使用黄豌豆和黑贝拉加扁豆泥调控磅蛋糕的物理特性

《International Journal of Gastronomy and Food Science》：Use of yellow pea and black Beluga lentil purees to modulate the physical characteristics of pound cakes

　　

摘要

加拿大是全球领先的豆类产量国之一，然而其大部分产量用于出口。鼓励豆类消费的一种途径是以创新方式将其添加到消费者已经喜爱的产品中。本研究的目的是评估使用豆泥部分替代小麦粉对方磅蛋糕物理特性的影响。以方磅蛋糕配方为模型，研究用黄色豌豆（YP）或黑色贝鲁加扁豆（BBL）豆泥替代（R）20%、40%、60%和80%小麦粉的效果。为隔离豆泥干物质组成带来的影响，制备了不含豆泥的配方，使用小麦粉和水以匹配含豆泥配方的含水量。测量了蛋糕面糊的流变行为和密度，并评估了蛋糕的中心高度、比容（SV）、质构和颜色。对于相同的替代百分比（%R），所有含豆泥的蛋糕面糊的稠度均高于不含豆泥的面糊。在60%和80%替代比例下，含豆泥的蛋糕面糊密度（约0.96 g/mL和约0.93 g/mL）低于不含豆泥的面糊（1.00和1.05 g/mL）。随着替代百分比的增加，蛋糕的比容降低。然而，含YP和BBL豆泥的蛋糕比容（约1.54 cm³/g）高于不含豆泥的蛋糕（1.33 cm³/g）。稠度指数与蛋糕比容之间呈正相关，表明更稠的面糊产生了密度更低的蛋糕。此外，用豆泥替代小麦粉通常降低了蛋糕硬度。本研究强调了使用豆泥作为创新原料的潜力，以拓宽这些经济实惠、营养价值高且本地生产的资源的应用范围。

引言

在食品行业中，创造力和创新是企业成功的关键（Chauvin, Elías & Priilaid, 2025）。通过创新，企业实现差异化，从竞争者中脱颖而出，确保竞争力（dos Anjos, Kuhn & Manzi, 2025）。在这方面，糕点产品如蛋糕提供了广泛的创造和创新空间。蛋糕是广受欢迎的产品，在全球范围内被大量消费，通常由面粉、糖、鸡蛋、脂肪（或油）和膨松剂制成（Wilderjans, Luyts, Brijs & Delcour, 2013）。通过调整这些配料的比例，可以获得各种被称为"蛋糕"的产品。在蛋糕配方中，用一种配料替换另一种面临诸多挑战，因为原始配方中每种配料都有其特定功能。在蛋糕面糊的制备过程中以及随后的烘焙过程中，会发生多种物理化学变化，最终形成蛋糕的结构。例如，小麦粉中的蛋白质和淀粉吸收水分，增加面糊的黏度，并与鸡蛋蛋白一起有助于稳定乳状面糊（Wilderjans 等, 2013）。蔗糖溶解并因其吸湿性而防止面筋网络形成，并通过增加面糊黏度来促进搅拌过程中的空气裹入（van der Sman & Renzetti, 2021）。在烘焙过程中，淀粉颗粒糊化，小麦和鸡蛋蛋白质通过二硫键形成网络，在蛋糕的质构中起主要作用（Dewaest 等, 2017; Wilderjans, Pareyt, Goesaert, Brijs & Delcour, 2008）。因此，要生产具有吸引力的感官特性的蛋糕，必须了解这些过程并充分掌握所用配料的特性。

我们的研究团队目前正在研究豆泥的结构和功能特性，作为创新原料的应用。豌豆、鹰嘴豆或扁豆豆泥由分散在血清相中的颗粒组成，血清相含有可溶性蛋白、淀粉和纤维（Feroussier, Morin, Couture, Perreault & Turgeon, 2024）。当豆类整粒烹煮并在烹饪水中研磨时，成为具有多种应用前景的原料。事实上，红扁豆豆泥已成功用作蛋黄酱中的部分脂肪替代品（Feroussier, 2024（博士学位论文））。加蔗糖烹煮的鹰嘴豆、绿扁豆和青豌豆豆泥显示出与商业奶油甜点相似的特性（Bougie, 2025（硕士论文））。Vincent（2025）探讨了使用红扁豆豆泥作为方磅蛋糕和海绵蛋糕中鸡蛋替代品的可能性（硕士论文）。由于其含有相当多的淀粉，红扁豆豆泥基方磅蛋糕的体积低于对照组，质地软而脆。其他研究使用纯豆泥（Richardson 等, 2021）和卡内利尼豆（Szafranski, Whittington & Bessinger, 2005）作为海绵蛋糕和布朗尼中的脂肪替代品。虽然多位作者研究了用豆粉替代小麦粉的效果（Gómez, Oliete, Rosell, Pando & Fernández, 2008; Gularte, Gómez & Rosell, 2012; Monnet, Jeuffroy, Villemejane & Michon, 2021），但据我们所知，豆泥尚未被研究作为方磅蛋糕配方中小麦粉的替代品。用豆粉替代小麦粉容易导致蛋糕密度大、质地硬，不一定受到消费者欢迎（Ertas, 2021; Monnet, Laleg, Michon & Micard, 2019）。然而，豆泥在蛋糕配方中的行为将与豆粉不同，因为豆泥生产过程中会发生结构变化，即淀粉糊化、蛋白质变性和纤维水化。因此，本研究的目的是探究部分用YP和BBL豆泥替代小麦粉对方磅蛋糕物理特性的影响。选择这两种豆类是因为它们不同的蛋白质和纤维含量、不同的颜色和风味特征，以及它们在本地种植（加拿大魁北克省）。小麦粉分别被20%、40%、60%和80%的YP或BBL豆泥替代。为突出豆泥成分对面糊和蛋糕特性的影响，使用小麦粉和水配制了标准化含水量的蛋糕面糊，以匹配含豆泥面糊的含水量。测量了面糊的密度和流变行为，并将这些结果与蛋糕的物理特性（中心高度、比容和质构）相关联。

章节片段

材料

整粒黄豌豆（Pisum sativum L.）和黑贝鲁加扁豆（Lens culinaris），2020年收获，由Ferme TournevenT（加拿大魁北克省赫伯特维尔市）慷慨提供。两种豆类均加工为豆泥，详见第2.2节。豆泥和小麦粉中的干物质（44-15.02）、蛋白质（46-30.01）、脂质（30-25.01）、总淀粉（76-13.01）和灰分（08-03.01）按照AACC国际标准方法测定（见参考文献）。不溶性膳食纤维（IDF）和

豆泥的粒径分布

图1显示了YP和BBL豆泥的粒径分布。两种豆泥均呈现多峰分布，第一峰群约在17 μm处。对于YP豆泥，第二和第三峰群分别约在135 μm和425 μm处；对于BBL豆泥，第二和第三峰群分别约在90 μm和330 μm处。与BBL豆泥相比，YP豆泥在小颗粒范围内的体积密度较低，在大颗粒范围内的体积密度较高。

面糊密度

蛋糕面糊密度的结果表明

豆泥对面糊特性的影响

在制备蛋糕面糊时，两个主要目标是尽可能高效地混合配料并尽可能多地裹入空气泡（Conforti, 2014）。这些气泡与膨松剂一起，将有助于蛋糕在烘焙过程中的膨胀。面糊中空气的裹入通常导致其密度降低。面糊密度结果表明，从60%替代比例开始，使用YP和BBL豆泥产生的面糊密度低于小麦粉+水面糊（fig.

结论

本研究旨在评估部分用YP和BBL豆泥替代小麦粉对方磅蛋糕物理特性的影响。豆类的组成特征——较低的淀粉含量和较高的蛋白质及纤维含量，以及加工为豆泥过程中产生的变化，包括淀粉糊化和纤维水化——使得制作出的面糊比用小麦粉和水制备的面糊更稠。在60%和80%替代比例下的蛋糕面糊

对美食业的启示

为支持餐饮行业的创新，本文介绍了黄色豌豆和黑贝鲁加扁豆豆泥作为小麦粉部分替代品以改变方磅蛋糕物理特性的实际应用。虽然豆粉、蛋白浓缩物和蛋白分离物的功能性已被广泛研究，但关于豆泥的研究却知之甚少。使用烹饪工具生产的豆泥是一种创新原料，利用完整资源而不产生副产物。

CRediT作者贡献声明

Guillaume Morin： 撰写——审阅与编辑，撰写——初稿，可视化，验证，方法论，调查研究，形式化分析，数据整理，概念化。Justine Savoie： 验证，调查研究。Auriane Féroussier： 概念化。Véronique Perreault： 撰写——审阅与编辑，验证，指导，资源，项目管理，方法论，获取资金，数据整理，概念化。Sylvie L Turgeon： 撰写——审阅与编辑，验证，

未引用的参考文献

AACC批准的分析方法, 1999；AACC批准的分析方法, 2001；AACC批准的分析方法, 1999a；AACC批准的分析方法, 1999b；AACC批准的分析方法, 1999c；AACC批准的分析方法, 2020；Chauvin 等, 2025；dos Anjos 等, 2025；Grasso 等, 2020；AOAC INTERNATIONAL官方分析方法, 1994；Szafranski 等, 2005；Turabi 等, 2008。

利益冲突声明

作者声明不存在已知的经济利益冲突或个人关系可能对本研究结果产生影响。

致谢

作者感谢Fondation de l'ITHQ、MITACS-Société des Casinos du Québec和INAF为Guillaume Morin提供的奖学金资助。作者还感谢Ferme TournevenT提供豆类，Diane Gagnon在实验阶段给予的支持，以及Audrey Gilbert在统计分析方面提供的宝贵见解。

Guillaume Morin|Justine Savoie|Auriane Feroussier|Véronique Perreault|Sylvie L. Turgeon

拉瓦尔大学食品科学系，加拿大魁北克省