不同淀粉对微波蛋糕品质的影响

孙菁笛，吕 萍，孟 嫚，张延杰，徐学明，*

（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.广东中山市咀香园食品有限公司，广东中山528437）

不同淀粉对微波蛋糕品质的影响

孙菁笛1，吕 萍1，孟 嫚2，张延杰2，徐学明1，*

（1.江南大学食品学院，江苏无锡214122；2.广东中山市咀香园食品有限公司，广东中山528437）

采用质构分析与感官评定相结合的方法研究了不同淀粉对微波蛋糕品质的影响。结果表明，TPA的硬度指标和感官评分呈极显著负相关（p＜0.01），当指标值在200～300g之间时，感官评定分值均在9分以上；粘着性和凝聚性指标与感官评分呈显著正相关（p＜0.05），当凝聚性值大于0.77，弹性值高于0.87时感官评定分值均8分以上；当粘着性值小于-20时，蛋糕粘牙，感官不可接受。不同种类和添加量的淀粉实验表明，当蜡质玉米淀粉的添加量为1.5%时，微波蛋糕的凝聚性可达0.793，硬度可降至296.55g，明显改善其内部组织结构，提高其柔软性；当加入2%的蜡质玉米淀粉时，蛋糕重量损失最小。籼米淀粉对微波蛋糕品质没有显著影响。

淀粉，微波加热，蛋糕，质构特性，感官品质

蛋糕是人们熟悉且喜爱的传统糕点。主要以鸡蛋、糖和低筋粉为原料，经打发、调糊、成型、烘烤而成。鉴于我国家庭烤箱普及率低，普及率高的微波炉具有方便、快捷、卫生等特点，因此开发微波型蛋糕符合市场需求。但由于微波加热是由里向外加热，导致水分等物质在食物内部的迁移以及由表皮向环境蒸发的速度非常快，损失大且美拉德反应难以发生。所以与烘烤蛋糕相比，微波蛋糕存在内部组织不均匀，坚硬不松软，口感粗糙[1]，烘焙色泽难以控制等缺陷。为减小蛋糕硬度及克服上色难的问题，Gulum Sumnu[2]曾将红外加热与微波加热相结合；王丽等[3]也曾将乳化剂添加到微波蛋糕预拌粉中，以期改善蛋糕的组织结构。因为玉米淀粉和马铃薯淀粉有良好的持水性[3]，常用于改善糕点的品质。国内外学者苏健[4]和Megahey等[5]曾将玉米淀粉应用于传统烘焙蛋糕中，发现可以提升蛋糕的柔软度。但不同淀粉由于来源种属的基因不同，其在生物合成过程中所形成的结构也不同，表现出不同的物化性质[6]。因此，不同淀粉对于蛋糕品质的影响也不尽相同，但此方面的研究还鲜有报道。本文采用微波加热方式制作蛋糕，以玉米淀粉、小麦淀粉、蜡质玉米淀粉、马铃薯淀粉、籼米淀粉作为添加剂，研究不同淀粉对蛋糕柔软度及其内部组织结构的影响，为选择适合淀粉进一步改善微波蛋糕品质提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

低筋粉 益海嘉里粮油公司；化学膨松剂 自配；禾煜小麦淀粉、禾煜玉米淀粉、禾煜马铃薯淀粉、籼米淀粉、蜡质玉米淀粉、白砂糖、鸡蛋、粉末油脂等 购于无锡大型超市。

格兰仕微波炉 中国顺德格兰仕微波炉电器厂；BOD-102型电热烤炉 上海早苗有限公司；ARA520型电子精密天平 美国OHAUS（奥豪斯）公司；质构仪（物性测试仪） 英国Stable Microsystems；HM-945型打蛋机 中国东菱公司；UltraScan Pro1166型色差仪 美国Hunterlab公司；AL204型数显电子天平 Mettler Toledo公司；LD2X-50KBS型单室真空封口机 无锡三联包装有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 微波蛋糕粉的制备 将化学膨松剂和粉末油脂超微粉碎，将低筋粉和淀粉等过30目筛，然后以低筋粉重量计，白糖200%、粉末油脂30%、化学膨松剂（自配）25%，淀粉按需添加；按照密度从大到小的顺序将原料粉末依次加入到搅拌器内搅拌均匀。最后利用电子秤称重分装约50g/袋，包装封口。

1.2.2 微波蛋糕的制作工艺

1.2.3 传统烘焙蛋糕的制作 改变配方和打发条件，采用传统烘焙方式制作不同品质的海绵蛋糕，烘焙条件：烤箱烘焙；温度设定：200/150（℃）；烘烤时间：烘烤20min后关火焖5min。基本配方：以低筋粉重量计，化学膨松剂1%、食盐1%、蛋糕油8%、水30%、色拉油40%，鸡蛋和白砂糖按需添加。制作配方如下所示：

样品A：蛋粉比=2∶1，糖含量=135%（w/w，以面粉计），过度打发；

样品B：蛋粉比=2∶1，糖含量=115%（w/w，以面粉计），正常打发；

样品C：蛋粉比=1∶1，糖含量=115%（w/w，以面粉计），添加蛋糕油，正常打发；

样品D：蛋粉比=1∶1，糖含量=115%（w/w，以面粉计），正常打发；

样品E：蛋粉比＜0.8∶1，糖含量=115%（w/w，以面粉计），正常打发。

1.2.4 微波蛋糕质构特性的分析 质构仪测定微波蛋糕的质构（TPA）特性，参数设定[6]为：探头：P/25平底柱型探头；操作模式：TPA测定；操作类型：压缩（Compression）；测试循环数（total cycles）：2；测试距离：10mm；感应力：Auto-5g；数据采集点：250pps；实验前速：5mm/s；实验速度：1mm/s；返回速度：2mm/s。将样品放在探头下，避免任何不规则或不具备代表性的区域进行测试，测试的样品表面应小于探头的面积[7-8]。每个样品测定3次平行，取其平均值。

1.2.5 微波蛋糕的色差分析 将不同蛋糕外表皮与芯部分别平铺于透明塑料皿中，压实，采用色差仪测定色度值L*、a*、b*[9]，每个样品测量3次取平均值，并按式（1）计算样品的外表皮以及芯部之间的总色差。

总色差计算式：

1.2.6 微波蛋糕的重量损失分析 根据公式（2）计算蛋糕的重量损失[10]。

重量损失计算式：

式中，WL（g）为微波熟化后损失的重量；W2（g）为成品重量；W1（g）为微波前波微波蛋糕粉重量；W0（g）为微波器皿的重量。

1.2.7 微波蛋糕感官品质的评定 挑选10名评审员组成感官评定小组，评定在感官实验室内进行。在实验前，根据GB/T 14195-93[11]对评审员进行针对性的选拔训练。参照有关文献[9]，制定评分标准，对样品进行感官评定，评分标准如表1所示。将感官品质评定指标、评分表和添加不同植物淀粉的微波蛋糕样品提供给各位评审员。品评时，先趁热鉴定蛋糕的气味，然后观察蛋糕色泽、外观以及内部组织结构，再通过咀嚼，品尝评定硬度、黏性、弹性、咀嚼性及滋味。根据每个品评人员的评分结果计算平均值，个别人员品评误差大者（超过平均值3分以上）可舍弃，舍弃后重新计算平均值。

1.2.8 统计分析 采用 Origin 8.5软件对数据进行标准误差、相关性分析。利用相关性分析对添加不同植物淀粉的微波蛋糕的各品质变化之间的相关强弱程度进行分析，以精确的相关系数表示各性质之间线性相关程度。

2 结果与分析

表1 蛋糕感官评分标准Table 1 Sensory evalution standard of cake

2.1 传统烘焙蛋糕质构和感官评定的相关性分析

以数值表示的质构指标评定产品品质具有操作方便和重现性好的优点。为了方便测试不同实验条件下微波蛋糕的品质，论文以传统烘焙方式，通过改变配方及操作条件人为地得到不同品质的蛋糕，并采用质构参数与感官评分相结合的方式评定，以期获得能反映感官评定蛋糕品质相一致的主要质构参数及相应参数值范围，为后续实验仅用质构指标评定微波蛋糕的品质提供依据。

2.1.1 不同配方的海绵蛋糕的质构指标 从表2中可以看出，随着配方中鸡蛋、面粉以及蔗糖比例的不同，海绵蛋糕的硬度和咀嚼性有增大的趋势，弹性和凝聚性先增大后减小，粘着性呈现无规律变化。而TPA参数中回复值变化不明显。

2.1.2 不同配方的海绵蛋糕的感官品质 从表3中可以看出，样品B的感官评分最高，证明蛋糕品质最好。样品C、D的各项评分均有不同程度的降低，证明蛋糕的各项品质距离理想指标存在差距，但仍可接受。样品A和样品E的各项感官评分差异不大，且整体可接受度不高。

2.1.3 传统烘焙蛋糕的质构特性和感官品质的相关性分析 表4列出了传统烘焙蛋糕感官评定各指标与质构（TPA）分析各特性参数之间的相关性。可以看出，硬度和感官评分呈极显著负相关（p＜0.01），其相关系数为-0.968；粘着性、弹性、凝聚性与感官评分呈显著正相关（p＜0.05），相关系数分别为0.915、

0.914、0.940。这种相关性与其他学者汪磊[12]、张薇[13]报告的一致。结合感官评定发现，硬度值在200～300g之间时，蛋糕口感非常柔软，而后随着硬度值的增加，蛋糕的柔软度明显降低，当硬度值增加到400g以上时，蛋糕的硬化程度超出可接受范围，且当蛋糕的粘性值小于-20时，此时有粘牙的感觉，亦不被接受。蛋糕凝聚性的值越高，其内部结构组织越细腻，气孔分布越均匀，当凝聚性的值低于0.77时，蛋糕孔泡粗大，孔壁较厚，此时蛋糕的弹韧性不高。当蛋糕的弹性值高于0.87时，蛋糕的蓬松性良好，且随弹性值的提高，蛋糕更加弹滑爽口。当蛋糕硬度小于200g时，蛋糕的凝聚性和弹性远低于理想值，感官接受度不高。

2.2 不同淀粉对微波蛋糕质构的影响

表2 不同配方的海绵蛋糕的质构特性Table 2 Texture properties of sponge cakes with different fomula

表3 不同配方的海绵蛋糕的感官特征Table 3 Organoleptic properties of sponge cakes with different fomula

表4 感官评定与质构参数之间的相关性Table 4 The correlative relationship between sensory evaluation and TPA

2.2.1 不同淀粉对微波蛋糕硬度的影响 由图1可知，微波蛋糕预拌粉中添加不同种类和含量的淀粉对微波蛋糕的硬度影响不同。随着籼米淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉含量的增加，微波蛋糕的硬度先减小后增大，待四种淀粉的添加量达到2%后，微波蛋糕的硬度趋于稳定值。同时可知，蜡质玉米淀粉的添加对减小微波蛋糕的硬度有显著效果。而且随蜡质玉米淀粉含量的增加，微波蛋糕的硬度在不断减小。蜡质玉米淀粉的添加量达到2%时，微波蛋糕硬度达到最小值（285.5g），之后硬度值趋于稳定。分析原因，估计是因为添加少量淀粉后，稀释了小麦粉的面筋蛋白质，降低了小麦粉的筋力，降低了蛋糕糊中的面筋浓度和弹韧性，使蛋糕糊的筋力降低[3]，微波熟化后的蛋糕硬度降低。其中，蜡质玉米淀粉属于高支链淀粉[14]，其余四种淀粉直链淀粉含量高，直链淀粉的含量直接决定了淀粉的回生速度。淀粉回生越快，淀粉凝胶的硬度越大[14]。但添加过量淀粉时会破坏原有体系的平衡，使得蛋糕硬度增大。

图1 淀粉的种类和用量对蛋糕硬度的影响Fig.1 Influence of starch types and dosages on cake hardness

2.2.2 不同淀粉对微波蛋糕凝聚性的影响 由图2可知，五种淀粉均能改良微波蛋糕的凝聚性，使得蛋糕内部的气孔大小均匀，孔壁厚薄均一，外观膨松饱满。其中蜡质玉米淀粉和小麦淀粉的改良效果最为显著。这估计与这两者淀粉的物理性质有关，据刘佳等[15]研究，小麦淀粉分子中的支叉结构可以使凝胶更易形成网状结构，使凝胶的弹性及内聚性增强。随着蜡质玉米淀粉和小麦淀粉含量的增加，蛋糕的凝聚性先增大后减小，当蜡质玉米淀粉含量达到1.5%时，蛋糕的凝聚性值最大，为0.793，与传统烘烤型蛋糕的理想凝聚性值最为接近。

图2 淀粉的种类和用量对蛋糕凝聚性的影响Fig.2 Influence of starch types and dosages on cake cohesiveness

2.2.3 不同淀粉对微波蛋糕粘着性的影响 由图3可知，添加不同种类的淀粉对微波蛋糕的粘着性影响不同，随着蜡质玉米淀粉和马铃薯淀粉含量的增加，蛋糕的粘着性值显著降低，其余三种淀粉的添加则不同程度的增大了蛋糕的粘着性值。究其原因，估计与淀粉的特征粘度有关。不同品种淀粉的特征粘度不同，淀粉的特征粘度与平均相对分子质量有关，相对分子质量较大，其特征粘度也高[16]。蜡质玉米淀粉的直链淀粉含量很少，但通常蜡质玉米米淀粉的分子量较普通玉米淀粉的大很多[17]，这与蜡质玉米淀粉糊液的粘性比马铃薯淀粉低，但和普通玉米淀粉相比较又明显高出许多[18]相一致。淀粉糊粘着性越强，其质构指标的粘着性值越低。

图3 淀粉的种类和用量对蛋糕粘着性的影响Fig.3 Influence of starch types and dosages on cake adhesiveness

从2.2的结果讨论可知，当微波蛋糕预拌粉中添加1.5%的蜡质玉米淀粉时，微波蛋糕的品质最为优良。其硬度值为296.55g，凝聚性值为0.793，均接近于传统烘焙蛋糕的理想质构指标，但其粘性值较小，证明微波蛋糕的品质还有待改良。

2.3 不同淀粉对微波蛋糕失重的影响

图4 不同淀粉的种类和用量对蛋糕重量损失的影响Fig.4 Influence of different starch types and dosages on cake weight loss

由图4可知，随着五种淀粉含量的增加，蛋糕的重量损失先减少后增大。这是由于淀粉有持水性，可以锁住水分，减少微波加热过程中水分的丧失，则蛋糕重量损失减少。但淀粉量添加到一定程度会有析水现象发生[19]，所以淀粉的添加量的增大，蛋糕失重先减少后增加。从图中可以清楚得知当加入2%的蜡质玉米淀粉时，蛋糕重量损失最小。

2.4 不同淀粉对微波蛋糕颜色的影响

由表5可知，小麦淀粉和蜡质玉米淀粉的添加对蛋糕的颜色没有明显影响，蛋糕表皮和蛋糕芯之间没有颜色差异，感官表现颜色均匀。而当玉米淀粉的添加量超过2%，马铃薯淀粉和籼米淀粉的添加量超过1.5%时，蛋糕表皮和芯部之间则有色差出现，但肉眼并不可见，感官仍表现为颜色均匀。可是由于微波蛋糕美拉德反应程度小，其颜色与传统烘焙得到的蛋糕相比，表面颜色的感官评价仍有差距。证明还需采取相关措施改良颜色，提高其感官接受度。

表5 蛋糕的表皮和芯部的L*，a*，b*及ΔE值Table 5 The values of L*，a*，b*and ΔE of cakes’skin and core

3 结论

蜡质玉米淀粉可以提高蛋糕的柔软度，并有效地改善蛋糕的内部组织结构，增强蛋糕的内聚性，使其质地绵软细腻，气孔均匀致密。玉米淀粉和马铃薯淀粉可以增强蛋糕的持水性，使其重量损失减小，蛋糕可以较长时间保持湿润。小麦淀粉对于改善蛋糕的弹性有显著作用。综合考虑各种淀粉对微波蛋糕性质的影响，发现当微波蛋糕预拌粉中添加1.5%的蜡质玉米淀粉时，微波蛋糕的性质最为优良。

[1]陈恭，李清芳，章丽丽，等.家用微波炉自制蛋糕的研究[J].食品科技，2001（4）：16-17.

[2]Sumnu G，Sahin S，Sevimli M.Microwave，infrared and infraredmicrowave combination baking of cakes[J].Journal of Food Engineering，2005，71（2）：150-155.

[3]张攀峰.不同品种马铃薯淀粉结构与性质的研究[D].广州：华南理工大学，2012.

[4]苏健，李喆.蛋糕预混合粉淀粉添加的研究[J].科技创新与应用，2012（5Z）：1-1.

[5]Megahey E K，McMinn W A M，Magee T R A.Experimental study of microwave baking of Madeira cake batter[J].Food and Bioproducts Processing，2005，83（4）：277-287.

[6]Ndife MK，Sumnu SG，Bayındırlı L.Dielectric properties of six different species of starch at 2450MHz[J].Food Research Inter-national，1998，31：43-52.

[7]蔡云升，王素平.蛋糕中复合乳化剂的研制[J].食品工业，2001（6）：19-20.

[8]王丽，赵思明，刘友明.乳化剂对微波蛋糕品质的影响[J].食品工业科技，2013，34（2）：306-309.

[9]Ratnayake W S，Geera B，Rybak D A.Effects of egg and egg replacers on yellow cake product quality[J].Journal of Food Processing and Preservation，2012，36（1）：21-29.

[10]AACC，Approved methods of the AACC[S].Method 74-09. American Association of Cereal Chemists，St Paul，MN，1988.

[11]中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会. GB/T 14195-93，感官分析选拨与培训感官分析[S].北京：中国标准出版社，2008.

[12]汪磊，周坚，孙启发，等.蛋糕预混合粉中粉末油脂添加的研究及SPSS软件在蛋糕品质分析中的应用[J].粮食与食品工业，2009，16（3）：22-25.

[13]张薇，朱瑛.面制品科学化评价的研究[J].粮油食品科技，2004，12（5）：37-39.

[14]高卫帅，张燕萍，徐海娟.几种玉米淀粉的性质比较[J].食品与发酵工业，2007，33（9）：65-69.

[15]刘佳，陈玲，李琳，等.小麦A、B淀粉凝胶质构特性与分子结构的关系[J].高校化学工程学报，2011，25（6）：1033-1038.

[16]莫紫梅.糯米淀粉分子结构及其物化性质的研究[D].武汉：华中农业大学，2010.

[17]张攀峰，陈玲，李晓玺，等.不同直链/支链比的玉米淀粉分子质量及其构象[J].食品科学，2010，31（19）：43-45.

[18]洪雁，顾正彪，李兆丰.蜡质玉米淀粉的性质及其在食品加工中的应用[J].中国粮油学报，2005，20（3）：30-34.

[19]成昕，张锦胜，钱菲，等.核磁共振技术研究普通玉米淀粉与玉米抗性淀粉对肉糜持水性的影响[J].食品科学，2011，32（7）：16-21.

Effect of different starch on quality of cake baked with microwave

SUN Jing-di1，LV Ping1，MENG Man2，ZHANG Yan-jie2，XU Xue-ming1，*
（1.School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Juxiangyuan Food Co.，Ltd.，Zhongshan 528437，China）

The effect of different starches on cake quality baked with microwave were studied by texture analysis and sensory evaluation.The results showed that the negative correlation of hardness of TPA parameter and the sensory score was significant（p＜0.01）.If the value of hardness was among 200～300g，the sensory evaluation scores could reach more that 9 points.On the contrary，the value of adhesion and cohesion parameters was positively related to the sensory score（p＜0.05）.Scores of sensory evaluation were 8 points or more when the value of cohesionwas greater than 0.77，elasticity value higher than 0.87，respectively.It was also indicated that the cake was too stick to be accepted when the value of adhesive was less than-20.The properties of cake were affected by the addition of different kinds of starch.Adding 1.5%（w/w wheat flour）waxy corn starch could make the cohesiveness value was up to 0.793 and the hardness value was reduced to 296.55g.It also improved the texture，making it softer.When adding 2%waxy corn starch，the weight loss was dramatically least.And no significant improvement was detected when indica rice starch was added.

starch；microwave heating；cake；textural property；sensory characteristics

TS210.1

A

1002-0306（2014）08-0096-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.012

2013－07－03 *通讯联系人

孙菁笛（1987-），女，硕士研究生，研究方向：食品组分与物性。

“十二五”国家科技支撑项目（2012BAD37B06）；中山市食品科学与技术国家重点实验室咀香园分实验室专项（201203）。