莲藕戚风蛋糕最佳制作工艺优化及含糖量分析

张丽芳，曹阳，许旖旎，孙兆松

1. 江苏食品药品职业技术学院（淮安 223003）；2. 淮安瑞可滋食品有限公司（淮安 223001）

据研究资料显示每百克可食用莲藕中含有16.4 g碳水化合物、1.9 g蛋白质、0.2 g脂肪、1.2 g膳食纤维、0.73 mg维生素E、44 mg维生素C、39 mg钙、19 mg镁等。中医认为莲藕具有止血散瘀、补益气血、通便健脾、清热凉血，以及能够促进食欲、促消化、开胃等功效[1-7]。市场上常见的莲藕产品主要包括莲藕粉、糯米藕罐头和鲜切藕片。将莲藕用到蛋糕中的研究鲜见报道。

近年来，关于减糖蛋糕（减少蛋糕中蔗糖的添加量）的研究一直是烘焙企业关注的焦点，也是烘焙类蛋糕研究的热点[8-11]。虽然近年来有报道利用亲水性胶体、功能性糖来代替蔗糖的研究[12-13]，但未见利用天然资源与亲水胶体、蔗糖替代物混合使用来增强蛋白膏、面糊中泡沫稳定性研究报道。

试验以藕、CMS-Na、白砂糖、甜菊糖为原料，探究其最佳配方工艺，旨在开发具有莲藕独特风味、含糖量较低的戚风蛋糕，为低糖戚风蛋糕开发提供思路，同时也为莲藕资源的开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与试剂

鲜鸡蛋（市售）；塔塔粉（济南圣和化工有限公司）；食盐（淮安井神盐业有限公司）；甜菊糖（江苏采薇生物科技有限公司）；藕浆（自制）；CMSNa（苏州卓鑫生物技术有限公司）；白砂糖（云南滇鹏糖业有限公司）；低筋小麦粉（新乡良润全谷物食品有限公司）；泡打粉（安琪酵母股份有限公司）；植物油（益海嘉里金龙鱼粮油食品股份有限公司）。

1.2 主要仪器与设备

SM-101打蛋机（新麦机械有限公司）；JP93Q- 1000破壁机（浙江绍兴苏泊尔家居用品有限公司）；SEB-3YG烤炉（三麦烘焙设备有限公司）；CT-3质构仪（德州市高通实验仪器有限公司）；JC-JMTY面包体积测定仪（青岛聚创环保集团有限公司）；比重杯、台秤、温度计等。

1.3 戚风蛋糕配方

蛋清100%，蛋黄50%，低筋粉50%，白砂糖25%，植物油22%，牛奶30%，食盐1%，塔塔粉2%，泡打粉2%。

1.4 莲藕戚风蛋糕基本配方

通过预试验确定蛋糕的基本配方（以蛋清为基准，烘焙比%）：蛋清100%，蛋黄50%，低筋粉50%，白砂糖8%，植物油22%，牛奶30%，食盐1%，塔塔粉2%，泡打粉2%，藕浆6%，甜菊糖0.3%，CMS-Na 0.5%。

1.5 试验方法

1.5.1 藕浆的制备

将新鲜的藕去皮、切片（厚约0.5 cm）、烫漂（沸水中加热1～1.5 min），按照水与藕配比1∶5（g/mL），放入破壁机中，打成藕浆，后经粗纱布过滤，得到藕浆备用。

1.5.2 莲藕戚风蛋糕制作流程

1.5.3 正交试验

在进行单因素试验基础上，选取藕浆添加量、CMS-Na添加量、白砂糖添加量、甜菊糖添加量4个因素，每个因素3个水平进行正交试验，研究其对面糊的相对密度及蛋糕品质的影响。

表1 不同因素和水平试验设计表 单位：%

1.6 评价方法

1.6.1 面糊相对密度的测定

蛋白膏与蛋黄糊的混合物料称为面糊，选用50 mL比重杯，称量其净重。装满搅拌均匀的面糊，称量其总质量，从而得到50 mL面糊质量。并同时测量50 mL水的质量，进而按式（1）计算出面糊比重[14-15]。

1.6.2 蛋糕比容的测定

取出冷却好的蛋糕，采用面包体积测定仪测定其体积。每个样品平均测定3次，取其平均值。

1.6.3 感官评定法

参照GB/T 24303—2009《粮油检验 小麦粉蛋糕烘焙品质试验 海绵蛋糕法》，根据戚风蛋糕的感官特点，制定低糖莲藕蛋糕的评分标准[16]。组织10名评审人员对每一配方制作的莲藕低糖戚风蛋糕进行品尝，以外观、香气、口感、内部结构、滋味、气味及比容为指标对其进行评定打分，最高分为99分，最低分为10分，中间的以此类推，以10名评审人员评定的平均值作为评分结果，评分标准见表2。

表2 感官评分标准

1.6.4 蛋糕中单糖、蔗糖、总糖含量的测定

蛋糕还原糖含量测定[17]，参照GB/T 5009.7—2016《食品中还原糖的测定》；蛋糕蔗糖含量的测定，参照 GB/T 5009.8—2016[18]《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》；蛋糕中总糖含量的测定[19]，参照GB/T 23780—2009《糕点质量检验方法》。

1.6.5 蛋糕质构测定

参照张维娜等[20]蛋糕质构分析方法，稍作改动。用锯齿刀将蛋糕切成3 cm×3 cm×3 cm立方块后，使用CT3型质构仪，采用TPA模式，测定莲藕蛋糕和市售戚风蛋糕的硬度、弹性，圆柱型探头TA44，测试速度3.00 mm/s，压缩距离20 mm，触发点负载10 g。每个样品测试3次，取其平均值。

1.6.6 数据分析

所有数据均为3次平行测量的平均值，采用2010 Excel做图，运用SPSS 20进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 藕浆添加量的确定

由图1可以看出，面糊的相对密度呈现先快速下降再变化平缓最后快速上升的趋势，由此可见，藕浆添加量低于8%时，藕浆对于面糊泡沫的稳定性所发挥的作用较弱，藕浆添加量处于8%～12%，面糊相对密度较低，表明该添加范围能明显增强面糊中泡沫的稳定性，但添加量超过12%后，面糊的相对密度增加较为明显。分析原因：藕浆添加量超过12%后，蛋清溶液的黏稠度较高，导致蛋清在搅打过程中充气量减少，且搅打后形成的蛋白膏黏稠度也较大，当其与蛋黄糊混合时，二者较难混匀，致使二者混合时间较长，在蛋白膏与蛋黄糊搅拌的过程中部分气体被挤出，最终导致面糊消泡较为严重，面糊的相对密度增加。

由图1还可以看出，添加藕浆后蛋糕的感官评分呈现先上升后下降趋势。通过实践发现，藕浆添加量超过12%后，蛋糕的比容下降较为明显，切面的色泽加深，蛋糕切面中上部气孔大，组织疏松、下部组织较为紧实，且有粘牙的感觉。分析原因，可能是：藕浆中糊化的淀粉，具有较强的保水性，使得蛋糕中水分含量较高，产品出现粘牙的口感。同时也发现，藕浆添加量增大，蛋糕组织较易断裂，可能是由于藕中淀粉降低面粉中面筋的筋力。综合考虑面糊相对密度和蛋糕感官评价，适宜的藕浆添加量为8%～12%。

图1 不同藕浆添加量对面糊相对密度及蛋糕感官品质的影响

2.2 CMS-Na添加量的确定

CMS-Na又称为羧甲基淀粉，是一种阴离子淀粉醚，易溶于水及部分溶剂，冷水溶解速度快、胶体透明，同时具有乳化和保湿的性质[15-16,21]。此外，CMSNa在生理学上不被人体消化吸收，因此用于制造低热值的食品也可以获得理想的效果。在蛋清中添加CMS-Na可增强溶液黏稠度，同时蛋糕可利用其保湿性，防止蛋糕失水，利于蛋糕保持软嫩的口感[22-24]。

由图2可以看出，面糊的相对密度呈现先下降后平缓上升的特点，CMS-Na添加量达到0.8%时，面糊的相对密度最低。由于面糊的相对密度与蛋白膏的相对密度直接相关，CMS-Na添加量较低时，导致蛋清黏稠度也较低，虽蛋清易于打发，但打发后泡沫体的稳定性较差，致使面糊最终泡沫稳定性也较差，只有CMS-Na添加量达到一定量后才能增强蛋白膏中泡沫的稳定性，此时蛋白膏与蛋黄糊混合时，不易消泡，进而面糊相对密度较低，同时由于CMS-Na具有一定乳化特性，在蛋白膏和蛋黄糊二者在混合的过程中，可以降低蛋黄糊中油脂对蛋白膏中消泡的影响，因此，CMS-Na添加量增大后，面糊的相对密度变化不明显。

由图2可见，蛋糕的感官评分呈现先上升后下降趋势。通过实践发现，CMS-Na添加量对蛋糕的比容影响较大，导致蛋糕的评分出现差异，而对蛋糕的色泽、内部组织影响较小。综合考虑面糊相对密度和蛋糕感官评价，适宜的CMS-Na添加量范围为0.8%～ 1.2%。

图2 不同CMS-Na添加量对面糊相对密度及蛋糕感官品质的影响

2.3 白砂糖添加量的确定

由图3可知，随着白砂糖添加量的增大，面糊的相对密度呈现先下降后上升趋势，白沙糖添加量10%时，面糊的相对密度最低。这主要是由于：白砂糖添加量较少时，蛋清溶液的黏稠度较低，蛋清能够快速充入气体，但蛋白膏中泡沫的稳定性较低，因此蛋白膏和蛋黄糊混合时，不停搅拌致使蛋白膏中部分气体被挤出，进而造成面糊相对密度下降；白砂糖添加量增大时，蛋清中加入白砂糖后溶液的黏稠度增大，虽提升蛋白膏中泡沫的稳定性，但也导致蛋清在搅打时充气量的减少，致使面糊的相对密度在白砂糖添加量超过12%后出现上升趋势。

由图3可以看出，产品的感官评分呈现先上升后下降趋势，白砂糖添加量达10%时，感官评分最高。白砂糖添加量超过12%，蛋糕的比容出现明显下降，切面组织较为紧实，且口感偏甜，进而导致感官评分下降。同时在试验中发现当白砂糖的添加量较低时，蛋糕烘烤后颜色较浅，对产品的感官评价带来一定影响。综合考虑面糊相对密度和蛋糕感官评价，适宜的白砂糖添加量范围为8%～12%。

图3 不同白砂糖添加量对面糊相对密度及蛋糕感官品质的影响

2.4 甜菊糖添加量的确定

甜菊糖，又称甜菊苷，化学式为C38H60O18，是从菊科植物甜叶菊的叶子中提取出来的一种糖苷。该糖具有高甜度、低热能的特点，其甜度是蔗糖的200～300倍，热值仅为蔗糖的1/300[25]。甜菊糖可以替代部分蔗糖，在降低蛋糕热量的同时，仍能保持蛋糕的甜度。

由图4可以看出，随甜菊糖添加量的增大，面糊的相对密度变化不太明显。通过实践发现，甜菊糖对于蛋清的黏稠度影响较小，也就使得蛋清溶液的表面张力较低，当蛋清搅打时较易充入气体，但也正是由于其对蛋清黏稠度影响较小，当蛋白膏和蛋黄糊混合后，面糊的相对密度变化不明显。

由图4可见，甜菊糖对于蛋糕感官评分的影响呈现先上升后下降趋势。通过实践发现，甜菊糖添加量的变化主要影响蛋糕的甜度。添加量较低时，蛋糕甜度较低，但添加量增大时，蛋糕甜度较高，导致蛋糕的感官评分降低。考虑面糊相对密度和蛋糕感官评价，适宜的白砂糖添加量范围为0.6%～1.0%。

图4 不同甜菊糖添加量对面糊相对密度及蛋糕感官品质的影响

2.5 正交试验结果与分析

面糊的相对密度代表面糊最终的持气能力及泡沫体的稳定性，感官评价代表产品可接受度，因此选择二者作为评价指标。由表3可知，各因素对面糊相对密度影响顺序依次为A＞C＞B＞D，对蛋糕感官评分影响顺序为C＞A＞D＞B。各因素对面糊相对密度影响的最佳组合为A2B1C2D1，即藕浆添加量10%、CMS-Na添加量0.8%、白砂糖添加量10%、甜菊糖添加量0.6%。对蛋糕感官评分影响的最佳组合为A2B1C1D1，即藕浆添加量10%、CMS-Na添加量0.8%、白砂糖添加量8%、甜菊糖添加量0.6%。

由于最优组合A2B1C2D1及A2B1C1D1不在表3的试验设计中，需要进一步通过试验进行验证。按照A2B1C2D1和A2B1C1D1制作蛋糕，测定面糊的相对密度和感官评分。通过3次平行试验，面糊的相对密度分别为0.35和0.41，感官评分分别为96.12分和90.16分。二者在面糊相对密度和感官评分均存在一定差异，最终确定A2B1C2D1为莲藕低糖戚风蛋糕的最佳配方。

表3 低糖莲藕戚风蛋糕最佳配比的L9(34)正交试验结果分析

由表4方差分析结果可知，藕浆添加量（A）对面糊相对密度影响最大，其次分别是白砂糖添加量（C）、CMS-Na添加量（B）、甜菊糖添加量（D），与正交试验结果分析相一致。根据显著性分析可知藕浆添加量（A）、白砂糖添加量（C）对面糊相对密度影响极显著，CMS-Na添加量（B）对于面糊相对密度影响显著，甜菊糖添加量（D）对于面糊相对密度影响不显著。由此可见，藕浆添加量、白砂糖添加量、CMS-Na添加量对面糊相对密度影响较大，这与3种物质对蛋清溶液黏稠度的影响相一致。

表4 面糊相对密度正交试验结果方差分析

由表5方差分析结果可知，对蛋糕感官品质影响顺序为白砂糖添加量（C）＞藕浆添加量（A）＞CMS-Na添加量（B）＞甜菊糖添加量（D）。这与正交试验结果仅B、D顺序上有差异。4种物质对蛋糕的体积、内部组织状态、色泽、滋味和气味影响的侧重点不同，致使4种物质对于蛋糕感官品质的影响均极显著。

表5 感官评分正交试验结果方差分析

2.6 莲藕戚风蛋糕与戚风蛋糕中还原糖、蔗糖、总糖含量分析

由表6可以看出，戚风蛋糕中单糖、蔗糖、总糖含量均明显高于莲藕低糖戚风蛋糕。由于莲藕戚风蛋糕中使用甜菊糖代替部分蔗糖，蛋糕中蔗糖、总糖含量均比市售戚风蛋糕降低10%。由于莲藕戚风蛋糕中单糖和蔗糖含量合计占比约4.55%，即4.55 g/100 g，低于食品营养标签管理规范中的规定5 g/100 g，因此，可以初步判断该产品为低糖产品。通过对单糖、蔗糖、总糖的对比，莲藕戚风蛋糕具有明显的低糖特点，符合当下消费者对低糖食品的需求。

表6 莲藕戚风蛋糕和戚风蛋糕中糖含量的分析单位：%

2.7 莲藕戚风蛋糕与戚风蛋糕质构对比分析

赵延伟等[26]研究弹性、硬度、黏聚性、咀嚼性、回复性指标，可从客观上评价不同添加物对戚风蛋糕的品质的影响。因此选择弹性、硬度、黏聚性等指标对莲藕戚风蛋糕和戚风蛋糕的感官品质进行对比研究。如表7所示，2种蛋糕在弹性、硬度、黏聚性等方面存在较小差异。莲藕戚风蛋糕的弹性、硬度、黏聚性、咀嚼性、回复性较市售戚风蛋糕稍低。由此可见，莲藕戚风蛋糕较市售戚风蛋糕要更软，更易咀嚼，但莲藕戚风蛋糕的弹性和回复性、黏聚性稍差，可能是由于藕浆含有大量淀粉，增强蛋糕的吸水力，但弱化面筋的支撑力，造成弹性和回复性较市售产品稍差。

表7 莲藕戚风蛋糕和戚风蛋糕质构对比分析

3 结论

通过单因素正交试验，最终确定的产品配方为（以蛋清100%计）蛋清100%，蛋黄50%，低筋粉50%，白砂糖10%，植物油22%，牛奶30%，食盐1%，塔塔粉2%，泡打粉2%，藕浆10%，CMS-Na 0.8%，甜菊糖0.6%。在该配方下制得的戚风蛋糕表面呈淡淡的金黄色，内部气孔细密均匀，口感嫩爽，含糖量低，满足特殊人群的需求。