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(1.上海海洋大学食品学院,上海 200306;2.农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海),上海 201306)

紫马铃薯全粉对马芬蛋糕质构性能和感官品质的影响

张伟君1,2,钟耀广1,2,*

(1.上海海洋大学食品学院,上海200306;2.农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室(上海),上海201306)

研究了紫马铃薯全粉添加对马芬蛋糕烘焙损失率、色差、质构性能及感官的影响。结果表明,不同比例混合粉的水溶性及持水性有显著差异(p<0.05),马芬蛋糕的烘焙损失率在紫马铃薯全粉添加量小于70%时差异不显著(p>0.05),但是当紫马铃薯全粉添加量为90%时,烘焙损失率差异显著(p<0.05)。马芬蛋糕的亮度随着紫马铃薯全粉含量增加而显著降低(p<0.05)。马芬蛋糕的硬度随着紫马铃薯全粉添加量增加而显著增加(p<0.05),在紫马铃薯全粉含量在10%～30%时,其他质构指标变化差异不显著(p>0.05);紫马铃薯全粉添加量为10%和30%获得最高分。综上分析,适宜的紫马铃薯全粉添加量为30%。

紫马铃薯全粉,马芬蛋糕,质构,持水性

Abstract:The effects of the addition of purple potato powders on the baking loss rate,color difference,texture property and sensory quality of muffin cake were studied. The results showed that there were significant differences(p<0.05)in water solubility and water holding capacity of blended flour with different purple potato powders. The difference of baking loss rate was not significant(p>0.05)when the amount of purple powders was no more than 70%,but the difference was significant(p<0.05)when the amount of purple potato powders was 90%. The lightness of the muffin cake was significantly reduced with the increasing the amount of purple potato powders,but its hardness increased significantly with the increasing the amount of purple potato powders. When the amount of purple potato powders was 10%～30%,the changes of other texture indexes were not obvious(p>0.05). The sensory evaluation muffin cake got the highest score when the amount of purple potato powers were 10% and 30%,respectively. The suitable amount of purple potato powders was 30%.

Keywords:purple potato powder;muffin cake;texture;water holding capacity

马铃薯主要成分是淀粉,其能量密度低于玉米、小麦等,食用后产生的能量较少,有利于控制体重,不会引起肥胖[1-2]。马铃薯含有抗坏血酸和胡萝卜素,能补充人体维生素和预防坏血病[3-4]。相比于普通马铃薯,紫马铃薯是近几年引进的一种新型马铃薯品种,含有丰富的花青素及抗氧化物质[5],有抑制癌症,增强人体免疫力,抗衰老等作用。此外,由于马铃薯易于生长,产量大,高营养价值,2015年初,国家提出了马铃薯主食化战略。孙维思、张笑笑等[6-7]研究了马铃薯粉添加量对馒头品质的影响,结果表明,随着马铃薯全粉的添加量不断增加,馒头硬度变大,当马铃薯全粉添加量分别为15%和30%时,馒头品质较好。马梦萍等[8]对马铃薯全粉蛋糕的工艺进行优化研究,结果表明马铃薯全粉占混合粉比例的90%时,蛋糕的感官品质较好。刘刚等[9]利用马铃薯淀粉加工副产物制作戚风蛋糕。Khawla等[10]研究马铃薯皮粉末的加入对蛋糕质构和感官品质的影响,结果表明,当添加5%的马铃薯皮粉末时,能使蛋糕硬度降低,提高蛋糕的营养价值与感官品质。由于马铃薯全粉的一些特殊物理化学性质,在一定程度上限制了它的应用,如在制作馒头、面包和蛋糕时,由于缺少面筋蛋白,导致发酵难,成型难,整形难,易断裂,易掉渣。本文旨在研究添加不同含量紫马铃薯全粉的混合粉的水溶性、持水性之间的差别,以及对制作的各种马芬蛋糕的烘焙损失率、色差、质构性能及感官品质进行比较,从而确定一个最佳的添加比例,为今后马铃薯产品开发提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

低筋小麦粉 青岛维良食品有限公司;紫马铃薯全粉 山东济南希森食品有限公司;细砂糖、鲜奶、鸡蛋 上海港城农工商超市有限公司;黄油、泡打粉 上海巧厨商贸有限公司。

T3-L385C美的电烤箱 广东美的厨房电器制造有限公司;DHG-9073BS-Ⅲ电热恒温鼓风干燥箱 上海新苗医疗器械制造有限公司;HH-S数显恒温水浴锅 金坛市正基仪器有限公司;Anke TDL-5-A低速离心机 上海安亭科学仪器厂;TA.XT Plus质构仪 英国 Stable Micro System 公司;CR-400色差仪 南京柯立配电子科技有限公司;东菱DL-1002家用电动打蛋器 东菱电器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 水溶性指数(WSI)的测定 参照Anderson等[11]方法。分别称取含有0%、10%、30%、50%、70%、90%、100%的紫马铃薯全粉与低筋小麦粉混合为混合粉3 g置于50 mL的离心管中,加入30 mL的蒸馏水,在 90 ℃的恒温水浴锅中加热 15 min,并不断搅拌,然后冷却至室温,并在室温下离心(5000 r/min,10 min),将上清液倒入坩埚中在105 ℃下干燥 12 h,冷却至室温称重。每个样品均取三次测试后的平均值。水溶性指数的计算公式如下:

水溶性指数WSI(%)=(A1/A2)×100

式(1)

式中,WSI-样品的水溶性指数,%;A1-上清液干燥后的重量,g;A2-样品重量,g。

1.2.2 持水性测定 根据Robertson等[12]中的方法进行测定。分别称取含有0%、10%、30%、50%、70%、90%、100%的紫马铃薯全粉与低筋小麦粉混合为混合粉3 g置于50 mL的离心管中,加入30 mL的蒸馏水,静置18 h,然后在5000 r/min下离心20 min,倒出上清液,将离心管内剩余物质倒入坩埚中,在105 ℃干燥12 h,取出冷却至室温称重。每个样品均取三次测试后的平均值。持水性的计算公式如下:

持水性WHC=[(m2-m3)/(m3-m1)]

式(2)

式中,WHC-持水性,g/g;m1-坩埚重量,g;m2-坩埚和湿样重,g;m3-坩埚和干样重,g。

1.2.3 马芬蛋糕的制作 分别称量黄油60 g、细砂糖50 g、鸡蛋1颗、鲜奶50 g、混合粉100 g、双效泡打粉4 g。先将黄油切小块,于室温软化后,用电动打蛋器1档低速打散,加入50 g细砂糖,先手动将糖油拌匀,再将1档换成3档由低速转中速打至膨发,蛋液分次少量加入黄油中,每次需迅速搅拌至完全融合,搅拌好呈乳膏状,大约12 min,加入1/2混合粉和1/2的鲜奶,用橡皮刮刀拌匀,再加入剩下的混合粉及鲜奶翻拌均匀,形成糊状。将面糊装入裱花袋内,挤入模具内七分满,置于已预热至170 ℃的烘箱中,以上下火170 ℃中层烤25 min。

1.2.4 烘焙损失率测定 蛋糕烤好后,冷却至室温称重。烘焙损失率根据Mayra等[13]中的方法进行测定。取纸膜杯称重,先将搅拌均匀的面糊置于纸膜杯中,称重,然后置于烘箱中烘焙,烘焙后冷却至室温称重。每个样品均取三次测试后的平均值。烘焙损失率的计算公式如下:

烘焙损失率(%)=[(W1-W2)/(W1-W0)]×100

式(3)

式中,W0-纸膜重量,g;W1-烘焙前面糊与纸膜重量,g;W2-烘焙之后蛋糕与纸膜的重量,g。

1.2.5 色差测定 根据Guadarrama-Lezama 等[14]中的方法进行测定。先将蛋糕表层除去,将蛋糕置于透明白色的保鲜袋中,利用色差计测定蛋糕内部的色差。L*、a*、b*分别代表亮度、红色度∕绿色度、黄色度∕蓝色度。测定时要先利用白板对色差计进行校准,然后进行测定。每组样品测三次。

1.2.6 质构测定 利用质构仪对不同蛋糕样品进行质构性能测定,根据孙菁笛等[15]研究进行参数设定:P/36R平底圆柱形探头,TPA测定,压缩,循环数2,测试距离40%(压缩至原来高度),触发值5 g,数据采集点250 pps,实验前速度1 mm/s,实验速度1 mm/s,返回速度1 mm/s。先将蛋糕表面切成平面,然后放在探头下进行两次压缩,避免测定任何不规则或不具备代表性的区域,样品表面面积应小于探头面积。每个样品平行测定3次。

1.2.7 感官评定 选择10个普通人员来对马芬蛋糕进行感官鉴定。根据刘兆芬等[16]的方法结合马芬蛋糕的特性按表1对马芬蛋糕进行打分。

1.3 数据处理

实验数据用平均值±标准偏差表示,采用Excel 2013和SPSS 20.0软件进行ANOVA分析,p<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 紫马铃薯全粉对混合粉水溶性指数与持水性影响

不同比例混合粉的水溶性及持水性有显著差异(p<0.05)。不同添加比例的紫马铃薯全粉能够显著影响混合粉的水溶性。由表2可知,全麦粉相比于紫马铃薯全粉,有较好的水溶性,而且差异显著(p<0.05)。这可能是因为紫马铃薯全粉中的蛋白质含量低于全麦粉,水合作用低于全麦粉,因此全麦粉有较高的水溶性。当添加10%紫马铃薯全粉时,混合粉的水溶性降低,这可能是因为紫马铃薯全粉含有水不溶性膳食纤维较多导致水溶性降低;但是继续增加紫马铃薯全粉时,混合粉的水溶性却增加,这可能是紫马铃薯全粉中某些特有的亲水性物质发挥了作用。当紫马铃薯全粉含量大于70%时,混合粉的水溶性出现下降。这说明在一定范围内,适当增加紫马铃薯全粉的含量能够改善混合粉的性质,但是超过一定量时,水溶性降低。呈现这种变化的原因与机制还有待进一步研究。

表1 马芬蛋糕的感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of muffin cake

持水性是面粉的一个很重要的物理性质,它能影响面粉制品的口感。从表2可以看出,紫马铃薯全粉的添加量能够明显影响混合粉的持水性。随着紫马铃薯全粉的添加量的增加,混合粉的持水性增加,但是达到90%以后,持水性开始减少。这可能是因为紫马铃薯全粉相比普通小麦粉,含有更多的氨基酸以及特有的维生素,含有某些官能团能与水紧密结合,因此持水能力较好。但是超过一定比例时,由于紫马铃薯缺少面筋蛋白,因而与水结合能力降低,从而导致持水性降低。

表2 紫马铃薯全粉对混合粉水溶性指数与持水性影响Table 2 Influence of purple potato powders on water-soluble index and water-holding capacity of mixed powders

注:紫马铃薯全粉添加量是指紫马铃薯全粉占混合粉质量百分比;表中同列不同小写字母表示差异显著(p<0.05);表3～表5同。

2.2 紫马铃薯全粉对马芬蛋糕烘焙损失率影响

烘焙损失率是评价烘焙过程的一个重要参数。从表3可知,当紫马铃薯全粉添加量在70%以内时,制成的各种蛋糕的烘焙损失率差异不显著(p>0.05),达到90%时,差异显著(p<0.05)。当紫马铃薯全粉的添加量达到90%时,马芬蛋糕烘焙损失率显著增加(p<0.05)。这可能是当紫马铃薯全粉含量达到一定程度时,混合粉中面筋蛋白大大降低,使得持水作用大大降低,导致水分和水溶性物质溢出,致使烘焙损失率显著增加。继续增加紫马铃薯全粉含量,烘焙损失率又降低。这可能是由于在烘焙中,紫马铃薯全粉含量高的蛋糕表面更易形成坚硬的膜,致使蛋糕内部水分和其它一些物质无法逸出,使得烘焙损失率相对减少。关于烘焙损失率的变化机制还有待进一步研究。

表3 不同紫马铃薯全粉含量的马芬蛋糕烘焙损失率的比较Table 3 Comparison of baking loss rate of muffin cake with different purple potato powders

2.3 紫马铃薯全粉对马芬蛋糕色度影响

紫马铃薯全粉由于含有丰富的花青素而呈现紫色,这对马芬蛋糕的色度有明显影响。表4为不同添加量的紫马铃薯全粉的马芬蛋糕色度的比较。通常情况下,烘焙会使蛋糕呈金黄色。由表4可知,随着紫马铃薯全粉的不断增加,L*逐渐降低,表明亮度逐渐减少,而a*逐渐增加,b*值逐渐减少,说明黄值逐渐减少,而红值逐渐增加。紫马铃薯全粉的花青素含量较高,故而使得蛋糕的亮度较小。不同紫马铃薯全粉添加量的马芬蛋糕的亮度差异显著(p<0.05),但是当紫马铃薯全粉含量达到70%及以上时,不同紫马铃薯全粉添加量蛋糕的a*值和b*值差异不再显著,这可能是由于紫马铃薯全粉中存在的花青素一定程度上起到了某种抑制作用,花青素物质具体如何作用还不清楚,需进一步研究。

表4 紫马铃薯全粉对马芬蛋糕色度影响Table 4 Influence of purple potato powders on chroma of muffin cake

表5 不同添加量紫马铃薯全粉的马芬蛋糕质构性能比较Table 5 Comparison of texture properties of muffin cake with different content of purple potato powders

2.4 质构分析

质构分析是一个很重要的分析方法,它主要用来评价产品的物理性能及品质。通常蛋糕的质构分析既可以利用质构仪进行分析,也可以利用感官分析。但是通常感官分析由于人为因素差异较大,得到的信息不够具体,通常采用质构仪进行分析。表5为不同添加量的紫马铃薯全粉对马芬蛋糕质构性能的影响,质构性能包括硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和回复性。由表5可知，随着紫马铃薯全粉含量增加，硬度呈上升趋势，而弹性、黏聚性、回复性总体呈现下降趋势,咀嚼性呈现先增大再降低再增大的趋势。不同紫马铃薯全粉添加量的马芬蛋糕硬度差异显著(p<0.05);当马铃薯全粉的添加量超过50%以后,不同添加量的马芬蛋糕的弹性、黏聚性、回复性的差异变得显著(p<0.05);对于咀嚼性,当紫马铃薯全粉添加量为10%时,咀嚼性变化差异显著(p<0.05)。这主要是因为紫马铃薯全粉中缺少面筋蛋白,难形成面筋网络。在烘焙过程中不容易膨胀,因此比较厚实,硬度较大,弹性较小,这有待今后进一步研究。

表6 不同含量紫马铃薯全粉的马芬蛋糕感官品质比较Table 6 Comparison of sensory quality of muffin cake with different content of purple potato powders

2.5 感官分析

由表6可知,当紫马铃薯全粉添加量为10%～30%时,评分较高。在一定范围内,增加紫马铃薯全粉的添加量能够增加马芬蛋糕的滋味气味,但是紫马铃薯全粉添加量超过50%以后,土豆味较重,而且由于缺少面筋蛋白,发起程度较低,蛋糕较硬,口感大大降低。对于色泽、组织、外形、弹韧性,当紫马铃薯全粉添加量在30%以内时,对这些指标的影响较低,但是超过这个范围,影响变化较大,这也与前面的色泽变化及质构变化相一致。虽然在添加量为10%时,蛋糕感官评分也较高,但鉴于紫马铃薯较高的营养价值与马铃薯主粮化战略,应相应的提高紫马铃薯全粉含量。综合分析,紫马铃薯全粉添加量为30%时为最佳。

3 结论

不同添加比例的混合粉之间水溶性和持水性差异显著(p<0.05);当紫马铃薯全粉含量为90%时,马芬蛋糕的烘焙损失率变得差异显著(p<0.05);亮度随着紫马铃薯全粉含量增加而显著降低(p<0.05)。随着紫马铃薯全粉含量增加,硬度显著增加(p<0.05);在紫马铃薯全粉含量为10%～30%时,质构指标差异不明显;在感官分析时,紫马铃薯全粉添加量为10%和30%获得最高分。综合比较分析,在马芬蛋糕制作中,紫马铃薯全粉的添加量在30%时为较佳。

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Influenceofpurplepotatopowdersonthephysicalproperties
andsensoryqualitiesofmuffincake

ZHANGWei-jun1,2,ZHONGYao-guang1,2,*

(1.College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 200306,China;2.Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Aquatic Product on Storage and Preservation(Shanghai),Ministry of Agriculture,Shanghai 201306,China)

TS210.1

B

1002-0306(2017)18-0211-05

2017-02-07

张伟君(1993-),女,硕士研究生,研究方向:农产品加工与功能性食品开发,E-mail:zfl1059467703@163.com。

*通讯作者:钟耀广(1965-),男,博士,教授,研究方向:农畜产品加工,功能食品及食品安全,E-mail:ygzhong@shou.edu.cn。

10.13386/j.issn1002-0306.2017.18.040