無糖低GI海綿蛋糕的研制

王振麗，徐明磊

河南質量工程職業學院 食品與化工學院（平頂山 467000）

目前，市面上常見的蛋糕主要是以蛋白質（雞蛋）、白糖、面粉、食用油為主要原料，通過烘焙烤制而成的食品，這種傳統蛋糕中脂肪及蔗糖含量較高，食用后很快被人體吸收，因而會導致機體血糖指數很快上升[1]，已跟不上人們對健康食品的需求，尤其是不適宜血糖高的人群食用。試驗是以傳統蛋糕為基礎，選擇GI值較低的蕎麥粉、大豆粉代替部分蛋糕粉，同時以木糖醇代替白砂糖，制作一種無糖、低GI的海綿蛋糕，這樣不僅能充分利用蕎麥中的營養成分[2-4]，還能實現大豆與面粉的蛋白互補作用[5]，同時還可以降低蛋糕血糖指數，以供需要控制血糖攝入量的特殊人群食用，具有一定的開發前景[6-8]。

1 材料與方法

1.1 材料

蕎麥粉（河南盛澤糧油股份有限公司）；黃豆粉（寧波市江北五橋糧油有限責任公司）；木糖醇（廣州福正海食品有限公司）；低筋面粉、雞蛋、葵花籽油、鹽、蛋糕紙杯等（市售）。

1.2 儀器與設備

GA-3易準血糖儀（三諾生物傳感股份有限公司）；JYL-F700升級型打蛋器（九陽股份有限公司）；EK802電子天平（廣東香山衡器集團股份有限公司）；VO1601云米電烤箱（佛山市云米電器科技公司）。

1.3 方法

1.3.1 基礎海綿蛋糕原輔料及焙烤條件

蛋糕粉的用量為100%，細砂糖60%，雞蛋200%，牛奶70%，葵花籽油17%。

1.3.2 工藝流程

混合牛奶和油→隔熱打發全蛋→加入過篩面粉→混合面糊→注入紙杯→烘烤、冷卻

1.3.3 操作要點

（1）混合：將牛奶和食用油混合，攪拌均勻，使其充分乳化，備用。

（2）攪打：將盛有雞蛋的盆座于50 ℃左右的溫水中，把雞蛋低速打散，加入糖，高速打發全蛋，順著一個方向攪打，打發至拉起打蛋頭，蛋糊掉落不會很快消失，滴落后保持8 s。

（3）調糊：加入過篩的低筋粉，用刮刀拌勻。

（4）注模：將面糊用裱花袋裝入紙杯中，每個分裝33 g，輕輕振動蛋糕，讓蛋糕表面光滑平整。

（5）焙烤：將蛋糕放入提前預熱的烤箱中，160 ℃下層30 min，然后中層3 min上色。

（6）把蛋糕從烤箱里拿出來，在室溫下冷卻1 h備用。

1.3.4 試驗設計方案

1.3.4.1 單因素試驗設計

每次試驗以雞蛋200%、牛奶70%、葵花籽油17%、食鹽為不變量，對木糖醇添加量、蕎麥粉添加量、黃豆粉添加量以及焙烤溫度4個因素進行研究，每個因素五個水平，然后按照表1的感官評分標準進行打分。

表1 蛋糕的感官評分標準

1.3.4.2 蛋糕綜合試驗

根據單因素試驗的結果，以木糖醇添加量、蕎麥粉添加量、黃豆粉添加量以及焙烤溫度進行L9(34)綜合試驗，感官評分用作評估指標，選出最佳生產工藝。

1.3.5 蛋糕感官評分標準

蛋糕品質采用感官法進行打分。參考GB/T 24303—2009《小麥粉蛋糕烘焙品質試驗海綿蛋糕法》[9]，結合曹淼等[10]、閆斌[11]、楊旭艷等[12]所用評價方法，制定此次試驗的感官評價標準。由10名經過訓練的人員對蛋糕進行評價并打分，并計算平均得分。

1.3.6 蛋糕原料營養價值的比較

結合中國食物成分表[13]，計算蛋糕原料的營養素含量。

食品的營養成分以100 g可食部分來表示，食品中營養成分按式（1）計算[14-16]。

式中：X為食物中某營養素的含量；A為食物成分表中每100 g可食部中該種營養素的含量；I為實際用的食物量，g；EP為食物成分表中可食部比例，%。即X=實際用的食物質量×可食部比例×成分表中查得數據/100。

1.3.7 血糖生成指數的測定

篩選年齡在20～30歲之間男女各6人，進行餐后血糖的測定，食品血糖生成指數的測定方法參照WS/T 652—2019《中華人民共和國衛生行業標準》[17]。

2 結果與討論

2.1 木糖醇最適添加量的確定

由于木糖醇甜度與蔗糖相當，木糖醇蛋糕要達到與蔗糖蛋糕類似的甜度的口感，木糖醇添加量應接近基礎配方中蔗糖的添加量，為了探索木糖醇在蛋糕中的最佳用量，對不同用量的木糖醇進行了單因素試驗。按面粉含量100%，分別選用30%，40%，50%，60%和70%木糖醇添加量進行試驗，其余材料添加量見基本配方。

由圖1可知：當木糖醇添加量為50%時，感官評分最高，木糖醇添加量主要影響蛋糕的甜度，對外形影響不大。當木糖醇添加量為30%時蛋糕甜度不夠，當添加量為40%時與50%木糖醇添加量區別不是很大。當木糖醇添加量高于50%，在60%時稍甜，再繼續增加木糖醇含量，蛋糕味道過甜，掩蓋了蛋糕原有的香味。所以木糖醇的添加量定為40%。

圖1 木糖醇添加量對蛋糕感官品質的影響

2.2 蕎麥粉最適添加量的確定

在其他條件不變的情況下，在單因素試驗中添加不同量的蕎麥粉。按面粉含量100%，分別添加10%，20%，30%，40%和50%蕎麥粉進行試驗，其余材料添加量見基本配方。

由圖2可知：當蕎麥粉添加量為20%時，其感官評分最高，但當添加30%的蕎麥粉時，除了其表皮有一點點開裂外，其感官評分與添加20%的蕎麥粉幾乎相當，當添加量繼續增加時，蛋糕內部組織氣孔變大，而且口感粗糙；當蕎麥粉的添加量少于20%時，蕎麥粉香味無法品出。所以蕎麥粉的添加量定為20%。

圖2 蕎麥粉添加量對蛋糕感官品質的影響

2.3 黃豆粉最適添加量的確定

在其他條件不變的情況下，在單因素試驗中添加不同量的黃豆粉。按面粉含量100%，分別添加10%，15%，20%，25%和30%黃豆粉進行試驗，其余材料添加量見基本配方。

由圖3可知：當黃豆粉添加量為15%時，蛋糕的感官評分最高。隨著黃豆粉的不斷添加，蛋糕的顏色越來越深且無光澤，內部氣孔越來越大。當添加量超過20%時，蛋糕變得過于松軟，質地變得粗糙。所以確定黃豆粉的添加量為15%。

圖3 黃豆粉添加量對蛋糕感官品質的影響

2.4 烘焙溫度對蛋糕的影響

烘焙溫度對成品質量至關重要，蛋糕分別在上下火150，160，170，180和190 ℃條件下進行試驗，其結果如圖4所示。烘焙溫度對蛋糕的感官評分有一定的影響：當焙烤溫度為上下火160 ℃時，感官評分最高，烤出的蛋糕色澤較好；當烘焙溫度低于160 ℃時，烘焙時間會延長，烤出來的蛋糕組織粗糙；當烘焙溫度高于170 ℃時，蛋糕頂部開裂，表皮變硬，出現頂部顏色過深而下部未烤熟的情況。因此，選擇下層，上下火160 ℃作為焙烤溫度。

圖4 溫度對蛋糕感官品質的影響

2.5 正交試驗結果

2.5.1 L9(34)正交試驗因素水平設計

表2 正交試驗因素水平表

2.5.2 正交試驗結果分析

正交試驗設計和結果如表3所示，四因素對蛋糕感官的影響大小依次為B＞C＞A＞D，即蕎麥粉添加量為主要因素，黃豆粉添加量次之，木糖醇添加量和烘焙溫度對蛋糕品質影響較小，最佳組合為A2B2C1D2，與第8組A3B2C1D3結果不一致，所以進行驗證試驗，按最佳組合制作蛋糕，其感官評分為92分，高于第8組A3B2C1D3得分。因此，無糖低GI大豆蕎麥海綿蛋糕的最佳配方為木糖醇添加量40%、蕎麥粉添加量20%、黃豆粉添加量10%、烘烤溫度160 ℃。

表3 L9(34)正交試驗結果

2.6 蛋糕原料營養素含量的比較分析

在基礎配方的基礎上，通過單因素試驗和正交試驗得到試驗蛋糕，配方以面粉含量為100 g來計算，試驗蛋糕以蕎麥粉和黃豆粉代替部分低筋粉，基礎蛋糕和試驗蛋糕原料的營養素含量見表4和表5。試驗蛋糕的蛋白質含量、不溶性纖維含量、賴氨酸含量、鈣、鐵、鉀含量及維生素B1等含量均高于基礎蛋糕，但它的熱量及碳水化合物含量比基礎蛋糕低。崔紅梅[18]研究發現，增加食物中的蛋白質和膳食纖維含量，可以降低食物的GI值；而試驗蛋糕的能量和碳水化合物又低于基礎蛋糕，這表明，在抑制餐后血糖濃度方面，試驗蛋糕可能優于基礎蛋糕，同時試驗蛋糕的賴氨酸含量也高于基礎蛋糕，很好地彌補了基礎蛋糕中賴氨酸含量較低的問題，所以，試驗蛋糕是一種更健康的蛋糕。

表4 基礎蛋糕與試驗蛋糕主要營養成分比較

表5 基礎蛋糕與試驗蛋糕中微量元素比較單位：mg

2.7 血糖生成指數的測定

參考食物：50 g無水葡萄糖，用純凈水定容至250 mL。

測試食物：換算基礎蛋糕含50 g等量碳水化合物約為121 g或試驗蛋糕約為153 g，與純凈水250 mL一起食用。5～10 min內吃完所有的食物和水，計時是從第一口進食開始，在餐后15，30，45，60，90和120 min時采集指尖血，用血糖儀測定血糖，計算血糖生成指數（GI），其結果如圖5和圖6所示。可以看出三者的血糖峰值大小依次為葡萄糖＞基礎蛋糕＞試驗蛋糕，試驗蛋糕的血糖曲線變化幅度不大。血糖應答曲線是餐后某一時刻血糖變化與空腹血糖的差，分別計算每位受試者服用葡萄糖、基礎蛋糕和試驗蛋糕后的血糖反應曲線下面積（如圖6所示），以葡萄糖GI=100為標準，最后求得基礎蛋糕GI為68.9，試驗蛋糕GI為33.1，依據國家標準《食物血糖生成指數測定方法》中的規定，GI≤55的食品為低GI食品，55＜GI≤70為中GI食物，低GI食物進入人體后吸收率比較低，對血糖的影響比較小，所以試驗蛋糕更適合需要控制血糖的人群。

圖5 血糖曲線

圖6 血糖應答曲線

3 結論

通過單因素試驗及正交試驗，確定了無糖低GI大豆蕎麥海綿蛋糕的最佳配方：以低筋蛋糕粉100 g為基準，木糖醇40%、蕎麥粉20%、大豆粉10%、雞蛋200%，牛奶70%、葵花籽油17%。烘烤溫度160 ℃、下層烘烤30 min，然后換到中層3 min上色，按此工藝制作出的蛋糕不僅口感松軟不粗糙，而且營養價值高，GI值也低，可為未來更多低GI健康食品問世提供參考。