張濤，余林翠，吳鵬，許志誠，孫翌，葛靜，田穎*

1(揚(yáng)州大學(xué) 旅游烹飪學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州，225000) 2(安徽科技學(xué)院 食品藥品學(xué)院，安徽 滁州，233100)

本文針對老年人特殊生理狀態(tài)設(shè)計(jì)一種面糊，配方主要包括：蕎麥、玉米、山楂等原料。蕎麥所含蛋白質(zhì)、膳食纖維可以幫助對抗衰老[1]。玉米粉同樣含有多種不飽和脂肪酸、豐富的膳食纖維，對人體具有良好的保健作用[2]。山楂具有健胃消食，改善口感的作用，含有大量的纖維素、果膠、半纖維素等物質(zhì)[3]。香蕉，與蕎麥等起到類似作用，且飽腹功效相當(dāng)明顯。同時(shí)，蕎麥、玉米、香蕉等富含K+,有調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓等作用，脂肪含量較低，有利于老年人消化吸收。本文設(shè)計(jì)的營養(yǎng)面糊其加工工藝采用高溫蒸制結(jié)合噴霧干燥的方法，可以有效地保留原料的營養(yǎng)成分，使用的原料營養(yǎng)素來源豐富，添加劑較少，口感區(qū)別于以往以糧谷類為主要的面糊類產(chǎn)品，有著良好的開發(fā)前景。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

食品罐50個(gè)；市售小麥面粉，玉米粉，胡蘿卜粉，香蕉，中老年脫脂奶粉，山楂粉，蕎麥粉，抗壞血酸，木糖醇；果膠酶，淀粉水解酶。

1.2 主要儀器設(shè)備

PRO SERIES型智能烤箱，瑞典雅士高家用電器公司；DHG9148型恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；BSSA224S型精密型電子天平，德國賽多利斯電子天平有限公司；Allegra X-22R型臺(tái)式冷凍離心機(jī),美國貝克曼公司；Hsx-250B型智能恒溫恒濕箱,上海福瑪實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；KINEXUS PRO+型旋轉(zhuǎn)流變儀,英國馬爾文儀器有限公司；SQ62型高速離心噴霧干燥機(jī),無錫林州干燥器廠。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 配方的初步確定方法

根據(jù)老年人的特殊生理狀態(tài)，查閱有關(guān)的《中國居民膳食指南2016》[4]、《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量2013》[5]、《中國食物成分表2004》[6]、營養(yǎng)面糊原料營養(yǎng)成分表，確定該營養(yǎng)面糊的基礎(chǔ)配方。

1.3.2 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

首先，蕎麥粉、小麥面粉、玉米粉蒸入蒸箱，條件100 ℃，2 h，再放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，60 ℃，2 h，得到熟制粉。

香蕉粉制作：(1)鮮香蕉切片，每1片保持在0.5 cm厚度，然后把切片浸入濃度為0.05%的抗壞血酸溶液中，85 ℃，浸入時(shí)間保持在9 min進(jìn)行護(hù)色；(2)然后用料理機(jī)進(jìn)行香蕉片的破碎勻漿過程；(3)在調(diào)制好的勻漿中加入果膠酶、α-淀粉水解酶置于室溫狀態(tài)下進(jìn)行酶處理，去除果膠和淀粉成分；(4)利用離心機(jī)3 000 r/min進(jìn)行離心分離，去掉上清液，再進(jìn)行壓濾操作；(5)最后再利用噴霧干燥器，設(shè)置進(jìn)風(fēng)溫度170 ℃，出風(fēng)口溫度60 ℃，得到含纖維的香蕉粉。

最后進(jìn)行混合均勻密封，得到成品。

圖1 技術(shù)路線圖Fig.1 Technical roadmap

1.3.3 產(chǎn)品的感官評價(jià)方法

設(shè)置一個(gè)10個(gè)人的感官評定小組，進(jìn)行感官評定，感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.4 模糊綜合評價(jià)法[8]

模糊綜合評價(jià)法是可以根據(jù)各指標(biāo)對感官評分的影響程度，運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行計(jì)算各指標(biāo)權(quán)重，其主要的原理是根據(jù)因素和評語的隸屬度關(guān)系，將定性的問題定量化，例如將評語“很好”、“好”等轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)得到計(jì)算結(jié)果。其優(yōu)勢在于可以解決難以制定界定標(biāo)準(zhǔn)的問題，比如營養(yǎng)面糊的指標(biāo)“色澤”、“氣味”等通過轉(zhuǎn)換的方法減少了直觀上的誤差。邏輯性強(qiáng)，得到結(jié)果也會(huì)比較清晰。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)[7]

(1)確定因素集：U=(a色澤，a氣味，a組織形態(tài)，a溶解性，a口感)；

(2)確定評語集合100分為非常好，80～100分為好，60～80分為一般，40～60分為差，20～40分以下為很差，則U′表示為：U′=(b很好，b好，b一般，b差，b很差)；

(3)權(quán)重確定：口感>溶解性=組織狀態(tài)>色澤=氣味，因素權(quán)重表示為：X=(0.1，0.2，0.1，0.2，0.4)；

(4)模糊矩陣建立與結(jié)果計(jì)算：統(tǒng)計(jì)每個(gè)感官指標(biāo)的評語類別和數(shù)量，再分別除以10得到5個(gè)因素對5項(xiàng)評語的隸屬度，然后成行排列即得到隸屬度矩陣，根據(jù)模糊變換公式Z=XR(R表示隸屬度矩陣)，最后根據(jù)評語集進(jìn)行加和得到每個(gè)產(chǎn)品的綜合評分。

1.3.5 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對于營養(yǎng)面糊的設(shè)置的因素水平表如表2所示。

1.3.6 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如表3所示。

1.3.7 產(chǎn)品黏度測定方法

取30 g產(chǎn)品加入70 mL水(水溫60 ℃)攪拌均勻后，放入保溫箱待測。黏度測定方程[9-11]：

表2 因素水平表

表3 響應(yīng)面因素水平表

η=κ·γn-1

此處η為表觀黏度；κ為相關(guān)性指數(shù)；γ為剪切速率；n為流動(dòng)指數(shù)。

測定并繪制產(chǎn)品的表觀黏度與時(shí)間變化的關(guān)系曲線，樣品剪切時(shí)間為5 min，剪切速率100 s-1，每隔20 s取1個(gè)點(diǎn)，溫度25 ℃。

1.3.8 吸濕性測定

根據(jù)響應(yīng)面得到的最佳配方，測定其固特粉末吸濕特性。利用干燥器，其中底部含有飽和NaCl溶液，放置于25 ℃的恒溫培養(yǎng)24 h，此時(shí)相對濕度為75%。將響應(yīng)面優(yōu)化的產(chǎn)品放置于鼓風(fēng)干燥箱中，102 ℃干燥3 h至衡重。分別稱取已經(jīng)達(dá)到衡重的各粉末3 g于干燥器中的平板上。每隔24 h稱重，直至吸濕平衡為止[12]。式(1)為吸濕率的計(jì)算公式。

(1)

式中：m1為吸濕前質(zhì)量；m2為吸濕后質(zhì)量。

以相對濕度75%吸濕平衡時(shí)的吸濕百分率表示粉末的吸濕性，做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.9 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均用SPSS 16.0、Excel 2007、Design-Expert 8.0.6進(jìn)行處理，顯著水平取p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)結(jié)果

根據(jù)老年人特殊生理狀態(tài)查閱資料，遵循低脂肪、高膳食纖維等原則得到營養(yǎng)面糊基礎(chǔ)配方：小麥面粉10 g、玉米粉5 g、胡蘿卜粉5 g、香蕉粉4 g、脫脂奶粉(4、6、8、10、12 g)、山楂粉(4、6、8、10、12 g)、蕎麥粉(2、4、6、8、10 g)、木糖醇(1、2、3、4、5 g)、抗壞血酸0.05 g。各配方營養(yǎng)素含量如表4所示。

表4 各配方營養(yǎng)素含量

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

固定山楂粉8 g、蕎麥粉6 g、木糖醇6 g，將脫脂奶粉按梯度加入，結(jié)果如圖2所示。

圖2 脫脂奶粉添加量對面糊感官性狀影響Fig.2 Effect of skim milk powder content on sensory quality of batter

由圖2可以得出隨著脫脂奶粉加入量增加，感官評分越高，直到加入量達(dá)到10 g，感官性狀達(dá)到最佳(p<0.05)，之后出現(xiàn)下降趨勢可能是口味過于濃郁的原因。

固定脫脂奶粉10 g、蕎麥粉6 g、木糖醇6 g，將山楂粉按梯度加入，進(jìn)行模糊綜合感官評分，結(jié)果如圖3所示。

圖3 山楂粉添加量對面糊感官性狀的影響Fig.3 Effect of hawthorn powder content on sensory quality of batter

由圖3可知隨著山楂粉的加入，感官評分呈現(xiàn)先上升后不斷降低的趨勢，當(dāng)山楂粉加入6 g時(shí)，感官評分最高(p<0.05)，山楂粉有明顯的酸味，當(dāng)加入少量如4 g時(shí)沒有明顯的酸味，更多的是面粉以及奶粉味道，但是加入量超過6 g時(shí)，產(chǎn)品呈現(xiàn)出不和諧的酸味，導(dǎo)致酸味太濃。所以其添加量為6 g最適宜。

固定脫脂奶粉10 g、山楂粉8 g、木糖醇6 g，蕎麥粉按照梯度加入，進(jìn)行感官評分，結(jié)果如4所示。

圖4 蕎麥粉添加量對面糊感官性狀的影響Fig.4 Effect of buckwheat flour content on sensory quality of batter

由圖4可知，蕎麥粉添加量對感官影響是先上升后下降的趨勢，當(dāng)添加量達(dá)到8 g的時(shí)候，感官性狀為最好(p<0.05)，所以選用的最優(yōu)條件為8 g。

控制脫脂奶粉10 g、山楂粉8 g、蕎麥粉6 g，將木糖醇按照梯度加入，結(jié)果如圖5所示。

圖5 木糖醇添加量對面糊感官性狀的影響Fig.5 Effect of vcontent on sensory quality of batter

由圖5可知，顯著性分析p>0.05，木糖醇添加量對面糊感官性狀評分影響不大，可能是因?yàn)槟咎谴紝Ξa(chǎn)品除了口味之外的指標(biāo)影響不大，其次可能由于木糖醇作為一種食品添加劑，添加量較少，對其感官性狀改變不大，所以該因素對產(chǎn)品影響不大，考慮到老年人特殊生理狀態(tài)，所以可以設(shè)為固定添加量2 g。

2.3 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果[13]

用Design-Expert 8.0.6對表5數(shù)據(jù)進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，獲得的關(guān)于中老年脫脂奶粉添加量、蕎麥粉添加量、山楂粉添加量的二次回歸方程。

X=92.30+8.24A+4.25B-1.84C+10.02AB-1.35AC-2.33BC-23.60A2-9.82B2-3.95C2，由方程可知A、B項(xiàng)系數(shù)為正，說明該2個(gè)變量正向變化可以使得響應(yīng)值增加，C項(xiàng)系數(shù)為負(fù)，說明有極大值存在，故能夠進(jìn)行最優(yōu)值分析。分析對數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸分析，得到表6。

表6 多元回歸模型分析

注:R2=0.996 5，S2=1.45，CV(%)=1.94。

由表6可以看出回歸模型p<0.000 1，說明模型極顯著，說明該種方法符合實(shí)驗(yàn)要求，數(shù)據(jù)合理可靠。R2=0.996 5則表明預(yù)測值與實(shí)際值之間的相關(guān)性非常高，誤差非常小。表中AB、BC項(xiàng)對感官評分影響顯著，表明他們之間存在交互作用。其中A、B、C、AB、BC、A2、B2、C2項(xiàng)顯著，由于二次項(xiàng)系數(shù)絕對值大小反應(yīng)影響的顯著程度，則：脫脂奶粉>蕎麥粉>山楂粉。同時(shí)可以用回歸方程來反映，并且可以估算出最優(yōu)配方值。

將數(shù)據(jù)在Design-Expert 8.0.6進(jìn)行三維繪制，得到響應(yīng)曲面如下：

由圖6可知：以脫脂奶粉添加量和蕎麥粉交互作用為例進(jìn)行降維分析，固定其他因素。脫脂奶粉的添加量變化會(huì)是的坡面顯著變化，而蕎麥粉添加量的變化，坡面變化較緩，說明響應(yīng)值受到脫脂奶粉添加量影響較大，兩者添加量呈一個(gè)典型的橢圓形狀，說明兩者的交互作用明顯。脫脂奶粉和山楂粉的交互作用同樣表現(xiàn)為脫脂奶粉對響應(yīng)值影響較大，山楂粉的添加量變化幾乎不引起坡面的變化，兩者交互作用不顯著。蕎麥粉和山楂粉的交互作用表現(xiàn)為蕎麥粉添加量引起坡面變化較顯著，山楂粉的影響較小，可以觀察到兩者的交互呈現(xiàn)出的形狀非明顯的橢圓形狀，說明兩者的交互作用顯著性較低。通過該軟件進(jìn)行預(yù)測值估算，得到中老年脫脂奶粉添加量10.54 g、蕎麥粉添加量8.80 g、山楂粉添加量5.20 g，感官評分為94.635 3。

圖6 響應(yīng)曲面及等高線Fig.6 Response surface and contour plot

2.4 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

取響應(yīng)面預(yù)測值中老年脫脂奶粉添加量10.54 g、蕎麥粉添加量8.80 g、山楂粉添加量5.20 g，小麥粉10 g、玉米粉5 g、胡蘿卜粉5 g、香蕉粉4 g、木糖醇2 g、抗壞血酸0.05 g，做3組平行實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行模糊綜合感官評價(jià)。結(jié)果表明，感官評分為94.7，與預(yù)測值有良好的吻合性，說明模型可行。其最優(yōu)配方具備了色澤均勻、氣味濃郁、顆粒干燥疏松無結(jié)塊、口感順滑等特點(diǎn)。取最優(yōu)配方根據(jù)GB 28050—2011預(yù)包裝食品營養(yǎng)標(biāo)簽通則[14]和表4計(jì)算得到營養(yǎng)面糊的營養(yǎng)成分表如表7所示。

表7 營養(yǎng)成分表

注：NRV表示營養(yǎng)素參考值；NRV%表示每100g產(chǎn)品中所含營養(yǎng)成分占營養(yǎng)素參考值(NRV)的百分比。

根據(jù)表7，并查閱《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量2013》相關(guān)內(nèi)容可以得出營養(yǎng)面糊每100 g所含的營養(yǎng)素如蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等均小于老年人每日營養(yǎng)素需求量，由于其作為一種輔食，同時(shí)考慮到老年人對脂肪和碳水化合物的耐受能力和每日的其他正常飲食外，該營養(yǎng)面糊具有百分比含量相對較高的膳食纖維、鉀、蛋白質(zhì)，較低的脂肪、能量和鈉。有研究表明膳食纖維具有飽腹，吸收體內(nèi)膽固醇，促進(jìn)胃腸道蠕動(dòng)等作用；鉀較高有利于老年人血壓的穩(wěn)定。所以最優(yōu)配方的營養(yǎng)面糊具有良好的營養(yǎng)素分布的特點(diǎn)，符合老年人的膳食攝入規(guī)則，該最優(yōu)配方面糊營養(yǎng)素含量對膳食標(biāo)準(zhǔn)具有依從性。

2.5 產(chǎn)品黏度測定結(jié)果

由圖7可知隨著時(shí)間推移，產(chǎn)品黏度下降的趨勢放緩，查閱配料表可以得知，主產(chǎn)品要成分是大米淀粉和粗糧面粉類，當(dāng)產(chǎn)品與水?dāng)嚢韬?，無規(guī)則的直鏈淀粉和支鏈淀粉相互纏繞形成一種較為穩(wěn)定的三維結(jié)構(gòu)[15]，但是也不會(huì)像化學(xué)鍵那樣有很穩(wěn)定的作用力來維持結(jié)構(gòu)，所以當(dāng)隨著時(shí)間變化的時(shí)候，剪切速率為100 s-1，流體阻力慢慢降低，其表觀結(jié)構(gòu)會(huì)慢慢受到破壞，面糊流體就會(huì)隨著轉(zhuǎn)子的方向流動(dòng)，當(dāng)?shù)揭欢〞r(shí)間后，聚集的分子結(jié)構(gòu)被打開越來越多，黏度變化就變得緩慢趨于穩(wěn)定。在剪切速率恒定情況下，產(chǎn)品表觀黏度隨時(shí)間不斷地下降，具有觸變性，產(chǎn)品的觸變性越低，那么流體的穩(wěn)定性就越高，這樣的話就可以很好地防止面糊久置發(fā)生沉淀[16]。產(chǎn)品表觀黏度變化曲線不是平滑下降，這可能是由于沒有形成一種非常穩(wěn)定的體系，所以它的優(yōu)勢在于口感比較的順滑，由于產(chǎn)品具有觸變性，體系不穩(wěn)定，所以是一種即食不能久置的輔食。

圖7 自制實(shí)驗(yàn)樣品表觀黏度隨時(shí)間變化曲線Fig.7 Self-made experimental sample apparent viscosity with time curve

2.6 吸濕性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)過鄧肯實(shí)驗(yàn)分析，圖8中標(biāo)的字母表示存在顯著性差異 (p<0.05)，96 h時(shí)該面糊達(dá)到了一個(gè)吸濕平衡狀態(tài)。粉末由之前的細(xì)膩狀態(tài)逐漸聚集在一起，形成團(tuán)狀，顏色也逐漸加深，有黏性。在25 ℃下、相對濕度為75%的環(huán)境下貯藏時(shí)，即食面糊在24～48 h時(shí)間內(nèi)，水分吸收率急劇增大，在48～96 h內(nèi)吸附速率逐漸減小，96 h后逐漸趨于平衡。

圖8 吸濕性圖Fig.8 Hygroscopic map

3 結(jié)論

通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了中老年脫脂奶粉、山楂粉、蕎麥粉添加量的范圍、并排除對結(jié)果影響不大的因素木糖醇。通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)得到產(chǎn)品的最優(yōu)配方為：老年脫脂奶粉添加量10.54 g、蕎麥粉添加量8.80 g、山楂粉添加量5.20 g，小麥粉10 g、玉米粉5 g、胡蘿卜粉5 g、香蕉粉4 g、木糖醇2 g、抗壞血酸0.05 g。是一種具有觸變性的流體，口感順滑，黏度適中，色澤均勻，營養(yǎng)素來源豐富，含量合理，在吸濕性測定中，產(chǎn)品在24～48 h吸濕速率迅速增加，96 h時(shí)吸濕速率趨于穩(wěn)定，需密封貯藏，可以考慮作為一種新的輔食進(jìn)行推廣，進(jìn)行深加工。

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