藜麦低糖戚风蛋糕配方优化及营养成分分析*

李荟伶，粟立丹，邓 红，杜钦钦

（四川旅游学院食品学院，成都 610100）

藜麦（Chenopodium quinoa Willd.）是一种珍贵的药食两用苋科藜属双子叶草本植物， 原产于南美安第斯地区，目前我国青海、甘肃等西北地区广泛种植[1]。 藜麦气味清香，口感独特，不仅含有蛋白质、膳食纤维、维生素、矿物质等多种营养成分，还富含多酚、黄酮、皂苷、角鲨烯、豆蔻醇及植物甾醇等生物活性物质，是一种高蛋白、低热量、活性物质丰富的易熟易消化食品[2-4]。研究表明，藜麦可以防治心血管疾病、糖尿病、癌症、急性炎症、过敏等疾病，具有抗氧化、防衰老、减肥及助消化等多种功效[5-7]。 据文献报道藜麦是唯一一种可以满足人体基本营养需求的单体植物，被联合国粮农组织（FAO）推荐为最适宜人类的完美“全营养食品”，并将其列为全球十大健康营养食品之一，是一种新兴的功能性食品[8]。

戚风蛋糕因其质地绵密松软，味道香甜浓郁，食用方便等特点而深受消费者喜爱。 随着生活水平的不断提高，人们对食品的要求也越来越高，不仅要求食品具有良好的色、香、味、形，而且更注重其营养价值和安全特性，因此生产低脂、低糖、营养全面均衡的烘焙食品是烘焙行业发展的趋势[9-10]。木糖醇是从白桦树、橡树、玉米芯、甘蔗渣等植物原料中提取出来的一种天然甜味剂，甜度与蔗糖相当，但其能量值更低，木糖醇是人体正常糖类代谢的中间体，食用安全，且其代谢与胰岛素无关，可作为糖尿病患者、肥胖患者的白砂糖替代品[11]。

本研究在普通戚风蛋糕制作工艺基础上， 用木糖醇代替蔗糖， 将具有生物活性功能的藜麦粉添加到戚风蛋糕的制作中，对其制作配方进行优化，以期获得营养丰富、口感细腻、香气怡人的新型藜麦低糖戚风蛋糕， 为藜麦在蛋糕中的应用及工业化生产提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

藜麦粉，内蒙古裕品源农牧业有限公司；低筋面粉、泡打粉、塔塔粉，安琪酵母股份有限公司；鸡蛋，正大食品有限公司；牛奶，伊利乳业有限责任公司；木糖醇，浙江华康药业股份有限公司；色拉油，金利油脂（苏州）有限公司。

福林酚，成都润泽本土化工有限公司；乙醇、无水碳酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、亚硝酸钠、芦丁，成都金山化学试剂有限公司；没食子酸，成都市科隆化学品有限公司。 所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平（LQ-C20002），昆山优科维特电子科技有限公司；打蛋机（SM-5L）、电烤炉（MB2-623+3S）， 新麦机械 （中国） 有限公司； 超声波清洗器（SG9200T），上海冠特超声仪器有限公司；紫外可见分光光度计（TU-1901），北京普析通用仪器有限责任公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

藜麦低糖戚风蛋糕的制作工艺流程见图1。

图1 藜麦低糖戚风蛋糕工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 原料预处理

将藜麦粉、低筋面粉、泡打粉、塔塔粉过100 目筛网备用。挑选新鲜鸡蛋，用无水无油的容器分离蛋清和蛋黄，注意蛋清中不能有蛋黄。

1.3.2.2 蛋黄糊制备

将色拉油和牛奶充分搅拌乳化后， 加入蛋黄搅拌均匀，再加入混合好的原料粉（藜麦粉、低筋面粉、泡打粉），搅拌至没有粉块和颗粒。

1.3.2.3 蛋白霜制备

将木糖醇分成3 等份备用，蛋清中加入塔塔粉，低速搅打至有粗泡状， 加入1 份木糖醇继续高速搅打至气泡细腻、大小均匀，再加入第2 份木糖醇搅打至浓稠且出现纹路，最后加入剩下的木糖醇，低速搅打至干性发泡状态。

1.3.2.4 蛋糕糊调制

取1/3 蛋白霜于蛋黄糊中翻拌均匀后， 加入剩下的2/3 蛋白糊中，使用翻拌操作手法，翻拌均匀。

1.3.2.5 装模及烘烤

把蛋糕糊加入到纸杯形状的模具中（约30 g），轻微震荡除去内部的气泡。放入提前预热的烤箱中，上火190 ℃，下火180 ℃烘烤20 min。

1.3.2.6 冷却

取出蛋糕，在室温下冷却。

1.3.3 单因素试验

以低筋面粉和藜麦粉组成混合粉为计量基准（100%）， 其它成分按比例添加， 鸡蛋 280%、 牛奶40%、木糖醇90%、色拉油50%、泡打粉2%，塔塔粉2%为基础配方，以感官评分和比容为指标，分别考察混合粉中藜麦粉添加量；鸡蛋液添加量、牛奶添加量、 木糖醇添加量四个因素对藜麦低糖戚风蛋糕品质的影响。

1.3.4 正交试验

在单因素试验结果的基础上， 选择藜麦粉添加量、鸡蛋液添加量、牛奶添加量、木糖醇添加量4 个因素设计L9（34）正交试验，以感官评分和比容为评价指标，优化藜麦低糖戚风蛋糕的制作工艺配方。具体因素和水平见表1。

表1 藜麦低糖戚风蛋糕正交试验因素与水平 %

1.4 评价指标测定

1.4.1 感官评价

根据GB/T 20977—2007《糕点通则》，参照田洁等[12-13]的方法并略作调整，邀请 10 位（5 男 5 女）经过感官培训的食品专业相关人员组成感官评定小组，感官评分标准见表2。

表2 感官评价标准

1.4.2 比容测定

按照GB/T 20981—2007 中的小米替代法测定藜麦低糖戚风蛋糕的比容， 计算公式（1）。每个试样平行测3 次，结果取其平均值。

式中：V 为面包体积，mL；m 为蛋糕质量，g。

1.5 营养成分测定

1.5.1 蛋白质、脂肪、总糖含量测定

参照GB/T 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法，测定蛋糕蛋白质含量[14]。

参照GB/T 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中酸水解法，测定蛋糕脂肪含量[15]。

参照GB/T 23780—2009《糕点质量检验方法》测定蛋糕总糖含量[16]。 每组样品平行测定3次，结果取其平均值。

1.5.2 标准曲线的建立

芦丁标准曲线：参照孙雪婷等[17]的方法并稍作改进。 以芦丁的质量浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度值（Abs）为纵坐标。得到回归方程：y=12.373x-0.0019，相关系数 R2=0.9994。

没食子酸标准曲线：参照游见明等[18]的方法并稍作改进。 以没食子酸的质量浓度（mg/L）为横坐标，吸光度值（Abs）为纵坐标。 得到回归方程：y=0.1176x+0.0116，相关系数 R2=0.9983。

1.5.3 黄酮含量测定

参照董晶、苏焕鑫等[19-20]的方法并稍作改进， 将蛋糕置于65 ℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎，使用80%的乙醇溶液超声提取蛋糕中的黄酮。 提取条件为：料液比1:30，温度60 ℃，功率240 W，提取35 min。 提取完成后过滤，滤液定容至50 mL，准确量取5 mL 样品溶液在相同条件下测定吸光度值，每组样品平行测定3 次，结果取其平均值。根据标准曲线计算样品中总黄酮的含量，结果以每克样品干质量中芦丁当量表示。

1.5.4 总多酚含量测定

参照陈树俊等[21]的方法稍作修改，将蛋糕置于65 ℃鼓风干燥箱中干燥至恒重，粉碎，使用70%的乙醇溶液超声提取蛋糕中的多酚。提取条件为：料液比 1:23，温度 52 ℃，功率 240 W，提取 23 min。 提取完成后过滤，滤液定容至50 mL，准确量取2 mL 样品溶液在相同条件下测定吸光度值， 每组样品平行测定3 次，结果取其平均值。根据标准曲线计算样品中总多酚含量， 结果以每克样品干质量中没食子酸当量表示。

1.6 数据统计分析

数据统计、作图采用Microsoft Excel 2010 软件和Origin8.0 软件处理， 用SPSS 22.0 软件进行相关数据的分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 藜麦粉添加量对蛋糕品质的影响

由图2 可知， 藜麦低糖戚风蛋糕混合粉的感官评分随藜麦粉添加量的增加， 呈先上升、 后下降趋势，当藜麦粉添加量为30%时，藜麦低糖戚风蛋糕色泽淡黄，口感适宜，有藜麦特有清香，感官评分达到最高。 藜麦粉添加量大于30%，藜麦低糖戚风蛋糕色泽开始变暗，口感稍粗糙且略带苦味，感官评分开始下降。 戚风蛋糕的比容随着藜麦粉添加量的增多变化不大，当藜麦粉的添加量为30%时，戚风蛋糕比容达到最大，随后降低。原因可能是藜麦粉的添加使得体系面筋含量降低， 面糊形成稳固网络结构的能力减弱，面筋网络对戚风蛋糕的支撑力减小，导致比容下降[22]。 综合考虑，藜麦粉的适宜添加量为30%。

图2 藜麦粉添加量对蛋糕品质的影响

2.1.2 鸡蛋液添加量对蛋糕品质的影响

由图3 可知， 藜麦低糖戚风蛋糕的感官评分随鸡蛋液的添加呈先上升、后下降的趋势，在鸡蛋液添加量达到280%时，蛋糕的感官评分最高。 蛋糕的比容随鸡蛋液的添加也先上升、后下降，当鸡蛋液的添加量达到280%时，比容达到最大。 鸡蛋液的添加量及制作工艺很大程度上决定了戚风蛋糕的品质[10]，鸡蛋添加过少导致蛋糕不易打发，糕体组织紧实，口感偏硬。鸡蛋液添加过多蛋腥味较重，藜麦风味不突出，且蛋糕水分增多，质量增加，蛋糕组织结构不好，中心部分下塌，不够蓬松，这也是导致戚风蛋糕比容下降的原因。 综合考虑， 鸡蛋液的适宜添加量为280%。

图3 鸡蛋液添加量对蛋糕品质的影响

2.1.3 牛奶添加量对蛋糕品质的影响

牛奶添加量对戚风蛋糕的口感、香味、营养成分均有较大影响。由图4 可以看出，牛奶的添加使蛋糕感官评分先上升、后下降。 当牛奶加入量为40%时，蛋糕感官评分最高，牛奶添加量较少时，面糊含水量太少，蛋糕偏硬不蓬松。 当牛奶添加量增加，面糊中的含水量也随之增加，使戚风蛋糕内部偏湿，中心下塌，比容降低。 综合考虑，牛奶的适宜添加量为35%~40%。

图4 牛奶添加量对蛋糕品质的影响

2.1.4 木糖醇添加量对蛋糕品质的影响

由图5 可知， 藜麦低糖戚风蛋糕的感官评分随木糖醇的加入先上升、 后下降， 木糖醇添加量为90%时感官评分最高，且随着木糖醇的加入，蛋糕比容变化不明显。 木糖醇是一种甜味剂， 赋予食品甜味，对蛋糕的比容影响不大，但会对蛋糕的甜度和口感产生明显影响[12]，当木糖醇添加量大于90%时，会使蛋糕变得甜腻，较少人能接受。 综合考虑，木糖醇适宜添加量为90%。

图5 木糖醇添加量对蛋糕品质的影响

2.2 正交试验结果与分析

极差R 数值越大，说明该因素对藜麦低糖戚风蛋糕品质的影响越大[23]。分析表3 感官评分得出，各因素对蛋糕感官评分影响的主次顺序为：A>B>C>D，最优配方组合为A2B3C1D1，即藜麦粉30%，鸡蛋液300%，牛奶35%，木糖醇80%。 分析比容得出，藜麦粉用量仍然是影响藜麦低糖戚风蛋糕品质的主要因素， 各因素对蛋糕比容影响的主次顺序为：A>D>C>B，最优配方组合为A2B1C1D1，即藜麦粉30%，鸡蛋液260%，牛奶35%，木糖醇80%。

表3 藜麦低糖戚风蛋糕配方正交试验结果

2.3 验证试验

按照组合A2B3C1D1和A2B1C1D1制作藜麦低糖戚风蛋糕， 并进行感官评分和比容测定。 最终结果为：组合A2B3C1D1制作的藜麦低糖戚风蛋糕感官评分为92，比容为6.38 mL/g；组合 A2B1C1D1制作的藜麦低糖戚风蛋糕感官评分为89.6， 比容为6.15 mL/g。 二者仅鸡蛋液添加量存在差异，在感官评分上差异较大，但对比容的影响较小。出现此差异的原因可能是适量的鸡蛋液可使蛋糕蓬松，口感细腻，清香可口[24]。综合考虑，确定A2B3C1D1为藜麦低糖戚风蛋糕的最佳配方，即藜麦粉添加量为30%，鸡蛋液添加量为300%， 牛奶添加量为35%， 木糖醇添加量为80%。

2.4 营养成分分析

在最佳工艺配方条件下制作藜麦低糖戚风蛋糕（实验组），同时用等量低筋面粉替换藜麦粉，等量蔗糖替换木糖醇， 在相同的工艺条件下制作传统戚风蛋糕（对照组），分别测定2 组样品的营养成分，进行对比分析，结果见表4。

表4 营养成分测定结果

由表4 可知， 藜麦低糖戚风蛋糕在蛋白质含量和脂肪含量上与传统戚风蛋糕差异不显著， 但在总糖、总黄酮和总多酚含量上，藜麦低糖戚风蛋糕明显优于相同条件下的传统戚风蛋糕。 其中藜麦低糖戚风蛋糕的总黄酮和总多酚含量分别为传统戚风蛋糕的1.95 倍和2.35 倍，而总糖含量明显下降，与传统戚风蛋糕相比降低了10%左右。 通过几种营养成分对比可知， 藜麦低糖戚风蛋糕具有低糖低脂高活性物质的特点，符合现代人们对饮食健康、营养、安全的需求。

3 结论

本研究通过单因素试验和正交试验， 结合感官评价和比容分析， 得到了藜麦低糖戚风蛋糕的最佳配方为：以低筋面粉和藜麦粉组成的混合粉中，藜麦粉添加量为30%。 以混合粉为计量基准，其它成分按比例添加。 鸡蛋液添加量为300%，牛奶添加量为35%，木糖醇添加量为80%，在此配方下制作出的戚风蛋糕色泽淡黄、外形蓬松饱满、内部气孔均匀、口感松软、有藜麦特有清香，感官评分达到92 分。藜麦和木糖醇的添加不仅降低了蛋糕的总糖含量（7.83%），而且提高了总黄酮含量（2.20 mg/g）和总多酚含量（3.22 mg/g）。研究表明，藜麦低糖戚风蛋糕具有独特的食用价值和品质特征， 对保证消费者每日膳食营养的均衡摄入起到一定的促进作用。 此研究开拓了藜麦的应用，丰富了蛋糕种类，为藜麦低糖戚风蛋糕的进一步研究和工业生产提供了配方优化和营养分析的理论基础。