綠茶麥胚代餐粉的配制及流變學特性研究

謝安國，李瀚姝，郭桂義，尹鵬

（1.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽471000；2.河南省豫南茶樹資源綜合開發重點實驗室，河南信陽464000）

隨著人們生活水平的提高和生活節奏的加快，“三高”及肥胖問題也日益嚴重。營養健康、方便快捷的代餐食品在市場中越來越受到歡迎。營養代餐具有低熱量、易飽腹的特點，通過減少能量攝入達到控制體重的目的。茶葉中含有咖啡堿、茶多酚、蛋白質、氨基酸、維生素以及微量元素等多種生物活性成分[1]。被證實能夠抗氧化、緩解疲勞、促進消化、降低血糖濃度、增強人體免疫力等[2]。優質茶葉還具有突出的香氣[3]和舒適口感，成為許多產品的添加物。此外，占小麥籽粒的2%左右的小麥胚芽，具有調節人體血壓、降低血脂，防止動脈粥樣硬化和心血管疾病等生理功能[4]。這兩種原料富含膳食纖維素，且具有許多有益健康功效，是生產代餐的理想成分[5]。

本文研究綠茶味胚芽代餐粉的配方和生產工藝，并進行優化，從風味口感、營養成分等方面提升代餐粉的品質。同時分析產品營養成分和流變學特性，為生產出營養豐富、口感舒適的優質代餐食品提供科學參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 原料

信陽毛尖蒸青綠茶，一芽兩葉，由信陽農林學院茶學院所提供。乳清蛋白粉：廣東三德醫藥科技有限公司；木糖醇：廣州福正東海食品有限公司；小麥胚芽粉：河南洛陽優谷生態食品有限公司。

1.1.2 儀器設備

9101 型旋風式微型高速樣品粉碎機：北京檢測儀器有限公司；SK2105 型電磁爐：山東九陽生活電器有限公司；HH-S4 型電熱恒溫水浴鍋：北京科偉永興儀器有限公司；DT802A 型電子天平：常熟市佳衡儀器有限公司；STSJB-300 型頂置式電子攪拌器：上海索延機電設備有限公司；DHR-2 型旋轉流變儀：廈門儀宸科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 代餐粉加工工藝流程

原輔料處理→稱取→混合→加水沖調→水浴保溫→攪拌→冷卻→成品

1）原輔料處理：信陽毛尖綠茶經旋風式高速粉碎機粉碎后，過篩后備用。小麥胚芽經焙烤，再經高速粉碎機制粉后備用。

2）稱取與沖調：根據試驗制定的數據稱取原輔料，倒入容器中按比例加入水進行沖調。水溫80 ℃～90 ℃，加水量為70 mL。

3）水浴保溫、攪拌：將燒杯放入80 ℃的恒溫水浴鍋中用電子攪拌器攪拌，攪拌速度設為600 r/min，攪拌時間1 min。

4）冷卻、品評：等溫度降至50 ℃左右，放入品嘗紙杯中由品評員進行感官評價。

1.2.2 代餐粉的感官評價

感官評價的人員選擇：考慮到性別不同對甜酸味道感知的差別選擇男女同學各10 人，共計20 人進行試驗。均具有正常的視覺、味覺、嗅覺、觸覺感知能力。無色盲色弱、不吸煙喝酒等，且均了解感官評定的方法步驟和注意事項[6-8]。

評價因素的確定：對于感官評價所考察的項目根據GB/T 10221-2012《感官分析術語》[9]，確定從香味、味道、色澤、口感方面評分。采用環比評分法進行權重分配[10]。具體內容見表1。

表1 代餐粉感官評分表Table 1 Sensory scoring scale of meal replacement powder

1.2.3 代餐粉單因素試驗設計

確定不同原料的添加量對綠茶代餐粉的感官品質的影響規律以及大致的添加范圍，將各原料的添加量設置成合適的梯度，只對要考察的單個因素進行變化，不改變其他原料的添加量以此來選擇出各因素的最佳添加量。依次考察綠茶粉、乳清蛋白粉、全脂奶粉、木糖醇、小麥胚芽粉的添加量對代餐粉感官評價的影響。

單因素試驗中，小麥胚芽粉的添加量分別為：8、11、14、17、20 g 5 個水平。綠茶粉添加量分別為：1、2、3、4、5 g 5 個水平。乳清蛋白粉的添加量分別為：8、9、10、11、12 g 5 個水平。木糖醇的添加量分別為：1、2、3、4、5 g 5 個水平。與其余原輔料混合后加入75 mL 開水，攪拌冷卻后進行感官評價。

1.2.4 正交試驗設計

以單因素試驗的結果為基準，選取小麥胚芽粉的添加量A、綠茶粉的添加量B、乳清蛋白粉的添加量C以及木糖醇的添加量D 作為代餐粉的感官評價的影響因素，進行L9（34）正交試驗[11]。正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 代餐粉的正交試驗因素與水平表Table 2 Orthogonal experimental factors and levels of meal replacement powder

1.2.5 代餐粉營養成分測算以及與日常膳食應用的對比

依照中國食物成分表[12]，分析綠茶麥胚營養代餐的營養成分。為了對照產品的代餐功效，對男女各20位“上班族”志愿者進行膳食營養調查[13]。依照食物成分表，對志愿者3 日內晚餐平均攝取的營養成分含量進行換算，包括：能量、蛋白質含量、脂肪含量、碳水化合物含量等。最后將志愿者晚餐的膳食營養與代餐粉進行了對比分析。

1.2.6 代餐粉流變性的測定

為了測量代餐產品的黏度，并探究各輔料成分添加對產品的影響，使用旋轉流變儀分別進行靜態和動態流變性試驗。測試樣品有3 種，一種樣品是包含所有配料（小麥胚芽粉、綠茶粉、乳清蛋白粉和木糖醇）按照最終成品比例配制的樣品，記作標準代餐產品C；另外兩種是未添加綠茶粉的產品A 和未添加乳清蛋白的產品B。每種樣品靜態和動態流變測量都重復3 次，結果取平均值。

兩種流變測量溫度均為30 ℃，流變儀轉子直徑為35 mm，兩平面距離為1 mm，測靜態流變性時以0.1 s-1～200 s-1的速率剪切。測動態流變性時：角頻率為1 rad/s～10 rad/s。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果分析

2.1.1 小麥胚芽粉添加量對代餐粉感官品質的影響各成分對代餐粉產品感官評分的影響見圖1。

圖1 各成分對代餐粉產品感官評分的影響Fig.1 Effect of ingredients on sensory score of meal replacement powder

由圖1a 可以得出，小麥胚芽粉添加量在14 g 的時候，感官評分最高。小麥胚芽粉作為一種食品添加劑具有乳化和增稠的效果。當其添加量少于14 g 時，會使代餐粉缺乏黏稠的口感，過多的添加麥胚粉會使代餐粉不利于沖調，成品糊口。因此，14 g 為最佳的小麥胚芽粉添加量。

2.1.2 綠茶粉添加量對代餐粉感官品質的影響

由圖1b 可以看出，添加4 g 綠茶粉時得分最高，符合評分員喜好。綠茶粉添加量低于4 g 時綠茶粉無明顯香味，沖調出的代餐呈乳白色、綠茶色很淡，產品特點不突出。在綠茶的添加量超過5 g 時，產品的綠茶風味過濃，產生苦味。沖調出的代餐呈深綠色；同時飲品中會有未溶解的綠茶小顆粒，口感不細膩，所以感官評分低[1]。

2.1.3 蛋白粉添加量對代餐粉感官品質的影響

由圖1c 可以看出，在蛋白粉的添加量為9 g 的時候感官評價的得分最高，效果最好。乳清蛋白粉添加量低于9 g 時，不能提供良好的口味，沖調出的代餐粉味道雜糅，色澤亮度低。在乳清蛋白粉的添加量過多的時候，會覆蓋產品的綠茶風味、奶香味和甜味。沖調出的代餐色澤淺綠，影響食欲。綜上所述，乳清蛋白粉的添加量為9 g。

2.1.4 木糖醇添加量對代餐粉感官品質的影響

由圖1d 可以得出，木糖醇添加量在3 g 的時候，感官評分最高。當木糖醇的添加量比3 g 少時，由于木糖醇添加不足，甜度不夠，導致代餐粉苦味明顯，難以入口。當木糖醇的添加量在3 g 以上的時候，由于甜度太高會導致產品失去特別的綠茶風味，代餐粉入口甜膩，甜苦差異明顯味道分層不集中。因此，添加3 g 木糖醇最佳。

2.2 正交試驗結果分析

正交試驗結果及其極差分析見表3。

表3 正交試驗結果及其極差分析Table 3 Orthogonal test results and range analysis

由表3 可知，各因素影響產品感官品質的主次順序為：B＞C＞A＞D，茶葉粉添加量影響最為顯著。茶葉粉加入過多會使代餐粉產生苦味和澀味，影響感官評定人員的喜好度，因此分數會偏低，而綠茶加入量過少又會造成產品呈現黃綠色，顏色差影響感官評定人員的食用欲望，因此茶葉粉對感官評分的影響最大。乳清蛋白粉的加入會賦予代餐粉奶香味，中和綠茶產生的苦澀味，提高代餐粉的可接受度。乳清蛋白粉的添加量對感官的影響也較明顯。小麥胚芽粉使代餐粉的黏稠度提高、穩定性增強；木糖醇帶有甜味，提高產品適口度；兩者對產品感官品質的影響相對較小。正交試驗結果表明較優組合為A2B2C3D1，表中該組合的感官評分為93.13 分。對該組合樣品進行驗證性試驗，3次感官評價的平均分為94.1，高于其他組合，說明該組合結果最優。因此味道最佳的產品配方為添加胚芽粉14 g、綠茶粉4 g、蛋白粉9 g 和木糖醇3 g。

2.3 代餐粉營養成分分析

依照中國食物成分表[12]，將綠茶麥胚代餐粉中各原輔料所含的營養成分進行核算。同時，對某公司“上班族”群體進行膳食營養調查[13]，依照食物成分表，計算志愿者三日內晚餐平均攝取的營養成分含量。代餐粉與日常晚餐的營養攝入進行對比分析，結果見表4。

表4 代餐粉和日常晚餐營養含量對比Table 4 Comparison of nutritional contents of meal replacement and daily dinner

表4 中數據可以看出，代餐粉所含蛋白質和膳食纖維比例較高，能量和碳水化合物較低。2 袋代餐粉60g 可沖調出約200 mL 食物，通過食用代餐粥，降低饑餓感，減少能量攝入，具有一定的減肥瘦身的效果。麥胚芽所含油脂為不飽和脂肪酸，此外，茶葉和麥胚還富含維生素、生物堿等活性成分，都對人體健康有益[14-15]。

2.4 代餐粉流變學特性分析

通常黏度用來表征流體對抗流動性的能力大小，代餐糊的黏度會受機械剪切的作用發生改變。代餐粉靜態流變測定結果見圖2。

圖2 所示隨著剪切速率的增加代餐粉的黏度先上升后下降，最后趨于平緩，出現了“剪切稀化”現象[16]。這是因為，隨著速度增加，代餐糊里的淀粉鏈被拉直，彼此間的纏繞點減少，流層之間的剪切力變小，使得黏度下降[17]。此外，全成分樣品黏度最高，綠茶粉和乳清蛋白都可以增加樣品的靜態黏度。代餐粉動態流變測定結果見圖3。

圖2 代餐粉靜態流變測定結果Fig.2 Static rheological determination of meal replacement powder

圖3 代餐粉動態流變測定結果Fig.3 Dynamic rheological determination of meal replacement powder

動態流變測定結果如圖3 所示，隨著角頻率的增加，彈性模量和黏性模量均增加。彈性模量大于黏性模量反映出了弱凝膠流變學特性。從圖中還可以看出，樣品A 不含綠茶粉，主要成分為胚芽粉和乳清蛋白，黏彈性最高；加入綠茶粉的樣品C 黏彈性最低，說明受綠茶加入的影響淀粉鏈的纏節點減少，更易在機械剪切的作用下被拉直。彈性模量可以暫時儲存在形變中，然后恢復。而黏性模量則直接轉化為剪切熱量消失[18]。

3 結論與展望

本文對綠茶營養代餐粉的配方研究表明，茶葉粉添加量對產品感官評價的影響最為顯著，適量添加能賦予代餐食品獨特的綠茶芳香，過量添加有苦澀味。乳清蛋白粉的添加不僅能夠提高產品營養價值，還可以增加產品黏稠度和乳香，從而提升代餐粉的可接受度。作為甜味劑的木糖醇以及作為基料的小麥胚芽粉對產品感官品質的影響相對較小。經過單因素和正交試驗分析，配料為小麥胚芽粉14 g、綠茶粉4 g、蛋白粉9 g 和木糖醇3 g 時，產品評分較高。

通過營養調查分析出，本試驗配制的代餐粉所包含的蛋白質和膳食纖維含量較高，減少減肥人士空腹時的饑餓感，并具有較高的營養價值和生理功效。通過流變學分析出，綠茶粉和乳清蛋白都可以增加樣品的靜態黏度，但動態黏度中，綠茶粉會降低產品的彈性模量和黏性模量。本試驗對新型營養代餐粉配方及生產工藝進行研究，為茶葉資源的綜合利用和新口味代餐粉的開發提供了有價值的參考。