无糖低GI海绵蛋糕的研制

王振丽，徐明磊

河南质量工程职业学院 食品与化工学院（平顶山 467000）

目前，市面上常见的蛋糕主要是以蛋白质（鸡蛋）、白糖、面粉、食用油为主要原料，通过烘焙烤制而成的食品，这种传统蛋糕中脂肪及蔗糖含量较高，食用后很快被人体吸收，因而会导致机体血糖指数很快上升[1]，已跟不上人们对健康食品的需求，尤其是不适宜血糖高的人群食用。试验是以传统蛋糕为基础，选择GI值较低的荞麦粉、大豆粉代替部分蛋糕粉，同时以木糖醇代替白砂糖，制作一种无糖、低GI的海绵蛋糕，这样不仅能充分利用荞麦中的营养成分[2-4]，还能实现大豆与面粉的蛋白互补作用[5]，同时还可以降低蛋糕血糖指数，以供需要控制血糖摄入量的特殊人群食用，具有一定的开发前景[6-8]。

1 材料与方法

1.1 材料

荞麦粉（河南盛泽粮油股份有限公司）；黄豆粉（宁波市江北五桥粮油有限责任公司）；木糖醇（广州福正海食品有限公司）；低筋面粉、鸡蛋、葵花籽油、盐、蛋糕纸杯等（市售）。

1.2 仪器与设备

GA-3易准血糖仪（三诺生物传感股份有限公司）；JYL-F700升级型打蛋器（九阳股份有限公司）；EK802电子天平（广东香山衡器集团股份有限公司）；VO1601云米电烤箱（佛山市云米电器科技公司）。

1.3 方法

1.3.1 基础海绵蛋糕原辅料及焙烤条件

蛋糕粉的用量为100%，细砂糖60%，鸡蛋200%，牛奶70%，葵花籽油17%。

1.3.2 工艺流程

混合牛奶和油→隔热打发全蛋→加入过筛面粉→混合面糊→注入纸杯→烘烤、冷却

1.3.3 操作要点

（1）混合：将牛奶和食用油混合，搅拌均匀，使其充分乳化，备用。

（2）搅打：将盛有鸡蛋的盆座于50 ℃左右的温水中，把鸡蛋低速打散，加入糖，高速打发全蛋，顺着一个方向搅打，打发至拉起打蛋头，蛋糊掉落不会很快消失，滴落后保持8 s。

（3）调糊：加入过筛的低筋粉，用刮刀拌匀。

（4）注模：将面糊用裱花袋装入纸杯中，每个分装33 g，轻轻振动蛋糕，让蛋糕表面光滑平整。

（5）焙烤：将蛋糕放入提前预热的烤箱中，160 ℃下层30 min，然后中层3 min上色。

（6）把蛋糕从烤箱里拿出来，在室温下冷却1 h备用。

1.3.4 试验设计方案

1.3.4.1 单因素试验设计

每次试验以鸡蛋200%、牛奶70%、葵花籽油17%、食盐为不变量，对木糖醇添加量、荞麦粉添加量、黄豆粉添加量以及焙烤温度4个因素进行研究，每个因素五个水平，然后按照表1的感官评分标准进行打分。

表1 蛋糕的感官评分标准

1.3.4.2 蛋糕综合试验

根据单因素试验的结果，以木糖醇添加量、荞麦粉添加量、黄豆粉添加量以及焙烤温度进行L9(34)综合试验，感官评分用作评估指标，选出最佳生产工艺。

1.3.5 蛋糕感官评分标准

蛋糕品质采用感官法进行打分。参考GB/T 24303—2009《小麦粉蛋糕烘焙品质试验海绵蛋糕法》[9]，结合曹淼等[10]、闫斌[11]、杨旭艳等[12]所用评价方法，制定此次试验的感官评价标准。由10名经过训练的人员对蛋糕进行评价并打分，并计算平均得分。

1.3.6 蛋糕原料营养价值的比较

结合中国食物成分表[13]，计算蛋糕原料的营养素含量。

食品的营养成分以100 g可食部分来表示，食品中营养成分按式（1）计算[14-16]。

式中：X为食物中某营养素的含量；A为食物成分表中每100 g可食部中该种营养素的含量；I为实际用的食物量，g；EP为食物成分表中可食部比例，%。即X=实际用的食物质量×可食部比例×成分表中查得数据/100。

1.3.7 血糖生成指数的测定

筛选年龄在20～30岁之间男女各6人，进行餐后血糖的测定，食品血糖生成指数的测定方法参照WS/T 652—2019《中华人民共和国卫生行业标准》[17]。

2 结果与讨论

2.1 木糖醇最适添加量的确定

由于木糖醇甜度与蔗糖相当，木糖醇蛋糕要达到与蔗糖蛋糕类似的甜度的口感，木糖醇添加量应接近基础配方中蔗糖的添加量，为了探索木糖醇在蛋糕中的最佳用量，对不同用量的木糖醇进行了单因素试验。按面粉含量100%，分别选用30%，40%，50%，60%和70%木糖醇添加量进行试验，其余材料添加量见基本配方。

由图1可知：当木糖醇添加量为50%时，感官评分最高，木糖醇添加量主要影响蛋糕的甜度，对外形影响不大。当木糖醇添加量为30%时蛋糕甜度不够，当添加量为40%时与50%木糖醇添加量区别不是很大。当木糖醇添加量高于50%，在60%时稍甜，再继续增加木糖醇含量，蛋糕味道过甜，掩盖了蛋糕原有的香味。所以木糖醇的添加量定为40%。

图1 木糖醇添加量对蛋糕感官品质的影响

2.2 荞麦粉最适添加量的确定

在其他条件不变的情况下，在单因素试验中添加不同量的荞麦粉。按面粉含量100%，分别添加10%，20%，30%，40%和50%荞麦粉进行试验，其余材料添加量见基本配方。

由图2可知：当荞麦粉添加量为20%时，其感官评分最高，但当添加30%的荞麦粉时，除了其表皮有一点点开裂外，其感官评分与添加20%的荞麦粉几乎相当，当添加量继续增加时，蛋糕内部组织气孔变大，而且口感粗糙；当荞麦粉的添加量少于20%时，荞麦粉香味无法品出。所以荞麦粉的添加量定为20%。

图2 荞麦粉添加量对蛋糕感官品质的影响

2.3 黄豆粉最适添加量的确定

在其他条件不变的情况下，在单因素试验中添加不同量的黄豆粉。按面粉含量100%，分别添加10%，15%，20%，25%和30%黄豆粉进行试验，其余材料添加量见基本配方。

由图3可知：当黄豆粉添加量为15%时，蛋糕的感官评分最高。随着黄豆粉的不断添加，蛋糕的颜色越来越深且无光泽，内部气孔越来越大。当添加量超过20%时，蛋糕变得过于松软，质地变得粗糙。所以确定黄豆粉的添加量为15%。

图3 黄豆粉添加量对蛋糕感官品质的影响

2.4 烘焙温度对蛋糕的影响

烘焙温度对成品质量至关重要，蛋糕分别在上下火150，160，170，180和190 ℃条件下进行试验，其结果如图4所示。烘焙温度对蛋糕的感官评分有一定的影响：当焙烤温度为上下火160 ℃时，感官评分最高，烤出的蛋糕色泽较好；当烘焙温度低于160 ℃时，烘焙时间会延长，烤出来的蛋糕组织粗糙；当烘焙温度高于170 ℃时，蛋糕顶部开裂，表皮变硬，出现顶部颜色过深而下部未烤熟的情况。因此，选择下层，上下火160 ℃作为焙烤温度。

图4 温度对蛋糕感官品质的影响

2.5 正交试验结果

2.5.1 L9(34)正交试验因素水平设计

表2 正交试验因素水平表

2.5.2 正交试验结果分析

正交试验设计和结果如表3所示，四因素对蛋糕感官的影响大小依次为B＞C＞A＞D，即荞麦粉添加量为主要因素，黄豆粉添加量次之，木糖醇添加量和烘焙温度对蛋糕品质影响较小，最佳组合为A2B2C1D2，与第8组A3B2C1D3结果不一致，所以进行验证试验，按最佳组合制作蛋糕，其感官评分为92分，高于第8组A3B2C1D3得分。因此，无糖低GI大豆荞麦海绵蛋糕的最佳配方为木糖醇添加量40%、荞麦粉添加量20%、黄豆粉添加量10%、烘烤温度160 ℃。

表3 L9(34)正交试验结果

2.6 蛋糕原料营养素含量的比较分析

在基础配方的基础上，通过单因素试验和正交试验得到试验蛋糕，配方以面粉含量为100 g来计算，试验蛋糕以荞麦粉和黄豆粉代替部分低筋粉，基础蛋糕和试验蛋糕原料的营养素含量见表4和表5。试验蛋糕的蛋白质含量、不溶性纤维含量、赖氨酸含量、钙、铁、钾含量及维生素B1等含量均高于基础蛋糕，但它的热量及碳水化合物含量比基础蛋糕低。崔红梅[18]研究发现，增加食物中的蛋白质和膳食纤维含量，可以降低食物的GI值；而试验蛋糕的能量和碳水化合物又低于基础蛋糕，这表明，在抑制餐后血糖浓度方面，试验蛋糕可能优于基础蛋糕，同时试验蛋糕的赖氨酸含量也高于基础蛋糕，很好地弥补了基础蛋糕中赖氨酸含量较低的问题，所以，试验蛋糕是一种更健康的蛋糕。

表4 基础蛋糕与试验蛋糕主要营养成分比较

表5 基础蛋糕与试验蛋糕中微量元素比较单位：mg

2.7 血糖生成指数的测定

参考食物：50 g无水葡萄糖，用纯净水定容至250 mL。

测试食物：换算基础蛋糕含50 g等量碳水化合物约为121 g或试验蛋糕约为153 g，与纯净水250 mL一起食用。5～10 min内吃完所有的食物和水，计时是从第一口进食开始，在餐后15，30，45，60，90和120 min时采集指尖血，用血糖仪测定血糖，计算血糖生成指数（GI），其结果如图5和图6所示。可以看出三者的血糖峰值大小依次为葡萄糖＞基础蛋糕＞试验蛋糕，试验蛋糕的血糖曲线变化幅度不大。血糖应答曲线是餐后某一时刻血糖变化与空腹血糖的差，分别计算每位受试者服用葡萄糖、基础蛋糕和试验蛋糕后的血糖反应曲线下面积（如图6所示），以葡萄糖GI=100为标准，最后求得基础蛋糕GI为68.9，试验蛋糕GI为33.1，依据国家标准《食物血糖生成指数测定方法》中的规定，GI≤55的食品为低GI食品，55＜GI≤70为中GI食物，低GI食物进入人体后吸收率比较低，对血糖的影响比较小，所以试验蛋糕更适合需要控制血糖的人群。

图5 血糖曲线

图6 血糖应答曲线

3 结论

通过单因素试验及正交试验，确定了无糖低GI大豆荞麦海绵蛋糕的最佳配方：以低筋蛋糕粉100 g为基准，木糖醇40%、荞麦粉20%、大豆粉10%、鸡蛋200%，牛奶70%、葵花籽油17%。烘烤温度160 ℃、下层烘烤30 min，然后换到中层3 min上色，按此工艺制作出的蛋糕不仅口感松软不粗糙，而且营养价值高，GI值也低，可为未来更多低GI健康食品问世提供参考。