白莲马蹄糕的制作工艺优化及其品质分析

叶若松 陈勇辉 欧阳金金 罗应琴

摘 要：以白莲、马蹄粉为原料制备白莲马蹄糕，在单因素试验基础上，通过响应面法结合质构分析探究白莲马蹄糕最佳生产工艺。结果表明，白莲马蹄糕的最佳配方为马蹄粉添加量14.2%，莲子乳添加量19.5%，糖添加量4%，蒸煮时间15.5 min。所制得的白莲马蹄糕具有独特的白莲和马蹄香味，且富有弹性，质地均匀，甜度适中。

关键词：白莲；马蹄糕；响应面优化；质构分析；制作工艺

Optimization and Quality Analysis of White Lotus and Water Chestnut Cake

YE Ruosong1， CHEN Yonghui2， OUYANG Jinjin1， LUO Yingqin1

（1.College of Life Science， Jiangxi Science & Technology Normal University， Nanchang 330013， China; 2.Jiangxi Biotech Vocational College， Nanchang 330200， China）

Abstract： White lotus and water chestnut powder were used to prepare white lotus water chestnut cake. Based on the single factor experiment， the best production process of white lotus and water chestnut cake was explored by response surface method combined with texture analysis. The results showed that the optimal formula of white lotus and water chestnut cake was as follows： the amount of water chestnut powder was 14.2%， the amount of white lotus milk was 19.5%， the amount of sugar was 4%， and the heating time was 15.5 min. The white lotus water chestnut cake has a unique fragrance of white lotus and water chestnut， and is elastic， uniform in texture， moderate in sweetness.

Keywords： white lotus; water chestnut cake; response surface optimization; texture analysis; production technology

白蓮（White Lotus）不仅是著名的观赏性植物，也是重要的食材或药材，具有巨大的经济价值[1]。白莲味道香甜，富含多糖类、多酚类、黄酮醇类、花青素、生物碱类等多种功能性化合物[2]。传统中医认为，白莲具有健脾、安神之效，现代医学也证明莲子可增强人体的免疫力和羟自由基清除能力[3]。

马蹄（Water Chestnut），学名荸荠（Eleocharis dulcis），广泛种植于我国南方的各个省份。马蹄营养丰富，滋味甘甜，富含多种活性成分[4]，具有清热解毒、化湿祛痰、消食除胀的功效[5]，并被证明具有抗氧化、控制血糖、抗菌等[6]作用。马蹄糕是以马蹄粉为主要原材料的一种传统甜点，传承历史悠久。研制以马蹄为原料的具有特殊风味和营养保健作用的食品已成传统马蹄糕点开发的新方向。

本产品以鲜白莲、马蹄粉为原料，对白莲马蹄糕的配方与加工工艺进行探讨，并研究其最佳风味的配方比例，制得具有白莲和马蹄双重营养和保健作用的马蹄糕新产品。研究结果对马蹄糕新产品的开发、白莲资源的合理利用都具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

马蹄粉，广州市洲星食品有限公司；白砂糖，太古糖业有限公司；新鲜莲子，购于南昌市场。

BSA224S-CW电子天平，上海赛多利斯科学仪器有限公司；摩飞榨汁机MR9600，广东新宝电器股份有限公司；TA-XTplusC物性测试仪，英国Stable Micro Systems公司。

1.2 试验方法

1.2.1 白莲马蹄糕制作工艺及操作要点

白莲乳及马蹄糕制备方法如图1所示。

（1）白莲预处理。将白莲与水以1∶1（m∶V）比例放进榨汁机中打细制成白莲乳，过滤去渣备用。

（2）炒糖。将砂糖放进锅里用微火炒至金黄色。

（3）和生浆。取清水加入马蹄粉搅拌均匀，用纱布或滤网过滤至无颗粒，加入一定比例白莲乳待用。

（4）半生半熟浆。称取一定量的炒糖，热水溶解后趁热冲入生浆液中，快速搅拌，得糊状半生半熟浆。

（5）蒸糕。模具内壁预先刷上一层食用油，倒入半生浆，隔水蒸至马蹄糕呈透明状。

（6）包装。待马蹄糕冷却到室温后切割装入包装袋中，抽真空保存。

1.2.2 白莲马蹄糕工艺优化参数设计

（1）单因素试验设计。在基础配方（马蹄粉添加量14%、白莲乳添加量40%、糖添加量6%，不足部分用纯净水补充至100%，蒸糕时间15 min）条件下，以感官评定值为指标，分别研究不同马蹄粉添加量（10%、12%、14%、16%和18%），白莲乳添加量（10%、15%、20%、25%和30%），糖添加量（2%、3%、4%、5%和6%），蒸糕时间（10 min、12 min、15 min、18 min和20 min）对白莲马蹄糕感官品质的影响。其中，马蹄粉、白莲乳、糖的添加量均以质量分数表示。

（2）响应面优化设计。在单因素试验的基础上，选取较优的参数范围进行响应面分析，以白莲马蹄糕的感官评分为响应值，确定白莲马蹄糕制作最优工艺参数。试验各因素处理水平见表1。

1.2.3 白莲马蹄糕感官评定标准

选择30名从事食品专业研究的人员组成评定小组，根据产品的色泽、口感、饱满度、香气和组织形态对白莲马蹄糕制作进行感官评分，感官评分指标如表2所示。

1.2.4 质构测定

将样品切成高25 mm、直径25 mm的圆柱体，在环境温度25 ℃条件下采用TPA测试模式对白莲马蹄糕的硬度和弹性进行测定。测前速度2 mm·s-1，测试速度2 mm·s-1，测后速度2 mm·s-1，引发力5 g。每组取2个样品，每个样品测3次，取平均值。

1.2.5 白莲马蹄糕常规指标检测

（1）总淀粉的测定。总淀粉测定参照《食品安全国家标准 食品中淀粉的测定》（GB/T 5009.9—2016）中第二法，即酸水解法。

（2）蛋白质的测定。蛋白质测定参照《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》（GB/T 5009.5—2016）中第一法，即凯氏定氮法。

1.2.6 数据处理

所得数据均为3次试验的平均值，采用Design-Exper 10.0.8软件进行响应面分析并使用SPSS 23.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 马蹄粉添加量对白莲马蹄糕品质的影响

马蹄粉具有较强的凝胶特性和较高的持水性，可赋予马蹄糕优良的质构品质和口感。从图2可以看出，感官评分随着马蹄粉添加量的增大呈现先升高后降低的趋势，当马蹄粉添加量为14%時，白莲马蹄糕评分最高。质构分析表明用此水粉比例制作的马蹄糕质地均匀，硬度适中，口感弹性好。当马蹄粉添加量较少，马蹄糕口感偏软，稍有粘牙。马蹄粉添加量增大时，马蹄糕凝固性更好，但口感偏硬，弹性较差。经综合考虑，以马蹄粉添加量为12%、14%、16%进行响应面分析。

2.1.2 白莲乳添加量对白莲马蹄糕品质的影响

从图3可以看出，感官评分随着白莲乳添加量的增大呈现先升高后降低的趋势，当白莲乳的添加量为20%时，白莲马蹄糕评分最高。此添加量下的马蹄糕具有白莲的香甜味道，色泽均匀，呈浅白色。质构分析显示，此时马蹄糕软硬度适中，富有弹性且不黏牙。当白莲乳添加量降低时，马蹄糕中白莲香气较淡，透明度更高。提高白莲乳添加量可提高马蹄糕中白莲香气，但糕体质地不均匀，容易产生沉淀，弹性下降，且口感变得粗糙。因此，以白莲乳添加量为15%、20%、25%进行响应面分析。

2.1.3 糖添加量对白莲马蹄糕品质的影响

从图4可以看出，感官评分随着糖添加量的增大呈现先升高后降低的趋势，当糖添加量为4%时，白莲马蹄糕评分最高，此添加量下马蹄糕甜度适中，具有白莲的香甜风味。当糖量添加过低时，马蹄糕口味稍显寡淡，白莲香甜气味不突出。提高糖添加量则使马蹄糕偏甜，掩盖了白莲的香气。质构分析结果显示，随着糖添加量的增加，马蹄糕的硬度增加，当糖添加量为4%时马蹄糕弹性最好。综合考虑，以糖添加量为3%、4%、5%进行响应面分析。

2.1.4 蒸糕时间对白莲马蹄糕品质的影响

从图5可以看出，马蹄糕的感官评分随着蒸糕时间的延长先升高后降低，当蒸糕时间为15 min时，马蹄糕的评分最高。此时马蹄糕质地均匀，软硬适中，表面光滑，口感弹性较好。蒸糕时间较短时，马蹄糕淀粉外熟内生，凝固性较差，口感略有黏牙，且弹性较差。蒸糕时间较长时，马蹄糕口感过硬，失去弹性。因此，以蒸糕时间为12 min、15 min、18 min进行响应面分析。

2.2 白莲马蹄糕响应面试验结果分析

在单因素试验结果的基础上，根据Box-Benhnken中心组合试验原理，以感官评价的综合评分为响应值（Y），选取A（马蹄粉添加量）、B（白莲乳添加量）、C（糖添加量）、D（蒸糕时间）为试验因素，进行响应面试验设计，共29个试验点，试验结果和方差分析分别见表3和表4。

应用Design Expert 8.0软件对表2中结果进行二次多项回归拟合，即得二次多项回归方程：Y=89.60+0.25A-0.21B+0.12C-0.17D-1.12AB+0.25AC-0.13AD-0.12BC+0.88BD+0.25CD-8.18A2-3.99B2-1.36C2-0.68D2。

方差分析、回归方程的有效性检验及各因素对产品的影响见表4。模型F=29.90，P＜0.01，达到极显著水平。失拟值F=3.50，P＞0.05，不显著，说明该回归方程对试验拟合程度较好。回归分析结果表明，方程的二次项（A2、B2和C2）对产品感官评分影响极显著。各因素对白莲马蹄糕感官评分的影响程度依次为马蹄粉添加量＞白莲乳添加量＞蒸糕时间＞糖添加量。综上，该回归模型适用于对白莲马蹄糕的最优配方进行分析和预测。

2.3 响应面的交互作用分析

响应面可以直接反应各因素与响应值之间的关系，各因素间交互作用的响应面坡度越陡，表明两个因素的交互作用影响越大。根据回归方程，利用Design-Expert 8.0.6软件作响应曲面图，分析各因素对的交互作用。随着马蹄粉添加量、白莲乳添加量、糖添加量、蒸糕时间数值的升高，白莲马蹄糕的感官评分逐渐升高，但继续提高数值则导致白莲马蹄糕感官品质下降。其中AB交互作用的等高线图扁平度最大（图6），表明马蹄粉添加量与白莲乳添加量对白莲马蹄糕感官品质交互影响作用最大。

2.4 最佳配方验证试验

响应面优化的预测值为马蹄粉添加量14.19%、白莲乳添加量19.45%、糖添加量4.04%、蒸糕时间15.44 min。在此条件下，规范化综合评分为89.62分。根据实际条件，验证试验将响应因素值调整为马蹄粉添加量14.2%、白莲乳添加量19.5%、糖添加量4%、蒸糕时间15.5 min。在此条件下进行3次平行试验，得到白莲马蹄糕表面光泽、组织均一、口感爽滑弹性好，白莲香味适中，感官评分可达（89.29±0.25）分，与预测的数值基本一致，表明该响应面试验建立的模型设计合理，可用于白莲马蹄糕制作工艺优化。

2.5 白莲马蹄糕理化指标和质构测定结果

由表5可知，在马蹄糕中（纯马蹄糕中不含蛋白质）加入白莲作为原料，增加了蛋白质成分。白莲马蹄糕淀粉含量较纯马蹄糕稍低，但营养更均衡。质构分析结果显示，白莲马蹄糕的硬度、弹性和回复性较普通马蹄糕更高，黏聚性有所下降，详见表6。

3 结论

试验以马蹄粉和白莲为原料，在单因素试验结果的基础上，通过响应面试验获得白莲马蹄糕的最佳制作工艺配方：马蹄粉添加量为14.2%，白莲乳添加量为19.5%，糖添加量为4%，蒸煮时间为

15.5 min。质构分析结果显示，白莲马蹄糕的硬度、弹性和回复性较普通马蹄糕更高，黏聚性有所下降。本文通过研究白莲马蹄糕制作工艺，在传统食品马蹄糕中添加营养丰富的白莲，丰富了马蹄糕的营养价值和口感。研究结果为白莲的加工食用提供新方法，也为相关食品加工提供一定的理论和技术指导。

参考文献

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