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)境重點實驗室/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實驗室，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，大量實驗證明，南瓜多糖具有顯著的降低機體血糖的功效[3～5]，促進形成代謝，并含有豐富的微量元素，被認為是一種極具開發(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，保護胃黏膜的作用。因此本實驗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，并進一步對戚風(fēng)蛋糕的健康性配方進行了研究，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：濟南朋悅實驗動物繁育有限公司[許可證號：SCXK(魯)20140007]；實驗鼠標(biāo)準(zhǔn)飼料：濟南朋悅實驗動物繁育有限公司[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)蛋糕試驗設(shè)計

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

由于魔芋粉具有強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，又會難以達到低脂的效果。經(jīng)查閱文獻發(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

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，本實驗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

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 正交試驗設(shè)計

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

表1 正交試驗因素與水平設(shè)計 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)品嘗后進行感官評價，按照表2進行打分。

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，將實驗小鼠按照隨機數(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為周期對小鼠進行尾部采血，用血糖儀測定血糖。實驗?zāi)?，小鼠禁食不禁?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為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膩，甜度和南瓜香味較好。通過最優(yōu)組合改進的實驗(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，肝細胞排列成肝索，在中央靜脈周圍呈放射性分布，細胞中央有大而圓的核，細胞質(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行單因素實驗和正交試驗，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。動物實驗表明：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。