苹果膳食纤维清蛋糕制作研究及蛋糕工艺设计 河南工业大学毕业设计.docx
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苹果膳食纤维清蛋糕制作研究及蛋糕工艺设计河南工业大学毕业设计
2012届毕业生
毕业论文
题目:
苹果膳食纤维清蛋糕制作研究及蛋糕工艺设计
院系名称：
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
教师职称：
2012年5月28日
摘要
苹果纤维是膳食纤维的良好来源，本课题主要对添加不同量的苹果纤维清蛋糕进行物理及感官特性的测定，得出每100g面粉中添加0-5g苹果纤维对清蛋糕比容、蛋糕糊产率、烘焙损耗率、硬度、弹性的变化影响、横断面气孔结构及颜色的变化和感官特性的变化。
实验得出的主要结论有：
随着苹果纤维添加量的增加，清蛋糕的比容、蛋糕糊产率、烘焙损耗率的变化趋势明显，且数据呈非线性变化，表明其受苹果纤维影响。
清蛋糕的比容从0%的3.68ml/g增加到5%的4.78ml/g、蛋糕糊产率从0%的73.55g/100g增加到5%的81.92g/100g、烘焙损耗率从0%的35.97%减小到5%的22.07%、硬度增大、弹性减小。
通过对清蛋糕横断面的气孔结构及颜色观察可知随着苹果纤维添加量的增加，清蛋糕内部的气孔逐渐变大，且气孔逐渐变粗不均匀，且变化明显，表明其气孔结构的形成收到苹果纤维加入的影响。
横断面的颜色加深且偏向了苹果纤维的颜色。
通过对感官性状的评估可知每100g面粉中添加3g苹果纤维能使感官评价满意度最佳。
外观和色泽受苹果纤维的影响不大，内部结构和弹韧性受到苹果纤维添加的影响而分数逐渐降低，气味滋味的评分平均值随着苹果纤维添加量的增加而逐渐增大，5%的气味滋味评分最高，但其总体分数较低。
关键字：
苹果纤维清蛋糕物理特性感官特性
Title:
EffectofAppleDietaryFiberonSpongeCakesandCakesProcess
Design
Abstract
Appledietaryfiberisagoodsourceofdietaryfiber,thistopicisstudythespongecakesmadewithaddingdifferentamountsofappledietaryfiberanditseffectonthephysicalandsensorycharacteristics.Add0-5gappledietaryfiberinevery100gcakeflour,studythechangesinspecificgravity,theyieldofthecakebatter,bakinglossrate,hardness,elasticity,cross-sectionalporestructureandachangeincolorandsensorycharacteristics.Themainconclusionsofexperiment:
Withtheamountoftheincreaseofapplefiber,thespecificgravity,doughyield,bakinglossrateofthecaketrendisobvious,andnon-linearchanges,andthatinfluencedbyAppleFiber.Thespecificgravityincreasedfrom3.68ml/gof0%to4.78ml/gof5%,doughyieldincreasedfrom73.55g/100gof0%to81.92g/100gof5%,thebakinglossratereducedfrom35.97%of0%to22.07%of5%,thehardnessincreases,flexibilitydecreases.Withtheincreaseintheamountofapplefiberadd,clearcakeinsidetheporesgraduallybecomelarger,andtheporesgraduallythickenunevenly,andthechangeobviously,indicatingtheformationofitsporestructurereceivedbytheporestructureandcolorofcakecross-sectionalobservationknownapplefiberadded.Cross-sectiontodeepenthecolorandtendtothecoloroftheapplefiber.Add3gapplefiberinevery100gflourthesensoryevaluationsatisfactionbestknownthroughtheassessmentofthesensoryproperties.Appearanceandcoloroftheapplefiberhaslittleeffect,internalstructureandelastictoughnessapplefiberaddedandthescoresdecreased,smelltastescoreaverageincreasesgraduallywiththeincreaseintheamountofapplefiber,add5%oftheodorthehighesttastescore,butitsoverallscoreislower.
Keywords:
AppledietaryfiberSpongecakesPhysicalcharacteristics
Sensorycharacteristics
目次
1.引言
1.1本课题研究的目的和意义
本课题是对苹果纤维清蛋糕的制作研究及生产工艺设计。
近几年来人们对健康的关注度增加，为了使蛋糕这种西点的营养价值提高，我们对其添加了苹果纤维。
苹果纤维是一种良好的膳食纤维的来源，它具有颜色浅、无异味、来源广泛易吸收等优点。
苹果渣中富含苹果纤维，因此可以对苹果汁的副产物--苹果渣的进行充分利用。
随着生活水平的提高，人们对高糖高盐高油食物的摄入量越来越多，而且对膳食纤维的摄入量不足，因此造成了很多健康隐患。
改良的清蛋糕可以增加人们对膳食纤维的摄入，在一定程度上减轻这种隐患。
同时对清蛋糕配方的改良面临着许多问题，比如其物理及感官特性的改变。
因此本课题需要我们对这种清蛋糕进行制作并确定出最好的配比，使其物理及感官特性达到人们接受的最佳程度，达到对清蛋糕进行改良的目的。
本课题主要研究的是不同含量苹果纤维清蛋糕的物理及感官特性的变化。
在查阅相关资料的前提下，选择合适的工艺路线，和配料方案，确定苹果纤维清蛋糕的制作工艺，并对苹果纤维对清蛋糕品质的进行研究。
通过对添加不同量苹果渣粉末制作的清蛋糕的物理及感官特性的评估，得出品质最佳的苹果纤维清蛋糕，得出最合适的添加量。
制作时还应该注意不同苹果纤维添加量的清蛋糕的搅打时间、烘烤温度，烘烤时间是否相同，怎样才能制作出感官评价分数高的清蛋糕。
除此之外，还需对清蛋糕制作的工艺及其车间布置等问题进行考虑。
1.2目前研究现状
1.2.1蛋糕的研究
蛋糕作为常见的西点之一，经过多年的研究发展生产技术已经成熟。
因烘烤条件、配方比例等的不同衍生出不同品种，并逐渐向高端食品的方向发展，以满足不同人群的需求。
在传统的清蛋糕中加入果仁、蜜饯、果料等可以制成各种水果蛋糕，用大量动物性奶油或人造奶油可以制成质地酥散且有特别的奶油味的、滋润的蛋糕。
在清蛋糕中添加其他配料不仅可以提高其品质使其更加美味，而且可以对清蛋糕的营养价值进行了提高。
例如在清蛋糕中添加一些功能性成分，或者制作无糖蛋糕等。
实验证明，这些都可以对清蛋糕的品质有所提高。
为了减少蛋糕中的糖分和热量，FelicidadRonda进行了无糖蛋糕的实验，分别用麦芽糖、甘露醇、异麦芽糖、木糖醇、山梨醇、低聚果糖、葡聚糖代替了普通清蛋糕所使用的蔗糖。
用木糖醇做出的清蛋糕的口感、余味及外观甚至比蔗糖的清蛋糕还要好，但是它的价格偏贵且不会发生美拉德反应，因此清蛋糕的颜色较为暗淡。
麦芽糖的替代效果也很好[4]。
由于鸡蛋易滋生细菌且近年来的禽流感等问题常常导致新鲜鸡蛋的使用和供应存在很多不确定和不安定因素，因此做清蛋糕时，王革新等人进行了创新，用全蛋粉代替了新鲜鸡蛋[5]，很好了避免了这些问题。
但使用蛋粉前需要有30min的复水，工艺上也有一定的改变，较为麻烦。
但是解决某些时候新鲜鸡蛋短缺的问题，可以得到与新鲜鸡蛋所做清蛋糕相似口感和质地。
传统清蛋糕的制作需要先打发鸡蛋然后在加入面粉及配料对工艺技术的要求较高，不利于家庭清蛋糕的制作。
幸宏伟，马文燕为了简化清蛋糕的制作工艺，运用预混合粉制作了清蛋糕。
预混合粉是面粉与各种辅料（脂肪、糖、香料、改良剂、疏松剂、营养强化剂等）的混合物[6]。
用预混合粉制作清蛋糕时只需加入水或者牛奶就能够制作，使清蛋糕的制作变得方便并且节省了时间，对食品制作的技术要求也相应的降低了。
通过对预混合粉的蛋粉比、加水量、白砂糖用量和乳化剂用量等的调整可以得到口感质地等良好的清蛋糕。
除了以上我介绍的这些，国内外对清蛋糕的改良及制作工艺等的实验研究还有很多，总的来说，传统清蛋糕的制作工艺已经很成熟，对清蛋糕的改良的研究在积极的发展中。
1.2.2膳食纤维的研究
近年来人们逐渐加大了对膳食纤维的重视度，将其与蛋白质、碳水化合物、脂质、无机盐、维生素并称为人类必须的第七类营养素。
以前人们对膳食纤维的了解不多，没有对其进行深入的研究，一直误以为它在食品中是一种无用的成分，只对人们消化食物起惰性作用。
近年来对膳食纤维的了解研究逐渐增多，使人们认识到对膳食纤维的摄入量对人体健康很重要，如果其出现不足的状况，会威胁人体健康，增加冠心病、糖尿病、高血压、肥胖症、心肌梗塞等疾病的发病机率，还会导致阑尾炎、缺血心脏病、结肠癌、结肠炎、胆囊炎、静脉曲张、深静脉血栓、间歇性疝病、便秘等疾病[2]。
所以我们应该积极去研究和开发利用膳食纤维，从而达到对我们饮食比例的调整，以增进人体健康。
由糕点的制作配方我们可以发现，大多数糕点都需要较大量的甜味配料，以此来维持其内部的泡沫结构，而烘焙时添加在原料中的水分变为水蒸气，使糕点的结构膨松，口感酥软。
膳食纤维可以增加糕点原料的持水，水分的增加对产品的凝固起到了积极作用，同时，膳食纤维的加入，使产品的货架期增长，能量降低。
随着人们对膳食纤维和人体健康关系的认识的不断加深,一些高纤维食品越来越受到人们的青睐,果蔬、菌藻等富含膳食纤维的食物在膳食结构中的比例逐年增加。
在现代食品工业中,以黑麦、燕麦、豆渣、米糠、麦麸等富含膳食纤维的食品为原料,经过一系列加工可以制取相应的食物纤维产品,这些产品种类众多既有可以直接口服的食疗型膳食纤维制品,又可用作食品添加剂添加到酸奶等发酵食品、面包等焙烤食品之中。
他们可以成为品质改良剂和膳食纤维强化剂。
科学研究发现,可溶性膳食纤维可以控制餐后血糖急剧上升并且对改善糖耐量效果最佳。
膳食纤维因为能够延缓葡萄糖的吸收,所以可以推迟消化性糖类的消化,如淀粉等。
膳食纤维可以避免进餐后血糖急剧上升,它可以增强胰岛素敏感性,并直接影响α-胰岛细胞的功能,它可以改善血液中胰岛素的调节作用并且提高人体耐糖的程度,这对糖尿病的治疗和康复非常有利。
研究表明,在预防和治疗糖尿病方面膳食纤维有特殊的功效，因此膳食纤维含量充足的饮食很必要。
国外在膳食纤维的开发利用上开始较早，我国在膳食纤维的开发利用上起步较晚，但是我国膳食纤维来源广泛，数量巨大，研究发展前景良好。
我国是全球最大的苹果生产国，有数据表明：
我国苹果的年产量约为2206×104t，占全球年产量的36．69％，居世界第一[3]。
苹果纤维是一种良好的膳食纤维，它的水溶性纤维与不溶性膳食纤维的比例恰当，而且它具有较高的吸水性和持水力。
当它作为功能性成分添加到食品中时，可以改善食品的品质，可以很好的改良食品[20]。
随着浓缩果汁的生产量加大而产生了大量的苹果汁的副产物-苹果渣，在生产旺季，很容易见到果渣堆积如山的现象，而且新鲜果渣极容易腐烂变臭，从而严重污染环境，如果能采用现代生物技术，从果渣中制取膳食纤维，就可以很好的解决苹果加工企业的难题，还能够变废为宝并且解决环境污染问题。
苹果中膳食纤维的含量很高，实验表明经过处理后的苹果渣中膳食纤维含量可高达40%，因此若想提高清蛋糕中的纤维含量，在其中添加苹果渣是一种简单有效的方法。
当清蛋糕中的膳食纤维含量加大后，可以延缓其陈化率并增大其体积。
有实验表明，膳食纤维的添加可以改善烘焙食品的咀嚼性，并且满足人们对高膳食纤维、低能量的烘焙食品需求[7]。
苹果纤维是一种高质量膳食纤维，苹果中含总膳食纤维42%以上而且含果胶量也较高，大约为19%，纯苹果纤维色泽为淡褐色，并且有高保水性而且有柔和的苹果香可以作为一种优良的食品添加剂添加到番茄调味酱等各种调料和烘焙食品中，这样可以达到强化甜味、增加稠度和改善涂抹性等效果。
苹果渣中的膳食纤维中蛋白质、粗纤维和乙醚提取物（主要为黄酮类化合物）含量较高，有多种生理功能，它们对保障人体健康和预防疾病起着极其重要的作用，是一类理想的功能性保健食品。
1.2.3在焙烤食品中添加膳食纤维的研究
膳食纤维的功能逐渐受到大家的重视。
因此，在消费量大的烘焙食品中加入膳食纤维可以提高人们对膳食纤维的摄入量，增加烘焙食品的健康程度。
Dubios认为，纤维的添加，往往需要对焙烤制品的原料，配方和工艺作相应的更改，这样才能得到高质量的产品。
一般情况下纤维的含量在7%以上就会引起面包体下降，通常的解释是由于面筋的相对含量下降从而消弱了面团中网状结构的形成并且降低了气体的维持能力。
Pomeranz等认为还可能是纤维与原料中的成分如小麦粉面筋之间能够发生相互作用。
Chen的研究报告则认为结果是有两者共同影响的。
有研究表明，在清蛋糕制作时加入大豆膳食纤维可以起到弱化面团面筋的作用，从而使面团的吸水率增大，但是拌粉时间和烘烤时间会相应的变长[8]。
这样使豆渣得到了充分的利用，但是大豆纤维在使用前需要进行脱腥和脱色的处理，否则会对食品的品质造成影响。
芦荟中膳食纤维及功能性成分含量也很高因此也常作为营养强化剂添加到食品中，但其成本较高。
有实验把仙人掌属植物烘干制成粉末以不同的比例加入清蛋糕制作粉中制成清蛋糕并对样本进行评估。
由实验可知：
清蛋糕的比重和生面团的产量随着仙人掌粉添加水平的增加而显著增加，而且延缓了烘焙制品的老化。
随着仙人掌粉添加比例的增加，清蛋糕硬度和黏性增加但是其粘结性和弹性减小[9]。
此实验为提高清蛋糕中的膳食纤维含量得到了较好的结果而且其感官特性的评评估的结果也令人满意，这种改良方法得到的结果较为合理。
苹果纤维是常用的一种膳食纤维，有实验表明，将苹果纤维添加到面包中时，添加量在4%-6%较好，添加量大于6%会引起面包面团的持水性差、网格结构叫差，可以加入CMC对其进行改良。
杨锦健和鲍建国研究表明苹果渣不仅是苹果膳食纤维的良好来源，而且在食品的功能性上，特别是在其持水性上有着广泛的应用。
Tsong-MingLu等研究绿茶清蛋糕时发现添加了绿茶的清蛋糕要比普通的清蛋糕更具有抗氧化性，而且绿茶是膳食纤维良好的来源[10]。
由于纤维降低了面粉的湿面筋的生成量，可以利用纤维的添加量调节清蛋糕浆料的粘度，增加清蛋糕的体积，推迟老化时间，延长货架寿命，高纤维含量的清蛋糕有益于人体健康。
苹果膳食纤维是一种无异味的膳食纤维的良好来源，可以从苹果渣中获得。
有实验测得：
苹果渣含水量77.8%，干物质中粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分含量分别为6.2%、6.8%、16.9%、2.3%，钙0.06%，磷0.06%，微量元素Cu、Fe、Zn、Mn、Se分别为11.8、158.0、15.4、14.0、0.08mg/kg，氨基酸含量与甘薯干较为接近总糖15.08%。
此次制作苹果纤维清蛋糕时可以采用制作面包的类似方法，将苹果渣烘干、粉碎成粉末，以不同的比例加入清蛋糕制作粉中制成清蛋糕对其品质等进行研究对比。
1.3研究内容
首先要进行苹果膳食纤维清蛋糕的制作，然后研究苹果纤维清蛋糕的制作工艺，确定苹果纤维对清蛋糕品质的影响。
主要包括的物理特性的测定比容、蛋糕糊产率、烘焙损耗率、硬度、弹性的测定，除此之外，还有对其横断面气孔结构及颜色的观察研究。
感官特性测定主要包括对其色泽、外观、内部质地和口感风味的评价。
通过对苹果纤维清蛋糕的不同评估，得出不同苹果纤维添加量对清蛋糕品质的影响变化。
除此之外，还有清蛋糕制作工艺的设计及车间的布置。
2．实验材料与方法
2.1主要材料
①面粉：
厂家提供
②绵白糖：
甘汁园绵白糖（学校附近超市购买）
③盐：
加碘精制食用盐（学校附近超市购买）
④新鲜鸡蛋：
学校附近超市购买
⑤蛋糕油：
银穗速发蛋糕油
⑥苹果纤维：
厂家提供
2.2主要仪器和设备
DT系列电子天平中国江苏常熟长青仪器仪表厂
和面打蛋机广州番禺力丰食品机械有限公司
不锈钢电局炉广州市威万事实业有限公司
自制硬度仪河南工业大学机械厂定做
卡西欧数码相机上海卡西欧有限公司
万能高速粉碎仪北京中兴伟业仪器有限公司
2.3实验方法
2.3.1苹果膳食纤维的制备
将苹果进行榨汁后的剩余物经过滤后充分烘晒干，得到水分含量低的干苹果渣。
将干燥的苹果渣中的籽粒拣出，因为籽粒中脂肪含量较高，不利于实验数据的测定。
将干燥的苹果渣用万能高速粉碎机进行粉碎，用60目的筛子过筛，密封保存备用。
2.3.2苹果膳食纤维特性分析
按照GB5009.3-2010食品中水分的测定方法进行测定，采用的是直接干燥法。
按照GB5009.4-2010灰分的测定方法进行测定,所采用的是高温灼烧法
按照GB5009.6-2010脂肪测定方法进行测定，采用的是索氏抽提法。
按照GB5009.5-2010蛋白质测定方法进行测定，采用的是凯氏定氮法。
按照GB5009.88-2010膳食纤维含量测定方法进行测定，采用的是中性洗涤法。
2.3.3清蛋糕制作
每100g面粉中分别添加0g、1g、2g、3g、4g和5g苹果膳食纤维。
将鸡蛋放入容器并加入糖、盐、蛋糕油用打蛋器以慢速（60r/min）搅打1min，再以快速（200r/min）搅打12min，使气泡溶入。
当鸡蛋完全被打发后，将筛过的面粉、水加入，慢速（60r/min）搅拌30s，再以快速（200r/min）搅打1min。
在加热后的烤模上涂上油，将搅拌后的蛋糕糊立刻倒入蛋糕模中。
将盛放蛋糕糊的蛋糕模在烤箱中以上火200。
C下火190。
C烘烤15-18min。
然后将清蛋糕从模中拿出。
冷却后清蛋糕放在室温下以防止物理化学变化以影响感官特性测定。
表2-1：
清蛋糕配方（单位：
g）
苹果纤维
面粉
鸡蛋
绵白糖
蛋糕油
盐
水
0
1
2
3
4
5
100
100
100
100
100
100
200
200
200
200
200
200
100
100
100
100
100
100
20
20
20
20
20
20
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
1.5
20
20
20
20
20
20
2.3.4清蛋糕物理特性测定方法
对清蛋糕物理特性的检测主要包括清蛋糕的比容、蛋糕糊产率、烘焙损耗率，清蛋糕的硬度、弹性、以及清蛋糕横断面气孔结构及颜色的观察。
2.3.4.1清蛋糕的比容、蛋糕糊产率、烘焙损耗率的测定
清蛋糕的比容的测定方法为测量方法：
用电子称称出清蛋糕样品的重量，记录下来重量m（精确至0.1g）。
然后使用体积测定仪，采用油菜籽排出法测定清蛋糕的体积，取清蛋糕样品，将油菜籽加入容器中充实，用直尺将填充刮平记录出体积V1，取出清蛋糕，将油菜籽倒入量筒量出体积V2[6]，清蛋糕的体积V即为：
V=V1-V2
清蛋糕的比容（ml/g）=
在蛋糕模具中灌糊之前将蛋糕糊和呈装蛋糕糊的锅进行称量得到m1,灌糊之后对搅拌锅进行再次称量，得到m2，所用蛋糕糊的重量即为m1-m2。
将清蛋糕在室温下冷却1小时后，称量清蛋糕的质量。
蛋糕糊产率（g/100g）=×100
烘焙损耗率（%）=×100%
2.3.4.2清蛋糕的硬度、弹性测定方法
使用自制硬度仪进行硬度的测定。
如图2-1：
1螺杆，2转盘，3不锈钢板尺、4导杆，
5电子称，6稳定套管，7探头固定架，8探头
图2-1硬度仪
把厚度为15mm清蛋糕片放在电子称上，置零，对准探头（探头直径25mm），转动转盘摇杆，进而推动探头向下运动，当探头接触样品时，电子称开始显示读数，读出不锈钢尺的刻度，继续转动摇杆使探头下压6mm，读出电子称最大读数，反方向转动摇杆，使探头离开样品，停留10s，再次转动摇杆，至再度显示读数时，停止转动，读出此时钢尺刻度，此时清蛋糕下压尺度与先前下压6mm之比即清蛋糕的弹性。
硬度以探头第一次压到最低位置处时电子称最大读数[23]。
2.3.4.3清蛋糕的横断面气孔结构及颜色观察
清蛋糕在室温下冷却一个小时后，然后用面包刀进行切片。
因为清蛋糕内部气孔空洞细腻，因此需人工分割切片。
将切片上部放置一个不锈钢尺（精确到0.1cm），用数码相机进行拍照，将照片在计算机中打开，把图片进行放大，对清蛋糕内部气孔均匀度进行评价。
通过对横断面的颜色对比观察得出添加不同量苹果纤维后对清蛋糕横断面颜色的变化影响。
2.3.5清蛋糕的感官特性测定
参照我国行业标准LS/T3208-93“蛋糕用小麦粉”的的附录A“制品（蛋糕）试验方法和评分标准”得出感官评价标准表2-2。
表2-2：
感官评价标准
指标
性状
分值
色泽
色发暗发灰或严重发糊
1-11
表面稍硬，颜色微黄，有部分焦糊
12-15
表面湿润，顶和墙部呈金黄色，底部呈棕红色，无焦糊
16-20
外观
表面粗糙，严重变形
1-11
表面和顶部有少量破损
12-15
块形丰满周正，大小一致，薄厚均匀，表面富有光泽，
有细密小麻点，不粘连模具，无破损，无崩顶
16-20
内部结构
气孔大而不均匀
1-11
孔泡稍粗略有不均匀
12-15
切面呈细密蜂窝状无大空洞，无硬块，孔泡细密均匀
16-20
弹韧性
弹性差不发起，干硬
1-11
口感稍粗，发起部分不均，弹性稍差
12-15
口感松软，香甜不粘牙，发起均匀，柔和，弹性不干硬
16-20
气味滋味
不爽口，发粘或明显坚实，粗糙松散发干
1-11
较爽口，稍粘牙或稍有坚硬，略有松散发干
12-15
香味纯正，绵软细腻，甜度适中，有蛋糕特有风味
16-20
2.4数据处理及实验分析
实验中采取了三个平行样或者重复原操作的方法，实验结果是其平均值。
试验完成后，用StatisticalPackageforSocialSciences（SPSS）version12.0软件对实验数据进行处理分析
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