加入色拉油20 g和鲜牛奶20 g 搅匀。

3）注模：将蛋糕糊倒入已刷好色拉油的膜具中，七分满，振荡模具，消除气泡。

4）烘烤：面火温度 200 ℃，底火温度 180 ℃，烘烤25 min～30 min。

5）出炉：将烤盘倒置取出蛋糕，冷却后包装。

1.3.3 单因素试验

1.3.3.1 杂粮粉的添加量对产品品质的影响

固定总粉的质量分数为100 %、全蛋200 %、盐2 %、白砂糖90 %、蛋糕油20 %、牛奶20 %、色拉油20 %。调整杂粮添加量占总粉重的0%、10%、20%、30%、40%，观察蛋糕的感官评分以及混粉的粉质及拉伸特性等变化。

1.3.3.2 鸡蛋的添加量对产品品质的影响

固定杂粮粉20%、小麦粉80 %、盐2 %、白砂糖90%、蛋糕油20%、牛奶20%、色拉油20%。调整鸡蛋的添加比例，考察鸡蛋的添加量（以总粉质量计）在50 %、100%、150%、200%、250%条件下产品的感官评分。

1.3.3.3 蛋糕油的添加量对产品品质的影响

固定杂粮粉20 %、小麦粉80 %、全蛋150 %、盐2%、白砂糖90%、牛奶20%、色拉油20%。调整蛋糕油的添加比例，考察蛋糕油的添加量（以总粉质量计）在8%、9%、10%、11%、12%条件下产品的感官评分。

1.3.3.3 白砂糖的添加量对产品品质的影响

固定杂粮粉20 %、小麦粉80 %、全蛋150 %、盐2%、牛奶20%、色拉油20%、蛋糕油10%。调整白砂糖的添加比例，考察白砂糖的添加量（以总粉质量计）在60%、70%、80%、90%、100 %条件下产品的感官评分。

1.3.4 正交试验

在单因素试验基础上设计四因素三水平正交试验，按L9（34）安排试验，根据蛋糕的感官评分和质构特性确定最佳工艺参数。

1.4 指标测定方法

1.4.1 蛋糕感官评分测定

蛋糕的感官评分依照国家标准GB/T24303-2009《粮油检验小麦粉蛋糕烘焙品质试验海绵蛋糕法》[10]。从外观、风味、切面、质地等方面确定评分标准，由10名专业人员对产品进行打分，取平均值每项满分15分，评分标准见表1。

1.4.2 混粉粉质参数测定

按GB/T14614-2006《小麦粉面团的物理特性吸水量和流变学特性的测定粉质仪法》对面团的吸水率、形成时间、稳定时间、弱化度及粉质质量指数等指标进行测定[11]。

表1 杂粮蛋糕感官评分表Table 1 Multi-grain cake sensory score sheet

1.4.3 混粉拉伸参数测定

按GB/T14615-2006《小麦粉面团的物理特性流变学特性的测定拉伸仪法》对面团的拉伸曲线面积、拉伸阻力、延伸度、最大拉伸阻力等指标进行测定[12]。

2 结果与分析

2.1 杂粮粉的添加比例对蛋糕品质的影响

2.1.1 杂粮粉的添加比例对蛋糕感官品质的影响

根据感官评分表1，杂粮粉的添加对产品的外观与色泽、香气与滋味、起发性与芯部结构、质地进行评价，由10 名专业人员对产品进行打分，取平均值。满分60 分，见表2。

表2 不同杂粮添加量下产品品质感官得分表Table 2 Sensory scores of product quality under different grains

由表2 可知，随着杂粮添加量增加，蛋糕感官评分先增加再减少。当杂粮粉添加比例为0～10%时，蛋糕色泽和风味较淡，当杂粮添加量30%～40%时，添加杂粮较多，蛋糕松散不成块形。因此选择杂粮粉的添加比例为20%左右。

2.1.2 杂粮粉的添加比例对混粉粉质的影响

杂粮粉的添加比例对混粉粉质的影响，见表3。

由表3 可知，随着杂粮粉比例的增加，混粉的吸水率逐渐增加，因燕麦、荞麦、薏米中含有丰富的、易吸水的β-葡聚糖，通常面粉吸水率越高，出品率也相应增加，得到的蛋糕松软富有弹性[13]。

表3 杂粮粉添加比例对混粉粉质特性影响表Table 3 Table of effects of the proportion of mixed grain powder on the characteristics of mixed powder

弱化度反映面团在搅拌过程中的破坏程度，也代表面筋的强度。因燕麦、荞麦、薏米中不含面筋蛋白，添加适量的杂粮粉会减弱面团筋力，导致弱化度增加，弱化度越小，更有利于烘培蛋糕[14]。当杂粮粉添加量为40%时，弱化度过大，会造成蛋糕产品过于分散，因此全谷粉的添加比例不宜超过40%。

随着杂粮粉的添加，面团的形成时间和稳定时间逐渐变短，一般来说，面筋含量减少，面团的形成时间和稳定时间逐渐减少，制作的蛋糕品质越好[15]。

随着杂粮粉比例的增加，混粉的粉质质数逐渐减小，通常粉质质数越小，稳定时间越短，有利于蛋糕的制作。综上所述，杂粮粉添加比例不宜超过40%。

2.1.3 杂粮粉的添加比例对混粉面团拉伸特性的影响

杂粮粉的添加比例对混粉面团拉伸特性的影响，见表4。

表4 杂粮粉添加量对混粉面团拉伸特性影响表Table 4 Effect of the amount of miscellaneous grain powder on the tensile properties of mixed dough

由表4 可知，面团的拉伸阻力、最大阻力随着发酵时间的延长增长幅度变小，主要是因为杂粮粉本身不含面筋，与小麦粉混合后，稀释了面筋筋力，使面筋筋力减弱。拉伸曲线面积逐渐增加、延伸度变化不明显。当杂粮粉添加量为40%时，由于面筋度太低不能测试。因此，杂粮粉的添加量不易超过30%。

综合2.1.1～2.1.3 结果，可得出杂粮粉适宜添加量在30%以内。进行正交试验时选择10%、20%、30%的添加量。本试验杂粮粉添加量与李贞制作燕麦蛋糕的配方筛选时最佳比例20%结果一致[16]。

2.2 鸡蛋添加比例对蛋糕感官品质的影响

根据感官评分表1，鸡蛋的添加对产品的外观与色泽、香气与滋味、起发性与芯部结构进行评价，由10 名专业人员对产品进行打分，取平均值。满分45分，见表5。

表5 不同鸡蛋添加量下蛋糕的感官评分表Table 5 Sensory scores of cakes with different egg additions

不同鸡蛋的添加量可影响蛋糕的色泽、香味、起发性，添加少时蛋糕色泽、香味较淡，起发性不好；添加较多时蛋糕颜色较亮、蛋味较浓且过度起发[17]。由表5可知，当鸡蛋添加量为总粉重的50%～100%时，蛋香味较淡，且蛋糕的起发性与色泽较差，当鸡蛋添加质量比例在250%时，蛋香味过浓，且蛋糕有凹陷现象。鸡蛋与总粉的最佳比例为150%时感官评分最高。因此，以100%、150%、200%3 个水平进行正交试验。本试验结论与李贞在燕麦蛋糕的配方筛选试验中添加的鸡蛋最佳比例范围100%～200%结果一致。

2.3 蛋糕油的添加比例对蛋糕品质影响

不同蛋糕油使用量（以总粉质量计）下产品起发性与芯部结构的感官评分，由10 名专业人员对产品进行打分，取平均值，见表6（满分15 分）。

表6 不同蛋糕油添加量下蛋糕的感官评分表Table 6 Sensory scores for different cake oil additions

蛋糕油的添加主要影响蛋糕的起发性和芯部结构[18]。由表6 可知，随着蛋糕油比例的增加，蛋糕感官评分先增加后减少。当蛋糕油添加为8%～9%时，蛋糕的起发性较差，当调整比例为11%～12%时，蛋糕起发过度芯部气孔不均匀，松散。因此，蛋糕油最佳添加量为10%，以9%、10%、11%3 个水平进行正交试验。

2.4 白砂糖的添加比例对蛋糕产品品质的影响

根据感官评分表1，观察白砂糖的添加对产品的外观与色泽、香气与滋味的影响，由10 名专业人员对产品进行打分，取平均值。满分30 分，见表7。

表7 不同糖添加量的感官评分表Table 7 Sensory scores for different sugar additions

由表7 可知，随着白砂糖含量的增加，杂粮蛋糕感官评分先增加后减少，当其添加量为80%时感官评分最高；当白砂糖添加量在60%～70%时蛋糕甜味较淡且蓬松度较差；当白砂糖添加量为90%～100%时太甜，让人们产生腻感。因此，白砂糖最佳添加量为80 %，以70%、80%、90%3 个水平进行正交试验。本试验结论与马栎红豆薏米蛋糕加工工艺研究中白砂糖占总粉重的80%结论一致[19]。

2.5 正交试验结果与分析

根据感官评分表1，对产品的外观与色泽、香气与滋味、起发性与芯部结构、质地进行评价，满分60 分。正交试验因素水平见表8，试验结果见9。

表8 正交试验因素水平设计表Table 8 Orthogonal experimental factors level design table

由正交试验极差分析可知，在考察的4 个因素中，影响杂粮蛋糕质量的主次顺序为A＞D＞C＞B，即杂粮粉添加量＞蛋糕油添加量＞糖添加量＞鸡蛋添加量，杂粮蛋糕最佳配方为A2B3C2D2；由直观分析可知，杂粮蛋糕最佳配方为A2B3C1D2。由于糖为次要影响因素，且在单因素试验中，添加80%白砂糖时甜度最佳，因此，最终确定杂粮蛋糕的最佳配方为A2B3C2D2。即杂粮粉、鸡蛋、糖、蛋糕油的添加量为总粉质量的20%、200%、80%、10%。

表9 蛋糕配方正交试验结果及分析Table 9 Orthogonal Experimental Results and Analysis of Cake Formula

3 结论

采用单因素和正交试验得出杂粮蛋糕最佳配方为小麦粉80%、杂粮粉20%、鸡蛋200%、糖80%、蛋糕油10%、盐2%、牛奶20%。制作出来的杂粮蛋糕松软有弹性、无甜腻感、无粗糙感、带有杂粮粉特殊的香气、表面呈金黄色、内部气孔均匀、外形饱满。杂粮蛋糕作为新型营养蛋糕，丰富了蛋糕的花色品种，具有广阔的开发前景。