一種養胃早餐代餐粉的工藝優化及質量評價

丘苑新*，李存港，林優優，楊靜嫻

仲愷農業工程學院現代農業工程創新研究院（廣州 510225）

近年來，人們對于代餐產品的認識和需求逐步提升，代餐產品能夠快速、便捷地為人體提供各種必要的營養物質[1]。劉儉等[2]以沙棘果粉、紅小豆粉、薏仁米粉為主要原料，制得營養代餐粉；焦揚等[3]以馬鈴薯全粉和小米粉為主要食材，制作蛋白質營養代餐粉。它們均能很好地起到代餐的效果，并且代餐餐品還在臨床醫學上起到巨大作用，如輔助肥胖癥患者減重[4]、輔助治療糖尿病[5]等。代餐產品的功能日漸豐富，但在益胃功能方面的代餐產品研究較少。

關于早餐種類攝入，大部分人沒有對其中的搭配和原因有深入的了解，僅因個人習慣或者購買便捷等原因進行粗略的搭配[6]。更有甚者，忽略早餐，使胃長時間處于饑餓狀態，造成胃酸分泌過多，導致胃炎、胃潰瘍等慢性疾病[7]。

鑒于現代人因時間緊迫而降低早餐質量所導致的營養搭配不均衡甚至胃病的現象，此次試驗在原有的代餐粉配方基礎上加入春砂仁[8]、雞內金[9]等對胃有藥用價值的材料，對代餐粉熟化工藝進行研究與優化，開發出一款營養均衡、沖調簡單、對胃腸有保護和治療作用的早餐代餐粉，并為相關產品確定最佳工藝參數提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山藥粉、南瓜粉、葛根粉、青木瓜粉、燕麥、蛋白粉、奶粉、桃膠，均為市售；春砂仁，購自品味軒香料；雞內金，購自同仁堂。

L600醫用離心機（湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司）；800Y高速多功能粉碎機（永康市鉑歐五金制品有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 代餐粉配方及其工藝

在參考文獻[10]及預試驗的基礎上，確定代餐粉的配方：山藥粉20%、南瓜粉12%、葛根粉12%、青木瓜粉12%、燕麥粉10%、蛋白粉12%、奶粉12%、春砂仁提取物2%、雞內金4%、桃膠4%。

參考李瑩等[11]的生產工藝，確定工藝流程：原料挑選→清洗→干燥→粉碎→過篩→稱量→配比→混料→烘烤→冷卻→混合→成品。

操作要點：山藥粉、燕麥粉、南瓜粉、青木瓜粉、葛根粉分別過篩，分裝密封保存備用；經過干燥的雞內金、桃膠放入紫外箱中殺菌45 min，然后粉碎成178，165，150，135和124 μm粉末；取100 g粉碎后的春砂仁，加入1000 mL蒸餾水，放入70 ℃水浴鍋中浸提2 h，然后過濾，濾液進行濃縮，濃縮液加入適量燕麥粉調成糊狀進行干燥，最后粉碎過篩。

1.2.2 單因素試驗

試驗以烘焙時間、烘焙溫度、粉碎粒度為三個因素，研究其對代餐粉沖調性特性的影響，每個因素設計5個水平，每個水平重復5次，具體見表1。

表1 單因素試驗因素水平表

1.2.3 正交試驗

根據單因素試驗結果，設計以時間、溫度、粉碎粒度為三因素三水平的正交試驗，通過測定理化指標和感官評價確定最佳工藝條件，其因素與水平見表2。

表2 一種早餐代餐粉工藝優化的正交試驗L9(33)因素與水平

1.2.4 驗證試驗

根據單因素試驗和正交試驗結果得出的兩個最優組合，對其進行理化測定和感官評定，最終得出最佳熟化工藝條件。

1.3 理化指標與感官評價

1.3.1 溶解度指數

參照Abbasi等[12]的方法并加以修改。準確稱取5 g樣品，置于50 mL小燒杯中，加入30 mL蒸餾水溶解。為了使樣品完全溶解、避免形成結塊，用磁力攪拌器攪拌，室溫下30 min。攪拌完成后將溶液完全轉移至50 mL容量瓶中，用蒸餾水定容至刻度，充分搖勻。取10 mL該液體，放入離心管中，按3000 r/min離心10 min。離心完成后將上清液完全轉入稱量瓶中，在105℃鼓風干燥箱中烘至恒重，冷卻后稱其質量，按式（1）計算溶解度指數DSI。

式中：DSI為試樣溶解度指數，%；M為上清液中固形物質量，g；M1為樣品質量，g；B為代餐粉含水量，%。

1.3.2 穩定性指數

參考孫玉清等[13]的方法并加以修改。準確稱取5 g樣品，置于100 mL量筒中，用溫水調成糊狀，再加入40 mL沸水于燒杯中，邊加邊攪拌，靜置5 min，按式（2）計算比值K。K值越大，說明沖調穩定性越好。

式中：K為穩定性指數；H為沖調液總高度，cm；h為上清液高度，cm。

1.3.3 潤濕性的測定

參考陳琳等[14]的方法并加以修改。精確稱取5 g樣品，用溫水調成糊狀，在燒杯中加80 mL沸水，邊加邊攪拌，靜置10 min，然后用篩網進行過濾。取5 mL濾液，加入蒸餾水稀釋5倍，測定其透光率，其透光率為樣品透光率；再取一部分濾液，在沸水中加熱20 min，冷卻后取5 mL溶液稀釋5倍，測定其透光率，其透光率作為對照樣品透光率；樣品透光率與對照樣品透光率的比值定義為濾液的潤濕性指標。比值越高，潤濕性越好；比值越低，潤濕性越差。潤濕性按式（3）計算。

1.3.4 感官評價

參考張康逸等[15]代餐粉感官評價的方法并加以修改。選20名有經驗的評價員組成評價小組，在進行品評時隨機放置，分別對代餐粉的色澤、口感、氣味、沖調性進行綜合評價，結果取平均值。評定標準見表3。

表3 代餐粉的感官評價標準

1.4 數據處理

將溶解度指數、穩定性指數、濕潤性指數求和作為理化性指標，結合感官評價考察其沖調性，采用SPSS 22進行數據處理，采用Origin 2018進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果與分析

2.1.1 烘焙時間對代餐粉沖調性的影響

由圖1可知：在3～4 min，隨著烘焙時間的增加，理化指標與感官指標均呈線性增長，這可能是因為210 ℃的烘焙溫度為山藥、葛根等材料中的淀粉糊化提供了能量，使顆粒吸水膨脹，晶體結構消失，最后淀粉粒解體進入到溶液中，膨脹的淀粉粒比原來的淀粉大50～100倍，這些顆粒相互纏繞，使淀粉的糊化程度隨時間變化[16]；在4～4.5 min時，代餐粉中的淀粉糊化大致到達完全狀態，此時理化指標以及感官評價呈現相對最大值；在4.5～5 min，理化指標以及感官評價開始降低，這可能是因為烘焙時間過久，大多數物料烘烤過度[17]，導致淀粉粉糊化度下降，蛋白質、脂類等營養物質遭到破壞，產生異味物質。考慮到代餐粉的顏色、香味以及糊化度，最佳烘焙時間選擇4.5 min。

圖1 烘焙時間對代餐粉沖調性的影響

2.1.2 烘焙溫度對代餐粉沖調性的影響

淀粉的糊化程度取決于溫度的原因在于淀粉的粒子結構是由非晶體和晶體通過氫鍵結合起來，較低的烘焙溫度所提供的能量能夠使非晶體不穩定，卻不足以影響穩定的晶體部分。如圖2所示：當烘焙溫度為190 ℃時，代餐粉中淀粉的糊化程度不夠，隨著烘焙溫度的升高，也總有一部分未糊化的淀粉存在，這導致代餐粉的溶解度與穩定性等理化指標與感官評價偏低；在200～210 ℃，理化指標和感官評價均呈現顯著的快速提高并且達到峰值，這可能是因為主要原料山藥中的淀粉顆粒存在一個典型的二段膨脹過程[18]，隨著烘焙溫度的升高，有一個迅速膨脹的過程，可快速達到完全糊化。隨著烘焙溫度持續升高，淀粉糊化過度，代餐粉中營養物質也遭到破壞，理化指標和感官評價呈下降趨勢。因此最佳烘焙溫度取210 ℃。

圖2 烘焙溫度對代餐粉沖調性的影響

2.1.3 粉碎粒度對代餐粉沖調性的影響

由圖3可見：粉碎粒度在178 μm和165 μm時，代餐粉表現出更好的溶解性、穩定性以及濕潤性，理化指標較高。這可能是因為代餐粉粉碎粒度較大，與水的接觸面較大，顆粒之間相互不粘黏，從而提高了溶解度，體現了更好的分散性，有利于沖調；反之，粉碎粒度在135 μm和124 μm時粉碎粒度太小，顆粒之間間隙較小，與水的接觸面較小，在濕潤的瞬間表面部分容易相互粘黏，從而形成一層致密的膠狀膜，其隔斷了未濕潤的顆粒與水的接觸，導致結塊，不利于沖調[19]。但從感官評價角度分析，粉碎粒度大會導致代餐粉口感粗糙、不細膩。綜上考慮，粉碎粒度取135 μm為宜。

圖3 粉碎粒度對代餐粉沖調性的影響

2.2 正交試驗結果與分析

由表4可知，影響代餐粉沖調性的主次因素依次為烘焙時間＞烘焙溫度＞粉碎粒度。代餐粉中淀粉糊化過程的兩個主要影響因素（烘焙溫度和烘焙時間）在很大程度上決定了代餐粉的品質。當然，淀粉糊化是一個十分復雜的化學反應[20]，淀粉的糊化特性與淀粉的品種[21]、不同生長環境[22]及產品的成分[23]包括蛋白質、脂類[24]、直鏈淀粉含量有關。通過分析，理化指標顯示的最優組合為A2B3C1，感官評價顯示的最優組合A3B2C1。為了使試驗結果更加可靠，對這兩組最優組合設計驗證試驗，粉碎粒度著重考慮感官評價的因素，為了使口感細膩又具備較好的沖調性，兩個最優組合同時取135 μm進行試驗，以確定最佳熟化工藝條件。

表4 正交試驗結果

2.3 驗證試驗

驗證試驗結果如表5所示。通過比較理化指標與感官評價的數值，結果發現A3B2C2試驗結果均優于A2B3C2，故最終確定該代餐粉最佳熟化工藝條件為烘焙時間4.5 min、烘焙溫度210 ℃、粉碎粒度135 μm。此工藝下制作的代餐粉，沖調性較好，口感細膩。

表5 驗證試驗結果

3 結論

從現代社會人們因時間緊迫而降低早餐質量的現象作為構思起點，從調養胃腸的代餐粉功能角度設計配方，以溶解度、穩定性、濕潤性為理化指標及感官評價為考察指標，采用單因素試驗確定烘焙時間、烘焙溫度以及粉碎粒度的最佳范圍，再在此基礎上進行三因素三水平的正交試驗以及驗證試驗，對該早餐代餐粉的熟化工藝進行探究。最終確定的最佳熟化工藝條件為烘焙時間4.5 min、烘焙溫度210 ℃、粉碎粒度135 μm，為相關產品工藝探究提供參考。此工藝制作的早餐代餐粉，沖調性好、口感細膩、營養均衡且具有養胃的保健功能。