【低糖荞麦红茶蛋糕的工艺优化探究7300字（论文）】

低糖荞麦红茶蛋糕的工艺优化研究目录1引言 12材料与方法 22.1材料与试剂 22.2主要仪器设备 33试验方法 43.1红茶汤制作工艺 43.2荞麦红茶蛋糕制作工艺 43.3操作要点 43.4单因素实验 53.4.1木糖醇添加量对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价的影响 53.4.2荞麦粉添加量对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价的影响 53.4.3红茶汤添加浓度对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价的影响 53.5感官评价 53.6正交试验设计 63.7蛋糕理化指标的测定 63.7.1总黄酮含量的测定 63.7.2蛋白质含量的测定 63.7.3茶黄素含量的测定 64结果与分析 64.1单因素实验结果 74.1.1木糖醇添加量对口感的影响 74.1.2荞麦粉添加量对口感的影响 84.1.3红茶汤添加浓度对口感的影响 94.2正交试验结果 94.3理化指标测定结果 115总结与展望 11参考文献 13 16摘要：以低筋面粉、鸡蛋、荞麦粉、红茶汤和木糖醇为主要材料制作出营养丰富的低糖荞麦红茶蛋糕。以其口感、色泽、结构组织、风味为评价指标，采用单因素实验和正交试验，研究木糖醇添加量、荞麦粉添加量、红茶汤添加浓度对蛋糕品质的影响和确定蛋糕的最优配方。结果表明：低糖荞麦红茶蛋糕的最优配方为低筋面粉100g、木糖醇150g、荞麦粉30g、0.08g/mL红茶汤100mL、鲜鸡蛋6个、玉米油15g、泡打粉1g。理化检测的结果：总黄酮含量为0.551mg、蛋白质含量为6.12g/100g、茶黄素含量为1.5%。使用此最优配方制作的低糖荞麦红茶蛋糕感官评分最高，蛋糕质地柔软、入口细腻、具有浓郁独特的红茶味和荞麦味，蛋糕品质最佳。关键词：蛋糕；红茶；荞麦；木糖醇；正交法1引言传统蛋糕的工艺配方是以大量的白砂糖、玉米油和奶粉等为原料，制作出来的蛋糕属于高糖高脂食品。然而在糖尿病和肥胖症等现代文明病[1]发病率不断上升的今天，人们逐渐意识到了健康饮食的重要性，逐渐远离了高糖高脂的传统蛋糕，开始追求健康的生活方式，人们开始倾向于追求低糖全麦等品种的健康食品[2]。因此人们开始对蛋糕提出了低糖要求，低糖蛋糕就是通过降低传统蛋糕中的蔗糖含量或者以低聚木糖等多糖代替蔗糖[3]制作出来的蛋糕，木糖醇的甜度与蔗糖相差不大但热值却低于蔗糖，所以木糖醇在低糖蛋糕的制作中可以代替蔗糖。木糖醇不属于糖类，其在人体内的代谢不需要胰岛素的参与，具有抗菌防龋的作用[4]。红茶是一种全发酵茶，其制作工艺是由采摘后的新鲜茶叶经过萎凋、揉捻（切）、发酵、烘焙和复焙而制成的。在加工制作过程中，鲜茶叶中的化学成分变化较大，其中的茶多酚在氧化酶的作用下发生酶促氧化反应，茶多酚含量减少90%以上，产生了具有呈色增味和保健价值的茶黄素、茶红素等新的成分[5]。红茶富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素、矿物质及多种微量元素，还含有茶多酚、咖啡碱等成分，具有消炎杀菌、抗氧化、抗衰老、抗癌、降血压等功效[6-8]。茶黄素是红茶中的一类天然的色素，是在红茶制作中茶叶发酵过程中发生化学反应形成的产物，其具有很强的抗氧化性，能够有效的抑制和减缓多种疾病的发生[9]。茶黄素对红茶品质的形成有着决定性作用，其含量的变化会影响到红茶汤的颜色和滋味。荞麦，又名甜荞、乌麦，被誉为“五谷之王”，属于蓼科植物。荞麦营养丰富，主要的蛋白质是球蛋白，其所含的赖氨酸含量高而蛋氨酸含量低，氨基酸模式与主要作物互补，且含有油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸及挥发油、酚酸、黄酮类[10]、蒽醌类、萜类及芪类等多种活性物质[11]，这些物质都具有良好的功效。荞麦粉中含有大量的黄酮类化合物，尤其富含芦丁，含量大约为0.5%～1.2%[12]。荞麦含有丰富的膳食纤维，特别是富含不可溶性膳食纤维，可干预高脂膳食，起到降血糖血脂[13]、降胆固醇、改善肝脏脂质代谢、保护肝脏功能，并且其中的黄酮类和乙二醇类物质具有较强的抗氧化作用和脂肪酶抑制作用[14]。为了提高荞麦和红茶的资源利用率，在传统蛋糕的配方上改变糖的种类和减少糖的使用量，将荞麦粉和红茶浸取液与面粉一同调制加工成蛋糕，不但具有浓郁独特的红茶味和荞麦味，而且增加了焙烤食品的花色种类，同时具有降血糖血脂，抗氧化等保健功效，为荞麦和红茶资源的开发利用提供了一条新途径。2材料与方法2.1材料和试剂本论文使用的主要食品级材料有：低筋小麦粉、荞麦面粉、红茶、玉米油、鲜鸡蛋和柠檬，使用的主要试剂见表1所示。表1主要材料与试剂材料与试剂型号、规格厂家木糖醇食品级广州亿海生物科技有限公司泡打粉食品级安琪酵母股份有限公司九水合硝酸铝分析纯西陇科学股份有限公司甲醇分析纯广州化学试剂乙酸乙酯分析纯广州化学试剂氢氧化钠分析纯广州化学试剂无水乙醇分析纯广州化学试剂硝酸钠分析纯广东省化学试剂工程技术研究开发中心续表1材料与试剂型号、规格厂家碳酸氢钠分析纯广州化学试剂芦丁S13033上海源叶生物科技有限公司2.2主要仪器设备本论文使用的主要仪器见表2所示。表2主要实验仪器设备型号厂家电子天平JJ2000常熟市双杰测试仪器厂超声波清洗机SB-5200DT宁波新芝生物科技股份有限公司紫外分光光度计V-11OOD上海菁华科技仪器有限公司手持式搅拌器JBQ-A05D2小熊电器股份有限公司高级食品烘炉YXD50B-24广东佛山市石湾区康威（集团）电器厂3试验方法3.1红茶汤制作工艺红茶→浸提→冷却→过滤→红茶汤3.2荞麦红茶蛋糕制作工艺蛋液的制作→面糊的调制→装盘→焙烤→成型→冷却→成品3.3操作要点红茶汤的制备：准确称取红茶，在70℃下以所需浓度茶水比进行浸提10min。红茶在浸泡中需要加盖浸泡，防止水的温度骤降，导致红茶没有得到充分的浸提。浸提后用滤布过滤，过滤后得到的红茶汤备用。蛋液的制作：将木糖醇加入到分离好的蛋白液中，滴加3-4滴柠檬汁至蛋白液中，先用搅拌器进行中倍速搅打，使木糖醇粉在蛋白液中基本融化，然后再进行高倍速搅打，使蛋白混合液在搅打过程中不断的充入空气，形成白色的泡沫结构，打发至打蛋器从蛋白液中提起时，蛋白泡沫成钩状而且不到为为止，且容器中的蛋白泡沫倒置不滴落即为搅打完成。打好的泡沫结构不可久置，以免蛋白泡沫消泡。打发时，加入几滴柠檬汁的作用是去除蛋腥味。面糊的调制：先将称量好的木糖醇、玉米油、泡打粉、红茶汤和部分木糖醇加入到蛋黄液中搅拌，再将低筋面粉和荞麦粉分别用筛子过筛加入蛋黄混合液中搅拌均匀，充分搅拌至面糊中粉粒和糖粒彻底融化，使面糊不含颗粒。然后加入1/2蛋白泡沫按Z字型并由下往上轻轻翻匀，然后再加入剩余1/2蛋白泡沫重复翻匀后使蛋白泡沫与蛋黄面糊充分混合均匀。装盘：借助勺子将调制好的面糊及时缓慢注入到摆放好的纸杯中，面糊添加的高度不超过纸杯高度的2/3。在浇入纸杯后，把纸杯在烤盘上摆放整齐，然后轻轻振荡烤盘，以使纸杯中的蛋糕面糊表面平整均匀且不含气泡。烘烤：烤箱要先进行提前预热，预热是为了使烤箱的内部达到温度要求，并且起到杀菌去味的作用，使蛋糕糊在烤箱中能受热均匀，防止蛋糕出现内部未熟透而表面焦的现象。预热温度150℃时间5min，温度达成后将盛有纸杯的烤盘放入烤箱中摆放到受热均匀的位置中。调节好烤箱的温度，烘烤的温度条件为上火都为150℃，烘烤的时间为30min。观察上色情况，可以适当改变温度。冷却：戴手套取出烤盘，将蛋糕放置冷却后品尝。3.4单因素实验首先开展预实验以确定其他工艺条件，确定其他工艺条件为：低筋面粉100g、玉米油10g、鲜鸡蛋6个、泡打粉1g、上火150℃、下火150℃、烘烤时间30min。然后对3个主要因素即木糖醇添加量、荞麦粉添加量和红茶汤的添加浓度进行单因素实验。3.4.1木糖醇添加量对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价的影响木糖醇的添加量对蛋糕的甜度有非常大的影响，可以明显改变蛋糕的口感，添加过少，导致蛋糕本身的甜度不够，但是添加过多又会使蛋糕过于甜腻，影响口感。为确定木糖醇的最佳添加量，使用不同的木糖醇添加量并按照工艺流程进行单因素实验。以低筋面粉100g、40g荞麦粉、100mL浓度0.16%的红茶汤、鲜鸡蛋6个、泡打粉1g、玉米油15g、上下火150℃和烘烤时间30min的工艺条件下，选取110、120、130、140和150g共5组木糖醇添加量分别制作低糖荞麦红茶蛋糕并进行感官评价。3.4.2荞麦粉添加量对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价的影响荞麦粉的添加会使蛋糕的口感风味更全面，荞麦粉赋予蛋糕独特的风味，大量添加会出现蛋糕变干硬的问题，少量添加无法体现出荞麦的风味。为了确定荞麦粉的最佳添加量，使用不同的荞麦粉添加量并按照工艺流程进行单因素实验。以低筋面粉100g、130g木糖醇、100mL浓度0.16%的红茶汤、鲜鸡蛋6个、泡打粉1g、玉米油15g、上下火150℃和烘烤时间30min的工艺条件下，选取20、30、40、50和60g共5组荞麦粉添加量分别制作低糖荞麦红茶蛋糕并进行感官评价。3.4.3红茶汤添加量浓度对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价影响红茶汤的添加可以为蛋糕增加茶香，提升口感，添加浓度过低红茶特有风味不明显，添加量过高会导致红茶的苦涩味明显，从而影响口感。为了确定红茶汤的最佳添加浓度量，使用不同的红茶汤添加浓度并按照工艺流程进行单因素试验。以低筋面粉100g、鲜鸡蛋6个、泡打粉1g、玉米油15g、40g荞麦粉、130g木糖醇、上下火150℃和烘烤时间30min的工艺条件下，选取100mL浓度为0.04、0.08、0.12、0.16和0.20g/mL共5组红茶汤添加浓度制作低糖荞麦红茶蛋糕并进感官行评价。3.5感官评价感官评定方法：将蛋糕分切成若干份，选取10名具有感官评分经验的人员作为感官评分员，对蛋糕的形态、色泽、组织机构以及口感这几个方面进行100分制感官评定打分。感官评价标准表见表3。表3低糖荞麦红茶蛋糕感官评定评分标准表项目评价标准评分形态（25分）外泄平整、底部平整、表面略隆起，无塌陷收缩21-25外形不平整、沾边，顶部轻微裂口16-20严重的表面不平、顶部崩裂，溢边脱皮<15色泽（25分）红棕色呈现并呈现浅灰色21-25颜色较浅、色不均略呈红棕色16-20有严重的色泽不均<15组织结构（25分）蜂窝状、均匀，无气泡，加压后恢复性较好21-25有少量大气泡，恢复性较差16-20有大量气泡，恢复性很差<15续表3项目评价标准评分口感（25分）松软爽口、蛋香味纯正，无蛋腥味，茶味浓郁无异味21-25松软香甜，无异味、略带香味16-20无茶香味，蛋腥味重，口感差，严重异味<153.6正交试验设计通过进行单因素实验得到的感官评分结果，确定了3个因素即荞麦粉添加量（A）、红茶汤添加浓度（B）、木糖醇添加量（C）的3个主要影响水平的取值，采用L9(34)的正交表，并对这三个水平开展4因素3水平的正交试验，以感官评分为参照值，通过正交试验更进一步探索优化低糖荞麦红茶蛋糕的工艺配方，结合比较感官评分结果分析得到最后的最佳工艺配方。正交试验因素与水平设计见表4。表4正交试验因素与水平设计水平因素A木糖醇/gB红茶汤g/mLC荞麦粉/g11300.083021400.124031500.16503.7蛋糕理化指标的测定3.7.1总黄酮含量的测定参考刘梦菲的测定过程[15]。3.7.2蛋白质含量的测定按照GB/T5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法进行测定[16]。3.7.3茶黄素含量的测定参考叶善蓉的Roberts法测定过程[17]。4结果与分析4.1单因素实验结果4.1.1木糖醇添加量对口感的影响如图1可知，当木糖醇添加量为140g，与添加量为130g和150g有显著差异，表明其对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价具有显著性影响。在木糖醇添加量为140g时的蛋糕甜腻感最合适，香甜松软，甜度与传统蛋糕相当，且蛋糕形态外观平整，内部组织结构良好，色泽分布均匀。当木糖醇添加量低于140g时，甜度过低，蛋糕的口感较差，不能体现蛋糕的香甜松软的风味。当木糖醇添加量高于140g时，蛋糕甜度过大，将掩盖其有的风味，使蛋糕失去原有的风味，口感较差，容易使人发腻。蛋糕组织结构和色泽变差，因此导致蛋糕品质变差，感官得分降低。综上所述，选择木糖醇添加量为140g。图1木糖醇添加量对蛋糕的品质的影响4.1.2荞麦粉添加量对口感的影响如图2可知，当荞麦粉添加量为40g时，与添加量为30g和50g有显著差异，表明其对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价具有显著性影响。当荞麦粉添加量为40g时的蛋糕口味最合适，含有淡淡的荞麦风味，荞麦味与红茶味互相结合，形成更具有全麦纤维风味的蛋糕，且蛋糕形态外观平整，内部组织结构良好，色泽分布均匀。当荞麦粉添加量低于40g时，蛋糕中的荞麦风味不能体现出来，且蛋糕水分过多，将导致蛋糕组织过于软塌，口感较差，最后导致蛋糕品质变差。当荞麦粉添加量高于40g时，蛋糕的水分会减少，会硬化干裂[18]，口感变差，蛋糕的风味和形态变差，最后导致蛋糕品质变差。综上所述，选择荞麦粉添加量为40g。图2荞麦粉添加量对蛋糕的品质的影响4.1.3红茶汤添加量浓度对口感的影响如图3可知，当红茶汤添加浓度为0.12g/mL时，与添加浓度为0.08g/mL和0.16g/mL有显著差异，表明其对低糖荞麦红茶蛋糕的感官评价具有显著性影响。当红茶汤的添加浓度为0.12g/mL时蛋糕口味最合适，有适宜的红茶风味，茶香与奶蛋味相互结合，不含有红茶的苦涩味，形成独特的风味口感，且蛋糕形态外观平整，内部组织结构良好，色泽分布均匀。当红茶汤添加浓度低于0.12g/mL时，蛋糕并不具有红茶风味，蛋糕的蛋腥味重，不能凸显红茶蛋糕的特有风味。当红茶汤添加浓度高于0.12g/mL时，蛋糕中红茶味过重，味道变得苦涩，甜味不能凸显出来，蛋糕原有的独特风味丢失，蛋糕的色泽和形态组织机构变差，最后导致蛋糕品质变差。综上所述，选择红茶汤添加浓度为0.12g/mL。图3红茶汤添加浓度对蛋糕的品质的影4.2正交试验结果通过进行单因素实验得到的感官评分结果，根据感官分数的结果确定了3个因素即木糖醇的添加量、荞麦粉添加量、红茶汤添加浓度的3个主要影响水平的取值，采用L9(34)的正交表，进行正交试验，结果见表5。表5低糖荞麦红茶蛋糕的正交试验结果表试验号因素得分/分A木糖醇/gB荞麦粉/gC红茶汤g/mL11`1118721222813133382421238152231846231286731328583213849332184K1249250257255K2251244246252K3253247251247k184.0083.3385.6785.00k283.6781.3382.0084.00k384.3382.3383.6782.33极差R43118因素主→次BCA优方案B1C1A3由表5可以看出，极差的大小与低糖荞麦红茶蛋糕的感官品质的影响有关，根据正交表的极差的大小得出影响蛋糕感官品质的主要因素的顺序为B>C>A。即对低糖荞麦红茶蛋糕感官评价的影响最大的是红茶汤的添加浓度，其次是荞麦粉的添加量，影响最小的木糖醇的添加量；根据表5中k值可知，因为k值判断各个因素的水平对蛋糕影响程度，所以可以得出A3B1C1为最佳配方，通过结合表格可以得出即B1为荞麦粉的添加量30g、C1为红茶汤的添加浓度0.08g/mL、A3为木糖醇添加量130g，最佳配方蛋糕的感官评分为90分。4.3理化指标测定结果绘制总黄酮的标准曲线，得线性回归方程为y=0.1096x-0.0084，为公式（1），线性相关系数为0.9996，结果表明总黄酮的吸光度与浓度呈良好的线性关系。图4总黄酮标准曲线图总黄酮的含量：用分光光度计测定低糖荞麦红茶蛋糕中总黄酮的吸光度为0.052、0.052、0.052，则平均值为0.052，按式（1）计算得低糖荞麦红茶蛋糕中总黄酮为0.551mg，大于荞麦制品总黄酮测定的最低检测限0.5mg，符合国家检测标准。蛋白质的含量：实验过程中滴定所消耗硫酸标准滴定液的体积为3.10mL、3.00mL、2.90mL，则平均值为3.00mL，空白对照所消耗硫酸标准滴定液体积为0ml，通过计算的蛋白质的含量为6.12g/100g。茶黄素的含量：用分光光度计测定低糖荞麦红茶蛋糕中在380nm处茶黄素的吸光度为0.670、0.670、0.670，则平均值为0.670，通过计算得低糖荞麦红茶蛋糕中茶黄素的含量为1.5%。5总结与展望本实验通过进行单因素实验得到的感官评分结果，确定了3个因素即荞麦粉添加量、红茶汤添加浓度、木糖醇添加量的3个主要影响水平，并对这三个水平进行4因素3水平的正交试验，以感官评分为参照值，通过正交试验更进一步优化低糖荞麦红茶蛋糕的工艺配方，结果表明：影响蛋糕感官品质的主要因素的顺序为B>C>A。即因为红茶汤的添加浓度的极差最大，所以对低糖荞麦红茶蛋糕感官评价的影响最大的是红茶汤的添加浓度，其次是荞麦粉的添加量，影响最小的是木糖醇的添加量；根据表中k值可知，通过k值判断各个因素的水平对蛋糕影响程度，得出A3B1C1为最佳配方，即B1为荞麦粉的添加量30g、C1为红茶汤的添加浓度0.08g/mL、A3为木糖醇添加量130g。因此该低糖荞麦红茶蛋糕完整的最优配方为低筋面粉100g、木糖醇150g、荞麦粉30g、0.08g/mL红茶汤100mL、鲜鸡蛋6个、玉米油15g、泡打粉1g。通过理化检测数据可得，红茶与荞麦含有的黄酮和茶黄素在蛋糕中的含量都是符合标准的，蛋白质的含量也符合标准。关于茶黄素、总黄酮、蛋白质这些理化指标测定，为低糖荞麦红茶蛋糕日后的营养价值研究提供数据参考。通过红茶和荞麦的加入不仅增加了风味，也在不改变原蛋糕风味的情况下增加了更多的营养成分。由此可知该配方做出来的蛋糕营养价值高，口感软糯香甜，老少皆宜，作为一款休闲健康食品，其市场前景广阔。但对于未来的展望我们应该从以下两个方面做进一步的改善和研究：（1）目前该蛋糕的制作工艺较复杂，在工艺流程简化方面还需要做进一步研究，找到更简易、快速的工艺流程操作，以提高蛋糕制作的快捷性。（2）我们选择的材料主要是红茶和荞麦粉，但对于其他的茶类和粗粮类没有进行更多的尝试，今后我们可以在茶类和粗粮的品种进行更多的多元化的研究。

参考文献[1]陈瑶.现代文明病与运动健康[J].当代体育科技,2018,8(01):218-220.[2]翁耿权,吴敏,许丽霞等.低糖低脂蛋糕工艺优化的研究[J].现代食品,2020(09):93-98.[3]尤丽新,徐凌志.低糖蛋糕配方的优化[J].现代食品,2015(21):78-80.[4]张超,张涛,江波等.生物转化木糖醇的研究进展[J].食品与发酵工业,201