麥麩高纖低糖蛋糕研制

任莉曉，吳 濤，張 民，劉 銳，隋文杰

（天津科技大學食品科學與工程學院，教育部食品生物技術工程研究中心，天津300457）

麥麩是小麥面粉生產過程中最重要的副產物，約占全麥谷物的25%[1]，是我國重要的農副產品資源。麥麩富含膳食纖維，并且可溶性膳食纖維和不可溶性膳食纖維含量之比約為1∶9，是公認的天然食物纖維。麥麩蛋白質營養價值高，消化率高達90%，是一種優質蛋白質來源。麥麩還含有豐富的維B、維E和礦物質，營養價值較為全面。木糖醇是一種天然甜味劑，甜度與蔗糖相當，但熱量遠小于蔗糖。木糖醇可以穩定體內血糖水平、抑制肥胖，同時可以預防齲齒、促進益生菌的增殖、改善腸道功能[2-3]。將木糖醇代替蔗糖添加到食品中，可以有效降低產品的總糖含量及熱量，符合人體健康需要。

蛋糕具有迷人香氣、入口軟綿的特點，深受消費者喜愛。但是，傳統配方的蛋糕脂肪和蔗糖的含量高，熱量高且營養結構單一，缺少有益于人體健康的微量元素及膳食纖維，并不適合食用過多，尤其是有糖尿病、高血脂等疾病的人群。目前，健康低熱量的飲食觀念深入人心，消費者的營養健康需求推動蛋糕的加工朝著低脂、低糖、高纖的方向發展。

試驗將麥麩與低筋面粉為主要原料，木糖醇為甜味劑研發一款健康美味、營養豐富的高纖低糖蛋糕。該產品提高了麥麩的附加值，符合現代人的健康需求，具有廣闊的市場開發前景。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

麥麩，山東發達面粉集團有限公司提供；木糖醇，展藝集團有限公司提供；低筋面粉，金龍魚糧油食品股份有限公司提供；玉米油，西王食品有限公司提供；雞蛋，正大食品有限公司提供；泡打粉，安琪酵母股份有限公司提供。

WJX-250型高速多功能粉碎機，上海理達儀器廠產品；EGK100F型手持打蛋器，榮事達小家電有限公司產品；YXD-50型烤箱，山東興都商用廚具有限公司產品；打粉機，上海緣沃工貿有限公司產品；打漿機，九陽股份有限公司產品；JD10002型電子分析天平，沈陽龍騰電子有限公司產品；B2B型冰箱，青島海爾集團產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 原料預處理

將麥麩篩選，保證其潔凈無雜質，并進行粉碎處理，過100目篩，備用。

1.2.2 工藝流程

原輔料處理→打蛋→拌粉→注?！婵尽撃ぁ滬煹案?。

1.2.3 操作要點

（1）打發蛋清。白砂糖分3次加入，打發至蛋白呈白霜狀，快速攪拌至蛋清能豎起，且體積為原來蛋清體積的3倍左右。

（2）拌粉。加入牛奶、玉米油攪拌均勻后再加入過篩的低筋面粉、麥麩、泡打粉。攪拌均勻成為面糊。將打發的蛋清取1/3，加入蛋黃糊中，攪拌均勻后加入剩余蛋白霜。

（3）注模。入模前，將模具清理干凈并刷上一層植物油，防止蛋糕黏模。注入面糊量大約為模具的2/3，完成后立即入模進行烘烤。

（4）烘烤。入模后放入烤爐中開始烘烤?？緺t提前10 min開啟烤箱上下火130℃預熱，烘烤溫度為130℃，烘烤時間為25 min。

（5）脫膜。將烤制好的蛋糕倒扣，冷卻至室溫后脫膜，密封裝于聚乙烯袋中。

1.2.4 模糊數學綜合評判法

確定因素集U：選擇外觀形態、質地結構、色澤、風味、口感5項指標組成因素集U，即U=（外觀形態u1，質地結構u2，色澤u3，風味u4，口感u）5。

確定評語集V：經感官評價小組討論后，確定麥麩蛋糕的評價等級為4個等級，評語集V=（優v1，良v2，中v3，差v）4。

確定質量因素權重集K：選用用戶調查法[4]，統計出麥麩蛋糕各指標的權重值，可得權重集X=｛0.15，0.21，0.14，0.21，0.29｝。

模糊變換及綜合評分：根據模糊矩陣變換原理：Yi為第i號樣品的綜合評分值；K為權重集；Ai為模糊矩陣。將綜合評判結果集Yj分別乘以其對應的等級分值（分別賦予分值100，80，60，40）并進行加和，計算每個樣品的模糊感官評分。

1.2.5 麥麩蛋糕感官評分標準

感官評價小組由10名味覺靈敏且經過感官培訓的食品專業研究生組成評價小組，感官評價標準參考20977—2007《糕點通則》的評價標準進行制定。對麥麩蛋糕外觀形態、質地結構、色澤、風味、口感等方面進行觀察或品嘗后按照模糊數學評判方法進行評分。

麥麩蛋糕感官評定標準見表1。

表1 麥麩蛋糕感官評定標準

1.2.6 麥麩蛋糕質構特性的測定

采用食品物性分析儀測定各組麥麩蛋糕的質構特性[5]。將冷卻脫模后的麥麩蛋糕切取2塊長寬高均為2 cm的正方體并編號。采用圓柱形直徑為36 cm的探頭，設置參數為量程力15 N，形變量50%，測試速度3 mm/s，觸發力為5 g。記錄咀嚼性、硬度、內聚性、彈性等數據，每組樣品測試3次，取其平均值。

1.2.7 麥麩蛋糕工藝的研究

參照基礎配方：以低筋面粉和麥麩總質量為100%，雞蛋蛋清、雞蛋蛋黃、牛奶及泡打粉的添加量分別固定為120%，50%，50%，5%，焙烤溫度為130℃，時間為30 min。在預試驗的基礎上，選取麥麩、木糖醇、玉米油添加量3個因素，分析研究對蛋糕的感官評分和質構的影響。其中，麥麩的添加量設為10%，20%，30%，40%，50%共5個水平；木糖醇添加量設為60%，70%，80%，90%，100%共5個水平；玉米油添加量設為10%，20%，30%，40%，50%共5個水平。

在單因素試驗基礎上，以感官評分為響應值，進行三因素三水平響應面試驗設計，優化蛋糕的工藝配方。

響應面試驗因素與水平設計見表2。

表2 響應面試驗因素與水平設計/%

1.2.8 麥麩蛋糕基本成分及能量計算

麥麩蛋糕水分、脂肪、蛋白質、膳食纖維測定參照國標方法進行。采用換算方法計算碳水化合物含量[6]，并根據所測的主要成分含量計算蛋糕能量：能量=蛋白質含量×17+脂肪含量×37+碳水化合物含量×17。

1.2.9 數據處理與統計分析

所有試驗均重復3次，采用Excel 2016進行數據整理，試驗數據的差異顯著性和方差分析借助SPSS 13.0軟件分析，圖像采用Origin 9.0繪制。

2 結果與分析

2.1 麥麩添加量對產品感官評分及質構的影響

不同麥麩添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響見圖1。

圖1 不同麥麩添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響

作為蛋糕的主要原料，麥麩添加量對蛋糕的質地結構及風味口感影響較大。由圖1可知，隨著麥麩添加量的增加，蛋糕的感官評分呈先上升后下降的趨勢。一定量的麥麩可以賦予蛋糕麥香味，并且對蛋糕色澤、外觀產生影響。麥麩添加量為30%時，蛋糕帶有濃郁的麥香風味，風味口感最好；當繼續添加麥麩時，蛋糕內部孔徑變大，外觀開始干裂，麥麩風味過重掩蓋了蛋糕原有的風味，感官評分降低。

麥麩添加量對麥麩蛋糕質構的影響見表3。

表3 麥麩添加量對麥麩蛋糕質構的影響

隨著麥麩添加量的增加，麥麩蛋糕的硬度和咀嚼性明顯提高，且組間差異顯著，但麥麩添加量對回復性的影響變化不明顯。當麥麩添加量大于30%時，蛋糕的硬度、咀嚼性顯著性增加，結合感官評價人員對硬度的評價結果，蛋糕硬度在120 g左右，彈性大于0.950為可接受水平。綜合營養與感官評價人員的可接受水平，后續試驗中麥麩添加量選擇30%，40%，50%。

2.2 木糖醇添加量對產品感官評分及質構的影響

木糖醇添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響見圖2。

圖2 木糖醇添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響

蛋糕中加入木糖醇可以在焙烤過程中發生美拉德反應，改善表皮顏色，增加香氣。由圖2可知，當木糖醇添加量較少時，麥麩蛋糕的甜味缺失，口感不佳；當木糖醇添加量較高時，味道過于甜膩，掩蓋住了麥麩蛋糕原有的麥香味；當木糖醇的添加量為80%時，蛋糕的甜度適中、彈性較好、感官評分最高。

木糖醇添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響見表4。

表4 木糖醇添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響

木糖醇可以削弱面糊的結構形態，減緩蛋白質之間形成面筋蛋白，還能降低淀粉的凝膠化，使蛋糕口感柔軟細膩[3]。隨著木糖醇添加量的增加，蛋糕的硬度增加，彈性值先升高后降低。添加一定量的木糖醇可以促進蛋白打發，糖晶體將空氣包裹到蛋白糊中，受熱膨脹，使蛋糕蓬松。木糖醇添加量過多時，在攪拌打發過程中空氣拌入不足，損害了蛋糕的蓬松性，使硬度增加，彈性下降。綜合以上分析，后續試驗中木糖醇添加量選擇70%，80%，90%。

2.3 玉米油添加量對產品感官評分及質構的影響

玉米油添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響見圖3。

蛋糕中添加玉米油可以有效鎖住蛋糕里的水分，使蛋糕的口感更細膩柔軟。由圖3可知，隨著玉米油添加量增多，感官評分先升后降。當玉米油添加量超過30%時，麥麩蛋糕就會產生油膩的口感，感官品質下降。由顯著性分析可以看出，玉米油添加量對麥麩蛋糕的影響相對較小。

圖3 玉米油添加量對麥麩蛋糕感官評分的影響

玉米油添加量對麥麩蛋糕質構的影響見表5。

表5 玉米油添加量對麥麩蛋糕質構的影響

由表6可知，隨著玉米油添加量的增多，蛋糕的硬度和咀嚼性上升，可能是因為油脂過多加入會降低蛋清的起泡性和穩定性。蛋糕的彈性增加，可能是玉米油增加蛋糕的體積，幫助蛋黃的乳化[7]。綜合以上分析，后續試驗中玉米油添加量選擇20%，30%，40%。

2.4 響應面優化結果

響應面試驗設計及結果見表6。

通過Design Expert軟件對表6進行回歸擬合分析，得到的回歸模型如下：

表6 響應面試驗設計及結果

為查驗該回歸方程的準確性，對以感官評價為目標函數的二次回歸方程進行方差分析。

回歸模型的顯著性檢驗和方差分析見表8。

A、B、A2、B2、C2達到極顯著水平（p＜0.01）。同時可以看出，模型的F值為29.68，p＜0.000 1，表明該回歸模型差異極顯著，選擇的模型有意義；模型失擬項的F值為1.04，p值為0.464 6，說明使用該方程的擬合效果很好，可利用該回歸方程進行預測分析；通過F檢驗可知得到各因素對麥麩蛋糕的影響為麥麩添加量＞木糖醇添加量＞玉米油添加量。

根據回歸方程分析結果可預測麥麩蛋糕的最優試驗配方為麥麩添加量36.585%，木糖醇添加量77.25%，玉米油添加量29.35%，模型預測的感官評分預測值為81.53分。為方便試驗、減小系統誤差，調整最優試驗配方為麥麩添加量36%，木糖醇添加量77%，玉米油添加量29%。對響應面優化得出的結果進行驗證，得到蛋糕3次的平均感官評分值為80.97分。與模型預測值非常接近，說明模型預測性良好，可以用于麥麩蛋糕的配方優化。

表7 回歸模型的顯著性檢驗和方差分析

2.5 麥麩蛋糕基本成分及能量計算

麥麩蛋糕基本成分見表8。

圖8麥麩蛋糕基本成分

由表8可知，膳食纖維含量為6.39±0.24 g/100 g，其能量為1 334 kJ/100 g，經查閱相關的資料，與市售的同類型蛋糕的相比，該麥麩蛋糕具有營養、低脂、低熱量且達到高纖的標準，屬于低熱量高纖食品。

3 結論

通過單因素試驗與響應面分析法得到了麥麩蛋糕的最佳制備工藝：在基礎配方的基礎上添加麥麩36%，木糖醇77%，玉米油29%，在130℃下焙烤30 min，此配方制備的蛋糕麥香味濃郁、口感較好。與市售的同類型蛋糕的相比，麥麩蛋糕具有營養價值高、低脂、低熱量且達到了高纖的標準，屬于低熱量高纖低糖食品。