紫薯復合代餐粉的配方優化

張 麗，周子新，陳羽洋，張文欣，朱瑩瑩

（蘇州市職業大學食品安全與營養研究中心，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粉劑產品[1]，熱量較低，同時又能對胃部產生較大的飽腹感，隨著現代社會工作節奏快，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，營養豐富，含有豐富的氨基酸、維生素、礦物質、膳食纖維和花青素等。其中，紫薯中含有的花青素具有預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防便秘作用，經常食用對預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防心血管系統脂肪堆積，保護動脈血管的彈性，促進消化道呼吸道及關節腔的潤滑作用等功能[3]。

草莓不僅富含多種營養素，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的藥食同源的食物，具有很好的抗衰、補血和美容的功效。黑芝麻中含有豐富的維E，可延緩衰老?，F代研究發現，核桃中的磷脂有補腦健腦的作用，黑芝麻油含有的不飽和脂肪酸，有防治動脈硬化的功效。黑芝麻油中不飽和脂肪酸ω-3 有利于增強人體的記憶力，促進腦功能的開發，有很好的補腦作用[5]。

以紫薯粉為主要原料，并與草莓粉和黑芝麻粉等原料復配，通過單因素試驗和正交試驗優化復合代餐粉的配方，以期制備一種風味獨特、味道濃郁，集營養和保健為一體的新型食品，給代餐食品的開發提供思路。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

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 儀器和設備

FA 2004 B 型精密電子天平，上海佑科儀器儀表有限公司產品；GZX-9146 MBE 型數顯鼓風干燥箱；SK 2105 型電磁爐；SMART SENSOR 型紅外溫度槍，廣東省東莞萬創電子制品公司產品；稱量瓶、燒杯、溫度計、量筒、攪拌棒、紙杯等，均為市售。

1.3 紫薯復合代餐粉加工工藝流程

1.4 單因素試驗

（1）預試驗。以感官評價標準嘗試多種搭配組合和配方比例，經過感官評價最終確定基礎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。將每個因素做5 個水平設置，紫薯粉用量設置為1.9，2.0，2.1，2.2，2.3 g；草莓粉用量設置為1.1，1.2，1.3，1.4，1.5 g；黑芝麻粉用量設置為0.9，1.0，1.1，1.2，1.3 g；核桃粉用量設置為0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 g；魔芋粉用量設置為0，0.1，0.2，0.3，0.4 g；木糖醇用量設置為0.1，0.2，0.3，0.4，0.5 g；奶粉用量設置為2.9，3.0，3.1，3.2，3.3 g；腰果用量設置為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 g；榛子仁用量設置為1.0，1.5，2.0，2.5，3.0 g；巴旦木用量設置為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，充分攪拌，并逐一進行感官評價，將每個因素得分最高的水平選出，確定最佳單因素用量。

1.5 紫薯復合代餐粉正交試驗

在單因素結果的基礎上進行正交試驗，選擇粉劑里對代餐粉感官評分影響較大用量，以感官評分表為標準，對其進行正交試驗，優化紫薯復合代餐粉的配比。

1.5.1 粉劑的正交試驗

通過代餐復合粉的調配的單因素試驗，基本可以確定影響復合代餐粉色澤和口感的各因素的較優水平，為進一步優化復合代餐粉的配方，以紫薯粉用量、草莓粉用量、魔芋粉用量和奶粉用量為4 個主要影響因素，以紫薯代餐復合粉感官品質評分為考查指標，進行L9（34）正交試驗，通過正交試驗結果篩選粉劑的最佳配方。

粉劑配方的正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 粉劑配方的正交試驗因素與水平設計/g

1.5.2 堅果的正交試驗

在紫薯復合代餐粉粉劑正交試驗結果的基礎上，進行堅果配方的正交試驗。分別對巴旦木、榛子仁、腰果進行三因素三水平正交試驗，對試驗數據進行數據分析，比較分析結果找出最佳原輔料配比。對代餐粉感官影響最大的用量，對其進行優化正交試驗。

堅果配方的正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 堅果配方的正交試驗因素與水平設計/g

1.6 產品品質指標

1.6.1 感官評價

選擇15 名感官評定人員組成評審小組，采用表3的感官評定方法，對不同配比的紫薯復合粉的色澤、風味、滋味、組織形態、沖調性5 個指標進行評價和打分，取平均值，感官評價總分為100 分。

紫薯復合代餐粉感官評定指標見表3。

表3 紫薯復合代餐粉感官評定指標

1.6.2 理化性質測定

總糖含量的測定采用GB 5009.7—2016，蛋白質含量的測定采用GB 5009.5—2016，脂肪含量的測定采用GB 5009.6—2016，鈉含量的測定采用GB 5009.91—2016，水分含量測定采用GB 5009.3—2016 測定。

1.7 數據分析

感官評分結果用SPSS18.0 軟件統計，采用單因素方差分析和LSD 多重比較進行差異顯著性檢驗，結果以平均數±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 粉劑單因素試驗確定

2.1.1 紫薯粉用量對代餐粉感官評分的影響

紫薯粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖1。

圖1 紫薯粉用量對代餐粉感官評分的影響

由圖1 可知，隨著紫薯粉用量逐漸增大，紫薯復合代餐粉的感官評分呈現先上升后下降的趨勢，紫薯粉是該項目中的主要原料，其色澤、風味和口感對產品品質有著重要的影響，過多或者過少都會影響口感。根據試驗結果，選擇紫薯粉用量2.1，2.2，2.3 g 為正交試驗考查水平。

2.1.2 草莓粉用量對代餐粉感官評分的影響

草莓粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖2。

圖2 草莓粉用量對代餐粉感官評分的影響

由圖2 可知，隨著草莓粉用量逐漸變大，感官評分呈現先上升后下降的趨勢，在1.2～1.4 g 呈現上升趨勢，經過分析原因可能為草莓粉對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，使代餐粉呈現較強酸味，口感下降，導致曲線呈下降趨勢，因此后期試驗中選擇草莓粉用量1.2，1.3，1.4 g 為正交試驗考查水平。

2.1.3 核桃粉用量對代餐粉感官評分的影響

核桃粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖3。

圖3 核桃粉用量對代餐粉感官評分的影響

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

2.1.4 黑芝麻粉用量對代餐粉感官評分的影響

黑芝麻粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖4。

圖4 黑芝麻粉用量對代餐粉感官評分的影響

由圖4 可知，隨著黑芝麻粉用量逐漸變大，感官評分呈現先上升后下降的趨勢，在0.9～1.1 g 呈現上升趨勢，經過分析原因可能為黑芝麻的香氣對黑豆復合代餐粉在感官品質方面有一定改善。但是在1.1 g 之后，黑芝麻粉獨特的口感和顏色促使黑豆復合代餐粉的感官品質出現不好的反響，導致曲線呈下降趨勢，因此后期試驗中選擇黑芝麻粉用量為1.1 g。

2.1.5 魔芋粉用量對代餐粉感官評分的影響

魔芋粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖5。

圖5 魔芋粉用量對代餐粉感官評分的影響

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

2.1.6 木糖醇用量對代餐粉感官評分的影響

木糖醇用量對代餐粉感官評分的影響見圖6。

圖6 木糖醇用量對代餐粉感官評分的影響

由圖6 可知，隨著木糖醇的增加，復合代餐粉的感官品質評分先升高后降低，當木糖醇用量為0.2 g時，感官品質評分最高。因此，后期試驗中選擇木糖醇用量為0.2 g。

2.1.7 奶粉用量對代餐粉感官評分的影響

奶粉用量對代餐粉感官評分的影響見圖7。

圖7 奶粉用量對代餐粉感官評分的影響

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

2.1.8 腰果用量對代餐粉感官評分的影響

腰果用量對代餐粉感官評分的影響見圖8。

圖8 腰果用量對代餐粉感官評分的影響

由圖8 可知，腰果的增加可以提高紫薯復合代餐粉的營養價值，增加咀嚼的口感，所以一定量的腰果添加會提高復合代餐粉的感官品質，但是用量超過2.0 g 后，感官品質呈下降趨勢，可能是腰果的顆粒較多會影響復合代餐粉的整體口感，故后期試驗選擇腰果用量1.5，2.0，2.5 g 為正交試驗考查水平。

2.1.9 榛子仁用量對代餐粉感官評分的影響

榛子仁用量對代餐粉感官評分的影響見圖9。

圖9 榛子仁用量對代餐粉感官評分的影響

由圖9 可知，和腰果一樣，榛子仁的添加可以提高紫薯復合代餐粉的營養價值，增加咀嚼的口感，但是用量超過2 g 后，感官品質呈下降趨勢，故后期試驗選擇榛子仁用量1.5，2.0，2.5 g 為正交試驗考查水平。

2.1.10 巴旦木用量對代餐粉感官評分的影響

巴旦木用量對于復合代餐粉感官品質的影響見圖10。

圖10 巴旦木用量對代餐粉感官評分的影響

由圖10 可知，巴旦木的添加可以提高紫薯復合代餐粉的營養價值，增加咀嚼的口感，但是用量超過1.0 g 后，感官品質呈下降趨勢，故后期試驗選擇巴旦木用量0.5，1.0，1.5 g 為正交試驗考查水平。

2.2 粉劑正交試驗確定最佳配比

以紫薯粉用量、草莓粉用量、魔芋粉用量和奶粉用量為4 個因素，每個因素分別選取3 個水平，進行正交試驗。

紫薯復合代餐粉粉劑正交試驗結果見表4。

由表4 可知，各因素對于復合代餐粉成品感官品質的影響程度排序為紫薯粉用量＞魔芋粉用量＞草莓粉用量＞奶粉用量，即紫薯粉用量的影響最大，其次是魔芋粉和草莓粉用量，奶粉用量的影響最小；復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。對正交試驗優化所得的最佳配方進行3 次驗證，感官評分的平均值為94.3 分，表明此種配方口感最佳。

表4 紫薯復合代餐粉粉劑正交試驗結果

2.3 堅果正交試驗確定最佳配比

根據單因素試驗結果，選擇腰果用量、榛子仁用量和巴旦木用量3 個因素，每個因素選擇3 個水平，進行正交試驗，對紫薯復合代餐粉的堅果配方進行優化。

紫薯復合代餐粉堅果正交試驗結果見表5。

表5 紫薯復合代餐粉堅果正交試驗結果

由表5 可知，影響紫薯復合代餐粉的因素主次順序為A'＞B'＞C'，最優配比水平為A'2B'3C'2。因此，紫薯復合代餐粉中堅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，對正交試驗優化所得的最佳配方進行3 次驗證，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 進行沖調，對所得的代餐粉進行感官評分，3 次評分平均值為96.2 分，表明此種配方口感較好。

2.4 固體粉末的溶解性

對所配置的固體粉末在不同溫度的水溫下進行溶解性的測定，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，可以達到速溶的標準。因此在食用時，采用100 ℃水溫沖泡，適當攪拌進行溶解，所得成品的稠度均勻，無沉淀結塊現象。

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 理化性質分析

根據GB 5009 系列，每1 份（13.8 g）中有總糖含量為2.12 g，蛋白質含量為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 結論

正交優化試驗結果表明，各因素對紫薯復合代餐粉感官品質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，最終確定紫薯復合代餐粉的最優配方為紫薯粉用量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，且口感細膩、營養豐富，是一種優質的休閑代餐食品。在食用時，采用100 ℃開水沖泡，適當攪拌可獲得最佳口感。