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        響應(yīng)面法優(yōu)化炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉工藝

        2024-12-09 00:00:00劉靜雪孟繁鈺高婷婷張麗李鵬宇徐興庫
        糧食問題研究 2024年6期

        摘要:以炭泉小米改性粉、炭泉黑豆粉、燕麥粉、藜麥粉等為主要原料,研制炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉。采用單因素和響應(yīng)面法優(yōu)化其工藝參數(shù)。結(jié)果表明:最佳工藝參數(shù)為,炭泉黑豆粉加入量16%、燕麥粉加入量12%、藜麥粉加入量8%、木糖醇加入量2%,在此條件下,感官評分達96.02分。

        關(guān)鍵詞:炭泉小米 雜糧 復(fù)合代餐粉炭泉小米富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)物質(zhì),其蛋白質(zhì)過敏性極低,消化率及生物價高于小麥和大米,含有較多人體可利用的有機硒[1]。炭泉黑豆的蛋白質(zhì)含量極為豐富,還富含活性物質(zhì),如花色苷和異黃酮。燕麥中的可溶性膳食纖維,有助于降低飯后血糖的上升速度。藜麥不含膽固醇和麩質(zhì),同時其糖含量、脂肪含量以及熱量均保持在相對較低的水平,非常符合健康飲食的需求。木糖醇是一種功能性甜味劑,進入人體消化與吸收的過程中,不會直接產(chǎn)生能量,有助于降低熱量的攝入,有效控制血糖水平。目前,代餐粉以其低糖、低脂、低熱量及強烈的飽腹感等特點,受到廣泛關(guān)注。本次以炭泉小米為原料,確定最佳復(fù)配配方,與我國主食的加工形式相適應(yīng),營養(yǎng)全面,還為富含炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉功效的健康食品提供參考。

        一、材料與方法

        1. 材料與試劑。炭泉小米:吉林省吉松嶺食品有限公司;炭泉黑豆:吉林省吉松嶺食品有限公司;燕麥:黑龍江黑土香燕麥產(chǎn)業(yè)股份有限公司;藜麥:青島金板橋農(nóng)業(yè)科技有限公司;木糖醇:大連福益康商貿(mào)有限公司。

        2. 儀器與設(shè)備。JC-60A型雙螺桿擠出機:濟南德固機械設(shè)備有限公司;DZF-6050型真空干燥箱:上海捷呈實驗儀器有限公司;UM-8L型低溫超微粉碎機:濟南天宇專業(yè)設(shè)備有限公司;SYH-50型三維混合機:常州圣萬達干燥設(shè)備有限公司。

        3. 炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉制備工藝。將炭泉小米粗粉碎后,過100目篩,調(diào)節(jié)炭泉小米生粉含水量為24%,用雙螺桿進行擠出改性,螺桿轉(zhuǎn)速為120 r/min,溫控1區(qū)至4區(qū)分別為60 ℃、82 ℃、102 ℃和114 ℃。經(jīng)擠壓膨化后的物料重新進行粉碎,過100目篩,得到炭泉小米改性粉。

        選用優(yōu)質(zhì)炭泉黑豆、燕麥、藜麥;用清水除去這些原料表皮上附著的雜質(zhì);真空干燥箱的溫度設(shè)定為50 ℃、干燥時間為3h,將干燥原料分別平鋪在磁盤中。黑豆在功率800W,厚度0.5 cm[2]下熟化4 min;燕麥在功率500 W,厚度1.0 cm[3]下熟化3 min;藜麥在功率500 W下熟化2 min[4]。最后分別用低溫超微粉碎機粉碎至低于300目,密封放置陰涼處備用。

        按一定比例準確稱量各種雜糧粉;將其與木糖醇按不同工藝要求下的比例放入自動混合機進行混合;按照本次研究的最佳復(fù)配工藝參數(shù),包裝成不同克數(shù),在紫外燈下滅菌約30 min,得到成品。

        4. 炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝單因素試驗。以炭泉小米改性粉為基料,與16%炭泉黑豆粉、12%燕麥粉、8%藜麥粉和2%木糖醇組成炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉的基礎(chǔ)配方。進行單因素試驗,將炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉干燥后用于研究炭泉小米改性粉、藜麥粉加入量、木糖醇加入量和燕麥粉加入量對雜糧重組米感官評分的影響。

        5. 炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝響應(yīng)面試驗方法。通過單因素試驗結(jié)果,設(shè)計四因素三水平的響應(yīng)面,優(yōu)化炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝參數(shù)。試驗因素及水平見表1。

        6. 炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉感官評價。由10名專家對不同復(fù)配的炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉就其色澤、風(fēng)味、滋味和口感以及沖調(diào)性進行感官評價。感官評定標準見下表2。

        二、結(jié)果與分析

        (一)炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝單因素試驗結(jié)果

        由圖1至圖4知,炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉感官評分隨著四種原料加入量的增加而增加,當炭泉黑豆粉加入量16%、燕麥粉加入量12%、藜麥粉加入量8%和木糖醇加入量2%時,其相應(yīng)的感官評分達到最高。其中炭泉黑豆粉加入量大于16%,其感官評分逐漸下降。可能是黑豆經(jīng)過熟制后,豆類香氣較突出[5]。故選擇炭泉黑豆粉加入量為14%、16%、18%為響應(yīng)面試驗研究水平。在燕麥粉加入量大于12%,其感官評分逐漸下降。燕麥粉加入量過高,易結(jié)塊,從而使感官評分降低。故選擇燕麥粉加入量為10%、12%、14%為響應(yīng)面試驗研究水平。當藜麥粉加入量大于8%,其感官評分逐漸下降??赡苁寝见湹目辔稌黠@增強,導(dǎo)致整體滋味不佳,使得感官評分降低[6]。故選擇藜麥粉加入量為6%、8%、10%為響應(yīng)面試驗研究水平。當木糖醇加入量大于2%時,使整體過分甜膩,滋味差,使感官評分降低[7]。故選擇木糖醇加入量為1.5%、2.0%、2.5%為響應(yīng)面試驗研究水平。

        (二)炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝響應(yīng)面試驗結(jié)果

        1. 響應(yīng)面試驗?zāi)P偷慕⒓帮@著性檢驗。通過單因素試驗,設(shè)計一個包含四因素三水平的響應(yīng)面試驗,并利用響應(yīng)面軟件對試驗結(jié)果進行分析,試驗結(jié)果如表3所示。

        采用Design-Exper軟件對表3進行多元回歸擬合、方差分析及顯著性檢驗,得到以炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉感官評分為目標函數(shù),關(guān)于各條件編碼值的二次回歸方程為:

        Y=95.61-0.95A+0.60B+0.86C+0.71D+1.08AB-2.97AC+1.65AD+0.69BC+2.21BD-0.94CD-3.36A2-1.60B2-2.60C2-2.48D2。

        對該模型進行顯著性檢驗可以得出,炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉生產(chǎn)工藝回歸模型的p<0.0001,遠小于0.01,故該模型表現(xiàn)出極高的顯著性;失擬項P>0.05,試驗干擾性小。四個因素對炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉感官評分影響從高到低依次為:炭泉黑豆粉加入量(A)、藜麥粉加入量(C)、木糖醇加入量(D)、燕麥粉加入量(B)。模型決定系數(shù)R2=0.9728,故模型擬合性好,試驗誤差保持較低水平,變異系數(shù)CV為0.73%,說明模型可反映試驗的可信度和準確性。在回歸模型中CD對響應(yīng)值影響顯著(P<0.05),BC對響應(yīng)值影響不顯著,其他的對響應(yīng)值極顯著(P<0.01)。

        3. 炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉復(fù)配工藝參數(shù)的優(yōu)化。為進一步確定最佳參數(shù),對擬合的回歸方程分別求一階偏導(dǎo)數(shù),經(jīng)過計算,可以得出,最佳復(fù)配工藝參數(shù)為,炭泉黑豆粉加入量16%、燕麥粉加入量12%、藜麥粉加入量8%、木糖醇加入量2%。以此配方進行3次重復(fù)驗證性試驗,得到實際感官評分為96.02分。

        三、結(jié)論

        以炭泉小米改性粉為基準,加入一定比例的炭泉黑豆粉、燕麥粉、藜麥粉、木糖醇,研制炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉,通過單因素和響應(yīng)面法優(yōu)化其復(fù)配工藝參數(shù),最佳工藝參數(shù)為,炭泉黑豆粉加入量16%、燕麥粉加入量12%、藜麥粉加入量8%、木糖醇加入量2%。研制的炭泉小米復(fù)合雜糧代餐粉風(fēng)味協(xié)調(diào)、口感柔和無異味溶解快、流動性好、黏稠度適中。

        參考文獻:

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        [4]楊瀟.全籽粒莜麥微波預(yù)熟化工藝優(yōu)化[J].糧食與油脂,2020,33(5):47-50.

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        [7]丘苑新,李存港,林優(yōu)優(yōu), 等.一種養(yǎng)胃早餐代餐粉的工藝優(yōu)化及質(zhì)量評價[J].食品工業(yè),2021,42(10):94-98.

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