低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕的研發(fā)

馬浩鑫，王 怡，魯 琳，張含蕾，任乾乾，呂毅萌，王報貴

(濱州學(xué)院 生物與環(huán)境工程學(xué)院/山東省黃河三角洲生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/山東省黃河三角洲野生植物資源開發(fā)利用工程技術(shù)研究中心/濱州市食品安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 濱州 256603)

1 引言

隨著生活水平的提高，高熱量飲食(高糖高脂類食物)的過量食用、久坐少動的工作方式(以靜為主)、社交應(yīng)酬增多以及人平均壽命的延長，造成肥胖和代謝綜合癥(Metabolic syndrome, MetS)的流行，致使糖尿病、動脈粥狀硬化、非酒精性脂肪肝等疾病發(fā)病率不斷增加[1，2]。因此提倡低油、低糖、低鹽和高纖維化的“三低一高”飲食原則。

南瓜中富含南瓜多糖，胡蘿卜素，豐富的礦質(zhì)元素等。南瓜多糖是一種天然的植物性多糖，大量實(shí)驗(yàn)證明，南瓜多糖具有顯著的降低機(jī)體血糖的功效[3～5]，促進(jìn)形成代謝，并含有豐富的微量元素，被認(rèn)為是一種極具開發(fā)價值的預(yù)防糖尿病的物質(zhì)[6，7]。而魔芋含有人體所需的10多種氨基酸多種微量元素,富含葡苷露聚糖高達(dá)44%～64%[8]，有降血脂、降血糖等多種療效。使用南瓜制作的功能性食品的功效性研究較少，為證實(shí)南瓜添加在食物中也能有降低血糖、血脂的功效，還有清熱解毒，保護(hù)胃黏膜的作用。因此本實(shí)驗(yàn)為了豐富糖尿病患者和肥胖人群對于甜品的選擇種類，滿足飲食多樣性。通過在普通蛋糕的基礎(chǔ)上添加南瓜泥和魔芋粉分別代替蛋糕中部分糖脂的添加量，并進(jìn)一步對戚風(fēng)蛋糕的健康性配方進(jìn)行了研究，研發(fā)出一款低脂肪和低糖類的蛋糕，有利于肥胖相關(guān)疾病的預(yù)防。

2 材料與方法

2.1 主要材料

低筋面粉，濱州中裕食品有限公司產(chǎn)品；貝貝南瓜，濱州大潤發(fā)超市售；魔芋粉，安徽果薯電子商務(wù)有限公司產(chǎn)品；木糖醇，安陽市豫鑫木糖醇科技有限公司產(chǎn)品；雞蛋，濱州大潤發(fā)超市售；新西蘭恒天然脫脂奶粉，新西蘭恒天然集團(tuán)產(chǎn)品；玉米油，中糧福臨門食品營銷有限公司產(chǎn)品；SPF級雄性C57BL/6J小鼠，30只，7～8周齡，體重20±2 g：濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動物繁育有限公司[許可證號：SCXK(魯)20140007]；實(shí)驗(yàn)鼠標(biāo)準(zhǔn)飼料：濟(jì)南朋悅實(shí)驗(yàn)動物繁育有限公司[許可證號：SCXK(魯)20180003]。

2.2 主要儀器與設(shè)備

LDS型烘干法水分測定儀，上海精科天美科學(xué)儀器有限公司；GA-3型血糖儀，三諾生物傳感股份有限公司；GA-3型血糖試紙，三諾生物傳感股份有限公司產(chǎn)品；打蛋器，青島漢尚電器有限公司產(chǎn)品；F50型烤箱，青島漢尚電器有限公司產(chǎn)品；ZY0202型電子秤，上海楓未實(shí)業(yè)有限公司；六吋戚風(fēng)蛋糕模具；硅膠刮刀；不銹鋼盆具；冷卻架。

2.3 低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.3.1 工藝流程

原材料稱量，南瓜洗凈蒸熟→雞蛋蛋清蛋黃分離→蛋黃糊調(diào)制→蛋白霜調(diào)制→混合均勻→送入模具→烘烤→冷卻→成品。

操作要點(diǎn)如下。

(1)雞蛋及南瓜均選用新鮮食材，雞蛋使用前需清洗干凈，南瓜需洗凈蒸熟后搗碎成南瓜泥。

(2)制作蛋黃糊時，應(yīng)先將低筋面粉、奶粉、魔芋粉混在一起，再篩入容器中，目的是為了使其混合均勻。再將植物油、南瓜泥、蛋黃加入容器中，注意拌勻過程中不能過度攪拌，以防止形成面筋。攪拌到無干粉狀態(tài)時即停止攪拌。

(3)制作蛋白糊時，將蛋清加入到容器內(nèi)，注意容器內(nèi)不應(yīng)有蛋黃或油，以免影響打發(fā)。打發(fā)過程中將木糖醇分3次加入到蛋白霜中。直至打發(fā)至將打蛋器提起時形成鷹鉤狀即可停止。

(4)將蛋黃糊和蛋白霜混合到一起時，注意將蛋白霜分3次加入到蛋黃糊中切拌均勻。此時蛋糕糊不能久放。

(5)將蛋糕糊注入模具中，注入到模具7分滿，在操作臺上輕振3～5次振出蛋糕糊中的氣泡。放入提前預(yù)熱好的烤箱中160 ℃烘烤40 min，烘烤完成后倒扣在冷卻架上，冷卻至室溫后從模具中取出備用。

2.3.2 魔芋粉添加量的單因素試驗(yàn)

由于魔芋粉具有強(qiáng)吸水性和凝膠性魔芋粉的添加量對戚風(fēng)蛋糕的蓬松度有較大影響，若魔芋粉添加量過多，則蛋糕表面粗糙易開裂，膨松度變差，制品越來越硬，影響口感[8～10]，而添加量過少，又會難以達(dá)到低脂的效果。經(jīng)查閱文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，脂肪替代物的比例在油脂的25%左右時對制品的品質(zhì)影響較小[11]。因此設(shè)置魔芋粉的添加量為油脂的15%、20%、25%、30%、35%，即4.5 g、6 g、7.5 g、9 g、10.5 g。

2.3.3 南瓜泥添加量的單因素試驗(yàn)

貝貝南瓜口感軟糯香甜，甜度較高，且有栗子香味，組織綿密，近年來受到人們的喜愛，本實(shí)驗(yàn)使用貝貝南瓜作為南瓜泥來源。有研究表明南瓜在戚風(fēng)蛋糕中的添加量最佳為蛋糕的20%～30%[12，13]，設(shè)置改良配方中南瓜泥添加量為15%、20%、25%、30%、35%，即32 g、42 g、53 g、63 g、74 g。

2.3.4 木糖醇添加量的單因素試驗(yàn)

普通戚風(fēng)蛋糕的白砂糖添加量為60 g，由于南瓜泥本身帶有甜味，代替了部分糖，且木糖醇的甜度與白砂糖相比較高[14～17]，因此配方中需添加的木糖醇的含量應(yīng)適當(dāng)減少，設(shè)置改良配方中木糖醇添加量為30 g、35 g、40 g、45 g、50 g。

2.3.5 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以魔芋粉(A)、木糖醇(B)、南瓜泥(C)進(jìn)行三因素三水平的L9(33)正交試驗(yàn)，再對低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕進(jìn)行感官評定，得到最佳配方。表1為正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì) g

2.4 低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評價

以色澤、外形、甜度、內(nèi)部組織、口感、南瓜香味這6個方面作為感官指標(biāo)，選取20位人員(評價人員均學(xué)習(xí)過相關(guān)知識并有感官評定經(jīng)驗(yàn))品嘗后進(jìn)行感官評價，按照表2進(jìn)行打分。

表2 蛋糕感官評定評分標(biāo)準(zhǔn)

2.5 動物分組及給樣

所用小鼠適應(yīng)性喂養(yǎng)7 d后，將實(shí)驗(yàn)小鼠按照隨機(jī)數(shù)字的方法分為3組，分別為空白組、普通組、南瓜組，每組10只。各組通過進(jìn)食給樣，對照組給普通小鼠飼料，普通組給普通戚風(fēng)蛋糕，南瓜組給低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕。3組小鼠7 d稱重、測量體長一次，比較0 d、7 d、21 d、35 d時小鼠體重及體長增長情況。并以7 d為周期對小鼠進(jìn)行尾部采血，用血糖儀測定血糖。實(shí)驗(yàn)?zāi)∈蠼巢唤?2 h，采用1%的戊巴比妥酸鈉腹腔注射麻醉，仰臥位置于動物試驗(yàn)臺上，固定四肢，脫毛后暴露胸腹部，采用摘眼球采血方法。取部分血清采用全自動生化分析儀，檢測TG、TC、HDL-C和LDL-C的含量。處死的小鼠進(jìn)行解剖，分離肝臟，干冰郵寄到武漢芭菲爾生物技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行肝臟的HE染色。

3 結(jié)果與分析

3.1 魔芋粉添加量的選擇

由于魔芋粉的特性，若在蛋糕中添加過量則會使蛋糕蓬松度不夠，蛋糕組織變硬，影響口感。由圖1可以看出，當(dāng)魔芋粉添加量在6 g時，感官評分最高，此時為96.4分。之后隨著魔芋粉添加量的增加，感官評分隨之大幅度降低。

3.2 南瓜泥添加量的選擇

由圖2可知，隨著南瓜泥添加量的增大，感官評分先增大后降低，當(dāng)南瓜泥添加量為63g時，低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分最高，為95.5分。

圖1 魔芋粉添加量對低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分的影響

圖2 南瓜泥添加量對低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分的影響

3.3 木糖醇添加量的選擇

由圖3可知，當(dāng)木糖醇添加量為35g時感官評分最高，此時為95.4分，木糖醇添加量過高或過低的低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分較低。

圖3 木糖醇添加量對低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分的影響

3.4 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

由表3可知，由于RC>RA>RB，所以影響低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕感官評分的順序?yàn)镃>A>B，即南瓜泥添加量>魔芋粉添加量>木糖醇添加量。得出的最佳配方為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細(xì)膩，甜度和南瓜香味較好。通過最優(yōu)組合改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)(圖4)和普通添加制作(圖5)的戚風(fēng)蛋糕，發(fā)現(xiàn)由于南瓜的添加低糖低脂的南瓜戚風(fēng)蛋糕色澤更黃，更能引起人的食欲。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果

圖4 低脂低糖南瓜戚風(fēng)蛋糕

圖5 戚風(fēng)蛋糕

3.5 低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕對小鼠體重、體長的影響

由圖6可見，試驗(yàn)開始時各組體重、體長相差不大，隨著時間的推移，到底3周時，普通組體重、體長明顯大于對照組及南瓜組體重、體長，可能是由于長期攝入高糖蛋糕，造成體重增加，而南瓜組由于代替了部分的糖更加符合常規(guī)飲食，不會使體重增加。

圖6 各組小鼠體重、體長變化

3.6 低糖低脂南瓜戚風(fēng)蛋糕對小鼠血糖、血脂的影響

表4顯示了給藥第五周不同組的血脂、血糖水平。普通組和南瓜組TC、TG水平均高于對照組(P<0.05)，而普通組水平高于南瓜組。對照組與南瓜組HDL-c水平相差不大，普通組HDL-c水平較另外兩組稍低。普通組LDL-c水平較其他兩組稍高。南瓜組的小鼠的血糖水平顯著低于普通組(P<0.05)，說明蛋糕中添加南瓜有利于血糖的控制；普通組小鼠中血糖的含量顯著高于對照組，說明持續(xù)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 不同組血液指標(biāo)檢測 mmol/L

3.7 小鼠HE染色

從圖7中可以看出A、B、C三組的肝組織均呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)完整清晰、肝小葉結(jié)構(gòu)正常，肝細(xì)胞排列成肝索，在中央靜脈周圍呈放射性分布，細(xì)胞中央有大而圓的核，細(xì)胞質(zhì)均勻，無脂滴。說明通過食用蛋糕5周均不會造成脂肪在肝臟里面的積累。

(a)對照組；(b)普通組；(c)南瓜組 圖7 小鼠肝臟HE染色

4 結(jié)論

以南瓜泥添加量、魔芋粉添加量及木糖醇添加量作為單因素變量進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)和正交試驗(yàn)，通過感官評定得出最佳配方為：低筋面粉54 g、雞蛋三個、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。動物實(shí)驗(yàn)表明：在蛋糕中添加南瓜能降低血液中TC、TG和血糖的含量，不會引起身體中脂質(zhì)在肝臟中的積累，能對肥胖起到一定的預(yù)防作用，也可為糖尿病患者的飲食提供參考。