菠萝皮戚风蛋糕的配方优化及营养成分分析*

肖 娟，粟立丹*，罗欣一

（四川旅游学院食品学院，成都 610100）

菠萝 （Ananas comosus (L)Merr）属凤梨属（Ananas）、凤梨科（Bromeliaceae）又名凤梨，多年生草本植物，主要生长在热带和亚热带地区，是我国重要的热带经济水果之一[1]。菠萝味甘，性平，果香浓郁，果肉中不仅含有丰富的有机酸、糖类、蛋白质和纤维素，还含有多酚、黄酮等活性成分，具有解毒、止咳等功效[2-3]。目前，菠萝果实大部分用于罐头和果脯加工，加工过程中约有20%～50%的菠萝皮未被利用，随意丢弃不仅造成菠萝资源的浪费，而且带来环境污染[4]。研究表明，菠萝皮不仅含有与果肉同等的营养物质，其膳食纤维的含量远高于果肉。因此科学地利用菠萝皮，不仅能减少环境压力，还能创造新的经济价值。

戚风蛋糕质地柔软细腻，口味清淡，制作过程中可添加各种果香，使其香气浓郁，这是目前最受消费者喜爱的蛋糕之一[5]。随着烘焙技术的迭代更新，消费者对蛋糕提出了更高的需求，不仅要求产品色香味俱全，而且更注重其营养价值和保健功能。菠萝皮中的黄酮、多酚类物质具有抗氧化、杀菌消炎、抗肿瘤等功效，而膳食纤维不仅具有降血糖血脂、预防冠心病等保健功能，还具有较高的保水和稠化等物理性质[6-8]。因此，将菠萝皮添加到戚风蛋糕的制作过程中，不仅可以改善蛋糕的感官品质，还能降低白糖的添加量，赋予蛋糕特殊的菠萝风味，提高营养价值。本论文通过单因素实验和正交实验研究菠萝皮戚风蛋糕的配方和品质特征，分析产品中总多酚和总膳食纤维含量，实现蛋糕品种的多样化和营养保健功能，为菠萝皮的综合利用和精深加工开辟新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜菠萝、鸡蛋：市售；低筋面粉、塔塔粉、泡打粉，新良集团公司；白砂糖：广州福正东海食品有限公司；色拉油：广州福正东海食品有限公司；食盐：四川省盐业总公司。

1.2 仪器与设备

超微粉碎机（KC-701）：北京开创同和科技发展有限公司；电热鼓风干燥箱（101-2AB）：天津市泰斯特仪器有限公司；质构仪器（CT3）：美国博勒飞公司；Petrus/柏翠电烤箱（PE3040）：北京中兴柏翠电器有限公司；紫外可见分光光度计（MC00000113）：北京莱伯泰科仪器有限公司；电子秤（EK328）：广东香山衡器股份有限公司；打蛋器、长柄刮刀、模具和不锈钢筛网等。

1.3 实验方法

1.3.1 基础配方

菠萝皮戚风蛋糕的配方见表1。

表1 菠萝皮戚风蛋糕配方

1.3.2 工艺流程

菠萝皮戚风蛋糕的工艺流程见图1。

图1 工艺流程

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 原料预处理

菠萝皮预处理：将新鲜的菠萝洗净，去除外面刺手的部分，削皮，菠萝皮用沸水烫漂10 min灭酶，放进60℃的烘箱中干燥至恒重，冷却至常温，粉碎机粉碎，过246 μm筛网，常温密闭保存备用。

鸡蛋预处理：选用外壳完好的新鲜鸡蛋，洗净，用分蛋器分离鸡蛋清和鸡蛋黄 （蛋清中不能有蛋黄），备用。

1.3.3.2 蛋黄糊制作

白砂糖用粉碎机粉碎，过筛，加入蛋黄中，搅打均匀。分3次加入色拉油和水（完全搅拌均匀后才能加下一次），搅打至浓稠无油水分离状。加入过筛后的低筋面粉、菠萝皮粉和泡打粉，使用打蛋器搅拌均匀，直至面糊细腻且无颗粒状。

1.3.3.3 蛋白霜制作

在洁净（无水无油）的搅拌盆中加入分离好的鸡蛋清、塔塔粉和部分白砂糖，以中速搅拌，直至蛋白处于湿性发泡阶段，再加入其余白砂糖，以高速搅拌至蛋白干性发泡，当蛋白取出后细腻光滑，用手挑起呈鸡尾状时停止搅拌。

1.3.3.4 调制面糊

在搅拌均匀的蛋黄糊中加入1/3打发后的鸡蛋白，充分混匀后，再与余下的2/3蛋白混合，使用刮刀拌匀。

1.3.3.5 装模与烘焙

将调制好的面糊装入烘烤模具中，每个模具填装2/3即可，并使用震荡和敲打的方法排出入模后面糊中的空气。将烤箱温度调至上火180℃，下火150℃烤制40 min。

1.3.3.6 冷却脱模

烤制完成后，将蛋糕跟烘烤模具一起倒扣放凉至室温，取下模具即为成品。

1.3.4 单因素实验

参照基础配方，在预实验的基础上，以低筋面粉100 g为基准，设计单因素实验，以蛋糕感官评分为指标，结合质构特性。分别考察菠萝皮添加量（5 g、10 g、15 g、20 g 及 25 g），白砂糖添加量（110 g、115 g、120 g、125 g 及 130 g），其中蛋黄部分和蛋白部分用量各占 50 g，鸡蛋添加量（220 g、240 g、260 g、280 g及300 g）对菠萝皮戚风蛋糕品质的影响。

1.3.5 正交实验

在单因素实验的基础上，选择对戚风蛋糕感官品质影响较大的三个因素：菠萝皮添加量、白砂糖添加量、鸡蛋添加量，进行正交实验，以最佳添加量及前后的两个水平梯度作为自变量，以感官评价为指标，采用L9（33）正交实验分析，确定最优的菠萝皮戚风蛋糕配方。实验因素水平设计见表2。

表2 菠萝皮戚风蛋糕配方正交因素水平设计 g

1.4 评价指标测定

1.4.1 感官评价

参照GB/T 20977-2007《糕点通则》的方法制定感官评分标准，将新鲜菠萝皮戚风蛋糕切分成大小适合的若干等份。由10名（5男5女）经过培训的评价员分别对产品形态、色泽、组织、弹韧性及滋味气味5项指标进行感官评分，各配方得分取平均值作为最后评分。评价标准见表3。

1.4.2 质构分析

采用质构仪对不同蛋糕样品的质构特性进行测定分析，参照段丽丽等[9]的方法并略作改进，将戚风蛋糕切成3 cm×3 cm×1 cm的小块试样。测定条件为：测试模型为TPA，探头P/50，测定前速度：1mm/s，测定时速度：5 mm/s，测定后速度：5 mm/s，压缩状态为75%，2次压缩中间等待时间5 s，触发力1 g，每一项重复测5次去掉最高值和最低值后，最终结果取其平均值。

1.4.3 总膳食纤维的测定

参照GB 5009.88-2014《食品中膳食纤维的测定》中的测定方法，分别测定戚风蛋糕空白组及最优配方菠萝皮戚风蛋糕的总膳食纤维含量。

1.4.4 总多酚含量的测定

参照沈佩仪[10]的方法，采用分光光度法对戚风蛋糕空白组及最优配方菠萝皮戚风蛋糕中的总多酚含量进行测定。配制不同浓度的没食子酸标准溶液，在778 nm波长处测量其吸光度值，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，制作标准曲线。准确称取菠萝皮戚风蛋糕5.000 g，制作待测液，在778 nm波长处，测定吸光度值，对照没食子酸标准曲线，计算产品中总多酚含量。

表3 菠萝皮戚风蛋糕感官评分标准表

式中：A1为待测液中总多酚含量(mg/mL)；V1为提取液总体积(mL)；m 为样品质量（g）。

1.5 数据统计分析

数据统计、作图采用Microsoft Excel 2010软件和Origin8.0软件处理，用SPSS22.0软件进行相关数据的分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的制作

将没食子酸标准品配置成浓度为0.40、0.80、1.20、2.00、3.00 mg/mL 的标准溶液，在 778 nm 波长处测量其吸光度值，同时做空白对照。以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，制作标准曲线，如图2所示。由图得出线性回归方程为：y=1.0498x+0.0199，R2=0.9996，具有良好的线性关系，可用于产品中总多酚含量的测定。

图2 标准曲线

2.2 单因素实验结果

2.2.1 菠萝皮添加量对蛋糕品质的影响

不同菠萝皮添加量对蛋糕感观及质构特性品质的影响见图3和表4。

图3 菠萝皮添加量对蛋糕感官品质的影响

表4 菠萝皮添加量对蛋糕质构特性的影响

由图3可知，随着菠萝皮添加量的递增，蛋糕的感官评分呈现先增大、后减小的趋势，但在菠萝皮添加量小于20 g时，上升趋势不明显，此时蛋糕的菠萝风味不足，对感官的影响较小。当菠萝皮添加量为20 g时，感官得分达到最大值，此时蛋糕组织均匀细密、色泽鲜亮，有适宜的菠萝香味，滋味口感明显提升。但当菠萝皮添加量大于20 g时，由于菠萝皮中含有糖分，添加过多使蛋糕组织粗糙松散，色泽加深，感官评分开始下降。进一步结合蛋糕质构测试数据（表4）可知，蛋糕的弹性和胶黏性随着菠萝皮的添加，呈先上升、后下降的趋势。面粉中适当添加菠萝皮粉，可以有效阻止面糊中面筋的形成，有效改善蛋糕的蓬松度和口感。当菠萝皮添加量超过20%时，弹性明显下降，蛋糕组织过于松散，咀嚼性降低，但胶黏性变动并不大。蛋糕硬度是评价戚风蛋糕品质的重要参数，是蛋糕老化水平的重要参考依据。当菠萝皮添加量小于20 g时，蛋糕硬度变动不显著，但当菠萝皮添加量大于20 g时，硬度开始上升。综上所述，菠萝皮最适添加量为20 g。

2.2.2 白砂糖添加量对蛋糕品质的影响

不同白砂糖添加量对蛋糕感官评分和质构特性的影响见图4和表5。

图4 白砂糖添加量对蛋糕感官品质的影响

表5 白砂糖添加量对蛋糕质构特性的影响

甜味是人类最喜好的基本味感，可以改善食品的食用性和可口性，从而增进食欲。由图4可知，白砂糖添加量对戚风蛋糕的感官品质存在明显影响，随着白砂糖添加量的增加，感官评分呈先增加、后下降的趋势。通过感官评定发现，白砂糖添加量对蛋糕的色泽和滋味口感影响较大，但对蛋糕的组织形态和弹韧性影响较小。当白砂糖添加量小于120 g，蛋糕色泽暗淡，口感偏淡，滋味不足，发泡性差，感官评分低。当白砂糖添加量为120 g时，蛋糕的感官评分达到最大值，当白砂糖添加过多时，蛋糕过甜，烘烤后颜色加深，感官评分开始下降。由表5可知，不同白砂糖添加量对蛋糕的弹性、硬度、咀嚼性等影响较小，这可能是因为白砂糖在戚风蛋糕的制作中主要用于增加蛋糕的风味，改善色泽和稳定蛋白泡沫等。

2.2.3 鸡蛋添加量对蛋糕品质的影响

不同鸡蛋添加量对蛋糕感官评分和质构特性影响见图5、表6。

图5 鸡蛋添加量对蛋糕感官品质的影响

表6 鸡蛋添加量对戚风蛋糕质构的影响

鸡蛋中含有降低表面张力的蛋白质，具有良好的发泡性能，并对气泡的液膜具有保护作用，使食品质地蓬松柔软[11]。由图5可知，随着鸡蛋添加量增多，蛋糕感官评分先升高、后降低。鸡蛋添加量较小时，蛋糕起泡性低，膨胀不足，鸡蛋添加量过多会导致蛋糕蛋腥味偏重，掩盖了蛋糕的菠萝风味。结合质构分析（表6），随着鸡蛋添加量的增加，弹性增加，胶黏性和咀嚼性略有增加，硬度略有下降。因此，确定鸡蛋的最适添加量为280 g。

2.3 正交实验结果

基于单因素实验结果，参照表2，采用 L9（33）正交实验对菠萝皮戚风蛋糕的配方进行优化，实验结果见表7。

表7 正交实验结果

由表7可知，对菠萝皮戚风蛋糕品质影响大小因素依次为：菠萝皮添加量＞鸡蛋添加量＞白砂糖添加量。3个影响因素的最优组合为：A2B2C3，即菠萝皮添加量10 g，白砂糖添加量120 g，鸡蛋添加量300g。对正交实验结果进行方差分析可知（表8），菠萝皮添加量对戚风蛋糕感官品质有显著性影响（p＜0.05），而鸡蛋添加量和白砂糖添加量对戚风蛋糕感官品质无显著影响（p＞0.05）。按照最优组合配方制得的产品外形完整，厚薄均匀，表面油润光泽，口感柔和，具菠萝独有的风味。

表8 正交实验方差分析

2.4 营养成分测定结果

按照优化后的最佳配方制作菠萝皮戚风蛋糕和空白对照蛋糕，结合文中的方法对2个产品进行总膳食纤维含量和总多酚含量检测，检测结果见表9。结果表明，菠萝皮戚风蛋糕中总膳食纤维和总多酚含量均优于空白对照，说明菠萝皮能有效提高戚风蛋糕的营养价值，对补充人体所需膳食纤维和多酚能起到一定的促进作用。

表9 营养成分测定结果

3 结论

本研究通过单因素实验和正交实验对菠萝皮戚风蛋糕的配方进行优化，并测定其总膳食纤维和总多酚含量。结果表明，各因素对蛋糕感官评分影响程度大小顺序为：菠萝皮添加量＞鸡蛋添加量＞白砂糖添加量。在固定基础配方条件下以每100 g低筋面粉为基准，菠萝皮、白砂糖、鸡蛋的最佳添加量分别为 10 g、120 g、300 g，此时蛋糕产品质地疏松，色泽金黄，口感柔和，带有菠萝特殊的芳香，同时提高了蛋糕中膳食纤维和多酚的含量。最优配方制作的菠萝皮戚风蛋糕中总膳食纤维含量为2.76 g/100 g，总多酚含量为13.80 mg/g。

与传统戚风蛋糕相比，在戚风蛋糕中添加菠萝皮，对蛋糕的品质和营养成分有一定改善，研究表明，菠萝皮戚风蛋糕具有独特的食用价值和品质特征，实验结果开拓了菠萝皮的应用，丰富了戚风蛋糕种类，为菠萝皮戚风蛋糕的进一步研究和生产提供了理论基础。