響應面法優(yōu)化發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的制作工藝

王海波，張 靜，姚 芳，圣 雅

（江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學院食品科技學院，江蘇 泰州 225300）

銀杏果又稱白果，營養(yǎng)豐富，含淀粉（60%）、蛋白質(zhì)類（13%）、糖類（7%）、脂肪類（4%），還含有多種維生素和微量元素，以及銀杏黃酮、銀杏內(nèi)酯、銀杏多肽、銀杏酸等多種活性成分[1-4]，具有抗氧化、抗菌、益智健腦、提高免疫力[3-8]等多方面的食療作用和藥用價值，在功能食品領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。但是，由于其苦澀味和毒性，銀杏果的應用受到較多的影響。

發(fā)酵銀杏果粉是銀杏果經(jīng)過酶和乳酸菌協(xié)同發(fā)酵后制備的，研究結(jié)果[9-12]表明，發(fā)酵過后的銀杏果粉中可溶蛋白、黃酮、多酚等抗氧化成分含量顯著增加，有毒成分銀杏酸含量顯著降低，而且發(fā)酵過后的風味也得到了大大改善，為銀杏果資源的開發(fā)利用提供了基礎(chǔ)。

當前，我國糕點市場規(guī)模不斷擴大，且我國烘焙食品行業(yè)市場規(guī)模有很大的發(fā)展空間[13-14]，傳統(tǒng)烘焙產(chǎn)品的口感已經(jīng)不能滿足大眾場消費需求，營養(yǎng)健康、低糖低脂，且具有保健成分的烘焙產(chǎn)品越來越受到消費者的追捧[15]。在傳統(tǒng)戚風蛋糕的配方基礎(chǔ)上研究添加發(fā)酵銀杏果粉和蜂蜜，通過單因素試驗確定了對產(chǎn)品品質(zhì)影響較大的因素，并通過響應面法確定了產(chǎn)品的最佳配方，研制出了口感細膩、美味適口、營養(yǎng)價值高，且含有一定保健成分的新型戚風蛋糕，不僅豐富了烘焙產(chǎn)品的種類，而且提高了銀杏果的利用價值，具有很好的開發(fā)前景，有利于提高焙烤產(chǎn)品的經(jīng)濟收益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

發(fā)酵銀杏果粉，江蘇農(nóng)牧科技學院團隊自制；蜂蜜，江蘇中藥科技園提供；雞蛋，江蘇科技畜牧園提供；低筋面粉、綿白糖，市售。

1.2 儀器與設(shè)備

SJ2-923型電烤爐、SM-5L型廚師機，無錫新麥機械有限公司產(chǎn)品。

1.3 蛋糕加工方法

1.3.1 蛋糕制作基本配方

①蛋黃糖30 g、水（牛奶）100 g、色拉油100 g；②低筋粉213 g、泡打粉5 g；③蛋黃160 g；④蛋白375 g；⑤蛋白糖200 g、食鹽3 g、塔塔粉5 g。

1.3.2 加工工藝流程

②料+發(fā)酵銀杏果粉混合→①料+蜂蜜攪拌乳化+③→蛋黃糊；

蛋黃糊+蛋白糊混合物→裝盤→烘烤→冷卻→脫膜→包裝。

1.3.3 操作要點

（1）原料選擇與處理。根據(jù)基礎(chǔ)配方選取材料，選用新鮮干凈的雞蛋，將蛋黃、蛋白分離，蛋白中盡量不要混有蛋黃，將低筋面粉、發(fā)酵銀杏果粉、食鹽、泡打粉混合均勻，過篩備用。

（2）蛋黃糊的制備。將綿白糖、色拉油、水、蜂蜜攪打乳化均勻后，加入過篩后的低筋面粉和發(fā)酵銀杏果粉，攪拌至無面粉疙瘩后加入蛋黃，繼續(xù)攪拌，面糊呈現(xiàn)細膩均勻即可。

（3）蛋白的打發(fā)。將塔塔粉和1/3的蛋白糖加入蛋清中，用廚師機慢速打發(fā)至魚眼形的大泡，再加入1/3的蛋白糖，快速打發(fā)至濕性發(fā)泡，再加入剩余的綿白糖，打發(fā)至蛋白硬性發(fā)泡，慢速攪拌排除大氣泡。

（4）蛋黃糊和蛋白的混合。取1/3打發(fā)好的蛋白添加到蛋黃糊中，用長柄刮刀攪拌均勻，將混勻后的部分倒入剩下2/3的蛋白中充分混合，放置備用。

（5）裝模與烘烤。裝入30 cm×30 cm方盤模具，用刮板刮平上表面，振動模具排除氣泡。烘烤時，設(shè)定烤箱的溫度為上火180℃，下火165℃，烘烤18 min，蛋糕表面呈深黃色即可出爐。

（6）冷卻與包裝。蛋糕出爐后，倒扣在冷卻網(wǎng)上進行冷卻。產(chǎn)品冷卻達到室溫后包裝，減少冷凝水的產(chǎn)生，冷凝水過多會影響產(chǎn)品質(zhì)量和保藏時間。

1.4 發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕制作工藝優(yōu)化

1.4.1 單因素試驗

通過預試驗，依次考查發(fā)酵銀杏果粉用量、蜂蜜用量、烘烤溫度、烘烤時間等主要因素對發(fā)酵銀杏果粉蜜蜂戚風蛋糕的比容和感官評分的影響。

1.4.2 響應面優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵銀杏果粉用量（A），蜂蜜用量（B）烘烤溫度（C）和烘烤時間（D）為主要因素，以蛋糕比容和感官評分之和總評分為感應值，根據(jù)Box-behnken原理，利用Design Expert 8.0.6軟件進行響應面設(shè)計來優(yōu)化產(chǎn)品制作工藝[15-17]。

響應面試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 響應面試驗因素與水平設(shè)計

1.5 測定指標與方法

1.5.1 感官質(zhì)量評定（70分）

根據(jù)GB 7099—2015、GBT 20977—2007和GBT 24303—2009進行感官評價[18-20]。

1.5.2 蛋糕比容（30分）

根據(jù)GB/T 24303—2009進行比容測定[20]。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Office Excel 2010和Design Expert 8.0.6軟件處理分析

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵銀杏果粉用量對蛋糕品質(zhì)的影響

發(fā)酵銀杏果粉用量對蛋糕品質(zhì)的影響見圖1。

圖1 發(fā)酵銀杏果粉用量對蛋糕品質(zhì)的影響

考查發(fā)酵銀杏果粉用量對戚風蛋糕比容和感官評分的影響。由圖1可知，隨著發(fā)酵銀杏果粉用量的增加，感官評分先升高再下降，蛋糕的比容得分變化不大，當發(fā)酵銀杏果粉用量為30 g時，蛋糕的品質(zhì)最佳，感官評分高達67.10分，綜合評價達到93.10分。分析原因可能是發(fā)酵銀杏果粉用量過大時，蛋糕中發(fā)酵銀杏果粉異味過重，口感不潤滑，狀態(tài)不穩(wěn)定。故選取發(fā)酵銀杏果粉用量為25，30，35 g 3個水平進行響應面試驗。

2.1.2 蜂蜜用量對蛋糕品質(zhì)的影響

蜂蜜用量對蛋糕品質(zhì)的影響見圖2。

考查蜂蜜用量對蛋糕比容和感官評分的影響。由圖2可知，隨著蜂蜜用量的增加，蛋糕的比容和感官評分均先上升再下降，在蜂蜜用量為50 g時，蛋糕比容得到29分，感官評價得到67.70分，均達到最高值。原因可能是蜂蜜用量太多時，蛋糕顏色太深，口感和味道也會受到一定的的影響，還有可能造蛋糕成內(nèi)部彈性和韌性的變化；蜂蜜用量較少時，蛋糕的甜味降低。故選取蜂蜜用量為45，50，55 g的3個水平進行響應面試驗。

圖2 蜂蜜用量對蛋糕品質(zhì)的影響

2.1.3 烘烤溫度對蛋糕品質(zhì)的影響

烘烤溫度對蛋糕品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 烘烤溫度對蛋糕品質(zhì)的影響

以上火為主要考查因素，下火低于上火15℃條件設(shè)置。由圖3可知，隨著烘烤溫度的升高，感官評分呈先增加再下降的趨勢，蛋糕比容的得分持續(xù)增高，分析原因是當烘烤溫度過高時，蛋糕外表面水分迅速蒸發(fā)，淀粉急速糊化生成糊精，大部糊精又因受高溫發(fā)生了糖分的焦化作用，形成了脆、酥、的焦淀粉，導致蛋糕外部酥脆掉渣，內(nèi)部塌陷黏牙。上火達到180℃時，蛋糕的感官評價取得67.4分，此時蛋糕的內(nèi)部氣孔均勻，彈性較好，不黏牙，綜合評價93.4分和185℃時總評差別不大。根據(jù)感官評價得分，選取烘烤溫度為175，180，185℃3個水平進行響應面試驗。

2.1.4 烘烤時間對蛋糕品質(zhì)的影響

烘烤時間對蛋糕品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 烘烤時間對蛋糕品質(zhì)的影響

烘烤時間是蛋糕制作中一個關(guān)鍵的因素。由圖4可知，隨著烘烤時間的延長，蛋糕的比容得分和感官評分呈均先升高后降低的趨勢。當烘烤時間為18 min時，感官評價達到最高值67分，此時蛋糕表面光滑、內(nèi)部氣孔均勻光滑細膩、口感純正潤滑。當烘烤時間為21 min時，比容得分取得最高值28分，18 min和21 min兩者的綜合評分差距較小。分析原因，隨著烘烤時間的增加，蛋糕的硬度增加，蛋糕松散發(fā)干掉渣，感官評分較低。依據(jù)蛋糕比容和感官評分結(jié)果，選取烘烤時間18，21，24 min的3個水平進行響應面試驗。

2.2 響應面試驗結(jié)果分析

2.2.1 響應面試驗結(jié)果

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，選取發(fā)酵銀杏果粉用量（A）、蜂蜜用量（B）、烘烤溫度（C）和烘烤時間（D）為因變量，蛋糕比容得分和感官評分之和的總評分（Y）作為響應值，設(shè)計四因素三水平的響應面試驗，利用響應面對發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕工藝參數(shù)進行優(yōu)化。

發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕響應面試驗結(jié)果見表2。

使用Design Expert 8.0.6軟件對表2中總評分進行多元回歸擬合，得到二次多項回歸方程：

表2 發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕響應面試驗結(jié)果

響應面回歸結(jié)果及方差分析見表3，回歸模型方差分析見表4。

表4 回歸模型方差分析

對以上響應面回歸模型進行分析，一次項B、C及二次項A2、B2、C2、D2的p值均小于0.01，回歸模型中的F=20.01，且p＜0.000 1表明發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的總評分與因素之間的回歸方程極顯著。確定系數(shù)R2=0.952 4，調(diào)整確定系數(shù)R2Adj=0.904 8，失擬項p為0.254 6，說明模型擬合程度非常高。根據(jù)F值大小可知對總評影響因素排序為C＞B＞D＞A。模型的信噪比（AdeqP）為13.364＞4，說明該模型的可信度非常高，具有一定的參考價值。

2.2.2 響應面交互作用分析

為進一步考查影響蛋糕品質(zhì)的各因素間的相互影響，采用Design Expert 8.0.6軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理，得到回歸方程的響應面圖。在控制其他因素不變的條件下，分析其他兩因素對總評分的影響。

各因素交互作用對蛋糕總評分影響的響應曲面圖見圖5。

由圖5可知，所有響應面均呈凸起狀，各響應面的響應值隨其對應的各因素值的增大而呈現(xiàn)先增加到極值而后減小或保持平衡；該模型有穩(wěn)定點，即最大值。由圖5可知，各因素間有一定的交互作用，結(jié)合表3，交互作用AD＞AC＞AB=BC＞BD＞CD。

圖5 各因素交互作用對蛋糕總評分影響的響應曲面圖

表3 響應面回歸結(jié)果及方差分析

運用回歸方程對發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的工藝條件進行優(yōu)化，預測發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的最佳工藝條件為發(fā)酵銀杏果粉用量33.25 g，蜂蜜用量45.35 g，烘烤溫度182.2℃，烘烤時間18 min，在此條件下，發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的總評分的理論值為95.82分。保證配方不變、其他工藝一致的情況下，考慮實際操作的可行性，對最優(yōu)工藝條件調(diào)整為發(fā)酵銀杏果粉用量33.3 g，蜂蜜用量45.4 g，烘烤溫度182℃，烘烤時間18 min，根據(jù)上述試驗條件進3次驗證試驗，所得戚風蛋糕的綜合評分為94.23分，試驗結(jié)果基本接近預測值，可靠性高，有一定的參考價值。

3 結(jié)論

試驗研究表明，在基礎(chǔ)配方綿白糖230 g，低筋粉213 g，蛋黃160 g，蛋白375 g，水（牛奶）100 g，色拉油100 g，食鹽3 g，泡打粉5 g，塔塔粉5 g基礎(chǔ)上，發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕的最佳工藝條件為發(fā)酵銀杏果粉用量33.3 g，蜂蜜用量45.4 g，烘烤溫度182℃，烘烤時間18 min，以該配方制作出的發(fā)酵銀杏果粉蜂蜜戚風蛋糕香氣撲鼻、甜而不膩、膨松清爽，迎合了現(xiàn)代人對食物的營養(yǎng)需求，同時為銀杏果開發(fā)利用提供了思路。