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        紫薯復(fù)合代餐粉的配方優(yōu)化

        2022-11-18 07:41:36周子新陳羽洋張文欣朱瑩瑩
        農(nóng)產(chǎn)品加工 2022年19期
        關(guān)鍵詞:代餐黑芝麻紫薯

        張 麗,周子新,陳羽洋,張文欣,朱瑩瑩

        (蘇州市職業(yè)大學(xué)食品安全與營(yíng)養(yǎng)研究中心,江蘇蘇州 215104)

        代餐粉是一種由谷類、豆類、薯類、果蔬類食材等為主制成的一種單一或綜合性沖調(diào)粉劑產(chǎn)品[1],熱量較低,同時(shí)又能對(duì)胃部產(chǎn)生較大的飽腹感,隨著現(xiàn)代社會(huì)工作節(jié)奏快,代餐粉受到很多減肥人士和上班族的青睞,薯類、蔬果類和堅(jiān)果類的搭配也備受人們的喜愛。

        紫薯是甘薯的一種特殊品種類型,營(yíng)養(yǎng)豐富,含有豐富的氨基酸、維生素、礦物質(zhì)、膳食纖維和花青素等。其中,紫薯中含有的花青素具有預(yù)防心腦血管疾病和清除自由基等保健功效[2]。紫薯中所含的高膳食纖維具有良好的預(yù)防便秘作用,經(jīng)常食用對(duì)預(yù)防大腸癌和肥胖癥有益。此外,研究表明,紫薯中的糖蛋白能夠預(yù)防心血管系統(tǒng)脂肪堆積,保護(hù)動(dòng)脈血管的彈性,促進(jìn)消化道呼吸道及關(guān)節(jié)腔的潤(rùn)滑作用等功能[3]。

        草莓不僅富含多種營(yíng)養(yǎng)素,更重要的是富含果膠、花色素苷、類黃酮等化合物及豐富的微量元素,可以有效預(yù)防心腦血管疾病,并且可以清除氧自由基,延緩衰老[4]。

        黑芝麻是世界上公認(rèn)的藥食同源的食物,具有很好的抗衰、補(bǔ)血和美容的功效。黑芝麻中含有豐富的維E,可延緩衰老?,F(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),核桃中的磷脂有補(bǔ)腦健腦的作用,黑芝麻油含有的不飽和脂肪酸,有防治動(dòng)脈硬化的功效。黑芝麻油中不飽和脂肪酸ω-3 有利于增強(qiáng)人體的記憶力,促進(jìn)腦功能的開發(fā),有很好的補(bǔ)腦作用[5]。

        以紫薯粉為主要原料,并與草莓粉和黑芝麻粉等原料復(fù)配,通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)優(yōu)化復(fù)合代餐粉的配方,以期制備一種風(fēng)味獨(dú)特、味道濃郁,集營(yíng)養(yǎng)和保健為一體的新型食品,給代餐食品的開發(fā)提供思路。

        1 材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        紫薯粉、草莓粉,興化市益盛生物科技有限公司提供;黑芝麻粉,揚(yáng)州市華裕生物科技有限公司提供;核桃粉、木糖醇、魔芋粉,興化市聯(lián)富食品有限公司提供;奶粉,呼倫貝爾塞尚雀巢有限公司提供;腰果、榛子仁、巴旦木,杭州華味亨食品有限公司提供(榛子仁、巴旦木,均用刀切割為3~5 mm的大?。?/p>

        1.2 儀器和設(shè)備

        FA 2004 B 型精密電子天平,上海佑科儀器儀表有限公司產(chǎn)品;GZX-9146 MBE 型數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱;SK 2105 型電磁爐;SMART SENSOR 型紅外溫度槍,廣東省東莞萬(wàn)創(chuàng)電子制品公司產(chǎn)品;稱量瓶、燒杯、溫度計(jì)、量筒、攪拌棒、紙杯等,均為市售。

        1.3 紫薯復(fù)合代餐粉加工工藝流程

        1.4 單因素試驗(yàn)

        (1)預(yù)試驗(yàn)。以感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)嘗試多種搭配組合和配方比例,經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)最終確定基礎(chǔ)配方中各用量為紫薯粉2.0 g,草莓粉1.2 g,黑芝麻粉1.1 g,核桃粉0.2 g,魔芋粉0.1 g,木糖醇0.2 g,奶粉3.0 g。

        (2)單因素試驗(yàn)。將每個(gè)因素做5 個(gè)水平設(shè)置,紫薯粉用量設(shè)置為1.9,2.0,2.1,2.2,2.3 g;草莓粉用量設(shè)置為1.1,1.2,1.3,1.4,1.5 g;黑芝麻粉用量設(shè)置為0.9,1.0,1.1,1.2,1.3 g;核桃粉用量設(shè)置為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 g;魔芋粉用量設(shè)置為0,0.1,0.2,0.3,0.4 g;木糖醇用量設(shè)置為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5 g;奶粉用量設(shè)置為2.9,3.0,3.1,3.2,3.3 g;腰果用量設(shè)置為1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 g;榛子仁用量設(shè)置為1.0,1.5,2.0,2.5,3.0 g;巴旦木用量設(shè)置為0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 g。將除其中1 種成分外的其他成分作為定值,加入50 mL 的開水,充分?jǐn)嚢?,并逐一進(jìn)行感官評(píng)價(jià),將每個(gè)因素得分最高的水平選出,確定最佳單因素用量。

        1.5 紫薯復(fù)合代餐粉正交試驗(yàn)

        在單因素結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn),選擇粉劑里對(duì)代餐粉感官評(píng)分影響較大用量,以感官評(píng)分表為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)其進(jìn)行正交試驗(yàn),優(yōu)化紫薯復(fù)合代餐粉的配比。

        1.5.1 粉劑的正交試驗(yàn)

        通過(guò)代餐復(fù)合粉的調(diào)配的單因素試驗(yàn),基本可以確定影響復(fù)合代餐粉色澤和口感的各因素的較優(yōu)水平,為進(jìn)一步優(yōu)化復(fù)合代餐粉的配方,以紫薯粉用量、草莓粉用量、魔芋粉用量和奶粉用量為4 個(gè)主要影響因素,以紫薯代餐復(fù)合粉感官品質(zhì)評(píng)分為考查指標(biāo),進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn),通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果篩選粉劑的最佳配方。

        粉劑配方的正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表1。

        表1 粉劑配方的正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/g

        1.5.2 堅(jiān)果的正交試驗(yàn)

        在紫薯復(fù)合代餐粉粉劑正交試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,進(jìn)行堅(jiān)果配方的正交試驗(yàn)。分別對(duì)巴旦木、榛子仁、腰果進(jìn)行三因素三水平正交試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,比較分析結(jié)果找出最佳原輔料配比。對(duì)代餐粉感官影響最大的用量,對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化正交試驗(yàn)。

        堅(jiān)果配方的正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見表2。

        表2 堅(jiān)果配方的正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)/g

        1.6 產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)

        1.6.1 感官評(píng)價(jià)

        選擇15 名感官評(píng)定人員組成評(píng)審小組,采用表3的感官評(píng)定方法,對(duì)不同配比的紫薯復(fù)合粉的色澤、風(fēng)味、滋味、組織形態(tài)、沖調(diào)性5 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)和打分,取平均值,感官評(píng)價(jià)總分為100 分。

        紫薯復(fù)合代餐粉感官評(píng)定指標(biāo)見表3。

        表3 紫薯復(fù)合代餐粉感官評(píng)定指標(biāo)

        1.6.2 理化性質(zhì)測(cè)定

        總糖含量的測(cè)定采用GB 5009.7—2016,蛋白質(zhì)含量的測(cè)定采用GB 5009.5—2016,脂肪含量的測(cè)定采用GB 5009.6—2016,鈉含量的測(cè)定采用GB 5009.91—2016,水分含量測(cè)定采用GB 5009.3—2016 測(cè)定。

        1.7 數(shù)據(jù)分析

        感官評(píng)分結(jié)果用SPSS18.0 軟件統(tǒng)計(jì),采用單因素方差分析和LSD 多重比較進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn),結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 粉劑單因素試驗(yàn)確定

        2.1.1 紫薯粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        紫薯粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖1。

        圖1 紫薯粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖1 可知,隨著紫薯粉用量逐漸增大,紫薯復(fù)合代餐粉的感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),紫薯粉是該項(xiàng)目中的主要原料,其色澤、風(fēng)味和口感對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有著重要的影響,過(guò)多或者過(guò)少都會(huì)影響口感。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,選擇紫薯粉用量2.1,2.2,2.3 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.2 草莓粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        草莓粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖2。

        圖2 草莓粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖2 可知,隨著草莓粉用量逐漸變大,感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在1.2~1.4 g 呈現(xiàn)上升趨勢(shì),經(jīng)過(guò)分析原因可能為草莓粉對(duì)代餐粉的口感和色澤有一定的改善,但是由于草莓粉有酸味,增加到1.3 g 之后,使代餐粉呈現(xiàn)較強(qiáng)酸味,口感下降,導(dǎo)致曲線呈下降趨勢(shì),因此后期試驗(yàn)中選擇草莓粉用量1.2,1.3,1.4 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.3 核桃粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        核桃粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖3。

        圖3 核桃粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖3 可知,隨著核桃粉用量逐漸變大,感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),核桃粉用量在0.2 g 呈現(xiàn)感官品質(zhì)的最高值,原因可能是核桃粉獨(dú)有的香氣和口感會(huì)改善代餐粉的感官品質(zhì),但是增加量超過(guò)0.2 g 之后,核桃皮的苦味會(huì)影響口感,所以曲線下降。因此,后期試驗(yàn)中選擇核桃粉用量為0.2 g。

        2.1.4 黑芝麻粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        黑芝麻粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖4。

        圖4 黑芝麻粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖4 可知,隨著黑芝麻粉用量逐漸變大,感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在0.9~1.1 g 呈現(xiàn)上升趨勢(shì),經(jīng)過(guò)分析原因可能為黑芝麻的香氣對(duì)黑豆復(fù)合代餐粉在感官品質(zhì)方面有一定改善。但是在1.1 g 之后,黑芝麻粉獨(dú)特的口感和顏色促使黑豆復(fù)合代餐粉的感官品質(zhì)出現(xiàn)不好的反響,導(dǎo)致曲線呈下降趨勢(shì),因此后期試驗(yàn)中選擇黑芝麻粉用量為1.1 g。

        2.1.5 魔芋粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        魔芋粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖5。

        圖5 魔芋粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖5 可知,隨著魔芋粉用量的增加,感官評(píng)分呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。魔芋粉具有增稠效果,對(duì)代餐粉的感官品質(zhì)有一定改善,但是魔芋粉用量在0.1 g 之后,紫薯復(fù)合代餐粉沖調(diào)后變得太濃稠,且呈現(xiàn)奇怪口感,使得復(fù)合代餐粉的感官評(píng)分下降。故選擇魔芋粉用量0,0.1,0.2 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.6 木糖醇用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        木糖醇用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖6。

        圖6 木糖醇用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖6 可知,隨著木糖醇的增加,復(fù)合代餐粉的感官品質(zhì)評(píng)分先升高后降低,當(dāng)木糖醇用量為0.2 g時(shí),感官品質(zhì)評(píng)分最高。因此,后期試驗(yàn)中選擇木糖醇用量為0.2 g。

        2.1.7 奶粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        奶粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖7。

        圖7 奶粉用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖7 可知,奶粉用量為3 g 時(shí),奶粉獨(dú)特的香味會(huì)提升復(fù)合代餐粉的感官品質(zhì),但是用量超過(guò)3 g時(shí),奶粉味道加重,大大影響了復(fù)合代餐粉的整體口感,使得感官品質(zhì)大大下降。因此,后期試驗(yàn)選擇奶粉用量2.9,3.0,3.1 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.8 腰果用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        腰果用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖8。

        圖8 腰果用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖8 可知,腰果的增加可以提高紫薯復(fù)合代餐粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,增加咀嚼的口感,所以一定量的腰果添加會(huì)提高復(fù)合代餐粉的感官品質(zhì),但是用量超過(guò)2.0 g 后,感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì),可能是腰果的顆粒較多會(huì)影響復(fù)合代餐粉的整體口感,故后期試驗(yàn)選擇腰果用量1.5,2.0,2.5 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.9 榛子仁用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        榛子仁用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響見圖9。

        圖9 榛子仁用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖9 可知,和腰果一樣,榛子仁的添加可以提高紫薯復(fù)合代餐粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,增加咀嚼的口感,但是用量超過(guò)2 g 后,感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì),故后期試驗(yàn)選擇榛子仁用量1.5,2.0,2.5 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.1.10 巴旦木用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        巴旦木用量對(duì)于復(fù)合代餐粉感官品質(zhì)的影響見圖10。

        圖10 巴旦木用量對(duì)代餐粉感官評(píng)分的影響

        由圖10 可知,巴旦木的添加可以提高紫薯復(fù)合代餐粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,增加咀嚼的口感,但是用量超過(guò)1.0 g 后,感官品質(zhì)呈下降趨勢(shì),故后期試驗(yàn)選擇巴旦木用量0.5,1.0,1.5 g 為正交試驗(yàn)考查水平。

        2.2 粉劑正交試驗(yàn)確定最佳配比

        以紫薯粉用量、草莓粉用量、魔芋粉用量和奶粉用量為4 個(gè)因素,每個(gè)因素分別選取3 個(gè)水平,進(jìn)行正交試驗(yàn)。

        紫薯復(fù)合代餐粉粉劑正交試驗(yàn)結(jié)果見表4。

        由表4 可知,各因素對(duì)于復(fù)合代餐粉成品感官品質(zhì)的影響程度排序?yàn)樽鲜矸塾昧浚灸в蠓塾昧浚静葺塾昧浚灸谭塾昧浚醋鲜矸塾昧康挠绊懽畲?,其次是魔芋粉和草莓粉用量,奶粉用量的影響最??;?fù)合代餐粉最佳組合為A3B3C3D1,即紫薯粉用量2.3 g,草莓粉用量1.4 g,魔芋粉用量0.2 g,奶粉用量2.9 g。對(duì)正交試驗(yàn)優(yōu)化所得的最佳配方進(jìn)行3 次驗(yàn)證,感官評(píng)分的平均值為94.3 分,表明此種配方口感最佳。

        表4 紫薯復(fù)合代餐粉粉劑正交試驗(yàn)結(jié)果

        2.3 堅(jiān)果正交試驗(yàn)確定最佳配比

        根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,選擇腰果用量、榛子仁用量和巴旦木用量3 個(gè)因素,每個(gè)因素選擇3 個(gè)水平,進(jìn)行正交試驗(yàn),對(duì)紫薯復(fù)合代餐粉的堅(jiān)果配方進(jìn)行優(yōu)化。

        紫薯復(fù)合代餐粉堅(jiān)果正交試驗(yàn)結(jié)果見表5。

        表5 紫薯復(fù)合代餐粉堅(jiān)果正交試驗(yàn)結(jié)果

        由表5 可知,影響紫薯復(fù)合代餐粉的因素主次順序?yàn)锳'>B'>C',最優(yōu)配比水平為A'2B'3C'2。因此,紫薯復(fù)合代餐粉中堅(jiān)果的最佳配方為腰果用量2.5 g,榛子仁用量3 g,巴旦木用量0.5 g。

        以1 份代餐粉為樣品,對(duì)正交試驗(yàn)優(yōu)化所得的最佳配方進(jìn)行3 次驗(yàn)證,紫薯粉用量2.3 g,草莓粉用量1.4 g,黑芝麻粉用量1.1 g,核桃粉用量0.2 g,魔芋粉用量0.2 g,木糖醇用量0.2 g,奶粉用量2.9 g,腰果用量2.5 g,榛子仁用量2.5 g,巴旦木用量0.5 g,加100 ℃的熱水50 mL 進(jìn)行沖調(diào),對(duì)所得的代餐粉進(jìn)行感官評(píng)分,3 次評(píng)分平均值為96.2 分,表明此種配方口感較好。

        2.4 固體粉末的溶解性

        對(duì)所配置的固體粉末在不同溫度的水溫下進(jìn)行溶解性的測(cè)定,在60 ℃水溫下代餐粉的粉末溶解較慢,在80 ℃水溫下攪拌情況下溶解速度較快,但效果不佳。在100 ℃水溫下溶解最快,可以達(dá)到速溶的標(biāo)準(zhǔn)。因此在食用時(shí),采用100 ℃水溫沖泡,適當(dāng)攪拌進(jìn)行溶解,所得成品的稠度均勻,無(wú)沉淀結(jié)塊現(xiàn)象。

        固體粉末在不同溫度下的溶解性見表6。

        表6 固體粉末在不同溫度下的溶解性

        2.5 理化性質(zhì)分析

        根據(jù)GB 5009 系列,每1 份(13.8 g)中有總糖含量為2.12 g,蛋白質(zhì)含量為1.65 g,脂肪含量為0.60 g,鈉含量為16.45 mg,水分含量為0.81 g。

        3 結(jié)論

        正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果表明,各因素對(duì)紫薯復(fù)合代餐粉感官品質(zhì)的影響程度依次為紫薯粉用量>魔芋粉用量>草莓粉用量>奶粉用量,最終確定紫薯復(fù)合代餐粉的最優(yōu)配方為紫薯粉用量2.3 g,草莓粉用量1.4 g,黑芝麻粉用量1.1 g,核桃粉用量0.2 g,魔芋粉用量0.2 g,木糖醇用量0.2 g,奶粉用量2.9 g,腰果用量2.5 g,榛子仁用量2.5 g,巴旦木用量0.5 g。由此配方制得的代餐粉成品脂肪含量低、富含蛋白質(zhì),且口感細(xì)膩、營(yíng)養(yǎng)豐富,是一種優(yōu)質(zhì)的休閑代餐食品。在食用時(shí),采用100 ℃開水沖泡,適當(dāng)攪拌可獲得最佳口感。

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