葛根烘焙蛋糕的研发及品质改良研究

陈俊文，郑 鸿，刘巧瑜，陈海光，冯 莉，诸惠良

（1.仲恺农业工程学院轻工食品学院，广东广州 510225；2.广州工程技术职业学院餐饮旅游学院，广东广州 510000；3.河源康金葛农业科技发展有限公司，广东河源 517400）

0 引言

葛根是一种安全无害的天然植物[1]。因价格低廉、功效显著而深受消费者欢迎，富含葛根素、金雀异黄素、大豆甙、大豆甙元等异黄酮类化合物[2-3]，经常食用可以达到降血糖[4]、保护心脑血管[5]、抗氧化、抗衰老[6]、改善骨质疏松[7-8]等功效。近年来，全球食品行业的主流发展方向为功能食品和保健食品，葛根具有较好的营养价值和药理作用[9]。因此，人们开始研究将葛根加入到食品中，开发出具有保健功能的食品，如葛根芦根菊花清凉饮料、葛根果冻、葛根软糖等[10-11]。但在日常生活中，几乎没有接触过葛根蛋糕，而蛋糕制品以其方便性而深受人们喜爱，若在蛋糕的制作过程中加入葛根粉，不仅可以开发出风味独特的新产品，还可以提高葛根的综合利用率。

将葛根精粉和葛根全粉分别添加到蛋糕中。通过研究葛根粉与各种配料的配比对蛋糕的影响，确定葛根烘焙糕点的较优配方，并探讨葛根粉用量对产品品质的影响，为葛根烘焙产品开发研究提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

低筋面粉，广州岭南穗粮谷物股份有限公司提供；葛根精粉、葛根全粉，河源康金葛农业科技发展有限公司提供；优质白砂糖，太古糖业有限公司提供；金龙鱼调和油，秦皇岛金海食品工业有限公司提供；牛奶，内蒙古伊利实业集团股份有限公司提供；鸡蛋，市售；泡打粉，佛山市霞光食品有限公司提供；塔塔粉，永成股份有限公司提供。

1.2 试验试剂

芦丁、无水乙醇、硫酸、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠，均为分析纯。

1.3 试验主要仪器与设备

JJ224BC型分析天平，美国双杰G&G电子天平有限公司产品；UV-1780型紫外可见分光光度计、MOC63u型快速水分测定仪，岛津企业管理（中国）有限公司产品；SH420型石墨消解仪、K1100型全自动凯氏定氮仪，济南海能仪器股份有限公司产品。

1.4 蛋糕制作的基本配方

泡打粉2.5 g，蛋黄90 g，低精面粉100 g，食用调和油50 g，牛奶35 g，水30 g；蛋清180 g，白砂糖100 g，塔塔粉2.5 g。

1.5 葛根蛋糕的工艺流程

配料→面糊调制→混合→注模→烘烤→冷却→包装→成品。

1.6 葛根蛋糕单因素试验

1.6.1 葛根精粉蛋糕单因素试验

按照1.5中的制作方法，以葛根精粉蛋糕的感官评分为指标，依次优化葛根精粉用量（20，25，30，35，40 g），蛋清 /蛋黄用量 （144/54，162/72，180/90，198/108，216/126 g），牛奶用量 （25，30，35，40，45 g），白砂糖用量 （80，90，100，110，120 g）。

1.6.2 葛根全粉蛋糕单因素试验

参照1.6.1中的方法，依次优化葛根全粉用量，蛋清/蛋黄用量，牛奶用量，白砂糖用量。

1.7 葛根蛋糕的感官评定分数

选用10名烹饪专业的学生组成评定小组，每次评定总分为100分，去掉最大值和最小值后取平均值。

葛根蛋糕的感官评分标准见表1。

1.8 正交试验

通过单因素试验的结果，分别选取葛根粉、鸡蛋、牛奶、白砂糖这几个因素的感官评分较高的3个水平进行L9（34）正交试验设计。

表1 葛根蛋糕的感官评分标准

葛根精粉蛋糕正交试验因素与水平设计见表2，葛根全粉蛋糕正交试验因素与水平设计见表3。

表2 葛根精粉蛋糕正交试验因素与水平设计/g

表3 葛根全粉蛋糕正交试验因素与水平设计/g

1.9 葛根蛋糕总黄酮含量的测定

参照张喜梅等人[12]的方法，测定葛根蛋糕的总黄酮含量。

（1）较优配方葛根烘焙糕点实际总黄酮含量的计算。

式中：e空——空白葛根烘焙糕点中黄酮含量，μg/g；

e优——较优葛根烘焙糕点中黄酮含量，μg/g；

（2） 较优葛根烘焙糕点实际总黄酮保留率的计算。

式中：M——提取用葛根粉的质量，g；

e——葛根中黄酮含量，μg/g。

1.10 葛根蛋糕质构的测定

切掉蛋糕的上、下表皮，使用质构仪和直径36 mm探头，测试速度为60 mm/min，压缩程度为60%，测定蛋糕的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性。

1.11 葛根蛋糕色差的测定

将蛋糕延中心横截面位置切下，选取上表面和中心位置，分别将蛋糕皮和蛋糕芯放入色差计中，记录读数，平行测定3次。

1.12 葛根蛋糕理化指标测定

蛋糕的水分含量采用红外水分测试仪测定[13]，蛋白质含量按照GB 5009.5—2016的第一法测定[14]。

2 结果与分析

2.1 葛根粉蛋糕的单因素试验结果分析

2.1.1 葛根粉用量对蛋糕感官评分的影响

葛根精粉蛋糕中葛根精粉不同用量的感官评分见图1，葛根全粉蛋糕中葛根全粉不同用量的感官评分见图2。

图1 葛根精粉蛋糕中葛根精粉不同用量的感官评分

图2 葛根全粉蛋糕中葛根全粉不同用量的感官评分

由图1和图2可以看出，葛根粉蛋糕的感官评定分数随着葛根粉用量的增加呈先上升后下降的趋势，葛根精粉蛋糕在用量为35 g时分数最高，葛根全粉蛋糕在用量为17 g时分数最高，此时的蛋糕口感松软、香气十足。葛根粉的用量过低，制作出来的产品没有葛根的香气并且失去其具有的保健功能；用量过高时，生产的成本增加，制作出来的蛋糕虽然具有浓郁的葛根香气，但是产品没有柔软的口感并带有苦涩味，不能被消费者所接受。葛根全粉是将葛根切开晒干后直接磨成粉，而葛根精粉是将新鲜的葛根加水后磨浆过滤后晒干而成的。与葛根精粉相比，葛根全粉中所含的纤维素含量高，口感更为苦涩，因此两者在用量上稍有区别。

2.1.2 鸡蛋用量对蛋糕感官评分的影响

葛根粉蛋糕中鸡蛋不同用量的感官评分见图3。

图3 葛根粉蛋糕中鸡蛋不同用量的感官评分

由图3可以看出，葛根粉蛋糕的感官评分随着鸡蛋用量的增加呈上升趋势，当蛋清/蛋黄的用量为216/126 g时分数最高，这时制作出来的葛根精粉蛋糕和葛根全粉蛋糕香气十足，色泽为金黄色，与市售的蛋糕没区别，这是由于鸡蛋在烘烤的过程中产生了美拉德反应，使其风味更加浓郁。当蛋清/蛋黄的用量较低时，做出来的蛋糕并不蓬松柔软，口感较硬。

2.1.3 牛奶用量对蛋糕感官评分的影响

葛根精粉蛋糕中牛奶不同用量的感官评分见图4，葛根全粉蛋糕中牛奶不同用量的感官评分见图5。

图4 葛根精粉蛋糕中牛奶不同用量的感官评分

图5 葛根全粉蛋糕中牛奶不同用量的感官评分

牛奶在蛋糕中主要起到增香的作用。由图4和图5可以看出，当牛奶用量为45 g时，葛根精粉蛋糕的感官评分最高；葛根全粉蛋糕在牛奶用量为28 g时分数最高。此时做出来的蛋糕香气十足、口感松软。

2.1.4 白砂糖用量对蛋糕感官评分的影响

葛根粉蛋糕中白砂糖不同用量的感官评分见图6。

图6 葛根粉蛋糕中白砂糖不同用量的感官评分

由图6可以看出，葛根粉蛋糕的感官评定分数随着白砂糖用量的增加呈先增加后下降的趋势，当用量为100 g时，葛根精粉蛋糕的分数最高；当用量为90 g时，葛根全粉蛋糕的分数最高。当白砂糖用量较低时，产品的甜度不足；当白砂糖用量过高，产品太甜使人容易产生甜腻感，而且现在人们都推崇健康饮食，产品要低糖、低盐、低脂，糖度太高不易使消费者接受[15]。

2.2 正交试验结果分析

2.2.1 葛根精粉蛋糕较优配方结果

葛根精粉蛋糕正交试验设计及结果见表4。

表4 葛根精粉蛋糕正交试验设计及结果

由表4的极差分析结果得出，影响葛根精粉蛋糕品质的因素主次为牛奶用量（C） ＞葛根精粉用量（A） ＞蛋清/蛋黄用量（B） ＞白砂糖用量（D），较优配方为A2B2C1D1。通过验证试验结果发现，A2B2C1D1制作的葛根精粉蛋糕的感官评价分数高于其他配方组合。因此，葛根精粉蛋糕较佳的配方确定为蛋清/蛋黄用量198/108 g，白砂糖用量90 g，牛奶用量35 g，葛根精粉用量30 g。

2.2.2 葛根全粉蛋糕较优配方结果

葛根全粉蛋糕正交试验设计及结果见表5。

表5 葛根全粉蛋糕正交试验设计及结果

由表5的极差分析结果得出，影响葛根全粉蛋糕品质的因素主次为葛根全粉用量（A'）＞白砂糖用量（D'）＞蛋清/蛋黄用量（B'）＞牛奶用量（C'），较优配方为A'3B'2C'2D'1。通过验证试验结果发现，A'3B'2C'2D'1制作的葛根全粉蛋糕的感官评价分数高于其他配方组合。因此，葛根全粉蛋糕较佳的配方确定为葛根全粉用量20 g，蛋清/蛋黄用量198/108 g，牛奶用量32 g，白砂糖用量80 g。

2.3 葛根烘焙蛋糕总黄酮含量的测定结果

葛根糕点总黄酮含量及保留率见表6。

表6 葛根糕点总黄酮含量及保留率

由表6可以看出，由于添加的葛根粉种类和添加量不同，葛根糕点中总黄酮的含量有较大的区别，但总黄酮的保留率均接近50%。其中，使用葛根全粉制作的产品比葛根精粉产品的保留率高15%左右，说明葛根全粉产品的保健功能更好。

2.4 葛根烘焙糕点质构参数的测定结果

烘焙糕点质构参数的测定结果见表7。

表7 烘焙糕点质构参数的测定结果

由表7可以看出，葛根精粉蛋糕的硬度、弹性、胶黏性及咀嚼性均小于葛根全粉蛋糕。葛根粉的主要成分为淀粉，全粉还保留了较多的葛根纤维，故其所制得的产品的硬度及咀嚼性较高，可能影响消费者的感官接受度。

2.5 葛根烘焙糕点色泽参数的测定结果

葛根烘焙糕点色泽参数见表8。

表8 葛根烘焙糕点色泽参数

由表8可以看出，使用不同葛根粉制作的蛋糕，其色泽参数基本差异不太明显，而蛋糕中的蛋糕芯在a*值上的差异稍大。

葛根粉主要成分是淀粉，而蛋糕的色泽形成主要依赖烘烤过程的美拉德反应，葛粉中的淀粉不直接参与此反应，故葛粉的添加对烘焙糕点的色泽影响不太明显。

2.6 葛根烘焙糕点理化指标的测定结果

葛根蛋糕理化指标测定结果见表9。

表9 葛根蛋糕理化指标测定结果/%

由表9可以看出，2种葛根粉蛋糕的所有指标均符合国标要求，2种蛋糕的蛋白质含量都比指标要求高出2倍。故在传统的烘焙糕点配方中添加葛粉，在不降低产品的基本理化指标的基础上，使其具备一定的生理保健功能，对于葛根产品的开发利用具有较好的现实意义。

3 结论

使用葛根粉作为功能性辅料添加于蛋糕中，在单因素试验的基础上，采用正交试验优化其配方，并且对所制得产品的总黄酮量含量、质构参数、色差值及理化指标进行测定，所得的结论如下：

（1）葛根烘焙糕点配方的优化。通过研究葛根粉、鸡蛋、牛奶和白砂糖的用量对其产品感官评分的影响，得到葛根精粉蛋糕最优配方为葛根精粉用量30 g，蛋黄用量108 g，牛奶用量35 g，蛋清用量198 g，白砂糖用量90 g；葛根全粉蛋糕最优配方为葛根全粉用量20 g，蛋黄用量108 g，牛奶用量32 g，蛋清用量198 g，白砂糖用量80 g。

（2）葛根烘焙糕点的总黄酮含量及保留率。测定结果表明，葛根的黄酮类物质在糕点烘烤过程中损失不大，其中葛根全粉产品总黄酮保留率比葛根精粉产品高15%左右。

（3） 葛根烘焙糕点的质构测定。测定结果显示，葛根糕点产品的硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性等参数，精粉产品均比全粉产品的参数值低。由于葛根全粉中纤维素的含量比葛根精粉中的含量高得多，因此添加葛根全粉的产品硬度和咀嚼性的数值明显比精粉产品高。

（4）葛根烘焙糕点色泽参数测定。测定结果显示，添加不同葛根粉制作的蛋糕色泽参数基本上差异不大，蛋糕中的蛋糕芯在a*值上的差异稍大，葛根粉的添加对烘焙糕点的色泽影响不太明显。