紅豆紅米低糖蛋糕的研制*

尤香玲，羅 儀，羅 文，徐向波

（四川旅游學(xué)院，成都 610100）

紅豆又名赤豆、小豆、赤小豆，富含膳食纖維、優(yōu)質(zhì)蛋白，具有利尿消腫祛濕等功效[1-2]，研究發(fā)現(xiàn)，紅豆具有較強(qiáng)的血糖維穩(wěn)能力，對(duì)于胰島素的分泌刺激更溫和，理論上來(lái)說(shuō)可以作為糖尿病病人可接受的米飯?zhí)娲澄铮送?紅豆還含有黃酮、多酚等多種生物活性成分,具有抗癌、延緩衰老等作用[3]。紅米又名高山紅，紅米稻，富含各種氨基酸，以及Fe、Zn、Cu和Mn等微量元素[4]，研究發(fā)現(xiàn)，紅米中的多酚、花青素等元素可以抑制葡萄糖在小腸內(nèi)的吸收，預(yù)防糖尿病[5]。研究發(fā)現(xiàn)以紅米喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)鼠后可提高實(shí)驗(yàn)鼠身體細(xì)胞的抗氧化能力[6]，喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)兔后縮小了其主動(dòng)脈脂質(zhì)斑塊面積，這表明對(duì)防治動(dòng)脈粥樣硬化(AS)具有重要意義[7-8]。異麥芽酮糖醇又稱帕拉金糖，甜度為蔗糖的50%～60%，其口感及物理性質(zhì)和蔗糖非常相似，在人體消化的過(guò)程中，異麥芽糖酮醇消化率較低，在進(jìn)入結(jié)腸和小腸后才開始被分解吸收，對(duì)于血糖升高的影響也較平穩(wěn)[9-10]。紅豆紅米低糖蛋糕的研制，對(duì)功能性烘焙食品及不含蔗糖食品的研究提供了一定的參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

低筋面粉，新鄉(xiāng)良潤(rùn)全谷物食品有限公司；紅豆，五常市彩橋米業(yè)有限公司；紅米，五常市彩橋米業(yè)有限公司：異麥芽酮糖醇，浙江一諾生物科技有限公司；泡打粉，安琪酵母股份有限公司；金龍魚色拉油，益海嘉里（成都）糧食工業(yè)有限公司；蛋糕油，廣州市寶桃食品有限公司；雞蛋為市售新鮮雞蛋。

1.2 儀器與設(shè)備

SM-5L打蛋機(jī)，新麥機(jī)械（中國(guó)）有限公司；SK-623電烤爐，新麥機(jī)械（中國(guó)）有限公司；YH-C30002型電子天平，五鑫衡器有限公司；TMS-PRO型高精度專業(yè)食品物性分析儀，美國(guó)FTC公司；DFY-400型搖擺式高速中藥粉碎機(jī)，溫嶺市林大機(jī)械有限公司；250 μm篩，成都企航有限公司；XZ5854型百鉆防油紙卷口杯，安琪酵母股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 基本配方

基礎(chǔ)配方為：紅豆紅米粉45 g；低筋粉100 g；雞蛋液210 g；異麥芽酮糖醇 60 g；色拉油 18 g；水20 g；蛋糕油 10 g；泡打粉 2 g。

1.3.2 工藝流程

稱量→雞蛋液、異麥芽酮醇、蛋糕油混合攪拌→加入粉料→加入色拉油、水→裝模→烘烤→成品

1.3.3 制作方法

粉料制備：紅豆紅米去除雜質(zhì)，按照1∶1重量混合放入粉碎機(jī)中充分粉碎后，過(guò)篩，備用。以250 g紅豆紅米粉均勻鋪在不沾烤盤中放進(jìn)上、下火175℃烤箱中烤制10 min，去除豆腥味后，放涼置于樣品瓶中密封干燥保存。

蛋糕制作：將雞蛋液、異麥芽酮糖醇和蛋糕油倒入攪拌機(jī)中以轉(zhuǎn)速210 r/min,攪拌8 min，攪拌至泡沫狀后，篩入調(diào)配好的紅豆紅米粉、低筋粉和泡打粉，以轉(zhuǎn)速150 r/min，攪拌1 min，加入色拉油和水以轉(zhuǎn)速150 r/min,攪拌1 min。將攪拌好的面糊擠入蛋糕紙杯中，每個(gè)重量30 g，放入到提前10 min預(yù)熱好的烤箱中，單盤橫向擺放烘烤，以上火200℃、下火170℃，烘烤時(shí)間為17 min，取出，室溫冷卻后進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.3.4 單因素實(shí)驗(yàn)

參照基本配方，在預(yù)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，選取紅豆紅米粉添加量為（35、40、45、50、55 g）、異麥芽酮糖醇添加量為（55、60、65、70、75 g）、色拉油添加量為（16、18、20、22、24 g）、水添加量為（22、24、26、28、30 g）為實(shí)驗(yàn)因素，通過(guò)感官評(píng)分確定四種原料的最佳添加量。

1.3.5 響應(yīng)面設(shè)計(jì)

在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以蛋糕感官評(píng)分（Y）為考察指標(biāo)，結(jié)合相關(guān)性分析，選取紅豆紅米粉添加量（A）、異麥芽酮糖醇添加量(B)、色拉油添加量自變量(C)作為響應(yīng)面分析因素，運(yùn)用Design-Expert8.0軟件，進(jìn)行Box-Behnken設(shè)計(jì)，響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平表見表1。

表1 實(shí)驗(yàn)因素水平與編碼表 g

1.4 檢測(cè)指標(biāo)

1.4.1 感官品質(zhì)評(píng)定

選取8名食品專業(yè)人員組成品評(píng)小組，從蛋糕色澤、外觀、組織、口感及風(fēng)味五個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，滿分為100分，結(jié)果取平均值。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照GB/T 20977-2007《糕點(diǎn)通則》[11]制定，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 比容測(cè)定

稱量蛋糕的質(zhì)量，采用菜籽置換法測(cè)量蛋糕的體積[12]，對(duì)同一樣品進(jìn)行3次平行測(cè)定，取平均值。根據(jù)公式：P=V/m，測(cè)定蛋糕的比容。式中：P為蛋糕比容，mL/g；V 為蛋糕體積，mL；m 為蛋糕質(zhì)量，g。

1.4.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

將試驗(yàn)所得的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，測(cè)定蛋糕的硬度、彈性、回復(fù)性，探頭為P/36R型。測(cè)前速度：1 mm/s，測(cè)試速度：1 mm/s，測(cè)后速度：1 mm/s，壓縮率：50%，2次壓縮之間停頓時(shí)間為5 s。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果取其平均值[13]。

1.5 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)

在Design-Experct.V8.0.6軟件中輸入的數(shù)據(jù)得到的二次回歸方程中，軟件回歸擬合會(huì)分析出三個(gè)自變量的絕對(duì)最佳添加值。把絕對(duì)最佳添加量綜合現(xiàn)實(shí)條件限制以及可操作性原則進(jìn)行處理，設(shè)置3次配方平行實(shí)驗(yàn)，在各項(xiàng)條件均保持一致的情況下，將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)得到的成品再次進(jìn)行品質(zhì)測(cè)定。

1.6 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理使用Excel 2019軟件；響應(yīng)面設(shè)計(jì)分析使用Design-Experct.V8.0.6軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅豆紅米粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

從圖1可以看出，當(dāng)紅豆紅米添加量為45 g時(shí)，感官評(píng)分最高，當(dāng)紅豆紅米添加量小于45 g時(shí)，主要表現(xiàn)在蛋糕缺乏紅豆紅米的香味。當(dāng)紅豆紅米添加量為大于45 g時(shí)，蛋糕色澤加深，組織粗糙，不細(xì)膩，體積回縮明顯，彈性下降，主要是因?yàn)榇罅康募t豆紅米粉添加，面糊面筋蛋白質(zhì)降低，缺乏面筋網(wǎng)絡(luò)支撐力和彈性，且面糊靜止過(guò)程中，紅豆紅米粉有沉底現(xiàn)象。因此綜合考慮，確定紅豆紅米粉的添加量為45 g。

圖1 紅豆紅米粉添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.2 異麥芽酮糖醇添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

由圖2可以看出，當(dāng)異麥芽酮糖醇加量為65 g時(shí)，蛋糕的甜味適度，回味帶有紅豆紅米香氣，口味清香，此時(shí)蛋糕感官評(píng)分最高。當(dāng)異麥芽酮糖醇添加量小于65 g時(shí)，蛋糕甜味偏淡，組織比較粗糙，主要時(shí)因?yàn)殡u蛋打發(fā)過(guò)程中，面糊粘度降低，不容易形成細(xì)膩組織。當(dāng)異麥芽酮糖醇添加量大于65 g時(shí)，蛋糕口味甜膩，烘烤后蛋糕易收縮變形。因此，綜合考慮，確定異麥芽酮糖醇的添加量為65 g。

圖2 異麥芽酮糖醇添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.3 色拉油添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

由圖3可以看出，當(dāng)色拉油添加量為20 g時(shí)，蛋糕的膨松度最佳，口感濕潤(rùn)，回彈性強(qiáng)，當(dāng)色拉油添加量大于20 g后，蛋糕的感官評(píng)分隨著添加量的增加而下降，這是由于油脂限制了面筋蛋白的形成，導(dǎo)致蛋糕的結(jié)構(gòu)變得松散，組織致密性下降，出現(xiàn)明顯的渣感。

圖3 色拉油添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

由當(dāng)色拉油的添加量小于20 g時(shí)，蛋糕口感不滋潤(rùn)，組織不松軟。因此，綜合考慮，確定色拉油的添加量為20 g。

2.4 水添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

由圖4可以看出，當(dāng)水添加量為26 g時(shí)，蛋糕的組織細(xì)膩，口感濕潤(rùn)，回彈性強(qiáng)，氣孔均勻，此時(shí)蛋糕感官評(píng)分達(dá)到最高。當(dāng)水添加量小于26 g時(shí)，蛋糕口感偏干，彈性不足。當(dāng)水添加量大于26 g，面糊加工過(guò)程中開始變稀，此時(shí)紅豆紅米粉有沉底現(xiàn)象，蛋糕烘烤后組織松軟度不均勻，一方面與粉料的細(xì)度有關(guān)，另一方面主要是因?yàn)樗衷黾?、面筋軟化，烘烤后蛋糕易塌陷。因此，綜合考慮，確定水的添加量為26 g。

圖4 水添加量對(duì)蛋糕品質(zhì)的影響

2.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)對(duì)單因素實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的分析，發(fā)現(xiàn)紅豆紅米粉添加量(A)、異麥芽酮糖醇添加量(B)以及色拉油添加量(C)對(duì)蛋糕品質(zhì)有重要影響。因此，以這三個(gè)自變量為響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)的因素水平。依據(jù)Box-Behnken的中心組合設(shè)計(jì)原理，以紅豆紅米低糖蛋糕的綜合感官評(píng)分（Y）為響應(yīng)值，用響應(yīng)面分析法設(shè)計(jì)三因素三水平實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果見表3。通過(guò)對(duì)表3進(jìn)行三元二次回歸擬合分析，得到紅豆紅米低糖蛋糕有關(guān)于（A）、（B）、（C）添加量的三元二次方程為：感官評(píng)分（Y）=89.76-2.42A-0.92B+0.2C-0.88AB-0.047AC+2.22BC-5.44A2-4.04B2-4.39C2。方程回歸結(jié)果及方差分析見表4。

表3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果

表4 回歸模型方差分析

根據(jù)表4可知，所建立的回歸模型中總模型P＜0.01，處于極顯著水平，這表明根據(jù)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的此回歸模型是具有參考性，在回歸模型中，模型越合適，失擬值的值就越小。本模型的失擬差P＞0.05，處于不顯著水平，這表明本實(shí)驗(yàn)結(jié)果所得到的回歸模型是可以接受的。并且決定系數(shù)R2=0.9663，調(diào)整系數(shù)R2Adj=0.9229，R2越接近1，代表自變量與因變量之間的相關(guān)性越大，即在該模型中A、B、C的變化對(duì)Y值的影響很大，這表明得到的回歸模型和預(yù)測(cè)值之間擬合度較高，三個(gè)自變量A、B、C和所得到的響應(yīng)面值之間有較為顯著的線性關(guān)系，離散系數(shù)C.V=1.06%，數(shù)值越小說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果越可靠。

另外，因變量F值的大小代表其對(duì)于響應(yīng)值的影響程度，數(shù)值越大代表其影響越大，由表4可以看出，回歸模型的一次項(xiàng)A(P＜0.05)影響顯著；交互項(xiàng)BC(P＜0.05)影響顯著，二次項(xiàng) A2、B2、C2(P＜0.01)影響極顯著，由此可得關(guān)于蛋糕感官評(píng)價(jià)影響因素的主次順序?yàn)?A＞B＞C，即紅豆紅米粉添加量＞異麥芽酮糖醇添加量＞色拉油添加量。

2.6 紅豆紅米低糖蛋糕最佳參數(shù)確定及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

運(yùn)用Design-Expert.V8.0.6軟件基于目前已知數(shù)據(jù)的分析，以蛋糕感官評(píng)分最大化為最終目標(biāo)，在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)根據(jù)函數(shù)預(yù)測(cè)得出的紅豆紅米低糖蛋糕的最佳配方參數(shù)為：紅豆紅米粉添加量為43.92 g、異麥芽酮糖醇添加量為64.56 g、色拉油添加量為20.03 g。在此各項(xiàng)最優(yōu)條件下，蛋糕的感官評(píng)分預(yù)測(cè)值可達(dá)90.064。根據(jù)現(xiàn)實(shí)條件限制以及可操作性原則，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最終確定驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)配方參數(shù)如下：紅豆紅米粉添加量為44 g、異麥芽酮糖醇添加量為65 g、色拉油添加量為20 g。在此配方下保證其它不變量因素與先前實(shí)驗(yàn)條件相同，即低筋粉 56 g、雞蛋液 210 g、水 26 g、蛋糕油 10 g及泡打粉2 g，上火200℃、下火170℃，烘烤時(shí)間17 min，進(jìn)行3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，將得到的產(chǎn)品再次進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和比容分析，最終測(cè)定出此配方下成品的平均得分為90.6，與軟件預(yù)測(cè)感官評(píng)價(jià)分值接近，這表明此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)用響應(yīng)面分析法得出的紅豆紅米低糖蛋糕最佳配方參數(shù)可信度高。

2.7 品質(zhì)對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)普通海綿蛋糕和紅豆紅米低糖蛋糕進(jìn)行品質(zhì)對(duì)比，見表5。結(jié)果顯示，紅豆紅米低糖蛋糕品質(zhì)和普通海綿蛋糕品質(zhì)差異不大，且紅豆紅米低糖蛋糕使用異麥芽酮糖醇，品質(zhì)更加健康。

表5 品質(zhì)對(duì)比

3 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到紅豆紅米低糖蛋糕的配方為:紅豆紅米粉44 g、低筋粉 56 g、雞蛋液 210 g、異麥芽酮糖醇65 g、色拉油20 g、水26 g、蛋糕油10 g及泡打粉2 g，以上火200℃、下火170℃，烘烤時(shí)間17 min，在此工藝條件下進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，最終得到的成品感官評(píng)價(jià)分均值為90.6，實(shí)際得分與模型計(jì)算出的預(yù)期分?jǐn)?shù)相差量很小，此時(shí)產(chǎn)品色澤金黃，口感細(xì)膩，外形完整，組織均勻，品質(zhì)優(yōu)良。本項(xiàng)實(shí)驗(yàn)所研制的紅豆紅米低糖蛋糕不僅在傳統(tǒng)海綿蛋糕的基礎(chǔ)上提高了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)采用異麥芽酮糖醇以1∶1完全代替蔗糖的方法也擴(kuò)大了蛋糕的受眾人群，在增加蛋糕經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)也為紅豆粉、紅米粉以及異麥芽酮糖醇的使用方法提供參考。