贾洪锋,钟志惠,孙俊秀,徐向波,肖 岚,李燮昕

(四川旅游学院食品学院,四川成都 610100)



不同加工方式对绿壳鸡蛋和普通鸡蛋海绵蛋糕品质的影响

贾洪锋,钟志惠*,孙俊秀,徐向波,肖 岚,李燮昕

(四川旅游学院食品学院,四川成都 610100)

通过测定蛋糕比容、色泽、质构,并结合电子鼻分析,研究不同加工方式及不同种类鸡蛋对海绵蛋糕品质的影响。结果表明:加工方式对比容的影响为烤制>微波>蒸制,鸡蛋种类的影响大体为普通鸡蛋>绿壳鸡蛋。不同加工方式以及不同种类鸡蛋对蛋糕L*值、a*值和b*值的影响不同。蛋糕硬度、粘附性和咀嚼性表现为微波>蒸制>烤制;弹性为蒸制>烤制>微波。在不同加工方式下,绿壳鸡蛋蛋糕和普通鸡蛋蛋糕的硬度、粘附性、弹性和咀嚼性有所不同。因此,在利用绿壳鸡蛋加工蛋糕时可以考虑与不同的加工方式相结合,或者对配方进行优化,从而更好的利用绿壳鸡蛋资源。同时由于电子鼻数据与L*值、a*值、b*值、咀嚼性、硬度和粘附性之间具有较好的相关性,采用电子鼻对蛋糕品质进行评价具有一定的可行性。

绿壳鸡蛋,海绵蛋糕,电子鼻,质构,色泽,比容

蛋糕主要是指以鸡蛋、面粉、糖为主要原料,经打蛋、注模、烘烤而成的组织松软的制品[1]。除了常规的烤制蛋糕以外,还有以鸡蛋为主要原料,经打蛋、调糊、注模、蒸制而成的组织松软的蒸蛋糕[1]。近年来,随着微波炉的普及,出现了微波蛋糕。与烤制蛋糕相比,蒸蛋糕具有组织细腻、弹性好、口感绵软、入口即化的优点[2];微波蛋糕具有加工方便、简单快速等优点。然而采用微波加热导致产品膨胀度不够,质地过于结实、坚硬,松软度较差,口感粗糙,产品表面颜色差,无表壳,产品干燥,老化快,缺少应有的色泽和风味[3-6]。蒸蛋糕由于加工温度相对较低,同样存在产品表面颜色差,无表壳等缺点。

对于蛋糕加工的重要原料鸡蛋而言,长期以来普通鸡蛋(褐壳鸡蛋)一直占领消费市场,乌鸡所产的绿壳鸡蛋以其天然的青绿色蛋壳、蛋黄大、蛋清稠等优点逐渐为消费者所青睐[7]。同时研究表明,绿壳鸡蛋的营养高于普通鸡蛋[8],正是由于其营养组成的不同也导致两者的功能特性存在一定的差异[9]。

对于不同加工方式所生产蛋糕的品质已有相关研究[10-13]。同时对于海绵蛋糕,Majzoobi,Mahs等[14]研究了添加不同粒径胡萝卜渣粉取代面粉对海绵蛋糕品质的影响。Hao等[15]研究了麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇取代蔗糖对海绵蛋糕品质的影响。He等[16]研究了不同添加量鸡蛋替代品对海绵蛋糕品质的影响。Choi等[17-18]研究了不同小麦淀粉及小麦粉粒径对海绵蛋糕烘焙品质的影响。本研究主要着眼于不同加工方式及不同种类鸡蛋对海绵蛋糕品质的影响,为不同种类鸡蛋在海绵蛋糕加工中的应用及采用合理的加工方式提供一定的参考。在此基础上,可以进一步改进加工方式或改进蛋糕配方,以期达到更好开发利用绿壳鸡蛋的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

绿壳鸡蛋(绿色蛋壳)、普通鸡蛋(浅褐色或褐色蛋壳)、细白砂糖 成都市售;紫大成牌低筋粉 大成食品有限公司。

TMS-PRO食品物性分析仪 美国FTC公司;JY20002电子天平(0.01 g) 上海舜宇恒平科学仪器有限公司;DC-P3全自动色差仪 北京兴光测色仪器有限公司;FOX 4000电子鼻(由18个金属氧化物传感器组成)、Alpha SOFTV12数据分析软件 法国Alpha MOS公司;KitchenAid 5K5SS台式搅拌机 美国厨宝公司;PL-4电烤箱 广东恒联食品机械有限公司;EG7KCGW3-NA微波炉(20L)、WT2121S电磁炉 美的集团股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 蛋糕的制备 蛋糕的品种多种多样,配方也不尽相同。为了尽量减少其他原料的影响,本研究中选用了最简单的海绵蛋糕配方参考[19]。制作方法:全蛋液130 g,白砂糖110 g,用台式搅拌机1档搅拌1 min后,换6档搅拌11 min,加入低筋粉(过60目面粉筛)100 g,手动搅拌均匀之后倒入中号蛋糕纸杯(上口直径7 cm,下口直径6 cm,高5.6 cm)中,蛋糕纸杯中面糊装入量为40 g。将装有面糊的蛋糕纸杯分别进行烤制、蒸制和微波加热,每种加工方式分别制作4个平行样品。烤制条件为烤箱中烤制22 min,烤箱面火200 ℃,底火180 ℃。蒸制条件为电磁炉加热(2100 W)蒸制10 min。微波加热条件为微波加热(750 W)3 min。样品编号见表1。

表1 蛋糕样品Table 1 Samples of cake

1.2.2 蛋糕比容测定 分别测定蛋糕的体积(小米置换法)和质量,计算比容。

1.2.3 蛋糕色泽测定 采用全自动色差仪测定蛋糕的色泽(L*值、a*值、b*值)。

1.2.4 蛋糕质构测定 蛋糕成品冷却后,采用质构仪测定蛋糕质构,TPA测定方法见参考文献[9]。

1.2.5 蛋糕电子鼻测定 称取1 g样品装入10 mL样品瓶中,加盖密封。顶空加热5 min(加热温度70 ℃),用进样针吸取顶空气体1 mL进行电子鼻分析。电子鼻检测载气(合成干燥空气)流速150 mL/min,数据采集时间120 s,延滞时间300 s。电子鼻共有18个传感器,以每个传感器的最大响应强度值进行数据统计分析:主成分分析(principal component analysis,PCA)、判别因子分析(discriminant factor analysis,DFA)和偏最小二乘回归分析(partial least-squares analysis,PLS)。数据统计分析采用Alpha SOFTV12数据分析软件。

2 结果与分析

2.1 不同加工方式和鸡蛋种类对蛋糕比容的影响

比容反映的是蛋糕的蓬松程度。蛋糕比容越大,其体积就越大,重量就越小,表现为蛋糕内部的气孔大小均匀,孔壁厚薄均一,外观膨松饱满,感官品质好[13]。但是蛋糕比容并非越大越好,比容过大,则内部组织过于蓬松、易碎。对于海绵蛋糕而言,其最佳比容值为4.8;比容值大于或小于4.8,则品质下降[19]。

从图1中可以看出,从加工方式来讲,相同原料烤制所得蛋糕的比容比其他两种方式要大,蒸制所得蛋糕的比容最小。虽然微波加工蛋糕的比容介于前两者之间,但是微波加工蛋糕内部气孔过大,可能是由于微波快速加热条件下,导致微波蛋糕存在内部组织不均匀的现象[12]。

图1 蛋糕比容比较Fig.1 Specific volume of samples

从鸡蛋种类方面来讲,烤制和微波加工的蛋糕比容均表现为普通鸡蛋蛋糕大于绿壳鸡蛋蛋糕;而对于蒸制蛋糕,绿壳鸡蛋所制作蛋糕的比容略低于普通鸡蛋。因此,单从比容来看,烤制和微波加工的海绵蛋糕优于蒸制蛋糕;而普通鸡蛋制作的海绵蛋糕的比容总体上优于绿壳鸡蛋,绿壳鸡蛋蒸制蛋糕的比容略高于普通鸡蛋蛋糕。但是,微波蛋糕内部组织过于不均匀,且组织紧实,这些特征都与“在一定范围内比容大则品质好”相违背,因此,对于本研究中的微波蛋糕不能用比容的大小来表征其品质的好坏。

2.2 不同加工方式和鸡蛋种类对蛋糕色泽的影响

从图2中可以看出,不同蛋糕的色泽差异较大。L*值代表明度,其值越大说明蛋糕上色程度越不够。与烤制蛋糕相比,蒸制蛋糕由于加工温度相对较低,不易发生美拉德反应,故蛋糕上色较差,L*值较大。对微波蛋糕而言,由于微波加热是由里向外加热,导致水分等物质在食物内部的迁移以及由表皮向环境蒸发的速度非常快,损失大且美拉德反应难以发生[12],所以与烤制蛋糕相比,微波蛋糕的L*值应该偏大,但是从图2中可以看出,微波蛋糕的L*值较小,其具体原因还有待进一步研究。对于烤制蛋糕而言,经过了较长时间的高温烘焙,其美拉德反应较为充分,能够形成较好的色泽。

图3 蛋糕质构比较Fig.3 Texture properties of samples

图2 蛋糕色泽比较Fig.2 Color of samples

从鸡蛋种类而言,除了微波加工普通鸡蛋蛋糕的L*值略小于绿壳鸡蛋蛋糕以外,烤制的不同种类鸡蛋蛋糕的L*值相差不大,对于蒸制的不同蛋糕而言也具有相似的结果。

a*值代表红绿色度,在正值时表示红色程度,在负值时表示绿色程度;b*值代表黄蓝色度,在正值时表示黄色程度,在负值时表示蓝色程度[20]。无论是采用普通鸡蛋还是采用绿壳鸡蛋所制作的蛋糕,其a*值均表现为烤制>蒸制>微波;同时对于相同的加工方式,均表现为绿壳鸡蛋制作蛋糕的a*值小于普通鸡蛋制作的蛋糕。说明烤制能够更好的形成蛋糕应有的色泽,同时绿壳鸡蛋加工的蛋糕a*值普遍较低。

对于绿壳鸡蛋制作的蛋糕,b*值的变化表现为烤制>蒸制>微波;而对于普通鸡蛋制作的蛋糕,其结果刚好相反,这有待于进一步的研究。但无论是哪种加工方式,均表现出绿壳鸡蛋制作蛋糕的b*值高于普通鸡蛋制作的蛋糕,可能与绿壳鸡蛋全蛋颜色比普通鸡蛋全蛋颜色偏黄有关[8]。

2.3 不同加工方式和鸡蛋种类对蛋糕质构的影响

硬度、粘附性和咀嚼性与蛋糕品质成负相关,即这三个指标数值越大,吃起来越硬,缺乏绵软的口感。弹性值则与品质成正相关,即数值越大,吃起来越柔软[9]。从图3可以看出,无论是普通鸡蛋还是绿壳鸡蛋制作的蛋糕,硬度、粘附性和咀嚼性均表现为微波>蒸制>烤制,说明从加工方式而言,在本研究所采用的蛋糕配方下,烤制是最优的加工方式,其次是蒸制,微波加工不适宜于制作本研究中所采用的海绵蛋糕。

对于弹性而言,无论是普通鸡蛋还是绿壳鸡蛋制作的蛋糕,弹性均表现为蒸制>烤制>微波,这也表明,对于本研究中的海绵蛋糕,最佳的加工方式是蒸制和烤制,微波加工效果最差。

图4 不同样品的PCA和DFA图Fig.4 PCA and DFA chart of different cake samples

对于不同种类鸡蛋而言,在烤制和蒸制两种加工条件下,硬度、粘附性和咀嚼性均是绿壳鸡蛋蛋糕<普通鸡蛋蛋糕;微波加热条件下,其结果刚好相反,均表现为绿壳鸡蛋蛋糕>普通鸡蛋蛋糕。对于弹性而言,在烤制和微波加热条件下,弹性值表现为绿壳鸡蛋蛋糕>普通鸡蛋蛋糕;在蒸制条件下,其结果刚好相反,表现为绿壳鸡蛋蛋糕<普通鸡蛋蛋糕。在相同加工条件下不同种类鸡蛋加工的蛋糕的质构特性之所以不同,可能与不同种类鸡蛋中的物质组成不同[21-22]有关。

2.4 蛋糕电子鼻结果分析

电子鼻是一种利用传感器对样品中不同气体成分进行分析[23],能够感知和识别气味,进行气味检测的智能系统,是一种通过采集样品挥发性成分整体信息来评价样品的新方法[24-25],具有类似鼻子的功能。从图4中可以看出,电子鼻传感器采集的原始信号采用主成分分析对不同加工方式和不同种类鸡蛋制作的蛋糕样品不能完全区分,样品之间有重叠,说明主成分分析的区分效果不好。而采用判别因子分析时,不同样品之间区分效果较好,说明不同加工方式和不同鸡蛋种类对蛋糕的气味有影响。其影响主要还是来自于不同加工方式,从而导致气味的差异;不同种类鸡蛋自身的物质组成和含量不同[21-22],这可能是导致不同种类鸡蛋加工的蛋糕样品之间气味出现差异的原因。

在电子鼻分析的基础上,对电子鼻传感器采集的原始数据和比容、色泽、质构数据进行偏最小二乘回归分析,结果见图5。从图5可以看出,电子鼻数据与比容之间的相关性较差,仅为0.7677,这可能与2.1中分析的微波蛋糕比容数据异常,比容与品质相背离有一定关系。电子鼻数据与色泽和质构之间的相关性,除了与弹性之间的相关性为0.8095以外,与L*值、a*值、b*值、咀嚼性、硬度和粘附性之间的相关性较好,分别达到0.9463、0.9819、0.9550、0.9764、0.9830和0.9542。说明在加工过程中,不同加工方式和不同鸡蛋种类对蛋糕的气味、色泽和质构具有较为相似的影响,气味、色泽和质构的变化具有较为相似的规律。

3 结论

烤制、微波和蒸制3种加工方式对蛋糕的比容、色泽和质构具有不同的影响,同时由于绿壳鸡蛋和普通鸡蛋的营养组成不同,其加工特性也有所不同,对蛋糕比容、色泽和质构也具有不同的影响。因此,在利用绿壳鸡蛋加工蛋糕时可以考虑与不同的加工方式相结合,或者在本实验所采用的蛋糕配方的基础上进行配方优化,提高蛋糕的品质,从而更好的利用绿壳鸡蛋资源。

电子鼻结合判别因子分析能够很好的区分和识别不同加工方式和不同种类鸡蛋制作的蛋糕样品。电子鼻数据与比容之间的相关性较差,与色泽和质构之间的相关性,除了与弹性之间的相关性较差以外,与L*值、a*值、b*值、咀嚼性、硬度和粘附性之间的相关性较好。因此,采用电子鼻对蛋糕品质进行评价具有一定的可行性。

图5 不同样品电子鼻信号和比容、色泽、质构数据相关性PLS图Fig.5 PLS chart of correlation of electronic nose signal and the data of specific volume,color,and texture properties

[1]中国商业联合会商业标准中心、哈尔滨商业大学.GB/T 12140-2007 糕点术语[S].北京:中国标准出版社,2007.

[2]霍雨霞,韩文凤,吕银德,等.复配胶体对蒸蛋糕品质的影响[J].食品研究与开发,2016,37(5):29-31.

[3]Bell D A,Steinke L W. Evaluating structure and texture effects of methylcellulose gums in microwave-baked cakes[J]. Cereal Foods World,1991,36(11):941-944.

[4]魏明英,邬应龙.食品的微波焙烤技术[J].食品工业科技,2006,27(7):196-199.

[5]Therdthai N,Zhou W B,Adamczak T. Optimization of the temperature profile in bread baking[J]. Journal of Food Engineering,2002,55(1):41-48.

[6]Sumnu G. A review on microwave baking of foods[J]. International Journal of Food Science and Technology,2001,36(2):117-127.

[7]赵立,屠康,潘磊庆.不同处理对绿壳鸡蛋保鲜效果的研究[J].食品工业科技,2004,25(11):69-7.

[8]钟志惠,贾洪锋,孙俊秀,等.绿壳鸡蛋和普通鸡蛋品质及烘焙制品质构比较[J].四川旅游学院学报,2016,6:19-20,25.

[9]钟志惠,贾洪锋,徐向波,等.绿壳鸡蛋和普通鸡蛋功能性能及烘焙制品质构对比研究[J].食品科技,2015,40(9):26-29.

[10]Sanchez-pardo M E,Ortiz-moreno A,Garcia-zaragoza F J,et al. Comparison of pound cake baked in a two cycle microwave-toaster oven and in conventional oven[J]. LWT-Food Science & Technology,2012,46(1):356-362.

[11]Serap B,Yalcin C,Ersan K. Effects of baking parameters on the white layer cake quality by combined use of conventional and microwave ovens[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2004,28(2):89-102.

[12]孙菁笛,吕萍,孟嫚,等.不同淀粉对微波蛋糕品质的影响[J].食品工业科技,2014,35(8):96-101.

[13]王丽,赵思明,刘友明.乳化剂对微波蛋糕品质的影响[J].食品工业科技,2013,34(2):306-309.

[14]Majzoobi M,Poor Z V,jamalian J,et al. Improvement of the quality of gluten-free sponge cake using different levels and particle sizes of carrot pomace powder[J]. International Journal of Food Science & Technology,2016,51(6):1369-1377.

[15]Hao Y H,Wang F,Huang W N,et al. Sucrose substitution by polyols in sponge cake and their effects on the foaming and thermal properties of egg protein[J]. Food hydrocolloids,2016,57(6):153-159.

[16]He Y Q,Wang L L,lu Q. Property assessment of sponge cake added with egg replacer[J]. Advance journal of food science and technology,2015,9(5):342-345.

[17]Choi H W,Baik B K. Significance of starch properties and quantity on sponge cake volume[J]. Cereal Chemistry,2014,91(3):280-285.

[18]Choi H W,Baik B K. Significance of wheat flour particle size on sponge cake baking quality[J]. Cereal Chemistry,2013,90(2):150-156.

[19]国家粮食局科学研究院、农业部谷物及制品质量监督检验测试中心(北京).GB/T 24303-2009 粮油检验 小麦粉蛋糕烘焙品质实验 海绵蛋糕法[S].北京:中国标准出版社,2009.

[20]谭超,刘华戎,龚加顺,等.不同原料对红茶茶膏理化感官及色差的影响[J].中国农学通报,2013,29(21):195-199.

[21]葛庆联,高玉时,蒲俊华,等.不同品种鸡蛋部分营养成分比较分析[J].中国家禽,2013,35(11):28-31.

[22]付丽君,张焕,何林芝,等.南北方鸡蛋、各壳系鸡蛋、洋鸡蛋与土鸡蛋之间营养差异研究[J].食品工业科技,2010,31(6):317-320.

[23]朱先约,宗永立,李炎强,等.利用电子鼻区分不同国家的烤烟[J].烟草科技,2008(3):27-30.

[24]贾洪锋,卢一,何江红,等.电子鼻在牦牛肉和牛肉猪肉识别中的应用[J].农业工程学报,2011,27(5):358-363.

[25]贾洪锋,何江红,袁新宇,等.电子鼻在不同豆瓣产品识别中的应用[J].食品科学,2011,32(12):178-182.

Effect of processing methods on the quality of sponge cake producedby green-eggshell egg and normal egg

JIA Hong-feng,ZHONG Zhi-hui*,SUN Jun-xiu,XU Xiang-bo,XIAO Lan,LI Xie-xin

(College of Food Science and Technology,Sichuan Tourism University,Chengdu 610100,China)

Effect of different processing methods and different kinds of egg on the quality of sponge cake was studied by measuring cake’s specific volume,color,texture properties,and combined with the electronic nose analysis. The results showed that effect order of processing methods on cake’s specific volume was bake>microwave bake>steam. Generally,effect order of different kinds of egg on cake’s specific volume was normal egg>green-eggshell egg. Different processing methods and different kinds of egg had different effects onL*value,a*value andb*value of cakes. Hardness,adhesiveness and chewiness of cakes were microwave baked>steamed>baked,springiness of cake was steamed>baked>microwave baked. Under different processing methods,hardness,adhesiveness,springiness and chewiness of green-eggshell egg produced cake and normal egg produced cake had different results. Therefore,for better use of green-eggshell egg,green-eggshell egg produced cake could be processed in combination with different processing methods or formula optimization. At the same time,high correlation was found between electronic nose data andL*value,a*value,b*value,chewiness,hardness,adhesiveness. It was feasible to evaluate the quality of cake with electronic nose.

green-eggshell egg;sponge cake;electronic nose;texture properties;color;specific volume

2016-12-06

贾洪锋(1981-)，男，硕士，副教授，研究方向：食品加工与检测,E-mail：jiahongfeng_cq@163.com。

*通讯作者:钟志惠(1965-)，女，本科，教授，研究方向:中西式面点与烘焙工艺,E-mail：zhong-zz@126.com。

四川省教育厅重点科研项目(14ZA0291)。

TS253.1

B

1002-0306(2017)13-0172-06

10.13386/j.issn1002-0306.2017.13.032