低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕的研制

马琦，申瑞玲,2,3，朱莹莹,2,3，秦晓鹏，董吉林,2,3

1.郑州轻工业大学 食品与生物工程学院，河南 郑州 450001；2.食品生产与安全河南省协同创新中心,河南 郑州 450001；3.河南省冷链食品质量安全控制重点实验室,河南 郑州 450001

0 引言

青稞(HordeumvulgareLinn.var.nudumHook. F.)，禾本科大麦属，主要产自西藏、青海等高海拔地区，是一类较抗旱、抗寒、耐土地贫瘠和喜凉的一年生作物,具有高蛋白、高纤维素、高维生素、低糖、低脂等特征[1]. 目前，常见的青稞产品主要是以糌粑为主的传统藏族食品. 针对青稞独特的营养特点，国家加大了对青稞产业的投入. 随着青稞产品的深度研发，越来越多经过深加工的青稞产品被开发出来，例如青稞酒、青稞面条、青稞饼干等，但大多数青稞产品口感粗糙，大众接受度较低.

青稞营养成分较丰富，因此可以对其特定营养成分进行富集，而萌动发芽是一种常见的方法. 该方法可促进水分吸收并软化煮熟的谷物籽粒，具有简单有效、成本低的特点，可提高全麦食品的感官品质和营养价值[2].有研究[3-4]表明，萌动发芽后的青稞抗氧化活性及抑癌防癌作用明显提高. 谷物经萌动发芽处理后，其蛋白酶等水解酶系活性被激活，α-淀粉酶、纤维素酶、植酸酶、β-葡聚糖酶等酶活力的提高可促进谷物功能性营养组分含量的改变[5].例如，申瑞玲等[6]研发了一种萌动青稞米酒，其黄酮、γ-氨基丁酸、总酚含量均高于未萌动青稞米酒.

蛋糕是一种常见的深受大众喜爱的烘焙食品，对青稞进行萌动发芽处理后，可以提高青稞的营养成分，改善青稞复配制作青稞蛋糕的口感，提高大众接受度，拓宽青稞深加工产品的范围. 决明子属于药食同源的豆科决明属，具有抑菌抗炎,保肝护目,改善高血压、糖尿病等作用[7-11]，因此，在食品工业中，常添加于烘焙茶饮料，在保健行业中，已开发了具有减肥降脂作用的各种保健产品. 而咖啡具有肝脏保护的作用，适当饮用咖啡能降低肝细胞癌复发的风险，增加原位肝移植后的生存机会[12].

基于此，本研究利用实验室已研制的萌动青稞粉和低筋面粉为主要原料，通过添加咖啡、决明子等成分进行复配，以期研制一款低糖、低脂、口感良好、营养全面的青稞蛋糕，为青稞深加工产品的研究开发提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 主要材料和试剂

青稞，青海新丁香粮油有限责任公司产；低筋面粉(蛋白质含量8%)，青岛维良食品有限公司产；木糖醇，浙江华康药业股份有限公司产；决明子粉，上海今良食品技术有限公司产；玉米油、鸡蛋、咖啡粉，均购置于郑州市丹尼斯超市；NaClO,南京化学试剂股份有限公司产；硼酸，济南萧试化工有限公司产；HCl,天津富宇精细化工有限公司产.以上试剂均为分析纯.

1.2 主要仪器与设备

PHS-3E型酸度计，上海佑科仪器仪表有限公司产；D-F101 S型恒温加热磁力搅拌器，河南省予华仪器有限公司产；MG38 CB-AA型电烤箱，广东美的厨房电器制造有限公司产；HWS型恒温恒湿培养箱，北京中兴伟业仪器有限公司产；KDN-103F型自动定氮仪，上海纤检仪器有限公司产；HL-100型高速多功能粉碎机，上海塞耐机械有限公司产；YES30×8型新国标圆形验粉筛，杭州大成光电仪器有限公司产.

1.3 实验方法

1.3.1 萌动青稞粉的制备挑选适量颗粒饱满的青稞，清洗后用质量分数为5%的NaClO溶液浸泡30 min(浸没青稞表面即可)，仔细冲洗6～8遍后，将青稞泡于30 ℃蒸馏水中并保温12 h;然后将其平铺到垫着两层纱布的托盘上，表面再盖两层湿纱布，于恒温恒湿培养箱中(温度25 ℃、湿度95%)萌发12 h后,干燥磨粉,备用.

1.3.2 工艺流程蛋糕粉(萌动青稞粉、低筋面粉、咖啡粉、决明子粉和泡打粉)→制作蛋黄糊→加入打发的蛋清液→混合蛋黄糊与蛋清液→注模→烘烤→冷却→脱模→成品. 操作要点如下.

1)蛋糕粉：低筋面粉、萌动青稞粉、咖啡粉和决明子粉过50目筛，否则原料颗粒较大、不均匀，在制作蛋黄糊时容易起筋，导致蛋糕各部分不均匀.

2)制作蛋黄糊：将鸡蛋的蛋黄与蛋清分离，用打蛋器搅打蛋黄，然后添加玉米油一同搅拌，再加冷水混合；添加蛋糕粉搅拌时，打蛋器需按一个方向转动.

3)打发蛋清液：确保盛具中没有水和油，中间分两次加入木糖醇，蛋清液打发至呈鱼眼泡状时加一半，继续打发至细腻的小泡状时加入剩下的一半.

4)混合蛋黄糊与蛋清液：将1/3制好的蛋清液与蛋黄糊混合好，然后倒进余留的蛋清液中，用铲子从下往上翻拌，防止蛋黄糊密度大沉于底部，混合后应整体颜色均匀，无块状.

5)注模和烘烤：将调制好的蛋糕糊添加到干燥的模具中，加至2/3高度即可，拍打出气泡. 烘箱上下火165 ℃，预热2 min后烤制，烤20 min后出炉.

1.3.3 工艺优化1)单因素试验设计. 以蛋糕感官评分和比容为评价指标，考查萌动青稞粉添加量、木糖醇添加量、决明子粉与咖啡粉添加比例、玉米油添加量4个因素对低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕品质的影响.

a)萌动青稞粉添加量：以混合粉(萌动青稞粉、低筋面粉)和水油总量为基准(100%)，混合粉添加量为50%保持不变，选择木糖醇添加量为30%，决明子粉和咖啡粉添加量为6%(决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶2)，玉米油添加量为20%，考查萌动青稞粉的添加量(8%、12%、16%、20%、24%)对低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕品质的影响.

b)木糖醇添加量：以混合粉和水油总量为基准(100%)，混合粉添加量为50%保持不变，选择萌动青稞粉添加量为16%，决明子粉和咖啡粉添加量为6%(决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶2)，玉米油添加量为20%，考查木糖醇添加量(20%、25%、30%、35%、40%)对低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕品质的影响.

c)决明子粉与咖啡粉添加比例：以混合粉和水油总量为基准(100%)，混合粉添加量为50%保持不变，选择木糖醇添加量为30%，玉米油添加量为20%，决明子粉和咖啡粉添加量为6%，考查两者添加比例(1∶0.5，1∶1，1∶2，1∶3，1∶4)对低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕品质的影响.

d)玉米油添加量：以混合粉和水油总量为基准(100%)，混合粉添加量为50%保持不变，选择萌动青稞粉添加量为16%，木糖醇添加量为30%，决明子粉和咖啡粉添加量为6%(决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶2)，保持蛋糕粉与液体的料液比为1∶1左右，考查玉米油添加量(20%、25%、30%、35%、40%)对低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕品质的影响.

2)正交试验设计. 在单因素试验的基础上，以蛋糕感官评分和比容为指标，对萌动青稞粉添加量(A)、木糖醇添加量(B)、决明子粉与咖啡粉添加比例(C)和玉米油添加量(D)四因素进行L9(34)正交试验设计以确定蛋糕的最优配方. 正交试验因素和水平见表1.

表1 正交试验因素和水平表Table 1 Orthogonal test factors and levelTable

1.4 检测方法

1.4.1 感官评价标准参考GB/T 24303—2009[13]，感官评价标准见表2. 感官评价人员为食品专业人员，男女比例1∶1. 所有样品随机编号，由10名感官评价人员从蛋糕色泽、组织、外形、口感、风味五方面进行打分.

表2 感官评价标准Table 2 Sensory evaluation standard

1.4.2 蛋糕比容的测定比容是评价蛋糕品质的重要特性，其变化可以反映蛋糕气孔膨大或收缩的状态,比容越大，表明蛋糕越松软[14]. 将所制成的蛋糕放凉后，参考赵谢等[15]的方法测定蛋糕比容,计算公式为

式中，P为蛋糕比容/(cm3·g-1)，V为蛋糕体积/cm3，m为蛋糕质量/g.

1.4.3 蛋糕质构的测定将烤好的蛋糕先冷却2 h，然后去除上下表皮，截取芯部，切成规则的1 cm3的正方体小块. 参考张仲柏等[16]的方法，测定样品的硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性、回复性，各样品测8组平行数据.

1.4.4 蛋糕营养指标的测定膳食纤维的测定参考 GB 5009.88—2014[17]；蛋白质含量的测定参考GB 5009.5—2016[18]；脂肪含量的测定参考GB/T 5009.6—2016[19]；水分的测定参考GB 5009.3—2016[20]；能量的计算参考GB 28050—2011[21].

1.5 数据处理

采用软件Origin 8.0和Microsoft Excel 2010进行数据处理和作图，利用SPSS 17.0进行数据分析.

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕单因素试验结果如图1所示.

图1 低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕单因素试验结果Fig.1 Results of single factor test of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

2.1.1 萌动青稞粉添加量由图1a)可知，随着萌动青稞粉添加量的增加，蛋糕的青稞味越来越浓郁，当萌动青稞粉添加量为16%时感官评分最高，继续添加则口感下降，这可能是因为过量添加萌动青稞粉将导致粗糙口感加重，使蛋糕感官品质变差. 蛋糕比容呈先下降后上升再下降的趋势，当萌动青稞粉添加量为20%时达到最大值. 与未添加萌动青稞粉的蛋糕相比，添加萌动青稞粉的蛋糕外表有粗糙感，这可能是因为萌动青稞籽粒组织结构松散，且膳食纤维含量较多. 综合考虑，选择萌动青稞粉添加量为16%进行下一步试验.

2.1.2 木糖醇添加量由图1b)可知，木糖醇添加量为30%时感官评分最高，之后随着添加量的增加，感官评分略有下降. 蛋糕比容的变化趋势为先升高后下降，在30%时达到最大值，这可能是因为木糖醇可以影响蛋液的黏度，在搅拌过程中影响了气泡形成的时间和稳定性[22]. 在试验过程中发现，木糖醇添加量与蛋液气泡的稳定性有较大关系，且蛋糕在烘焙过程中，各组分间的相互作用也会改变蛋糕比容. 综合考虑，选择木糖醇添加量为30%进行下一步试验.

2.1.3 决明子粉与咖啡粉添加比例由图1c)可知，决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶2时感官评分最高，表明决明子的苦甘味和咖啡的香味提升了蛋糕品质，丰富了蛋糕口感和风味. 当决明子占比增加时，决明子粉颗粒会散布在蛋糕中，增加粗糙感；当咖啡粉占比增加时，咖啡的苦味会掩盖部分原料的味道，使感官评分下降. 蛋糕比容的变化趋势为先下降后上升再下降，当决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶3时，蛋糕比容最高. 综合考虑，选择决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶2进行下一步试验.

2.1.4 玉米油添加量由图1d)可知，玉米油添加量为25%时蛋糕感官评分和比容均相对较高. 这可能是因为玉米油可以稳定面糊，防止蛋糕焙烤时顶部塌陷，还能使蛋糕的质地更柔软. 继续增加玉米油的添加量，蛋糕感官评分下降，这是因为过多的玉米油会使蛋糕口感油腻. 综合考虑，选择玉米油添加量为25%进行下一步试验.

2.2 正交试验结果分析

2.2.1 感官评分和比容结果分析低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕正交试验结果见表3，对表3中的感官评分和比容数据分别进行方差分析，结果见表4和表5.

表3 低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕正交试验结果Table 3 Orthogonal test results of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

表4 感官评分的方差分析Table 4 Variance analysis of sensory score

表5 比容的方差分析Table 5 Variance analysis of specific volume

由表3中R值可知，萌动青稞粉添加量对蛋糕感官评分影响最大，其次是玉米油添加量、决明子粉与咖啡粉添加比例、木糖醇添加量，此时蛋糕最优配方为A1B2C3D1，即萌动青稞粉添加量为16%，木糖醇添加量为30%，决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶3，玉米油添加量为25%. 由表3中R*值可知，萌动青稞粉添加量和玉米油添加量对蛋糕比容的影响均较大，其次是木糖醇添加量、决明子粉与咖啡粉添加比例，此时蛋糕最优配方为A1B2C3D2，即萌动青稞粉添加量为16%，木糖醇添加量为30%，决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶3，玉米油添加量为30%. 由表4可知，除木糖醇添加量外，其他3种因素对蛋糕感官评分的影响均显著. 由表5可知，除决明子粉与咖啡粉添加比例外，其他3种因素对蛋糕比容的影响均显著. 综合考虑，确定蛋糕的最优配方为A1B2C3D1，即萌动青稞粉添加量为16%，木糖醇添加量为30%，决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶3，玉米油添加量为25%.

2.2.2 质构特性分析在蛋糕的质构特性中，弹性、黏聚性和回复性越大越好，硬度和咀嚼性则越小越好. 低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕质构测定结果见表6. 由表6可知，10个样品的硬度和咀嚼性差异较大，弹性、黏聚性和回复性差异较小. 其中，试验号为10的蛋糕样品的硬度、咀嚼性较小，更易咀嚼，而弹性、黏聚性、回复性较大，整体较均衡，质构特性良好，验证了上述正交试验结果.

表6 低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕质构测定结果Table 6 Results of determination of texture of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

2.2.3 营养指标测定结果分析依据最优配方制作低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕，其营养指标测定结果见表7，其中营养素参考值(NRV)参考GB 28050—2011[21]进行测定.由表7可知，低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕营养丰富，相较于母应春等[23]研究中普通蛋糕的营养指标，该蛋糕蛋白质含量略高，脂肪含量略低，碳水化合物含量略高，适合普通大众及糖尿病、高血压、高血脂人群. 此外，蛋糕中水分含量较高，虽更容易咀嚼，但也缩短了该蛋糕的保质期.

表7 低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕营养指标测定结果Table 7 Measurement results of nutritional indicators of low-sugar coffee flavor sprouted barley cake

3 结论

本文制作了低糖咖啡风味萌动青稞蛋糕，研究了萌动青稞粉添加量、木糖醇添加量、决明子粉与咖啡粉添加比例、玉米油添加量4个因素对该蛋糕品质的影响，采用正交试验确定了蛋糕的最优配方为萌动青稞粉添加量16%，木糖醇添加量30%，决明子粉与咖啡粉添加比例为1∶3，玉米油添加量25%.按此配方制作的蛋糕口感柔软细腻，不但具有独特的青稞香味，还很好地融合了决明子的苦甘味和咖啡的香味，感官品质和营养价值均较高，但较高的水分含量会缩短其保质期，下一步可就此继续进行研究以延长保质期，为实现其工业化生产提供参考.