脂肪酸蔗糖酯对戚风蛋糕的品质和烘焙特性影响分析

向志梅，张紫薇，李晨琳，王 悦，郑立恒，吕坤泽，谢 珊，聂相珍

（桂林旅游学院休闲与健康学院，广西桂林 541006）

0 引言

随着生活节奏的加快，方便快捷的烘焙类食品成为人们消费的主流产品，蛋糕作为烘焙类食品的典范，受到越来越多消费者的喜爱[1]。戚风蛋糕因其水分含量高、柔韧性好、口感滋润松软等特点深受消费者青睐，但其存放时间不可过长，否则蛋糕组织结构易出现粗糙、松散干硬、弹性和风味变差等老化现象。蔗糖脂肪酸酯简称蔗糖酯，其英文名为Sucros Fatty Acid Estres（SE），是一种绿色、非刺激性、非离子型表面活性剂，通常由蔗糖与脂肪酸或脂肪酸衍生物通过生物、化学等方法合成[2]。在食品领域中，SE 可作为乳化剂、发泡剂、稳定剂和抗老化剂等使用[3-5]。目前，市面上改良蛋糕品质的方法主要是在蛋糕的配方中添加乳化剂、亲水胶体和酶制剂等，其中SE 作为一种乳化剂应用于蛋糕产品中，既可以与淀粉发生作用形成复合物，增强淀粉结构的稳定性，降低淀粉老化的速度[6]，也有助于空气在液相中的分布，促进气泡均匀分散和膨胀，最终使蛋糕体积增大、质地柔软[7]。

目前，国内外关于SE 的研究多集中于与其他添加剂复配使用，以探讨其品质变化的机理。例如，谢苒荑等人[8]的研究表明，乳化剂SE 和三聚甘油酯复合使用改善了戚风蛋糕的外观结构、口感，并延长了蛋糕的贮藏期，其中对SE 的重要性进行了重要描述。但关于单独使用SE 对戚风蛋糕品质及烘焙特性相关的应用研究较少。

因此，探索单一SE 的添加对戚风蛋糕品质及其烘焙特性的影响，以期对戚风蛋糕的品质改良提供一定的理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

细砂糖，广州福正东海食品有限公司提供；新鲜鸡蛋，市售；玉米油，中粮（东莞）粮油工业有限公司提供；低筋面粉（美玫牌），粗蛋白含量8.2%，江苏南顺面粉有限公司提供；SE-15 蔗糖脂肪酸酯，柳州爱格富食品科技股份有限公司提供；纯净水，华润怡宝饮料（中国）有限公司提供。

1.2 仪器与设备

TMS-Pilot 型质构仪，美国FTC 公司产品；DHG-9140ALTIA 型电热恒温鼓风干燥箱，上海齐欣科学仪器有限公司产品；XSP 系列-1CA 型光学显微镜，北京普瑞赛司仪器有限公司产品；YXB-K 型新南方烤炉，广州赛思达机械设备有限公司产品；DDQD01U1 型打蛋器，小熊电器股份有限公司产品；ACS-30A 型电子秤，上海友声衡器有限公司产品；6寸（16.7 cm×7.7 cm×14 cm）戚风蛋糕模具，广州利焙达贸易有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 戚风蛋糕配方

戚风蛋糕基本配方见表1。

表1 戚风蛋糕基本配方

1.3.2 戚风蛋糕制作流程

1.3.3 戚风蛋糕面糊密度的测定

采用相对密度法进行测定，试验均重复3 次[9]。取50 mL 的烧杯称出其质量m0，再秤出放满蒸馏水和烧杯的质量m1，倒出蒸馏水擦干烧杯再倒入面糊，称其质量为m2，水的密度约为1 g/cm3，根据公式（1）计算戚风蛋糕面糊密度：

式中：P——戚风蛋糕面糊密度，g/mL；

m0——烧杯质量，g；

m1——烧杯中装满蒸馏水质量，g；

m2——烧杯中装满面糊质量，g。

1.3.4 戚风蛋糕质构的测定

将常温冷却后的戚风蛋糕用面包刀切成长宽高均为4 cm×4 cm×2 cm 的正方体小块，使用探头为P25 的质构仪测定蛋糕质构。设定参数为形变量50%，参数为高30 mm，速度2 mm/s，感应力0.35 N，2 次挤压间隔时间2 s[10]。主要测定戚风蛋糕的硬度、弹性和咀嚼度。

1.3.5 戚风蛋糕水分含量测定

根据GB 5009.3—2016 中的直接干燥法步骤进行[11]，将称量瓶置于95～105 ℃的烘箱干燥中，瓶盖斜靠在瓶边，加热1 h，盖好取出，放入干燥器内冷却30 min，称量并重复干燥至恒质量。称取2.00 g 已碎的蛋糕，放入此称量瓶中，样品均匀分布，置于95～105 ℃的烘箱中，瓶盖斜靠在瓶边，干燥3 h，盖好取出，放入干燥器内冷却30 min，称量至恒质量（前后2 次质量不超过2 mg）。

根据公式（2）计算样品水分含量：

式中：X——样品水分含量，%；

M1——称量瓶和样品的质量，g；

M2——干燥后称量瓶和样品的质量，g；

M3——称量瓶的质量，g。

1.3.6 戚风蛋糕比容测定

采用小米置换法[12]，在室温下晾凉后的蛋糕秤其质量为m，按照公式（3）计算戚风蛋糕比容。

式中：SV——蛋糕比容，mL/g；

V——蛋糕体积，mL；

m——蛋糕质量，g。

1.3.7 戚风蛋糕烘焙损失率测定

用电子天平称量面糊和蛋糕的质量[13]，烘烤前面糊质量计为m1（g），烘烤后蛋糕质量计为m2（g）。

根据公式（4）计算戚风蛋糕烘焙损失率：

1.3.8 戚风蛋糕组织结构显微观察

将戚风蛋糕切成薄片，用显微镜观察戚风蛋糕的组织结构并拍照，使用Image J 软件将彩色图片处理成bit-8 灰度图，观察气孔组织结构[14]。

1.3.9 数据分析

采用Excel 2021 进行数据分析处理和图像绘图。使用SPSS 26 数据分析软件进行戚风蛋糕烘焙特性的显著性分析。每次测试均设3 次平行试验，显著差异水平取p＜0.05。

2 结果与分析

2.1 SE 对戚风蛋糕品质特性影响

2.1.1 戚风蛋糕面糊密度分析

面糊密度是反映蛋糕品质高低的指标之一[15]，其主要体现在翻拌戚风蛋糕面糊时拌入空气含量的多少，拌入空气含量越多，面糊的密度就越小，烘烤出的成品体积就越大。

面糊密度、比容、烘焙损失率对戚风蛋糕的影响见表2。

表2 面糊密度、比容、烘焙损失率对戚风蛋糕的影响

由表2 可知，空白组的密度与SE 组的密度有显著性差异，SE 组的密度比空白组的密度减少0.088 g/mL。说明SE 有助于戚风蛋糕面糊体系充入空气，是由于SE 所具有的发泡特性发挥作用，其能够有效降低面糊的表面张力[16]，在搅拌戚风蛋糕面糊时充入大量的空气，进而形成紧密细小的气泡结构，从而使面糊密度变小。

2.1.2 戚风蛋糕质构分析

SE 对戚风蛋糕质构的影响见表3。

表3 SE 对戚风蛋糕质构的影响

质构是反映戚风蛋糕品质的重要指标之一[17]。蛋糕的硬度与咀嚼性有着相同的变化趋势，若蛋糕硬度和咀嚼性越大，蛋糕的松软度就越差，吃起来口感发硬且缺乏弹性[18]。由表3 可知，空白组与SE 组的硬度、弹性和咀嚼性有显著性差异，相比空白组，SE 组的硬度和咀嚼性都较低，是因为SE 良好的持水性和持气性能够减少蛋糕烘焙过程中水分的流失，提高了蛋糕水分含量使蛋糕口感变得松软，降低了硬度和咀嚼度；另一方面，硬度与比容相关[19]，蛋糕比容越大，硬度就会越低，烤制出来的蛋糕也就越蓬松柔软，由表2 可知，SE 组的比容比空白组比容大，恰与上述试验符合。蛋糕弹性与比容呈正相关[20]，弹性越大蛋糕起发性越好，蛋糕内部组织结构就越均匀、气孔大小一致，比容也就越大，从而使戚风蛋糕口感保持绵软细腻，从数据中可以得出SE组的弹性比空白组的高，是由于添加了SE 的面糊在搅拌的过程中形成更多更细密、大小均匀的气泡，气泡稳定性好，受热膨胀潜力大，烤制出来的成品比容大弹性也相应变大。因此，从质构的几个指标中可以得出添加了SE 的戚风蛋糕有助于改善戚风蛋糕品质的结论。

2.1.3 戚风蛋糕水分含量分析

贮藏期间戚风蛋糕含水量变化见图1。

图1 贮藏期间戚风蛋糕含水量变化

水分含量与蛋糕的柔软度有关[21]，在适量的范围内蛋糕水分含量越多，蛋糕的口感就会越柔软湿润，反之水分含量越少口感则越粗糙干硬，这是评判蛋糕品质高低的重要指标[22]。由图5 可知，在贮藏期间，空白组与SE 组随着保存时间越长，水分含量逐渐递减，其中在贮藏1 d 时，SE 组的水分含量为44.8%，空白组为42.7%，水分含量比空白组高出了2.1%，储存至第3 天时SE 组和空白组的水分含量均下降。存放至3 d 后，空白组与SE 组的含水量下降的速度减缓，但相对于空白组，添加了SE 组的戚风蛋糕，水分含量减缓的速度稍微比空白组低，保存至第7 天后，SE 组的水分含量仍能保持在42%，而空白组为41%，主要是因为具有亲水性的SE 通过其结构的羟基与淀粉分子形成氢键，使淀粉持水能力提高[23]，从而减缓了戚风蛋糕在贮藏期间水分散失的速率，另外在贮藏期间蛋糕老化速度与蛋糕含水量多少密切相关[23]，SE 组的戚风蛋糕之所以保存1 周后含水量仍高于空白组，是由于SE 的亲水亲油基团可以进入直链淀粉的螺旋结构中，使戚风蛋糕在贮藏过程中直链淀粉不易发生重结晶，从而延缓淀粉的老化[24]。

2.2 SE 戚风蛋糕烘焙特性影响

2.2.1 蛋糕比容分析

蛋糕比容能反映蛋糕体积的大小和保持气体的能力[25]，可体现在烘烤过程中蛋糕的烘焙特性，比容越大，其体积也就越大，蛋糕的组织结构也就越蓬松。由表3 可知，空白组与SE 组都有显著性差异，未添加SE 的空白组比容为4.183 g/mL，而添加了SE乳化剂的一组比容为4.875 g/mL，2 组相对比，SE组的比容比空白组增大了0.692 g/mL。主要是因为SE 在烘焙期间能提高戚风蛋糕面糊持气性，并且影响淀粉的糊化温度[26]；另一方面，淀粉是影响面糊黏度的主要因素，而SE 又极易与淀粉相结合[27]，进而对黏度产生更大的作用。因此，SE 的加入增大了面糊的黏度，使面糊的气体不容易散失，进而增大蛋糕在烘焙过程中的持气性能，减少气体的散失，从而增大蛋糕的体积。同时，SE 具有增强面糊稳定性的能力，防止搅拌过程中面糊大量消泡[28]，而使烘烤后的蛋糕体积变小。

2.2.2 烘焙损失率分析

烘焙的损失主要集中体现于蛋糕在焙烤的过程中水分散失的多少[29]，若在烘烤或晾凉的过程中，散失了大量的水分则会使蛋糕损失率升高，进而使蛋糕的含水量降低，蛋糕内部组织粗糙、干咽，影响口感。由表2 可知，空白组的损失率为28%，SE 组的损失率为23.8%，比空白组的损失率减少了4.2%。在相同的烘烤条件下，戚风蛋糕的损失率主要与面糊的持水性有关，而SE 具有良好的保水性，能够使面糊内部的淀粉分子和水分子相结合[30]，从而使面糊中水分子自由移动的速度减小，因而减少了蛋糕在烘焙过程中水分的散失，降低了蛋糕的烘焙损失率。

2.2.3 戚风蛋糕内部结构显微观察

戚风蛋糕组织显微镜图见图2。

Anthia Matsakidou 等人[31]采用电子显微镜观察蛋糕的气孔壁，发现气孔壁越光滑烘烤出来的蛋糕脱模时就不容易掉蛋糕屑。由图2 可知，当显微镜放大到40 倍时，可以观察到添加了SE 的戚风蛋糕的气孔比较光滑且气孔数量较多且分布均匀，而未添加SE 的空白组气孔壁粗糙且气孔大小不一致。这说明SE 的乳化性在起作用，使戚风蛋糕面糊中的水和油能充分结合，并使面糊在搅拌时充入大量的气体，让面糊产生许多均匀的小气泡[32]，提高了蛋糕在烘烤过程中气泡的稳定性，气泡受热膨胀使蛋糕组织均匀地发起，在一定程度上减少因受热气泡膨胀过大破损，减少烤制的蛋糕成品出现组织结构粗糙气孔不均匀的情况。

3 结论

通过试验表明，在戚风蛋糕品质方面，SE 的加入可以增加面糊的起泡能力，降低面糊的密度、硬度和咀嚼度，增大蛋糕弹性。在贮藏期间，SE 减缓了戚风蛋糕水分含量的下降速度，延缓了蛋糕的老化。因此，戚风蛋糕可以通过添加一定比例的SE 来改善产品的品质。

在烘焙特性方面，SE 可以提高戚风蛋糕的持气性和持水性，使戚风蛋糕在烘焙过程中增大比容，降低烘焙损失率；同时SE 所具有的乳化作用，使戚风蛋糕组织结构均匀气孔大小一致。由于SE 具有良好的保水作用，戚风蛋糕在保存了7 d 后水分含量仍能保持在42%左右，说明SE 在贮藏期间能较好地稳定戚风蛋糕的口感和品质，为烘焙行业单一乳化剂使用对蛋糕品质的影响提供了一些新的研究思路和方向。因此，研究蔗糖酯对戚风蛋糕保鲜性能的影响是未来研究方向之一。