淮山粉对木糖醇戚风蛋糕品质的影响

张敏华 郑宗平 陈洪彬 王宝贝 马丽娜 李金贵

(1. 泉州师范学院福建省海洋藻类活性物质制备与功能开发重点实验室，福建 泉州 362000；2. 泉州师范学院闽南特色传统食品工程研究中心，福建 泉州 362000；3. 福建省农业科学院农业生物资源研究所，福建 福州 350003；4. 泉州市芹峰淮山食品有限公司，福建 泉州 362500)

淮山(DioscoreaoppositaThunb)，又称山药，是薯蓣科植物淮山的根茎，一种药食同源植物，广泛分布在河南、河北等地[1-4]。其含有丰富的碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、多糖等营养和功效成分[5]，具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、保肝、免疫调节、补中益气、益智健脑等作用[6-9]。赵国华等[10]研究发现，淮山多糖对Lewis肺细胞瘤块有显著抑制作用；朱明磊等[11]发现淮山多糖可显著降低小鼠的血糖含量；刘伟萍等[12]发现淮山水提液可降低四氯化碳导致的小鼠肝损伤风险，且这种保护机制可能与淮山的抗氧化能力有关；赵国华等[13]发现淮山多糖提高了T淋巴细胞的增殖能力以及NK细胞的活性。

彭涛等[14]研究了淮山粉的干燥技术，发现酶解4 h、喷雾干燥进口温度为160 ℃时淮山粉的品质最佳；钟敬飞等[15]将淮山切片、烘干、粉碎、浸提后与白酒原液混合，得出制备淮山酒的最佳工艺参数为酒精度75%，m淮山∶V原酒为1∶3 (g/mL)，浸提温度60 ℃，时间3 h；钱志伟等[16]发现淮山发酵乳的最佳工艺条件为山药原浆7.5%，蔗糖8%，42 ℃恒温发酵7 h；田广瑞等[17]发现淮山脆片的最佳膨化加工工艺参数为水分含量10%，切片厚度8 mm，膨化时间45 s；张首玉等[18]以葛根粉、山药粉、面包粉、黄油为原料，加工制成葛根淮山面包，组织细腻，营养丰富。此外，淮山还可以被开发为肠道微生态调节剂[19]、保肝剂、补铁剂、保鲜剂等新产品。

目前，有关淮山的研究仍处于小试阶段，投放市场的产品较少。糖是一种重要的食品甜味剂，对食品的风味、口感、质构等有影响。但其也是一种高热量碳水化合物，食糖过多易引起龋齿、肥胖、糖尿病等健康问题，甜味抑制剂的出现虽然改善了蛋糕过甜的问题，但制作工艺会更加复杂，糖尿病患者也不能完全放心食用[20]，糖尿病(DM)是当前威胁全球人类健康最重要的非传染性疾病之一，据国际糖尿病联盟预计，2045年全球患糖尿病人数将达到6.286亿人，其中中国为1.144亿人，约占全球患病人群的27%[21]。研究拟以木糖醇作为甜味剂替代蔗糖，以低筋小麦粉、鲜鸡蛋、玉米油、柠檬汁、双效泡打粉、玉米淀粉为基本配料，添加不同量的淮山粉，探究淮山粉添加量对木糖醇戚风蛋糕的质构和品质的影响，旨在研制出既美味可口又营养健康的、适合更广大消费者人群食用的蛋糕。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

低筋小麦粉：江苏南顺食品有限公司；

淮山粉：德化县泰生元农业综合开发公司；

食用玉米淀粉：太仓市欣发食品有限公司；

精制盐：中盐东兴盐化股份有限公司；

木糖醇：山东龙力生物科技股份有限公司；

双效泡打粉：安琪酵母股份有限公司；

鲜鸡蛋：福州仁达绿色食品有限公司；

柠檬汁：意大利宝蓝吉公司；

食用植物调和油：泉州福海粮油工业有限公司；

纯牛奶：品渥食品股份有限公司。

1.1.2 主要仪器设备

电烤箱：Hauswirt型，青岛汉尚电器有限公司；

全自动色差计：ADCI-60-C型，北京辰泰克仪器技术有限公司；

万分之一电子天平：ME204E/02型，梅特勒—托利多仪器(上海)有限公司；

电热鼓风干燥箱：BGZ-146型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；

食品物性分析仪：TA-XT Plus型，英国Stable Micro Systems公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程及操作要点

原料预处理→制备蛋黄糊→蛋白打发→蛋黄糊、蛋白混合→塑形→焙烤→冷却

(1) 基本配方：混合粉60 g，纯牛奶40 g，木糖醇30 g，玉米油30 g，鸡蛋蛋白100 g，蛋黄46 g，玉米淀粉5 g，柠檬汁7 g，膨松剂1.5 g，食盐0.5 g，鲜鸡蛋4个，水适量。

(2) 制作过程：根据基本配方将添加量分别为0%，10%，20%，30%，40%，50%的淮山粉与低筋小麦粉混合，过筛称量；将木糖醇、玉米淀粉、双效泡打粉、食盐按照原料配方称量，蛋黄、蛋清分开[22-23]，分别放入无水无油的盆中，蛋清冷藏、蛋黄常温放置备用；用手动打蛋器搅拌蛋黄，加入食盐0.5 g，搅拌均匀后，依次加入40 g牛奶、30 g玉米油，搅拌均匀至呈乳黄色，加入过筛后的淮山粉与低筋小麦粉的混合粉60 g，用手动打蛋器在混合粉中画z字搅拌均匀，加入饮用水18 g，打蛋器刮起蛋黄糊，当其不间断流下时，蛋黄糊制作完成放置备用；将7 g柠檬汁加入蛋清中，用手动打蛋器打发蛋清，直到蛋清中出现鱼眼泡状，加入1/3木糖醇；继续打发至蛋白中出现大泡沫状，加入1/3木糖醇；打发蛋白使泡沫变细腻，表面出现明显纹路，加入剩余的木糖醇和5 g玉米淀粉，手动打蛋器转到低速打发，至提起打蛋器蛋白可以呈直立尖状即可；向蛋黄糊中加入1/3打发好的蛋白，搅拌面糊时，为防止面糊起筋，刮刀要向不同的方向进行切拌，或从下往上切拌，直到面糊均匀；将剩余面糊全部倒进蛋白中，采用相同的方法重新翻拌至完全均匀；取出六寸蛋糕模具，小心倒入翻拌好的蛋糕面糊，用力蹾出面糊中的大气泡；将烤箱预热5 min，上火145 ℃，下火135 ℃，烤制60 min；取出，倒扣于晾网上冷却至室温。

1.2.2 比容测定 参照文献[24]的方法，并按式(1)计算蛋糕比容。

(1)

式中：

C——蛋糕比容，mL/g；

V1——空容器体积，mL；

V2——加蛋糕后，小米的体积，mL；

M——蛋糕质量，g。

1.2.3 面糊的相对密度测定 采用相对密度法[25]，并按式(2)计算面糊的相对密度。

(2)

式中：

ρ面糊——相对密度，g/mL；

m0——容器质量，g；

m1——容器与水的质量，g；

m2——容器与面糊的质量，g。

1.2.4 水分含量测定 按GB 5009.3—2016执行，并按式(3)计算蛋糕水分含量。

(3)

式中：

X——样品中水分含量，%；

m1——称量瓶和样品的质量，g；

m2——称量瓶和样品干燥后的质量，g；

m3——称量瓶的质量，g。

1.2.5 色泽测定 使用全自动色差计进行测定。其中L*表示样品亮度，表面颜色越浅L*越大；b*表示样品的黄度，黄色调越深b*越大；a*表示样品的红色调，红色调越深a*越大。按式(4)计算各木糖醇蛋糕样品与对照组样品间的总色泽差异△E。

(4)

△E<1，人眼对总色泽差异不敏感；1<△E<3，人眼对总色泽差异敏感，可以观察到微小的色泽差异；△E>3，人眼对总色泽差异非常敏感。

1.2.6 质构测定 采用TA-XT Plus质构分析仪测定蛋糕的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、胶着性和回复性6个指标。将蛋糕切成长、宽、高分别为5 cm×5 cm×2 cm的待测样品。探头直径36 mm，测前速率1 mm/s，测中、后速率3 mm/s，触发力0.049 N，间隔时间5 s[26]。

1.2.7 感官评定 由20位受过感官评价训练的同学组成评价小组。评定指标(表1)：色泽10分、外观形态15分、气味30分、质地结构30分、口感15分[27]。

表1 淮山蛋糕感官评分标准Table 1 Sensory rating criteria for yam chiffon cake

1.2.8 数据处理 所有试验重复3次，结果用平均值±标准差表示，使用SPSS 22.0软件中的单因素方差分析(ANOVA)进行比较。P<0.05，有显著差异性；P<0.01，具有极显著差异。

2 结果与讨论

2.1 淮山粉添加量对蛋糕品质的影响

2.1.1 对蛋糕比容的影响 由图1可知，随着淮山粉添加量的增加，戚风蛋糕比容呈下降趋势，当淮山粉添加量为50%时，比容达到3.44 mL/g，比对照组的降低了25%。除淮山粉添加量为10%时的比容与对照组无显著性差异外，其余均影响显著(P<0.05)。蛋糕面糊因受热过程中蛋白质变性、淀粉糊化交错形成面筋网络，而加入淮山粉降低了体系中的面筋含量，减弱了支撑蛋糕面糊膨胀所需要的力，故面糊比重增加，蛋糕持气能力下降，蛋糕比容变小。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图1 淮山粉添加量对蛋糕比容的影响Figure 1 Effects of the yam powder addition amount on the specific volume of the cake

2.1.2 对蛋糕面糊相对密度的影响 由图2可知，戚风蛋糕面糊的相对密度随淮山粉添加量的增加呈上升趋势，且差异显著(P<0.05)；当淮山粉添加量为50%时，戚风蛋糕面糊的相对密度达到0.24 g/mL，比对照组的增加了70.8%。

字母不同者表示差异显著(P<0.05)图2 淮山粉添加量对蛋糕面糊相对密度的影响Figure 2 Effects of the yam powder addition amount on relative density of the cake batter

2.1.3 对蛋糕水分含量的影响 由图3可知，当淮山粉添加量为10%时，戚风蛋糕含水量显著增加(为50.4%)，比对照组的上升了3.7%；当淮山粉添加量为30%，40%时，蛋糕含水量分别为51.2%，51.8%，分别比对照组的上升了5.3%，6.6%(P<0.05)；当淮山粉添加量为50%时，水分含量达到最高为52.4%，比对照组的上升了7.8%，说明淮山粉添加量对戚风蛋糕的水分含量变化具有显著影响(P<0.05)。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图3 淮山粉添加量对蛋糕水分含量的影响Figure 3 Effects of the yam powder addition amount on the cake moisture

2.1.4 对蛋糕色泽的影响 由表2可知，随着淮山粉添加量的增加，戚风蛋糕的L*值呈下降趋势，且差异显著(P<0.05)；随着淮山粉添加量的增加，a*值呈先上升后下降的趋势，与对照组相比，淮山粉添加量对蛋糕的a*值影响显著(P<0.05)；随着淮山粉添加量的增加，b*值呈先上升后下降，再上升又下降的趋势，淮山粉添加量为20%，40%，50%时的b*值与对照组存在显著性差异(P<0.05)；随着淮山粉添加量的增加，△E整体上呈上升的趋势，且淮山粉添加量为30%和40%的△E值差异不显著，其余各添加量之间差异显著(P<0.05)。综上，L*值降低，蛋糕亮度减小；a*值先增后减，蛋糕的红色调上升；b*值整体呈下降趋势，蛋糕黄度下降；当淮山粉添加量为10%时，有微小的色泽差异，当淮山粉添加量为20%以上时，有明显的色泽差异。淮山粉添加量增加，可能促进了淀粉酶和淮山粉的接触，使游离出的还原糖含量增加，焦糖化、美拉德反应增强，故亮度减小。

表2 淮山粉添加量对蛋糕色泽的影响†Table 2 Effects of the yam powder addition amount on the color of cake

2.1.5 对蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性的影响 由图4可知，随着淮山粉添加量的增加，蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性均呈先上升后下降的趋势。当淮山粉添加量为10%，蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性显著上升(P<0.05)，分别上升了9.1%，4.3%，15.2%；当淮山粉添加量达到30%时，蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性分别上升了38.5%，48.8%，38.9%，达到最大值；当淮山粉添加量为40%，50%时，蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性有所下降，但仍高于对照组。蛋糕硬度上升可能是淮山粉中缺少支撑网络结构的面筋蛋白，添加过量的淮山粉导致小麦面粉中的面筋蛋白被稀释，面筋蛋白中的网络结构被破坏，使蛋糕变形收缩，从而硬度、咀嚼性和胶着性增大。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图4 淮山粉添加量对蛋糕硬度、咀嚼性和胶着性的影响Figure 4 Effects of the yam powder addition amount on the hardness, the chewiness and the gumminess of cake

2.1.6 对蛋糕弹性、回复性和内聚性的影响 由图5可知，随着淮山粉添加量的增加，蛋糕弹性、回复性和内聚性先下降后上升。当淮山粉添加量为30%时，蛋糕弹性、回复性和内聚性达最低，比对照组分别下降了3.1%，18.9%，8.8%。淮山粉添加量对蛋糕弹性、回复性和内聚性均具有显著性差异(P<0.05)，但添加量过多，面筋网络结构遭到破坏，弹性、回复性和内聚性均减小。

字母不同表示差异显著(P<0.05)图5 淮山粉添加量对蛋糕弹性、回复性和内聚性的影响Figure 5 Effects of the yam powder addition amount on the springiness, the resilience and the cohesion of cake

2.2 淮山粉添加量对蛋糕感官评分的影响

试验发现，蛋糕的感官评分随淮山粉添加量的增加而降低。对照组的感官评分最高为95.3分，蛋糕的口感、色泽、外观、质地等方面整体比较满意；当淮山粉添加量为10%时，蛋糕的感官评分下降为93.7分，蛋糕弹性下降，表面出现收缩现象；当淮山粉添加量20%时，蛋糕的感官评分为92.7分，蛋糕回复性较差、剖面气孔分布不均匀；当淮山粉添加量为30%时，蛋糕的感官评分最低为89分，此时硬度较大，口感上较差；当淮山粉添加量为40%，50%时，蛋糕的感官评分有所上升，分别为90，91分，整体低于对照组，外观形态和质地相比于对照组较差。综上，当淮山粉添加量为10%时，蛋糕评分高于除对照组外的其他组，为最适添加量。

3 结论

考察了淮山粉添加量对木糖醇戚风蛋糕比容、面糊密度、色泽、硬度、咀嚼性、胶着性、弹性、回复性及内聚性等指标的影响。结果表明，与未添加淮山粉的戚风蛋糕相比，淮山粉添加量对木糖醇戚风蛋糕的质构和品质有较大影响。当淮山粉添加量为10%时，蛋糕的形态、质地、色泽、口感等方面较合适，因此，木糖醇淮山戚风蛋糕中淮山粉的添加为10%时较合适。后续可将淮山粉添加量至50%进行研究。