模糊数学综合评价法优化银耳蛋糕工艺研究

◎ 杨玲玲，朱 静，邢淑捷，陈亚蓝，甘艳超

（信阳农林学院食品学院，河南 信阳 464000）

银耳营养价值极高，富含大量的钙、铁、维生素D，多种人体所需的氨基酸、矿物质和膳食纤维，还含有大量的银耳多糖，可通过激活免疫细胞、增加免疫因子的表达、提高机体免疫功能等对免疫系统进行调节[1-3]。

目前，市售的银耳多为其干制品、速食银耳羹、银耳莲子粥等，近些年又开发了一些新品，如即食速泡银耳、银耳发酵乳、银耳黄酒等，极大丰富了银耳产品的种类。蛋糕是一款老少皆宜的甜品，但传统蛋糕一般含有高糖、高脂肪、高热量，过量摄入会增加患糖尿病、心血管疾病等风险[4]。将营养价值较高的农副产品添加到蛋糕中成为目前的发展趋势，已有人将山药、魔芋、花生、猕猴桃、百香果、绿茶、柠檬抹茶等加入到蛋糕中并生产出较好的产品[5-10]，但将银耳粉添加到蛋糕中制作银耳蛋糕的研究较少。本文将银耳粉添加到蛋糕中，以感官评分和主要营养物质为指标，确定银耳蛋糕的最优工艺，为银耳在食品工业中的应用提供基础研究，以期为银耳蛋糕的标准化生产提供参考[11-12]。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

银耳粉，方家铺子绿色食品有限公司；低筋面粉，肇庆市福加德面粉有限公司；泡打粉，郑州君发科技有限公司；塔塔粉，安琪酵母有限公司；单甘脂，河南正通化有限公司；奶粉，石家庄君乐宝太行乳业有限公司；蒽酮，国药集团化学试剂有限公司；葡萄糖，中国天津市巴斯夫化工有限公司。

1.2 仪器与设备

101型电热恒温鼓风干燥箱，上海跃进医疗器械厂；XYF-30ED型力嘉电热烤箱，广东乐王实业有限公司；TU-1901型双光束紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 基础配方

以戚风蛋糕为基础，试验中所有物质总量为100 g，各成分换算为总量的百分比。其中，固定食盐0.3%、蔗糖15%、玉米油8%、水9%、奶粉1%、鸡蛋45%，银耳粉、低筋粉、单甘脂、塔塔粉、泡打粉的添加总量在试验过程中保持恒定不变，共计21.7%。

1.3.3 单因素试验设计

（1）银耳添加量的确定。参照1.3.2中基本配方，固定单甘脂0.2%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.25%、银耳粉添加量为0%、2%、4%、6%和8%，按照1.3.1工艺流程试验，通过感官评定结果确定银耳粉的最佳添加量。

（2）单甘脂添加量的确定。参照1.3.2中基本配方，固定银耳粉4%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.25%、单甘脂添加量为0%、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%，按照1.3.1工艺流程试验，通过感官评定结果确定单甘脂的最佳添加量。

（3）塔塔粉添加量的确定。参照1.3.2中基本配方，固定银耳粉4%、单甘脂0.1%、泡打粉0.25%、塔塔粉添加量为0%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%，按照1.3.1工艺流程试验，通过感官评定结果确定塔塔粉的最佳添加量。

（4）泡打粉添加量的确定。参照1.3.2中基本配方，固定银耳粉4%、单甘脂0.1%、塔塔粉0.25%、泡打粉添加量为0%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%，按照1.3.1工艺流程试验，通过感官评定结果确定泡打粉的最佳添加量。

1.3.4 正交试验设计

观察组产妇并发症发生率为27.3%，新生儿并发症发生率为45.6%，明显高于对照组12.1%、24.2%，差异有统计学意义（P＜0.05）。 见表 2。

以银耳粉、单甘脂、塔塔粉、泡打粉的添加量为变量，感官评分和营养指标为响应指标进行四因素三水平的正交试验，因素水平见表1。

表1 正交试验因素水平设计表

1.3.5 银耳蛋糕的感官评价

选择10位感官评分人员，从色泽、外观形状、组织、口感和弹韧性5个方面对银耳蛋糕进行评分，采取百分制，结果取平均值。感官评分标准参考《糕点通则》（GB/T 20977-2007）并结合本产品进行了修订，详见表2。

1.3.6 模糊综合评价数学模型的建立

评判对象因素集用U表示，即构成银耳蛋糕的感官评价的因素的集合。U={U1，U2，U3，U4，U5}分别代表色泽、外观形状、组织、口感和弹韧性5个因素。

评语集用V表示，代表不同评价指标的评价分数等级，V={V1，V2，V3，V4，V5}，即V=｛优，良，中，差，极差｝=｛90，80，70，60，50｝。

权重集用X表示，表示5个指标在感官评价中所占的重要程度，即评价指标的权重系数的集合。通过分析发现权重集X={X1，X2，X3，X4，X5}={0.2，0.2，0.2，0.2，0.2}。

1.3.7 营养检测指标

水分含量参照GB 5009.3—2016水分检测法；多糖含量参照丁纲强[13]等的蒽酮测定法。

表2 银耳蛋糕的综合感官评分标准表

2 结果与分析

2.1 单因素结果分析

2.1.1 银耳粉的添加量对银耳蛋糕的影响

由图1知，当银耳粉添加量＜4%时，产品腥味较重，质地粘牙，色泽较暗，按压后回弹缓慢；当银耳粉添加量＞4%时，蛋糕质地变干，结构不均匀，呈深黄色。银耳中的银耳多糖亲水基团含量较高，会大量吸水使得蛋糕中其他物质水分含量少。当银耳粉添加量为4%时，蛋糕色泽金黄，剖面的蜂窝状气孔分布均匀，蛋香味适宜且无其他不良气味，口感绵软适中，感官评分最高。

图1 银耳粉的添加量对银耳蛋糕的影响图

2.1.2 单甘脂的添加量对银耳蛋糕的影响

单甘脂是食品中常用的一类乳化剂，可与直链淀粉相互作用形成直链淀粉-乳化剂复合物，有效预防淀粉老化，提高蛋糕品质[14]。单甘脂主要影响银耳蛋糕的组织结构、口感和弹韧性。如图2所示，随着单甘脂添加量的增加，感官评分先上升后下降，当单甘脂添加量为0.1%时，蛋糕色泽金黄，剖面蜂窝状气孔分布均匀，蓬松度高，按压后回弹最快，品质最好。

图2 单甘脂的添加量对银耳蛋糕的影响图

2.1.3 泡打粉的添加量对银耳蛋糕的影响

泡打粉具有一定的粘度和良好的起泡性，能促进蛋糕膨胀，增加体积[15]。如图3，当泡打粉的添加量为0.2%时，蛋糕的组织结构最均匀，感官评分最高。泡打粉添加量过多，蛋糕中的气泡变大，孔洞增多，结构粗糙。

图3 泡打粉的添加量对银耳蛋糕的影响图

2.1.4 塔塔粉的添加量对银耳蛋糕的影响

塔塔粉有助于蛋白的打发，用量过少会影响蛋糕的柔软性；用量过多，蛋糕的口感会发酸、发涩。如图4，当塔塔粉的添加量为0.25%时，蛋糕中的孔洞细密紧凑，呈蜂窝状，无硬块；添加量过大，会导致孔洞变多，色泽变暗。

图4 塔塔粉的添加量对银耳蛋糕的影响图

2.2 银耳蛋糕的感官评价

10位感官评价员对银耳蛋糕的评价结果见表3。

表3 银耳蛋糕感官评价结果表

2.3 模糊矩阵的建立

将9组试验的数据分别除以感官评定总人数可得到9个模糊评判矩阵，分别对应1～9号试验，例如1号样品的模糊矩阵如下所示：

同理可得到R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9。

综合隶属度

对j号样品的评价结果可根据模糊变换原理：Y=X×R计算得出。Yj=X×Rj，以1号组样品为例，评价结果为：

同理得到Y2～Y9。

2.4 正交试验结果

由表4可知，银耳蛋糕品质影响因素的主次顺序为：B＞A＞D＞C，即单甘脂＞银耳粉＞塔塔粉＞泡打粉。最优组合是A2B2C2D1，不在正交试验的9组中，因此需要进行验证试验，验证结果见表5。A2B2C2D1的感官评分、多糖含量、水分含量均高于A2B2C3D1组合，且均符合标准。因此，银耳蛋糕的最佳配方为银耳粉4%，单甘脂0.10%，塔塔粉0.25%，泡打粉0.20%。

表4 正交试验及结果分析表

表5 验证试验结果表

3 结论

通过单因素和正交试验确定银耳蛋糕的最优工艺是银耳粉4%、单甘脂0.10%、塔塔粉0.25%、泡打粉0.20%、食盐0.3%、蔗糖15%、玉米油8%、水9%、低筋粉17.15%、奶粉1%、鸡蛋45%，该工艺下做出的银耳蛋糕形态完整，色泽均匀且呈金黄色，组织气孔大小均匀，口感细腻，不粘牙，质地绵软。该蛋糕中添加了银耳粉，增加了蛋糕中的营养成分，拓宽了银耳深加工的应用，有较好的应用前景。