低糖低脂南瓜戚风蛋糕的研发

马浩鑫，王 怡，鲁 琳，张含蕾，任乾乾，吕毅萌，王报贵

(滨州学院 生物与环境工程学院/山东省黄河三角洲生态环境重点实验室/山东省黄河三角洲野生植物资源开发利用工程技术研究中心/滨州市食品安全重点实验室，山东 滨州 256603)

1 引言

随着生活水平的提高，高热量饮食(高糖高脂类食物)的过量食用、久坐少动的工作方式(以静为主)、社交应酬增多以及人平均寿命的延长，造成肥胖和代谢综合症(Metabolic syndrome, MetS)的流行，致使糖尿病、动脉粥状硬化、非酒精性脂肪肝等疾病发病率不断增加[1，2]。因此提倡低油、低糖、低盐和高纤维化的“三低一高”饮食原则。

南瓜中富含南瓜多糖，胡萝卜素，丰富的矿质元素等。南瓜多糖是一种天然的植物性多糖，大量实验证明，南瓜多糖具有显著的降低机体血糖的功效[3～5]，促进形成代谢，并含有丰富的微量元素，被认为是一种极具开发价值的预防糖尿病的物质[6，7]。而魔芋含有人体所需的10多种氨基酸多种微量元素,富含葡苷露聚糖高达44%～64%[8]，有降血脂、降血糖等多种疗效。使用南瓜制作的功能性食品的功效性研究较少，为证实南瓜添加在食物中也能有降低血糖、血脂的功效，还有清热解毒，保护胃黏膜的作用。因此本实验为了丰富糖尿病患者和肥胖人群对于甜品的选择种类，满足饮食多样性。通过在普通蛋糕的基础上添加南瓜泥和魔芋粉分别代替蛋糕中部分糖脂的添加量，并进一步对戚风蛋糕的健康性配方进行了研究，研发出一款低脂肪和低糖类的蛋糕，有利于肥胖相关疾病的预防。

2 材料与方法

2.1 主要材料

低筋面粉，滨州中裕食品有限公司产品；贝贝南瓜，滨州大润发超市售；魔芋粉，安徽果薯电子商务有限公司产品；木糖醇，安阳市豫鑫木糖醇科技有限公司产品；鸡蛋，滨州大润发超市售；新西兰恒天然脱脂奶粉，新西兰恒天然集团产品；玉米油，中粮福临门食品营销有限公司产品；SPF级雄性C57BL/6J小鼠，30只，7～8周龄，体重20±2 g：济南朋悦实验动物繁育有限公司[许可证号：SCXK(鲁)20140007]；实验鼠标准饲料：济南朋悦实验动物繁育有限公司[许可证号：SCXK(鲁)20180003]。

2.2 主要仪器与设备

LDS型烘干法水分测定仪，上海精科天美科学仪器有限公司；GA-3型血糖仪，三诺生物传感股份有限公司；GA-3型血糖试纸，三诺生物传感股份有限公司产品；打蛋器，青岛汉尚电器有限公司产品；F50型烤箱，青岛汉尚电器有限公司产品；ZY0202型电子秤，上海枫未实业有限公司；六吋戚风蛋糕模具；硅胶刮刀；不锈钢盆具；冷却架。

2.3 低糖低脂南瓜戚风蛋糕试验设计

2.3.1 工艺流程

原材料称量，南瓜洗净蒸熟→鸡蛋蛋清蛋黄分离→蛋黄糊调制→蛋白霜调制→混合均匀→送入模具→烘烤→冷却→成品。

操作要点如下。

(1)鸡蛋及南瓜均选用新鲜食材，鸡蛋使用前需清洗干净，南瓜需洗净蒸熟后捣碎成南瓜泥。

(2)制作蛋黄糊时，应先将低筋面粉、奶粉、魔芋粉混在一起，再筛入容器中，目的是为了使其混合均匀。再将植物油、南瓜泥、蛋黄加入容器中，注意拌匀过程中不能过度搅拌，以防止形成面筋。搅拌到无干粉状态时即停止搅拌。

(3)制作蛋白糊时，将蛋清加入到容器内，注意容器内不应有蛋黄或油，以免影响打发。打发过程中将木糖醇分3次加入到蛋白霜中。直至打发至将打蛋器提起时形成鹰钩状即可停止。

(4)将蛋黄糊和蛋白霜混合到一起时，注意将蛋白霜分3次加入到蛋黄糊中切拌均匀。此时蛋糕糊不能久放。

(5)将蛋糕糊注入模具中，注入到模具7分满，在操作台上轻振3～5次振出蛋糕糊中的气泡。放入提前预热好的烤箱中160 ℃烘烤40 min，烘烤完成后倒扣在冷却架上，冷却至室温后从模具中取出备用。

2.3.2 魔芋粉添加量的单因素试验

由于魔芋粉具有强吸水性和凝胶性魔芋粉的添加量对戚风蛋糕的蓬松度有较大影响，若魔芋粉添加量过多，则蛋糕表面粗糙易开裂，膨松度变差，制品越来越硬，影响口感[8～10]，而添加量过少，又会难以达到低脂的效果。经查阅文献发现，脂肪替代物的比例在油脂的25%左右时对制品的品质影响较小[11]。因此设置魔芋粉的添加量为油脂的15%、20%、25%、30%、35%，即4.5 g、6 g、7.5 g、9 g、10.5 g。

2.3.3 南瓜泥添加量的单因素试验

贝贝南瓜口感软糯香甜，甜度较高，且有栗子香味，组织绵密，近年来受到人们的喜爱，本实验使用贝贝南瓜作为南瓜泥来源。有研究表明南瓜在戚风蛋糕中的添加量最佳为蛋糕的20%～30%[12，13]，设置改良配方中南瓜泥添加量为15%、20%、25%、30%、35%，即32 g、42 g、53 g、63 g、74 g。

2.3.4 木糖醇添加量的单因素试验

普通戚风蛋糕的白砂糖添加量为60 g，由于南瓜泥本身带有甜味，代替了部分糖，且木糖醇的甜度与白砂糖相比较高[14～17]，因此配方中需添加的木糖醇的含量应适当减少，设置改良配方中木糖醇添加量为30 g、35 g、40 g、45 g、50 g。

2.3.5 正交试验设计

在单因素实验的基础上，以魔芋粉(A)、木糖醇(B)、南瓜泥(C)进行三因素三水平的L9(33)正交试验，再对低脂低糖南瓜戚风蛋糕进行感官评定，得到最佳配方。表1为正交试验因素与水平设计。

表1 正交试验因素与水平设计 g

2.4 低脂低糖南瓜戚风蛋糕感官评价

以色泽、外形、甜度、内部组织、口感、南瓜香味这6个方面作为感官指标，选取20位人员(评价人员均学习过相关知识并有感官评定经验)品尝后进行感官评价，按照表2进行打分。

表2 蛋糕感官评定评分标准

2.5 动物分组及给样

所用小鼠适应性喂养7 d后，将实验小鼠按照随机数字的方法分为3组，分别为空白组、普通组、南瓜组，每组10只。各组通过进食给样，对照组给普通小鼠饲料，普通组给普通戚风蛋糕，南瓜组给低糖低脂南瓜戚风蛋糕。3组小鼠7 d称重、测量体长一次，比较0 d、7 d、21 d、35 d时小鼠体重及体长增长情况。并以7 d为周期对小鼠进行尾部采血，用血糖仪测定血糖。实验末，小鼠禁食不禁水12 h，采用1%的戊巴比妥酸钠腹腔注射麻醉，仰卧位置于动物试验台上，固定四肢，脱毛后暴露胸腹部，采用摘眼球采血方法。取部分血清采用全自动生化分析仪，检测TG、TC、HDL-C和LDL-C的含量。处死的小鼠进行解剖，分离肝脏，干冰邮寄到武汉芭菲尔生物技术服务有限公司进行肝脏的HE染色。

3 结果与分析

3.1 魔芋粉添加量的选择

由于魔芋粉的特性，若在蛋糕中添加过量则会使蛋糕蓬松度不够，蛋糕组织变硬，影响口感。由图1可以看出，当魔芋粉添加量在6 g时，感官评分最高，此时为96.4分。之后随着魔芋粉添加量的增加，感官评分随之大幅度降低。

3.2 南瓜泥添加量的选择

由图2可知，随着南瓜泥添加量的增大，感官评分先增大后降低，当南瓜泥添加量为63g时，低糖低脂南瓜戚风蛋糕感官评分最高，为95.5分。

图1 魔芋粉添加量对低脂低糖南瓜戚风蛋糕感官评分的影响

图2 南瓜泥添加量对低脂低糖南瓜戚风蛋糕感官评分的影响

3.3 木糖醇添加量的选择

由图3可知，当木糖醇添加量为35g时感官评分最高，此时为95.4分，木糖醇添加量过高或过低的低糖低脂南瓜戚风蛋糕感官评分较低。

图3 木糖醇添加量对低脂低糖南瓜戚风蛋糕感官评分的影响

3.4 正交试验结果分析

由表3可知，由于RC>RA>RB，所以影响低糖低脂南瓜戚风蛋糕感官评分的顺序为C>A>B，即南瓜泥添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量。得出的最佳配方为A2B2C2，即魔芋粉6 g、木糖醇35 g、南瓜泥63 g。此配方得到的蛋糕口感细腻，甜度和南瓜香味较好。通过最优组合改进的实验(图4)和普通添加制作(图5)的戚风蛋糕，发现由于南瓜的添加低糖低脂的南瓜戚风蛋糕色泽更黄，更能引起人的食欲。

表3 正交试验结果

图4 低脂低糖南瓜戚风蛋糕

图5 戚风蛋糕

3.5 低糖低脂南瓜戚风蛋糕对小鼠体重、体长的影响

由图6可见，试验开始时各组体重、体长相差不大，随着时间的推移，到底3周时，普通组体重、体长明显大于对照组及南瓜组体重、体长，可能是由于长期摄入高糖蛋糕，造成体重增加，而南瓜组由于代替了部分的糖更加符合常规饮食，不会使体重增加。

图6 各组小鼠体重、体长变化

3.6 低糖低脂南瓜戚风蛋糕对小鼠血糖、血脂的影响

表4显示了给药第五周不同组的血脂、血糖水平。普通组和南瓜组TC、TG水平均高于对照组(P<0.05)，而普通组水平高于南瓜组。对照组与南瓜组HDL-c水平相差不大，普通组HDL-c水平较另外两组稍低。普通组LDL-c水平较其他两组稍高。南瓜组的小鼠的血糖水平显著低于普通组(P<0.05)，说明蛋糕中添加南瓜有利于血糖的控制；普通组小鼠中血糖的含量显著高于对照组，说明持续5周食用普通蛋糕可能加血糖含量，因此糖尿病患者不易食用普通蛋糕。

表4 不同组血液指标检测 mmol/L

3.7 小鼠HE染色

从图7中可以看出A、B、C三组的肝组织均呈现结构完整清晰、肝小叶结构正常，肝细胞排列成肝索，在中央静脉周围呈放射性分布，细胞中央有大而圆的核，细胞质均匀，无脂滴。说明通过食用蛋糕5周均不会造成脂肪在肝脏里面的积累。

(a)对照组；(b)普通组；(c)南瓜组 图7 小鼠肝脏HE染色

4 结论

以南瓜泥添加量、魔芋粉添加量及木糖醇添加量作为单因素变量进行单因素实验和正交试验，通过感官评定得出最佳配方为：低筋面粉54 g、鸡蛋三个、南瓜泥63 g、木糖醇35 g、魔芋粉6 g、奶粉7.5 g、植物油24 g。动物实验表明：在蛋糕中添加南瓜能降低血液中TC、TG和血糖的含量，不会引起身体中脂质在肝脏中的积累，能对肥胖起到一定的预防作用，也可为糖尿病患者的饮食提供参考。