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中国精品科技期刊2020

D-最优混料与响应面法优化甜茶无糖抗氧化活性蛋糕配方

陈碧 欧小春 陆雅思 张鹏 韦巧艳 王小明

陈碧,欧小春,陆雅思,等. D-最优混料与响应面法优化甜茶无糖抗氧化活性蛋糕配方[J]. 食品工业科技,2021,42(14):153−160. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020090177
引用本文: 陈碧,欧小春,陆雅思,等. D-最优混料与响应面法优化甜茶无糖抗氧化活性蛋糕配方[J]. 食品工业科技,2021,42(14):153−160. doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020090177
CHEN Bi, OU Xiaochun, LU Yasi, et al. D-optimal Mixture and Response Surface Method for Optimization of Formulation of Sweet Tea Sugar-free Antioxidant Activity Cake[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 153−160. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020090177
Citation: CHEN Bi, OU Xiaochun, LU Yasi, et al. D-optimal Mixture and Response Surface Method for Optimization of Formulation of Sweet Tea Sugar-free Antioxidant Activity Cake[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42(14): 153−160. (in Chinese with English abstract). doi:  10.13386/j.issn1002-0306.2020090177

D-最优混料与响应面法优化甜茶无糖抗氧化活性蛋糕配方

doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2020090177
基金项目: 甜茶类黄酮的提取工艺与结构分析及其生理活性研究(2017KY0898);2019 年国家级大学生创新创业训练计划项目(201911546010);功能性食品配料工程技术研究中心(KJ5CSH000008);广西糖资源工程技术研究中心培育建设项目(桂科 AD16450040)
详细信息
    作者简介:

    陈碧(1984−),女,硕士,副教授,研究方向:食品分析与仪器分析方法研究,E-mail:chenbi2009@163.com

    通讯作者:

    王小明(1983−),男,硕士,高级工程师,研究方向:食品与生物化学工程技术研究,E-mail:wxm081@163.com

  • 中图分类号: TS213.2

D-optimal Mixture and Response Surface Method for Optimization of Formulation of Sweet Tea Sugar-free Antioxidant Activity Cake

  • 摘要: 为满足市场对新型烘焙功能食品的需求,研制无糖、低热量、富含纤维且具有抗氧化特性的蛋糕。本实验采用D-最优混料设计研究葛根粉、南瓜粉和低筋粉3种主要原料的不同配比对蛋糕感官品质的影响,以甜茶提取液替代砂糖作为甜味剂,采用单因素及响应面试验优化加工工艺,考察甜茶添加量、甜茶提取液体积和泡打粉添加量对蛋糕感官品质及质构特性的影响。结果表明:蛋糕主要混合原材料最优配方为葛根粉43%、南瓜粉 20%、低筋粉37%;甜茶添加量4.3 g、甜茶提取液体积30.0 mL、泡打粉2.5 g。该混料配方及制作工艺生产的蛋糕感官评分为 87.36分,总酚含量为629.1 mg/100 g,总黄酮含量为564.5 mg/100 g,总抗氧化能力为396.7 mg/100 g,为功能性营养蛋糕开发提供了新途径。
  • 图  1  工艺流程图

    Figure  1.  Process flow diagrams of cakes

    图  2  葛根粉、南瓜粉、低筋粉交互作用对感官评价影响的3D图及等高线图

    Figure  2.  3D response surface and contour plot figure showing the effects of sensory evaluation of radix puerariae powder, pumpkin flour and cake flour

    图  3  甜茶添加量对蛋糕弹性、回复性、咀嚼性、硬度影响

    Figure  3.  Effects of the amount of sweet tea on the springiness, resilience, chewiness and hardness of the cakes

    图  4  不同体积的甜茶提取液对蛋糕弹性、回复性、咀嚼性、硬度影响

    Figure  4.  Effects of the amount of sweet tea extraction volume on the springiness, resilience, chewiness and hardness of the cakes

    图  5  不同泡打粉质量对蛋糕弹性、回复性、和咀嚼性、硬度影响

    Figure  5.  Effect of the amount of baking powder on the springiness, resilience, chewiness and hardness of the cakes

    图  6  甜茶添加量与甜茶提取液体积的响应曲面图和等高线图

    Figure  6.  Response surface and contour figure about the amount of sweet tea and the extraction volume of sweet tea

    图  7  甜茶添加量与泡打粉添加量的响应曲面图和等高线图

    Figure  7.  Response surface and contour figure about the amount of sweet tea and the amount of baking powder

    图  8  甜茶提取液体积与泡打粉添加量的响应曲面图和等高线图

    Figure  8.  Response surface and contour figure about the extraction volume of sweet tea and the amount of baking powder

    表  1  混料试验因素和水平

    Table  1.   Factors and levels of experimental mixture design

    因素物料质量分数(%)
    最低值最高值
    A葛根粉1060
    B南瓜粉2060
    C低筋粉540
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    表  2  响应面因素水平和编码

    Table  2.   Factors and levels of BBD test

    因素水平
    −101
    X1甜茶添加量(g)3.04.05.0
    X2甜茶提取液体积(mL)253035
    X3泡打粉(g)2.02.53.0
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    表  3  功能性蛋糕的感官评价指标标准表

    Table  3.   Standard table of sensory evaluation index for functional cake

    评价指标评价标准分值
    外观形状(20分)形状丰满,厚壁均匀,不黏边,不破碎,表面光滑,无崩顶17~20
    形状稍变形,厚壁较均匀,边缘黏边,表面较粗糙13~16
    变形严重,厚壁不均匀,黏边严重,表面粗糙1~12
    表面色泽(20分)表面油润,棕黄色,富有光泽,无焦糊17~20
    棕黄色稍浅,色泽暗淡,有焦变13~16
    棕黄色很浅,色泽发暗,呈现焦黑色1~12
    组织结构(20分)蛋糕切面孔泡细密均匀,无带大气泡,无硬块、孔壁薄17~20
    蛋糕切面孔泡基本细密,有大气泡但数量不多,孔壁稍厚,稍硬13~16
    蛋糕切面粗糙,有很多大气泡,孔泡大小不均匀、孔壁厚,明显硬块1~12
    弹韧性(20分)内部结构均匀,松软柔韧,富有弹性17~20
    内部结构较均匀,较松软柔韧,弹性一般13~16
    内部结构不均匀,松软柔韧差,弹性差1~12
    气味滋味及口感(20分)口感柔软细腻、南瓜味适宜,甜味适宜,茶味适宜,不黏牙17~20
    口感较柔软细腻,南瓜味过淡,稍甜或甜味不够,茶味过淡,较黏牙13~16
    口感粗糙,南瓜味过重, 甜味不够或者甜度失调,茶味过重或苦涩味,严重黏牙1~12
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    表  4  D-最优混料设计表及结果

    Table  4.   Experiment scheme and result of D-optimal mixture design

    序号A葛根粉(%)B南瓜粉(%)C低筋粉(%)Y1 感官评分(分)
    135.0060.005.0068.42
    260.0035.005.0064.85
    322.5060.0017.5070.50
    460.0020.0020.0061.78
    510.0050.0040.0074.19
    635.8340.8323.3377.45
    722.5060.0017.5070.67
    825.0035.0040.0076.76
    910.0050.0040.0075.60
    1035.8340.8323.3378.43
    1160.0020.0020.0062.55
    1222.9247.9129.1777.75
    1347.5047.505.0070.89
    1447.9134.1717.9276.12
    1540.0020.0040.0080.84
    1635.8340.8323.3376.09
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    表  5  回归方程的方差分析

    Table  5.   Analysis of variance for regression equation model

    方差来源平方和自由度均方FP显著性
    回归模型505.66956.1853.19< 0.0001**
    AB5.9015.905.580.0561
    AC5.3315.335.050.0657
    BC4.1014.103.880.0964
    ABC10.93110.9310.350.0182*
    AB(A-B)10.14110.149.600.0211*
    AC(A-C)4.6614.664.410.0803
    BC(B-C)4.0614.063.850.0975
    残差6.3461.06
    失拟项2.2612.262.780.1565不显著
    纯误差4.0750.81
    合计512.0015
    注:**表示差异极显著(P<0.01);*表示差异显著(P<0.05);表7同。
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    表  6  蛋糕工艺响应面试验方案与结果

    Table  6.   Experimental design and results for response surface analysis

    试验号X1甜茶
    添加量(g)
    X2甜茶体液
    体积 (mL)
    X3泡打粉
    添加量(g)
    感官评分
    (分)
    13.030.02.075.63
    25.035.02.580.63
    34.025.02.075.89
    44.030.02.587.92
    54.030.02.586.78
    63.030.03.077.58
    75.030.03.080.86
    85.030.02.081.49
    94.030.02.587.01
    103.035.02.577.21
    114.030.02.587.09
    123.025.02.575.71
    134.030.02.586.88
    144.035.02.078.23
    155.025.02.580.62
    164.025.03.078.61
    174.035.03.076.85
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    表  7  蛋糕工艺回归模型的方差分析表

    Table  7.   Variance analysis of cakes production

    方差来源平方和自由度方差FP显著性
    回归模型327.88936.43246.34<0.0001**
    X139.16139.16264.80<0.0001**
    X20.6710.674.550.0704
    X30.8810.885.980.0444*
    X1X20.4010.402.680.1454
    X1X31.6611.6611.250.0122*
    X2X34.2014.2028.420.0011**
    X1252.18152.18352.87< 0.0001**
    X22105.921105.92716.19< 0.0001**
    X3294.02194.02635.77< 0.0001**
    残差1.0470.15
    失拟项0.2130.0700.340.7990不显著
    纯误差0.8240.21
    合计328.9216
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    表  8  无糖抗氧化蛋糕与普通蛋糕主要营养成分与抗氧化能力对照表

    Table  8.   Comparison of the primary nutrients and antioxidant capacity of cakes

    样品总酚含量(mg/100 g)总黄酮(mg/100 g)DPPH自由基清除率(%)总抗氧化能力 (mg/100 g)
    无糖抗氧化蛋糕629.1±11.3564.5±6.083.2±2.9396.7±9.5
    普通蛋糕168.4±6.4123.8±6.133.8±2.3126.2±5.2
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-18
  • 网络出版日期:  2021-05-26
  • 刊出日期:  2021-07-07

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