魔芋玫瑰茄海绵蛋糕配方的研究

王丽霞，邹 雨，朱 丽，陆东和

（1.莆田学院环境与生物工程学院，福建，莆田351100 2.福建省农业科学院农业工程技术研究所，福建，福州350003）

玫瑰茄作为新兴的食品及食品工业原料，其茎和叶用于制作沙拉或者和鱼、肉一起烹调，其种子用于提取籽油、熬汤、或者发酵产生肉的替代调味品；花萼用于制作高级饮料[1]、果酱[2]、果冻[3]、酱油、酸辣酱、发酵酒[4]、蜜饯、沙拉、汽水、冰茶、热茶、罐头、汽酒、糕点夹馅、豆腐等食品，也可用于提取玫瑰茄色素，用作食品添加剂[5]。玫瑰茄色素又称玫瑰茄红，它是一种天然食用色素的红色着色剂，主要为飞燕草素及矢车菊素-3-桑布糖苷等花色苷[6]，具有多种生理功能，如抗氧化、清除自由基、抗炎、减肥、降血脂、降血压、抑制血小板聚集、利尿、抗泌尿系结石、抗菌、抗癌、保肝、护肾、抗肿瘤、免疫调节、解除镉中毒等功能[5]。酸性条件下呈红色，对光、热敏感，遇氧和金属离子不稳定[7]，一般用于偏酸性、不需要高度加热的食品，如冷饮、果冻、果酱、糖浆、粉末饮料等。目前，其在焙烤食品中的应用仅有少许报道[8-9]，如洪璇等[9]采用柠檬汁调节蛋清碱性及添加玫瑰茄花萼超微粉碎粉的方法制作了玫瑰茄天使蛋糕，并保持了玫瑰茄花色苷的色泽。魔芋粉之主要成分葡甘聚糖具有清除自由基、抗衰老、降血脂、减肥、补钙、提高机体免疫、解毒、预防和减少肠道疾病等保健功能作用[10-11]，用在焙烤食品中具有增大比容、改善外观和组织结构等作用[11]。在蛋糕制作中加入魔芋粉，增强蛋糕的保水性、弹性、韧性，增大蛋糕体积，食用时细腻可口，不掉渣，延长保质期[12]。

海绵蛋糕是利用蛋白的发泡性，将空气混入蛋液中，并添加面粉及其他辅料焙烤而成的一种糕点，深受现代人的喜爱。如今，人们生活水平提升，对食品品质愈加重视，不仅强调口感，而且更加注重食品营养与安全。传统的海绵蛋糕缺乏维生素、矿物质与膳食纤维等，营养价值上有一定缺陷[13]。在传统海绵蛋糕配方中加入玫瑰茄及魔芋粉，不仅能够丰富蛋糕的花色品种，同时也提高了蛋糕的营养价值、功能成分及风味，符合当今人们的饮食需求，有利于拓展传统蛋糕市场。本研究拟研制玫瑰茄海绵蛋糕，优化其配方，并采用胶体包埋的方法保持花色苷在烘烤过程中的呈色稳定性，为花色苷在蛋糕及其他焙烤食品中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

玫瑰茄花色苷，购自漳州市金三角生物科技有限公司，符合中华人民共和国国家标准GB 28312- 2012《食品添加剂 玫瑰茄红》；低筋小麦粉、魔芋粉、卡拉胶、鸡蛋、白砂糖、花生油、柠檬汁、食盐购自于当地市场。

1.2 仪器设备

AR 224CN 电子天平，奥豪斯仪器有限公司；CX-6610 打蛋器，佛山市巨献电子商务有限公司；烤炉，温州一喜商用食品机械有限公司；CT3质构分析仪，美国Brookfield；DHCT-9030电热恒温鼓风干燥箱，厦门精艺兴业科技有限公司；HH-8数显恒温水浴锅，常州恒华电器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 工艺要点

（1）玫瑰茄胶体的制备：称取一定量玫瑰茄花色苷粉末及卡拉胶，与纯净水按比例混合，搅拌均匀后静置半小时，配制玫瑰茄卡拉胶混合胶体。

（2）蛋黄糊的制备：将蛋黄用打蛋器打散，然后加入柠檬汁中和蛋黄的酸性，加入过筛的低筋小麦粉和盐，用翻板搅拌均匀后，加入配制好的玫瑰茄胶体，再拌匀。

（3）蛋白糊的制备：用打蛋器将蛋清、糖、魔芋粉和柠檬汁打成泡沫状，当泡沫为干性状态时，即在提起打蛋器时蛋白能拉出一个短的，直立的尖角，打发完成，静置待用。

（4）混合蛋白糊和蛋黄糊：将蛋黄糊倒入蛋白糊中，用翻板翻拌均匀，加入花生油继续翻拌均匀。

（5）烘焙：设置烤箱面火温度120 ℃，底火温度140 ℃，预热10 min，将混合好的面糊盛七八分满倒入模具中，并将模具在桌上使劲震两下以排除面糊中气泡，放入烤箱中，烘烤20 min。

（6）冷却：将烤好的蛋糕从烤箱中取出，冷却后即得成品。

1.3.3 单因素实验

（1）白砂糖对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响：以面粉用量为基准，鸡蛋200%、魔芋粉12.5%、大豆油30%、柠檬汁140%、玫瑰茄胶体(1.25g/20 mL) 100%，食盐1%。白砂糖添加量分别为65%、70%、75%、80%、85%，按工艺流程制成海绵蛋糕，进行感官评价和质构特性测定。

（2）魔芋粉对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响：以面粉用量为基准，鸡蛋200%、大豆油30%、柠檬汁140%、玫瑰茄胶体（1.25 g/20mL）100%、白砂糖75%，食盐1%。魔芋粉添加量分别为7.5%、10%、12.5%、15%、17.5%，按工艺流程制成海绵蛋糕，进行感官评价和质构特性测定。

（3）花生油对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响：以面粉用量为基准，鸡蛋200%、魔芋粉12.5%、柠檬汁140%、玫瑰茄胶体（1.25 g/20 mL）100%、白砂糖75%，食盐1%。大豆油添加量分别为20%、25%、30%、35%、40%，按工艺流程制成海绵蛋糕，进行感官评价和质构特性测定。

（4）柠檬汁对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响：以面粉用量为基准，取鸡蛋200%、魔芋粉12.5%、大豆油30%、玫瑰茄胶体（1.25 g/20 mL）100%、白砂糖75%，食盐1%。柠檬汁添加量分别为120%、130%、140%、150%、160%，按工艺流程制成海绵蛋糕，进行感官评价和质构特性测定。

（5）玫瑰茄花色苷胶体浓度对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响：以面粉用量为基准，取鸡蛋200%、魔芋粉12.5%、大豆油30%、柠檬汁140%、白砂糖75%，食盐1%。玫瑰茄花色苷胶体浓度分别为1.15 g/20 mL、1.2 g/20 mL、1.25 g/20 mL、1.3 g/20 mL、1.35 g/20 mL，其中卡拉胶固定为1g，玫瑰茄花色苷分别为0.15 g、0.2 g、0.25 g、0.3 g、0.35 g，纯净水为20 mL，目的在于利用卡拉胶包埋玫瑰茄花色苷，按工艺流程制成海绵蛋糕，进行感官评价和质构特性测定。

1.3.4 正交试验

选择白砂糖、柠檬汁、魔芋粉及玫瑰茄胶体浓度为因素，感官评分、质构性能（硬度）为指标进行四因素三水平正交试验，对蛋糕配方进行优化。

1.4 蛋糕感官评价

表1 魔芋玫瑰茄海绵蛋糕评分标准 Table1 Standard of sensory evaluation of konjac roselle sponge cake

参考国家标准GB/T 20977-2009《糕点通则》、GB/T 24303-2009《粮油检验 小麦粉蛋糕烘焙品质试验 海绵蛋糕法》及行业标准 SB/T10030-1992《蛋糕通用技术条件》制定魔芋玫瑰茄海绵蛋糕的质量评价标准，对其进行感官评定，取平均值。

1.5 理化指标检测

1.5.1 硬度的测定

使用CT3 质构仪测定玫瑰茄海绵蛋糕的硬度。测定条件为：选用TA4/1000 探头，TPA 模式，触发点负数0.1 N，测试速度1.00 mm/s，目标值10 mm，每组蛋糕重复3 次取平均值[10]。

1.5.2 水分含量的测定

参考GB/T5009.3-2016 中直接干燥法。

1.5.3 比容的测定

采用小米替代法[14]：蛋糕冷却脱模称重，计质量为M。将小米与蛋糕共同置于量筒内，记体积V1，取出蛋糕，计体积V2（小米）。这样测得的体积V=V1-V2即为蛋糕的体积。利用公式V/M 计算即得比容（单位：mL/g）。

1.5.4 脂肪含量的测定

参考GB5009.6-2016 中酸水解法。

1.5.5 总糖含量的测定

参考GB/T23780-2009 中总糖的测定。

2 结果与分析

2.1 单因素实验

2.1.1 白砂糖对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响

图 1 白砂糖添加量对蛋糕硬度与感官评分的影响 Fig. 1 Effect of sugar content on the hardness and sensory scores of the cake

白砂糖对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响见图1。从图1 可知，随着白砂糖添加量的增加，蛋糕的硬度逐渐降低，这是因为随着糖量增加，蛋清黏度增加，蛋白泡沫稳定性增强，制作的蛋糕越发蓬松，弹性、柔软性增加[15]。感官评分先升高后降低，这是因为当糖的量适度增加时，色泽均匀呈紫红色，蛋糕硬度降低，组织细腻，酸甜适宜，有焦糖化产生的蛋糕烘烤香，且白砂糖能够在一定程度上稳定玫瑰茄花色苷的色泽，这是由于糖浓度高，体系水分活度降低，花色苷转变为假碱式结构的速度受到抑制[16]。但是当过量添加白砂糖时，蛋糕偏软偏甜并发粘，感官评分降低，这是由于糖为柔性材料，降低了蛋糕的组织结构。当白砂糖量为75%时，感官评分最高，此时产品甜度适中，松软细腻，色泽均匀呈紫红色，孔泡细密均匀，无焦糖化斑点。

2.1.2 魔芋粉对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响

图 2 魔芋粉添加量对蛋糕硬度与感官评分的影响 Fig. 2 Effect of konjac powder addition on the hardness and sensory scores of the cake

魔芋粉对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响见图2。由图2 可知，随着魔芋粉量增加，蛋糕的硬度先减小后增加，感官评分先增加后降低。这是由于魔芋多糖具有吸水膨胀、保湿性能，并且能够增强蛋白泡沫的稳定性，增加了蛋糕的韧性、柔软度、体积及湿润性[17]，因此蛋糕的硬度降低，感官评分增高。但是当添加量过高时，由于魔芋粉颗粒粗糙、有很强的吸水性和很高的粘度，蛋白不易打发，蛋糕糊粘稠度增加，烘烤出的蛋糕表面粗糙，膨松能力下降，蛋糕内部孔洞变大，硬度增大，魔芋气味突出，掩盖玫瑰茄风味，且魔芋粉中含少量黑点，感官评分降低。当添加量为12.5%时，感官评分最高。因此选用12.5%的魔芋粉添加量。

2.1.3 花生油对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响

图3 花生油添加量对蛋糕硬度与感官评分的影响 Fig. 3 Effect of peanut oil addition on the hardness and sensory scores of the cake

花生油对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响见图3。从图3 可以看出，花生油量的增加使蛋糕的硬度先减小后增加，感官评分先增加后减小。这是因为适量添加花生油，使得玫瑰茄海绵蛋糕更细腻，更有光泽，香味浓郁，且植物油具有保湿作用，能够防止蛋糕水分散失，保持了蛋糕的蓬松度[18]。当花生油添加量过少时，产品组织比较粗糙，硬度较大，感官评分较低；而当花生油添加量过多时，容易使蛋糕糊消泡，烘烤出的蛋糕硬度增大，蛋糕表面有些许油污，表面的油斑影响玫瑰茄海绵蛋糕的色泽，口感偏油腻，油味较重，掩盖了玫瑰茄的香味，感官评分降低。当花生油添加量在30%时，蛋糕松软细腻润滑，色泽香味口感味道最佳，感官评分最高。因此选用30%的花生油含量。

2.1.4 柠檬汁对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响

图4 柠檬汁添加量对蛋糕硬度与感官评分的影响 Fig. 4 Effect of lemon juice addition on the hardness and sensory scores of the cake

柠檬汁对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响见图 4。从图4 可以看出，随着柠檬汁量的增加，蛋糕的硬度先降低后升高，感官评分先上升后下降。这是因为适量添加柠檬汁，调节了鸡蛋蛋白的pH，使蛋清液容易起泡，且泡沫更稳定持久[14]，从而稳定蛋糕的组织结构，增加蛋糕的产量，并中和过浓的蛋腥味。而且柠檬汁能中和蛋白的碱性，增加玫瑰茄色素的呈色稳定性，因此硬度降低，感官评分增加。但是当柠檬汁添加过量时，会导致面糊，水分过多，蛋糕糊容易消泡，硬度增大，蛋糕偏酸，并增加涩味，感官评分降低。因此选用140%的柠檬汁添加量。

2.1.5 花色苷浓度对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响

花色苷浓度对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官及质构特性的影响见图 5。从图5 可以看出，当卡拉胶量固定时，随着胶体中玫瑰茄花色苷浓度的增加，玫瑰茄海绵蛋糕的硬度降低，这可能是由于玫瑰茄花色苷含量的增加稀释了卡拉胶与面粉蛋白质的相互作用，蛋糕组织疏松，硬度降低。感官评分先上升后降低，这是由于卡拉胶能够对玫瑰茄花色苷起到包埋作用，维持玫瑰茄花色苷在高温焙烤条件下的色泽稳定性，随着玫瑰茄花色苷添加量增加，蛋糕中玫瑰茄的风味和色泽突出，但是当添加过量时，超出了卡拉胶的包埋能力，玫瑰茄蛋糕的色泽偏深，暗淡，酸味过重。当玫瑰茄花色苷浓度为0.25 g/20 mL 时，海绵蛋糕具有玫瑰茄的色泽和风味，蛋糕松软细腻，此时感官评分最高。因此选用0.25 g/20 mL 的玫瑰茄花色苷浓度。

图5 花色苷浓度对蛋糕硬度与感官评分的影响 Fig.5 Effect of anthocynin concentration on the hardness and sensory scores of the cake

2.2 正交试验

表2 因素水平表 Table 2 Factor level table

表3 正交试验结果与分析 Table 3 Results and analysis of orthogonal tests

为确定魔芋玫瑰茄海绵蛋糕的最佳配方，以感官评分和硬度为指标，设计四因素三水平正交试验，对白砂糖、魔芋粉、柠檬汁添加量和玫瑰茄花色苷浓度进行优化，因素水平见表2 和表3。

由表3 可知，各因素对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕感官评分影响的主次顺序依次为C ＞ D ＞ A ＞ B，即柠檬汁添加量 ＞ 魔芋粉添加量 ＞ 白砂糖添加量 ＞ 玫瑰茄凝胶浓度，最佳因素水平组合为A1B2C2D3。各因素水平对魔芋玫瑰茄海绵蛋糕硬度影响的主次顺序依次为C ＞ A ＞ D ＞ B，即柠檬汁添加量 ＞ 白砂糖添加量＞魔芋粉添加量＞玫瑰茄凝胶浓度，最佳因素水平组为A3B2C2D1。

由于因素A 对硬度指标影响为第二因素，对感官评分影响仅为第三影响因素，因此对因素A 选择A3水平。因素B 和因素C 的感官评分和硬度指标的最佳水平都在同一水平，因此因素B 选择B2水平，因素C 选择C2水平。因素D 是感官评分的第二影响因素，是硬度指标的第三影响因素，所以D选择D3水平。综合考虑各因素对硬度指标和感官评分的影响顺序，确定的最优组合为A3B2C2D3，即白砂糖添加量为 80%，玫瑰茄花色苷浓度为0.25 g/mL，柠檬汁添加量为140%，魔芋粉添加量为15%。

2.3 验证实验

由上述正交实验结果分析，最优组合选为A3B2C2D3，而正交试验表中没有该组合，为了验证魔芋玫瑰茄海绵蛋糕配方的可靠性，依最优组合A3B2C2D3进行三次重复实验，制作的蛋糕感官评分为95 分，蛋糕呈紫红色，外形丰满周正，不起泡不收缩，香味纯正，甜度适中，柔软细腻，内部组织呈蜂窝状孔洞结构，有魔芋的气味及玫瑰茄的风味。硬度为648 g，水分含量54.13 g /100 g，比容1.33 mL/g，脂肪含量12.1 g/100 g，总糖含量19.04 g/100 g。

3 小结

以单因素和正交试验确定了魔芋玫瑰茄海绵蛋糕的最佳配方，即低筋小麦粉为基准，白砂糖添加量为80%，玫瑰茄花色苷浓度为0.25 g/20 mL（玫瑰茄花色苷粉:卡拉胶:水＝0.25 g:1 g:20 mL）添加量为100%，柠檬汁添加量为140%，魔芋粉添加量为15%，花生油添加量为30%，鸡蛋添加量200%。在上火120 ℃，底火140 ℃的条件下烘焙20 min，所得蛋糕感官评价最高，兼具魔芋及玫瑰茄的营养及风味。