蛋糕工艺配方的研究论文

摘要本研究以小麦粉、薏米荞麦混合粉、白砂糖和鸡蛋作为主要原料，经科学加工，制成不含色素及防腐剂的杂粮蛋糕。采用单因素实验和正交试验，确定探讨了薏米荞麦粉添加量,白砂糖用量，鸡蛋以及大豆油用量对薏米荞麦戚风蛋糕的感官质量影响。试验得出薏米荞麦戚风蛋糕的最佳生产工艺及配方：主要原料以小麦粉100％计，其他原辅料为鸡蛋200％，蛋糕油5％，大豆油30％，白砂糖100％，薏米荞麦粉35%，泡打粉％，盐％，水45％。制作出的蛋糕内部呈淡黄色，口感绵软细腻，香甜松喧，具有很好的营养和保健价值。关键词：薏米；荞麦；戚风蛋糕1 前言 课题来源黑龙江八一农垦大学自选课题。 国内外研究现状焙烤食物是指使用粮食为基础材料，选用焙烤加工的工艺而制成的食品[1]。随着经济全球化的发展，人们生活水平的提高，人们对食物的感官及质量提出了进一步的要求，尤其是焙烤食品中的蛋糕和面包，西方家庭通常拿其作为主食，为了满足大家的需求，因此最近几年来烘焙食物的品种也变得越来越繁多，烘焙行业在全世界飞速发展，无论是在质量上，还是在数量，生产工艺及技术上，都在一直提高，市场规模总体呈现扩大趋向[2]。焙烤行业在亚洲发展时间不长，人们普遍认知度不高，但其已经成为西方国家生活餐桌上不可缺少的食品，焙烤行业已经发展了数百年，市场规模早已逐步稳定，近几年在亚洲居民对焙烤食品的接受程度不断提升。随着近些年焙烤技术的发展和工艺流程的完善，焙烤食品以其种类繁多，口味适宜，造型多样，方便携带的众多优点越来越受到消费者的喜爱。随着我国经济发展的越来越好和人们平均收入的持续增加，焙烤行业总体销售收入呈逐步上升趋势。近些年富贵病的普遍发生引起了人们对食品的营养均衡的重视，而焙烤食品作为现代化人们经常食用的食物，焙烤食品的发展趋势直接影响到人们的身体状况。因此生产适合人体需求模式的营养均衡食品显得尤为重要，更是开发焙烤食品的根本趋势。膳食纤维在杂粮中含量较高，不仅有可溶,还有不可以被人体利用吸收的粗纤维，所以其通便作用十分明显，其次杂粮中微量元素含量高，可为人们供应充足的铁，钙，硒，锌，而这些微量元素正是人们很难从精白面中获取的。而其中蛋糕作为一种营养丰富、细腻绵软深受消费者的喜爱的焙烤食品，一直存在着蛋糕口味单一、热量较高，缺乏矿物质、维生素、膳食纤维及其它功能成分的缺陷[3-5]。所以研发一款人们喜爱并含有一定量杂粮成分的蛋糕产品，对经济和社会有着深远的意义。将杂粮添加至焙烤食品中，研制成杂粮焙烤产品，完善焙烤食品原本微量元素缺乏的缺点。戚风蛋糕作为市场上最常见的一款蛋糕产品，属海绵蛋糕类型，质地非常轻柔，以低筋粉、鸡蛋、糖、油及泡打粉为基本材料，面糊调制是把蛋黄和蛋白分开，利用打蛋器把蛋白搅拌得蓬松且柔软，再加入面糊，这样调制面糊的蛋糕称为戚风蛋糕[6]。由于戚风蛋糕具有体积膨松、结构轻柔、口感滋润嫩爽、口味香甜等特点，深受广大消费者的喜爱。随着人们生活水平的提高，戚风蛋糕也朝着健康平衡营养的方向发展[7]，所以戚风保健蛋糕的开发也成为现在人们研究的热点。因此我决定开发添加薏米的戚风荞麦蛋糕。 薏米荞麦戚风蛋糕的保健功能薏米又名薏苡或薏仁等。薏米属禾本科植物，因其营养价值高，故又被人们称为禾本科植物之王。在我国的土地上，世人栽培薏米的历史悠远长久，被众人认为是我国药食皆佳的粮种之一。根据实验分析，薏米含碳水化合物，蛋白质18%～21%，脂肪4%～6%，还拥有多种维生素（尤其是B族维生素）和人体所需的矿物质和氨基酸等，营养非常丰富[8]。薏米在人体中十分易消化，常用于滋补疗养生息。经医学研究证实，薏米有防癌的功用。薏米在日本被视为典型的"抗癌食品”[9]，所含的薏苡仁脂、薏苡仁内脂为抗癌的主要有效成分，可以有效抑制癌细胞的增殖。除此之外，在薏米中不饱和脂肪酸的含量较高，它能够有效缓解血液中的过多的胆固醇，增加细胞通透性，防止动脉和心肌组织硬化[10]。所以作为药食两用型功能性原材料，薏米正逐渐成为人们喜爱的营养又健康的食品，国内外学者均对薏米的进一步加工进行了大量的研究试验，发展前景十分好[11]。荞麦是一种药食同用的粮食作物。荞麦含有19种氨基酸，它不含有胆固醇，所含的脂肪酸也多为不饱和脂肪酸，不仅具有极高的稳定性，其抗氧化也十分显著；它含有大量的矿物质元素及微量元素，丰富的常见维生素，另外其中含有生物类黄酮和类黄酮化合物[12]。另外，膳食纤维在荞麦中的百分比为2%左右，在人体中膳食纤维是不可被消化酶分解的，它可以促进人体胃肠蠕动，具有持水性，吸油性，膨胀性及吸附性。 实验的目的及意义在戚风蛋糕中添加薏米荞麦制成薏米荞麦戚风蛋糕，使其具有相应的杂粮功效及作用，以弥补小麦粉的营养成分和膳食纤维的缺失，增加蛋糕的微量元素含量，使消费者吃的更健康。薏米和荞麦作为杂粮，膳食纤维含量高，因此作为戚风蛋糕的配料，容易出现蛋糕表面凹陷，口感不细腻等现象。严重影响产品质量，现对薏米荞麦粉，白砂糖，鸡蛋，大豆油对蛋糕的感官影响进行讨论。以薏米荞麦粉为主要原料，在制作过程中添加不同量的白砂糖，鸡蛋及大豆油，结合正交试验，研究着四种因素的添加量对薏米荞麦戚风蛋糕的感官影响，确定薏米荞麦戚风蛋糕的最佳工艺配方。研制出一种组织细腻，块状饱满，甜度适中，营养丰富，具有杂粮功效及作用的戚风蛋糕产品。2 材料与仪器 材料低筋面粉，蛇口南顺面粉有限公司；白砂糖，漳州山峰食品有限公司；鸡蛋，薏米粉，大庆北京华联超市；大豆油，九三粮油工业集团有限公司；盐，苏州乐丰食品有限公司；蛋糕油，东莞市添之彩食品厂；泡打粉，安琪酵母股份有限公司。 设备DDQ-B01K1型手持电动搅拌机，广东小熊电器有限公司；CKTF-32GS型远红外线食品烤炉，伟仕达电器实业有限公司；KF-168型电子计价秤，凯丰集团有限公司。3 试验方法 薏米荞麦戚风蛋糕工艺制作流程①鸡蛋黄、泡打粉、食盐、水、食用油 制成蛋浆；②薏米荞麦粉、面粉过筛(80目) 调制面糊；③鸡蛋清、白砂糖 慢速搅拌 快速搅拌 蛋白霜；①+②+③ 混合 浇模 烘烤 脱模 成品。 薏米荞麦戚风蛋糕工艺制作要点(1)准备材料薏米粉，面粉需要过80目筛，将新鲜鸡蛋洗净擦干表面水分，敲碎壳后，用蛋清分离器，将蛋清蛋黄分离，注意蛋清中不得带入蛋黄，盛蛋白的盆要保证无水无油，最好使用不锈缸盆。（2）打浆将蛋黄先缓慢搅拌1 min，加入白砂糖总量的1/5搅拌均匀，不要把蛋黄打发，然后加入水，大豆油，泡打粉，蛋糕油及食盐，再继续搅拌5 min，制成蛋浆。（3）调糊把杂粮粉，面粉均匀加入蛋浆中，缓慢搅打，均匀混合即可。不要过度搅拌，以免面粉起筋影响蛋糕的起发，时间控制在2 min之内。完成的面糊不可放置过久，以防面粉下沉，致使烤制出的蛋糕不细腻，有气泡，影响蛋糕品质。（4）打发蛋清将打蛋器冲洗干净并擦干水分以后，分三次加入白砂糖，将蛋白打发到能够拉出直立尖角的干性发泡状态即可。（5）混合向蛋黄糊中倒入三分之一的蛋白，用橡皮刮刀轻轻翻拌均匀，从底部往上翻拌，直到蛋黄糊和蛋白糊完全混合均匀。切忌画圈搅拌，防止蛋白消泡。（6）浇模成型混合后应马上倒入模具中，防止蛋糊中面粉下沉，蛋糕发生板结倒入模具面糊量要为模具容量的一半或六分，拿刮板将面糊抹平，轻震几下，减少气泡。（7）烘烤浇模后应立即烘烤，烤箱需预热，上火为170～180 ℃，下火为130～150 ℃。焙烤35 min时，将竹签插到蛋糕底部，通过检查拔出的竹签上有没有粘附物料来可判断蛋糕熟透。（8）冷却脱模从烤炉拿出后，放置在实验台上，轻微震荡一下，再倒放置冷却网上冷却，防止变形。冷却至室温即可脱模。 感官评价依据蛋糕品质评定方法的相关标准，制定薏米荞麦戚风保健蛋糕品质评分标准及分数分配表见表1[13]。随机抽取10人组成测评组，根据蛋糕的色泽（20分）、形态（20分）、组织结构（30分）、滋味和口感（30分），共计100分，对产品打分，然后取平均值，评价其产品品质。表1 感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard评分项目评分细则满分分值色泽表面油润，表皮呈金黄色，色泽明亮（16～20分）；介于中间（12～15分）；色发暗，发灰，有斑点（1～11）20组织结构内部组织结构均匀细密，切面呈细密蜂窝状，无大气泡，无硬块（16～20分）；有大气泡，质地硬，（12～15分）；切面粗糙，有很多大气泡，有硬块（1～11）20滋味和口感滋味纯正，甜度适宜，细腻绵软（30～21）;绵软性差，稍有黏牙感（20～11）；口感粗糙，松散发干，蛋腥味明显（10～1）30形态外形完整，块型饱满，不粘边，无破裂，无崩顶（30～21）;块状略有收缩变形，有开裂，表面粗糙，边缘有粘边（20～11）；表面粗糙，开裂严重，边缘粘边明显（10～1）304 结果与讨论 薏米荞麦粉添加量对蛋糕品质的影响薏米和荞麦的表皮坚硬，烹调困难，人体无法全面吸收其营养成分，因其口感粗糙，故将其粉碎应用到食品比较适合。杂粮的营养价值很高，但添加量的多少可以决定产品的品质。杂粮粉添加量太少，蛋糕的营养强化作用得不到保证；添加量过多，口感不够绵软，致使产品的品质降低。因为薏米质地细腻，荞麦质地较粗糙，且它们中营养成分各有优缺，为了均衡营养互相弥补，突出杂粮口感，所以在蛋糕的制作中我们选择将薏米荞麦以各50%的比例混合制成杂粮粉。在低筋面粉100 g,鸡蛋100%，白砂糖100%，蛋糕油5%，大豆油40%，泡打粉，盐，水60%的条件下，分别以5%,15%,25%,35%,45%杂粮粉添加量(杂粮粉中薏米粉和荞麦粉各占50%)进行比较试验。薏米荞麦粉添加量对蛋糕品质的影响见图1。图1 薏米荞麦添加量对蛋糕品质的影响Fig. 1The influence of coix seed and buckwheat powder adding quantity on cake quality由图1可知，随杂粮粉添加量的增加，薏米荞麦戚风蛋糕的感官评分先显著增加后显著减少。杂粮粉用量较少时，产品杂粮风味不明显。当杂粮粉添加量达到35％时产品表明为金黄色、内部组织细腻，杂粮风味浓郁。当杂粮粉的用量继续增加时，产品色泽虽然较好，但蛋糕起发性差，海绵状的结构不够细密，口感稍干、不细腻。这可能是由于过多的杂粮粉起到了削弱面筋的作用，导致内部结构发软、塌陷。另外，添加杂粮粉的蛋糕焙烤时应比正常产品时间稍长，否则蛋糕中心难以烤熟，出炉后容易塌陷。综上所述，进一步优化试验时薏米粉添加量选择在25％～45%。 白砂糖添加量对蛋糕品质的影响白砂糖会在焙烤期间发生焦糖化作用，使蛋糕具有特殊的香气与色泽，还会影响鸡蛋的稳定性及蛋糊的黏度。糖添加量过少时，甜味不够，风味较差；糖添加量过大时，蛋糕口感会过于甜腻[14]。在低筋面粉100 g，鸡蛋100%，杂粮粉35%，蛋糕油5%，泡打粉，食盐，大豆油40%，水60%的条件下分别以80%,90%,100%,110%,120%的白砂糖添加量进行比较试验。白砂糖添加量对蛋糕品质的影响见图2。Fig. 2The influence of sugar powder adding quantity on cake quality从图2可以看出，白砂糖主要是对产品的甜度、色泽、弹韧性有影响。随着白砂糖添加量的增加，感官评分先升高再降低，白砂糖添加量低时，产品口感偏淡，颜色淡黄色，可能是由于白砂糖添加量少导致美拉德反应和焦糖化反应产物偏少，从而造成蛋糕上色不足；白砂糖添加量高时，蛋液黏度过大，不能裹入充足的空气使蛋糕弹韧性缺陷，还会造成产品口感过甜，影响其感官品质。因此，白砂糖添加量初步选为90%～110%。 鸡蛋添加量对蛋糕品质的影响鸡蛋有良好的乳化性和起泡性。在低筋面粉100 g，白砂糖100%，杂粮粉35%，蛋糕油5%，泡打粉，食盐，大豆油40%，水60%的条件下分别以50%,100%,150%,200%,250%的鸡蛋添加量进行比较试验。鸡蛋添加量对蛋糕品质的影响见图3。 influence of egg amount on cake quality由图3可知，感官评价分值随着鸡蛋添加量的增加先升高再降低，鸡蛋添加量味200%时薏米戚风蛋糕感官评分最高。鸡蛋添加量较低时，蛋糕组织结构不规整，口感较差，可能是由于鸡蛋添加量较少导致美拉德反应产物不足，且蛋白不足导致气泡较少，组织不够蓬松。鸡蛋添加偏多时蛋糕的腥味过重，口感不好，增加了面糊中水分含量，降低了蛋糕的弹性，表面凹陷不平，感官品质较差[15]。因此，初步选定鸡蛋添加量为150%～250%。 大豆油的添加量对蛋糕品质的影响添加油脂在蛋糕中可以保持蛋糕的口感细腻性和组织的柔软性，同时使产品具有特殊风味，戚风蛋糕一般添加的是清淡无味的植物油，本产品添加大豆油的目的就在于前者。在低筋面粉100 g，白砂糖100%，杂粮粉35%，蛋糕油5%，泡打粉，食盐，鸡蛋200%，水60%的条件下分别以20%,25%,30%,35%,40%的大豆油添加量进行比较试验。大豆油添加量对蛋糕品质的影响见图4。由图4可知，随大豆油添加量的增加，薏米荞麦戚风蛋糕的综合评分先逐步增加后显著减少。当大豆油添加量为35%时，薏米荞麦戚风蛋糕的感官评价分值最高，口感润滑绵软。含油量对蛋糕品质影响较大：含油量过少时，产品组织粗糙、不够细腻；含油量较高时油脂有消泡作用，当大豆油添加量超过35％后，产品蓬松降低，产品出炉后易塌陷，蛋糕口感稍显油腻，且油多对健康影响较大，还增加了成本。因此，初步选定大豆油添加量为30%～40%。Fig4 The influence of oil additives on cake 正交试验根据前期的单因素试验基础，确定出最重要的因素，进行正交试验设计，采用正交试验法，以产品的感官评价得分为综合指标，对薏米荞麦粉添加量（A）、白砂糖添加量（B）、鸡蛋添加量（C）、大豆油添加量（D） 4 个因素进行正交试验，得到薏米荞麦戚风蛋糕的最优配方，因此本实验采用四因素三水平L9(34)的正交实验，进行优化选择。正交试验见表2，结果见3。表2 正交实验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment因素杂粮粉添加量（%）白砂糖添加量（%）鸡蛋添加量（%）大豆油添加量（%）125902003534511025040表3 正交试验及试验结果分析Table 3 Results and analysis of L9(34) orthogonal experiment实验号实验因素实验结果1A1B1CD感官评分根据表3数据，对各因素的K、k及R的大小进行计算。然后根据极差R的大小，进行因素的主次排队，并做出因素与指标的关系图。主 次B A D C 图5因素的主次排序Fig. 5 Factors of primary and secondary order图6 因素与水平的关系Fig. 6 The factors and levels of relationship从图5和图6可知，影响杂粮的添加量对薏米荞麦戚风蛋糕的四个因素中，四个因素对产品感官指标的影响程度为B>A>D>C，即白砂糖添加量>薏米荞麦添加量>大豆油添加量>鸡蛋添加量。由正交试验结果可知薏米荞麦戚风蛋糕的最佳配方为A2B2C2D1。按最佳因素配方，进行最佳水平实验，得到的产品感官评价分值为91，证明适合作为最佳配方。最佳配方即为，即薏米荞麦粉35%、白砂糖100%，鸡蛋200%，大豆油30%。5 结论本实验采用感官评价及正交实验等方法，研究了不同百分比的薏米荞面粉，白砂糖，鸡蛋和大豆油添加量对薏米荞麦戚风蛋糕的品质影响。得出最佳配方：主要原料以小麦粉100％计，其他原辅料为鸡蛋200％，蛋糕油5％，大豆油30％，白砂糖100％，薏米荞麦粉35%，泡打粉％，盐％，水45％。在此工艺条件下制作出的薏米荞麦戚风蛋糕色泽明亮，内部组织结构均匀，蛋香浓厚，甜度适中，无破碎，块状饱满，具有较好的感官品质。