菠蘿皮戚風蛋糕的配方優化及營養成分分析*

肖 娟，粟立丹*，羅欣一

（四川旅游學院食品學院，成都 610100）

菠蘿 （Ananas comosus (L)Merr）屬鳳梨屬（Ananas）、鳳梨科（Bromeliaceae）又名鳳梨，多年生草本植物，主要生長在熱帶和亞熱帶地區，是我國重要的熱帶經濟水果之一[1]。菠蘿味甘，性平，果香濃郁，果肉中不僅含有豐富的有機酸、糖類、蛋白質和纖維素，還含有多酚、黃酮等活性成分，具有解毒、止咳等功效[2-3]。目前，菠蘿果實大部分用于罐頭和果脯加工，加工過程中約有20%～50%的菠蘿皮未被利用，隨意丟棄不僅造成菠蘿資源的浪費，而且帶來環境污染[4]。研究表明，菠蘿皮不僅含有與果肉同等的營養物質，其膳食纖維的含量遠高于果肉。因此科學地利用菠蘿皮，不僅能減少環境壓力，還能創造新的經濟價值。

戚風蛋糕質地柔軟細膩，口味清淡，制作過程中可添加各種果香，使其香氣濃郁，這是目前最受消費者喜愛的蛋糕之一[5]。隨著烘焙技術的迭代更新，消費者對蛋糕提出了更高的需求，不僅要求產品色香味俱全，而且更注重其營養價值和保健功能。菠蘿皮中的黃酮、多酚類物質具有抗氧化、殺菌消炎、抗腫瘤等功效，而膳食纖維不僅具有降血糖血脂、預防冠心病等保健功能，還具有較高的保水和稠化等物理性質[6-8]。因此，將菠蘿皮添加到戚風蛋糕的制作過程中，不僅可以改善蛋糕的感官品質，還能降低白糖的添加量，賦予蛋糕特殊的菠蘿風味，提高營養價值。本論文通過單因素實驗和正交實驗研究菠蘿皮戚風蛋糕的配方和品質特征，分析產品中總多酚和總膳食纖維含量，實現蛋糕品種的多樣化和營養保健功能，為菠蘿皮的綜合利用和精深加工開辟新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮菠蘿、雞蛋：市售；低筋面粉、塔塔粉、泡打粉，新良集團公司；白砂糖：廣州福正東海食品有限公司；色拉油：廣州福正東海食品有限公司；食鹽：四川省鹽業總公司。

1.2 儀器與設備

超微粉碎機（KC-701）：北京開創同和科技發展有限公司；電熱鼓風干燥箱（101-2AB）：天津市泰斯特儀器有限公司；質構儀器（CT3）：美國博勒飛公司；Petrus/柏翠電烤箱（PE3040）：北京中興柏翠電器有限公司；紫外可見分光光度計（MC00000113）：北京萊伯泰科儀器有限公司；電子秤（EK328）：廣東香山衡器股份有限公司；打蛋器、長柄刮刀、模具和不銹鋼篩網等。

1.3 實驗方法

1.3.1 基礎配方

菠蘿皮戚風蛋糕的配方見表1。

表1 菠蘿皮戚風蛋糕配方

1.3.2 工藝流程

菠蘿皮戚風蛋糕的工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

1.3.3 操作要點

1.3.3.1 原料預處理

菠蘿皮預處理：將新鮮的菠蘿洗凈，去除外面刺手的部分，削皮，菠蘿皮用沸水燙漂10 min滅酶，放進60℃的烘箱中干燥至恒重，冷卻至常溫，粉碎機粉碎，過246 μm篩網，常溫密閉保存備用。

雞蛋預處理：選用外殼完好的新鮮雞蛋，洗凈，用分蛋器分離雞蛋清和雞蛋黃 （蛋清中不能有蛋黃），備用。

1.3.3.2 蛋黃糊制作

白砂糖用粉碎機粉碎，過篩，加入蛋黃中，攪打均勻。分3次加入色拉油和水（完全攪拌均勻后才能加下一次），攪打至濃稠無油水分離狀。加入過篩后的低筋面粉、菠蘿皮粉和泡打粉，使用打蛋器攪拌均勻，直至面糊細膩且無顆粒狀。

1.3.3.3 蛋白霜制作

在潔凈（無水無油）的攪拌盆中加入分離好的雞蛋清、塔塔粉和部分白砂糖，以中速攪拌，直至蛋白處于濕性發泡階段，再加入其余白砂糖，以高速攪拌至蛋白干性發泡，當蛋白取出后細膩光滑，用手挑起呈雞尾狀時停止攪拌。

1.3.3.4 調制面糊

在攪拌均勻的蛋黃糊中加入1/3打發后的雞蛋白，充分混勻后，再與余下的2/3蛋白混合，使用刮刀拌勻。

1.3.3.5 裝模與烘焙

將調制好的面糊裝入烘烤模具中，每個模具填裝2/3即可，并使用震蕩和敲打的方法排出入模后面糊中的空氣。將烤箱溫度調至上火180℃，下火150℃烤制40 min。

1.3.3.6 冷卻脫模

烤制完成后，將蛋糕跟烘烤模具一起倒扣放涼至室溫，取下模具即為成品。

1.3.4 單因素實驗

參照基礎配方，在預實驗的基礎上，以低筋面粉100 g為基準，設計單因素實驗，以蛋糕感官評分為指標，結合質構特性。分別考察菠蘿皮添加量（5 g、10 g、15 g、20 g 及 25 g），白砂糖添加量（110 g、115 g、120 g、125 g 及 130 g），其中蛋黃部分和蛋白部分用量各占 50 g，雞蛋添加量（220 g、240 g、260 g、280 g及300 g）對菠蘿皮戚風蛋糕品質的影響。

1.3.5 正交實驗

在單因素實驗的基礎上，選擇對戚風蛋糕感官品質影響較大的三個因素：菠蘿皮添加量、白砂糖添加量、雞蛋添加量，進行正交實驗，以最佳添加量及前后的兩個水平梯度作為自變量，以感官評價為指標，采用L9（33）正交實驗分析，確定最優的菠蘿皮戚風蛋糕配方。實驗因素水平設計見表2。

表2 菠蘿皮戚風蛋糕配方正交因素水平設計 g

1.4 評價指標測定

1.4.1 感官評價

參照GB/T 20977-2007《糕點通則》的方法制定感官評分標準，將新鮮菠蘿皮戚風蛋糕切分成大小適合的若干等份。由10名（5男5女）經過培訓的評價員分別對產品形態、色澤、組織、彈韌性及滋味氣味5項指標進行感官評分，各配方得分取平均值作為最后評分。評價標準見表3。

1.4.2 質構分析

采用質構儀對不同蛋糕樣品的質構特性進行測定分析，參照段麗麗等[9]的方法并略作改進，將戚風蛋糕切成3 cm×3 cm×1 cm的小塊試樣。測定條件為：測試模型為TPA，探頭P/50，測定前速度：1mm/s，測定時速度：5 mm/s，測定后速度：5 mm/s，壓縮狀態為75%，2次壓縮中間等待時間5 s，觸發力1 g，每一項重復測5次去掉最高值和最低值后，最終結果取其平均值。

1.4.3 總膳食纖維的測定

參照GB 5009.88-2014《食品中膳食纖維的測定》中的測定方法，分別測定戚風蛋糕空白組及最優配方菠蘿皮戚風蛋糕的總膳食纖維含量。

1.4.4 總多酚含量的測定

參照沈佩儀[10]的方法，采用分光光度法對戚風蛋糕空白組及最優配方菠蘿皮戚風蛋糕中的總多酚含量進行測定。配制不同濃度的沒食子酸標準溶液，在778 nm波長處測量其吸光度值，以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，制作標準曲線。準確稱取菠蘿皮戚風蛋糕5.000 g，制作待測液，在778 nm波長處，測定吸光度值，對照沒食子酸標準曲線，計算產品中總多酚含量。

表3 菠蘿皮戚風蛋糕感官評分標準表

式中：A1為待測液中總多酚含量(mg/mL)；V1為提取液總體積(mL)；m 為樣品質量（g）。

1.5 數據統計分析

數據統計、作圖采用Microsoft Excel 2010軟件和Origin8.0軟件處理，用SPSS22.0軟件進行相關數據的分析。

2 結果與分析

2.1 標準曲線的制作

將沒食子酸標準品配置成濃度為0.40、0.80、1.20、2.00、3.00 mg/mL 的標準溶液，在 778 nm 波長處測量其吸光度值，同時做空白對照。以濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，制作標準曲線，如圖2所示。由圖得出線性回歸方程為：y=1.0498x+0.0199，R2=0.9996，具有良好的線性關系，可用于產品中總多酚含量的測定。

圖2 標準曲線

2.2 單因素實驗結果

2.2.1 菠蘿皮添加量對蛋糕品質的影響

不同菠蘿皮添加量對蛋糕感觀及質構特性品質的影響見圖3和表4。

圖3 菠蘿皮添加量對蛋糕感官品質的影響

表4 菠蘿皮添加量對蛋糕質構特性的影響

由圖3可知，隨著菠蘿皮添加量的遞增，蛋糕的感官評分呈現先增大、后減小的趨勢，但在菠蘿皮添加量小于20 g時，上升趨勢不明顯，此時蛋糕的菠蘿風味不足，對感官的影響較小。當菠蘿皮添加量為20 g時，感官得分達到最大值，此時蛋糕組織均勻細密、色澤鮮亮，有適宜的菠蘿香味，滋味口感明顯提升。但當菠蘿皮添加量大于20 g時，由于菠蘿皮中含有糖分，添加過多使蛋糕組織粗糙松散，色澤加深，感官評分開始下降。進一步結合蛋糕質構測試數據（表4）可知，蛋糕的彈性和膠黏性隨著菠蘿皮的添加，呈先上升、后下降的趨勢。面粉中適當添加菠蘿皮粉，可以有效阻止面糊中面筋的形成，有效改善蛋糕的蓬松度和口感。當菠蘿皮添加量超過20%時，彈性明顯下降，蛋糕組織過于松散，咀嚼性降低，但膠黏性變動并不大。蛋糕硬度是評價戚風蛋糕品質的重要參數，是蛋糕老化水平的重要參考依據。當菠蘿皮添加量小于20 g時，蛋糕硬度變動不顯著，但當菠蘿皮添加量大于20 g時，硬度開始上升。綜上所述，菠蘿皮最適添加量為20 g。

2.2.2 白砂糖添加量對蛋糕品質的影響

不同白砂糖添加量對蛋糕感官評分和質構特性的影響見圖4和表5。

圖4 白砂糖添加量對蛋糕感官品質的影響

表5 白砂糖添加量對蛋糕質構特性的影響

甜味是人類最喜好的基本味感，可以改善食品的食用性和可口性，從而增進食欲。由圖4可知，白砂糖添加量對戚風蛋糕的感官品質存在明顯影響，隨著白砂糖添加量的增加，感官評分呈先增加、后下降的趨勢。通過感官評定發現，白砂糖添加量對蛋糕的色澤和滋味口感影響較大，但對蛋糕的組織形態和彈韌性影響較小。當白砂糖添加量小于120 g，蛋糕色澤暗淡，口感偏淡，滋味不足，發泡性差，感官評分低。當白砂糖添加量為120 g時，蛋糕的感官評分達到最大值，當白砂糖添加過多時，蛋糕過甜，烘烤后顏色加深，感官評分開始下降。由表5可知，不同白砂糖添加量對蛋糕的彈性、硬度、咀嚼性等影響較小，這可能是因為白砂糖在戚風蛋糕的制作中主要用于增加蛋糕的風味，改善色澤和穩定蛋白泡沫等。

2.2.3 雞蛋添加量對蛋糕品質的影響

不同雞蛋添加量對蛋糕感官評分和質構特性影響見圖5、表6。

圖5 雞蛋添加量對蛋糕感官品質的影響

表6 雞蛋添加量對戚風蛋糕質構的影響

雞蛋中含有降低表面張力的蛋白質，具有良好的發泡性能，并對氣泡的液膜具有保護作用，使食品質地蓬松柔軟[11]。由圖5可知，隨著雞蛋添加量增多，蛋糕感官評分先升高、后降低。雞蛋添加量較小時，蛋糕起泡性低，膨脹不足，雞蛋添加量過多會導致蛋糕蛋腥味偏重，掩蓋了蛋糕的菠蘿風味。結合質構分析（表6），隨著雞蛋添加量的增加，彈性增加，膠黏性和咀嚼性略有增加，硬度略有下降。因此，確定雞蛋的最適添加量為280 g。

2.3 正交實驗結果

基于單因素實驗結果，參照表2，采用 L9（33）正交實驗對菠蘿皮戚風蛋糕的配方進行優化，實驗結果見表7。

表7 正交實驗結果

由表7可知，對菠蘿皮戚風蛋糕品質影響大小因素依次為：菠蘿皮添加量＞雞蛋添加量＞白砂糖添加量。3個影響因素的最優組合為：A2B2C3，即菠蘿皮添加量10 g，白砂糖添加量120 g，雞蛋添加量300g。對正交實驗結果進行方差分析可知（表8），菠蘿皮添加量對戚風蛋糕感官品質有顯著性影響（p＜0.05），而雞蛋添加量和白砂糖添加量對戚風蛋糕感官品質無顯著影響（p＞0.05）。按照最優組合配方制得的產品外形完整，厚薄均勻，表面油潤光澤，口感柔和，具菠蘿獨有的風味。

表8 正交實驗方差分析

2.4 營養成分測定結果

按照優化后的最佳配方制作菠蘿皮戚風蛋糕和空白對照蛋糕，結合文中的方法對2個產品進行總膳食纖維含量和總多酚含量檢測，檢測結果見表9。結果表明，菠蘿皮戚風蛋糕中總膳食纖維和總多酚含量均優于空白對照，說明菠蘿皮能有效提高戚風蛋糕的營養價值，對補充人體所需膳食纖維和多酚能起到一定的促進作用。

表9 營養成分測定結果

3 結論

本研究通過單因素實驗和正交實驗對菠蘿皮戚風蛋糕的配方進行優化，并測定其總膳食纖維和總多酚含量。結果表明，各因素對蛋糕感官評分影響程度大小順序為：菠蘿皮添加量＞雞蛋添加量＞白砂糖添加量。在固定基礎配方條件下以每100 g低筋面粉為基準，菠蘿皮、白砂糖、雞蛋的最佳添加量分別為 10 g、120 g、300 g，此時蛋糕產品質地疏松，色澤金黃，口感柔和，帶有菠蘿特殊的芳香，同時提高了蛋糕中膳食纖維和多酚的含量。最優配方制作的菠蘿皮戚風蛋糕中總膳食纖維含量為2.76 g/100 g，總多酚含量為13.80 mg/g。

與傳統戚風蛋糕相比，在戚風蛋糕中添加菠蘿皮，對蛋糕的品質和營養成分有一定改善，研究表明，菠蘿皮戚風蛋糕具有獨特的食用價值和品質特征，實驗結果開拓了菠蘿皮的應用，豐富了戚風蛋糕種類，為菠蘿皮戚風蛋糕的進一步研究和生產提供了理論基礎。