杂粮营养健康冲调食品的研究

食品研究资料室 2019-09-09

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[摘要]为进一步开发杂粮健康食品，本研究选用玉米、燕麦、木薯等为原料，通过单因素试验确定了不同用料的配比，利用线性规划在保证营养的前提下得出最低成本的产品配方，并通过感官评价对产品配方进行优化。试验结果表明，基础配方最终为小麦胚芽粉46.5%、玉米粉7.5%、谷物糊粉层14.5%、燕麦8%、山药粉8%、木薯粉3%、木糖醇12.5%。该配方营养均衡合理，膳食纤维含量高达8.9g/100g，NRV%高达36%，达到国家高膳食纤维食品的规定；蛋白质含量高达21.8g/100g，属于高蛋白冲调食品。

[关键词]杂粮；冲调食品；线性规划；配方优化

近年来，随着人们生活水平的大幅提高，饮食日趋精细，“富贵病”也越来越普遍，一系列由膳食纤维摄入量不足以及营养素摄入不平衡引发的健康问题日益引起人们的重视。人们对食品的消费观念也逐渐发生了变化，对食品的要求不仅仅停留在感官、口感上，还越来越注重健康、养生、保健等功能[1]。谷物杂粮食品是指以谷物杂粮为原料，经加工制得的新型食品。我国古代就有“五谷为养”之说，谷物杂粮因其丰富的营养、充足的来源，在我国的膳食结构中占有举足轻重的地位。然而，目前市场上的谷物杂粮食品，因加工技术的限制，具有营养保健功能的谷物杂粮可食性较差，普遍存在膳食纤维含量低、冲调性差、结块严重、易分层、难均匀的缺点[2]。本研究集利用玉米、燕麦、木薯等杂粮薯类，科学搭配符合中国消费者的膳食标准和对营养素的需要量。产品携带方便、食用简单，丰富了营养速食食品的种类，增加了消费者营养健康食品选择的种类，迎合了人们在快节奏的社会中对膳食平衡的需求，有广阔的市场前景，同时也为我国今后杂粮食品的开发提供有益的探索。

1 材料与方法

1.1 材料

市售玉米粉、燕麦粉、红枣粉、枸杞粉、木薯粉、核桃粉、黑豆粉、黑芝麻、黑米、葡萄糖、木糖醇、聚葡糖糖、抗性淀粉等。

1.2 仪器设备

OA-10型远红外线烘箱：上海徐吉电气有限公司；高速万能粉碎机：江苏金怡仪器科技有限公司；SGSP型电热恒温隔水式培养箱：华威科创科技有限公司；BCD-183A型电冰箱：中山荣事达厨卫电器有限公司；HH-S4型数显恒温水浴锅：江苏金怡仪器科技有限公司；TB-214型分析天平：DENVER公司；PHS-3C型数字酸度：上海仪电科学仪器股份有限公司；SW-CJ-2F型双人双面净化工作台：上海柏欣仪器设备厂；LD2X-75KB型立式压力蒸汽灭菌锅：上海申安医疗器械厂；隔水式培养箱：上海一恒科学仪器有限公司；UV-2600型紫外可见分光光度计：日本岛津公司；WSC.S测色色差计：上海精密科学仪器有限公司；三维立体混合仪：常州海正化工有限公司。

1.3 工艺流程

实验技术流程见图1。

图1 实验流程

1.4 原料的筛选

通过对10余种谷物杂粮的营养成分分析，对其进行营养评估。同时兼顾其营养互补和最终冲调性，最终选择使用山药粉、燕麦粉、小麦胚芽粉、玉米粉、糊粉层、木薯粉6种谷物杂粮、薯类为主要原料。

1.5 产品模型建立

分别冲调各种原料并记录不同浓度下各原料的感官特点，确定产品模型原料的初步用量。

1.6 单因素试验

以产品模型为基础，考察不同原、辅料用量对产品感官评价的影响，优化产品基础配方。

1.7 线性规划设计产品配方

本研究采用线性规划法进行配方设计。基于单因素实验结果，在保证产品营养品质的前提下，以成本最低为原则，对各营养素指标进行限定，优化基础配方产品，设计出营养均衡合理、符合消费者习惯、能够改善不同特殊人群病理状态的营养食品[3]。计算结果由Excel软件规划求解。

1.8 产品感官评价

将样品倒入干净的白盘中，在光线充足的环境中观察产品冲调糊粉的色泽及组织形态，然后将产品倒入玻璃杯中，用80℃的开水冲泡，充分搅拌均匀后，组织10名食品专业的人员根据色泽、滋味和气味、组织形态、冲调形态及口感等指标制定感官评分表，总分100分，感官评价评定标准评分见表1[4]。

表1 感官评价标准

1.9 品质评价

产品品质评价主要从营养成分、微生物指标和理化指标3个方面进行。营养成分测定包括蛋白质、碳水化合物、脂肪、钙、铁、钠、磷等含量的测量，测定标准方法参照GB 5009.5-2016[5]、GB 5009.7-2016[6]、GB 5009.6-2016[7]、GB 5009.88-2014[8]等。

1.10 配方优化

口感的好坏是关乎产品是否被市场接受的重要依据，而甜味是影响口感的重要指标。试验在确定基础配方的前提下，进一步考察甜味剂对产品感官评价的影响。

2 结果与分析

2.1 产品模型建立

分别冲调各种原料，并进行的感官分析，各种原料不同浓度下的感官特性见表2。

表2 各种原料不同浓度下的感官特性

根据上述原料的溶解特性，结合产品适口性，产品模型各原料的添加量初步定为燕麦粉5g、山药粉5g、小麦胚芽粉5g、糊粉层5g、玉米粉5g、木薯粉1g。以此为基准，进行单因素实验，分析各原料的合适使用范围。

2.2 单因素试验结果分析

2.2.1 燕麦粉添加量对产品感官评价的影响

分析燕麦粉添加量对产品感官品质的影响。试验中设置合适的燕麦粉添加梯度，以山药粉、小麦胚芽粉、糊粉层、玉米粉、木薯粉的添加量为定值（5g、5g、5g、5g、1g），燕麦粉添加量依次为0g、1g、2g、3g、4g、5g。将其混匀，取 20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。燕麦粉添加量对产品感官评价的影响结果见图2。

燕麦粉较细腻、稍有油性、微苦、口感欠佳，可与其他原料搭配使用。由图2可以看出，燕麦粉的添加对基础配方产品的感官评价有一定影响，少量添加燕麦粉可提高产品的细腻感，另外燕麦作为杂粮中的典型代表，具有较好的降糖特性，综合评定，基础配方燕麦较适宜的添加量为1～3g。

2.2.2 玉米粉添加量对产品感官评价的影响

分析玉米粉添加量对产品感官品质的影响。试验中设置合适的玉米粉添加梯度，以山药粉、燕麦粉、小麦胚芽粉、糊粉层、木薯粉的添加量为定值（5g、5g、5g、5g、1g），玉米粉添加量依次为0g、1g、2g、3g、4g、5g。将其混匀，取 20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。玉米粉添加量对产品感官评价的影响结果见图3。

图2 燕麦粉添加量对产品感官评价的影响

图3 玉米粉添加量对产品感官评价的影响

玉米粉口感柔和，适量添加对产品的感官评分影响不大，量稍大时，产品易结块，且有少许腥味。由图3可以看出，当玉米粉添加量为1～2g时，产品感官评定较好。

2.2.3 小麦胚芽粉添加量对产品感官评价的影响

分析小麦胚芽粉添加量对产品感官品质的影响。试验中设置合适的小麦胚芽粉添加梯度，以山药粉、燕麦粉、糊粉层、玉米粉、木薯粉的添加量为定值（5g、5g、5g、5g、1g），小麦胚芽粉添加量依次为0g、5g、6g、7g、8g、9g、10g。将其混匀，取20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。小麦胚芽粉添加量对产品感官评价的影响结果见图4。

小麦胚芽粉色香味均俱佳，加入小麦胚芽粉，可迅速提高产品的感官评价，且产品的颜色逐渐柔和悦目，呈米黄色，气味香浓，当小麦胚芽粉添加量为8～9g时，产品感官评价最佳。

2.2.4 糊粉层添加量对产品感官评价的影响

分析糊粉层添加量对产品感官品质的影响。试验中设置合适的糊粉层添加梯度，以山药粉、燕麦粉、小麦胚芽粉、玉米粉、木薯粉的添加量为定值（5g、5g、5g、5g、1g），糊粉层添加量依次为0g、1g、2g、3g、4g、5g。将其混匀，取20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。糊粉层添加量对产品感官评价的影响结果见图5。

图4 小麦胚芽粉添加量对产品感官评价的影响

图5 糊粉层添加量对产品感官评价的影响

糊粉层溶解性欠佳，但不溶性膳食纤维较多，适当添加可提高产品的膳食纤维含量，增加产品的吞咽感，提高产品的功能性。由图5可以看出，糊粉层添加量在2～3g时，产品的感官评价最好。

2.2.5 山药粉添加量对产品感官评价的影响

分析山药粉添加量对产品感官品质的影响。试验中设置合适的山药粉添加梯度，以燕麦粉、小麦胚芽粉、糊粉层、玉米粉、木薯粉的含量为定值（5g、5g、5g、5g、1g），山药粉添加量依次为0g、1g、2g、3g、4g、5g混匀，取20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。山药粉添加量对产品感官评价的影响结果见图6。

山药粉颗粒粒度适中，流动性较好，用开水冲调迅速溶胀，不易结块，口感尚可，有山药特有的气味，少量添加可改善产品的溶解特性，缓解结块，但是随着添加量的增大，涩感增强，产品整体评分降低。由图6可以看出，当山药粉添加量在1～3g时，产品感官评价最好。

2.2.6 木薯粉添加量对产品感官评价的影响

分析木薯粉添加量对产品感官品质的影响，试验中设置合适的木薯粉添加梯度，以山药粉、燕麦粉、小麦胚芽粉、糊粉层、玉米粉的添加量为定值（5g、5g、5g、5g、5g），木薯添加量依次为 0g、0.3g、0.35g、0.4g、0.45g、0.5g，将其混匀，取20g加入200mL煮沸的开水，对产品进行感官评定。木薯粉添加量对产品感官评价的影响结果见图7。

图6 山药粉添加量对产品感官评价的影响

图7 木薯粉添加量对产品感官评价的影响

木薯粉含有优质膳食纤维，具有减脂、抗癌、提高人体免疫力功能，俗称“胃肠清道夫”“血清净化剂”。木薯粉的添加，不仅增加了产品的有益成分，还提高了产品的冲调稳定性，适量加入可有效改善产品分层沉降的缺陷，但是过量加入木薯粉会迅速增加产品的黏稠度，且容易结块。由图7可以看出，木薯粉的最佳添加量为0.4～0.45g。