参苓谷物冲调粉的研制及工艺优化

张超文，谢梦洲，*，王亚敏，朱建平，向茗

（1.湖南中医药大学，湖南 长沙 410208；2.湖南省药食同源功能性食品工程技术研究中心，湖南 长沙 410208；3.抗肿瘤中药创制技术湖南省工程研究中心，湖南 长沙 410007）

参苓白术散具有改善食欲、减轻症状等治疗癌性恶病质的作用，可贯穿于肿瘤治疗的各个阶段[1]，而参苓谷物冲调粉是以中药配方参苓白术散加减经提取浓缩、喷雾干燥后而制得的中药浸膏粉为主要原料，再辅以健脾养胃的各类谷物，而研制的一种具有改善癌因性疲乏，提高人体免疫力的便捷式冲调食品。然而在口感上，经喷雾干燥后的浸膏粉味道苦涩且有一定酸味，因此该冲调粉在研制过程当中需借助于一些口感较佳的天然谷物配料来调整口感，才能成为一款既具功效，又口感较佳的营养冲调粉。

黑米又称紫米、乌米，被誉为“补血米”、“长寿米”。黑米是黑稻去皮得到的糙米，含有生物碱类、甾醇类、蘸酮类、花青素、强心甙和甙类等生物活性物质，具有提高机体非特异性免疫功能，增强抗病能力及抗过敏等活性[2]。隋新等[3]对黑米的营养价值、药用价值进行归纳分析后，认为黑米对缺铁性贫血、高脂血症、脚气病、哮喘、斑疹过敏性皮肤炎、肝炎、风湿等具有一定辅助疗效。黑豆又称“乌豆”，味甘性平，具有多种营养和保健功能，有“植物蛋白之王”之称。黑豆中的蛋白质含量大多接近50%，远高于大豆与黄豆[4]。黑豆种皮中含有的花色苷，为类黄酮成分，在人体中发挥抗氧化作用，且种皮中花青素含量较丰富，其中花青素还具有抗癌作用、降低心血管疾病的作用[5]。苦荞麦是我国传统的小杂粮之一，含有丰富的营养及较多的芦丁、槲皮素等黄酮类物质及矿物质元素硒[6]。其中黄酮类物质主要为芦丁，约占其总黄酮的85%[7]。苦荞黄酮具有清除自由基与抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血压、降血脂、预防动脉硬化及保护心血管等作用[8]。硒是联合国卫生组织确定的人体必需的微量元素，同时是该组织目前唯一认定的抗癌防癌元素，人体缺硒会造成重要器官的机能失调，因此苦荞可作为人体获取硒元素的重要来源。

该试验旨在研制一种感官品质最优的参苓谷物冲调粉，并对其配方进行优化，以便为该产品进行更深入的开发利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

苦荞：山西雁门清高食业有限责任公司；黑豆、粳米：家润多超市；黑米：燕之坊旗舰店；葛根粉、魔芋粉：大姚御春农食品有限公司；全脂奶粉、木糖醇、紫薯粉、红枣粉均为市售食品级。

ME1002E/02 电子分析天平：上海梅特勒-托利多仪器有限公司；G70F20CN3L-C2（B0）电子微波炉：广东格兰仕微波生活电器制造有限公司；ST-515Y 高速万能粉碎机：瑞安市赛特机电有限公司；WL-300 红外水分测定仪：深圳冠亚水分仪科技有限公司；100 目筛网：台州跃阳贸易有限公司。

1.2 参苓谷物冲调粉配方的研制

采用单因素试验和正交试验，研究参苓谷物冲调粉的调配配方。将莲子、薏苡仁、苦荞、黑豆、黑米、粳米通过微波熟化，冷却后，粉碎过100 目筛。首先通过预试验确定苦荞、黑豆、黑米、粳米的添加范围，按添加比例做等级，确定基础谷物配方，然后利用单因素试验研究葛根粉、魔芋粉、奶粉、木糖醇等添加量对参苓谷物冲调粉的感官品质影响，再利用正交设计试验得出参苓谷物冲调粉感官品质最佳的调配配方。

1.2.1 参苓谷物冲调粉基础谷物配方组成设计

将产品谷物量定为40 g，参苓健脾配方中药粉固定为12 g，由于莲子、薏苡仁淀粉含量高，营养价值高，口感较好，因此将其从参苓健脾配方粉中摘除，直接用于作为谷物冲调粉的基础谷物原料，且二者固定为10 g（莲子 5 g，薏苡仁 5 g），其余谷物如苦荞、黑豆、黑米、粳米共 30 g。各物料按质量比 1 ∶2 ∶3 来调配并对外观、口感、冲调性的影响进行等级一致性检验，由好至差按等级排列成9～1，最好者定为9，最差者定为1，原料比例分数对粉剂质量的影响见表1。

表1 原料比例分数对粉剂质量的影响（m=3，n=9）Table 1 Effect of raw material proportion on the quality of powder

将表1中外观、口感、冲调性的评分等级和平方（Ri2）代入以下公式，计算S=∑Ri2-（∑Ri）2/n 及X2=12S/mn（n+1）。其中，m=3，n=9。结果表明 S=468，X2=20.8。根据 v=8，查表得 X20.05(8)=15.507，可知 X2＞X20.05(8)，表明 P＜0.05，提示检验结果有统计意义，即各原料比例对外观、口感、冲调性有显著性差异。根据表1中数据综合评价，A2∶B2∶C3∶D1最好，即较优原料配方组成为苦荞7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g。

1.2.2 辅料最佳比例单因素试验设计

单因素试验中，分别考察添加不同质量魔芋粉、葛根粉、奶粉、木糖醇对参苓谷物冲调粉品质的影响。将4 种成分的添加量分别设置为合适的梯度，除了变化考察的因素，其他物质添加量作为定值，选择出各组分最优的添加量。依次考察魔芋粉、葛根粉、奶粉、木糖醇的添加量对该产品感官品质的影响。

1）以葛根粉添加量作为单因素研究对象。试验中以魔芋粉、奶粉、木糖醇的添加量作为定值，葛根粉的添加量依次为 3、4、5、6、7 g 5 个水平。将各粉混匀，倒入80 ℃以上开水静置3 min 后搅拌均匀，并对产品进行感官评定，考察葛根粉添加量对参苓谷物冲调粉感官品质的影响。

2）以魔芋粉添加量为单因素作为研究对象。以葛根粉、奶粉、木糖醇的添加量为定值，魔芋粉的添加量依次为 1、1.5、2、2.5、3 g 5 个水平。将各粉混匀，倒入80 ℃以上开水静置3 min 后搅拌均匀，并对产品进行感官评定，考察魔芋粉添加量对参苓谷物冲调粉感官品质的影响。

3）以奶粉添加量为单因素作为研究对象。以魔芋粉、葛根粉、木糖醇的添加量为定值，魔芋粉的添加量依次为 1、1.5、2、2.5、3 g 5 个水平。将各粉混匀，倒入80 ℃以上开水静置3 min 后搅拌均匀，并对产品进行感官评定，考察奶粉添加量对参苓谷物冲调粉感官品质的影响。

4）以木糖醇添加量为单因素作为研究对象。以魔芋粉、葛根粉、奶粉的添加量为定值，木糖醇的添加量依次为 1、3、5、7、9 g 5 个水平。将各粉混匀，倒入 80 ℃以上开水静置3 min 后搅拌均匀，并对产品进行感官评定，考察木糖醇添加量对参苓谷物冲调粉感官品质的影响。

1.2.3 参苓谷物冲调粉的感官评分标准

感官评分标准见表2。

表2 感官评分表Table 2 Sensory scoring scale

续表2 感官评分表Continue table 2 Sensory scoring scale

选20 名评审员（本次感官评定评审员皆为学校食品、药品相关专业教师）对参苓谷物冲调粉进行感官评定。评定项目有外观（A）、风味（B）、口感（C）和冲调性（D），各项目总分分别为100 分，感官评分（S）=0.1A+0.3B+0.4C+0.2D[9-10]。

2 结果与分析

2.1 魔芋粉添加量对产品感官品质的影响

魔芋粉添加量对产品感官品质的影响见图1。

图1 魔芋粉添加量对产品感官品质的影响Fig.1 Effect of konjac flour addition on sensory quality of products

由图1可知，随着魔芋粉添加量的逐渐增加，该冲调粉的感官评分逐渐呈现先上升后下降的趋势，在1 g～2.5 g 魔芋粉添加范围内冲调粉的感官评分呈上升趋势，表明魔芋粉对该冲调粉感官品质有一定作用；但魔芋粉的量超过2.5 g 后，感官评分呈下降趋势，但不明显，可能是因为魔芋粉的腥味影响了产品的品质。因此选择魔芋粉的最适添加量为2.5 g。

2.2 葛根粉添加量对产品感官品质的影响

葛根粉添加量对产品感官品质的影响见图2。

图2 葛根粉添加量对产品感官品质的影响Fig.2 Effect of pueraria powder addition on sensory quality of products

由图2可知，随着葛根粉添加量的逐渐增加，该冲调粉的感官评分逐渐呈现先上升后下降的趋势，在3 g～4 g 葛根粉添加范围内冲调粉的感官评分呈上升趋势，表明葛根粉对该冲调粉感官品质有一定作用，葛根粉有增强冲调粉的滑爽口感，且有增稠作用；但葛根粉也有一定苦味，因此添加的量超过4 g 后，感官评分呈下降趋势，从而影响了产品的感官品质。因此选择葛根粉的最适添加量为4 g。

2.3 全脂奶粉添加量对产品感官品质的影响

全脂奶粉添加量对产品感官品质的影响见图3。

图3 全脂奶粉添加量对产品感官品质的影响Fig.3 Effect of whole milk powder addition on sensory quality of products

由图3可知，随着全脂奶粉添加量的逐渐增加，该冲调粉的感官评分逐渐呈现先上升后下降的趋势，在1 g～2.5 g 范围内冲调粉的感官评分呈上升趋势，表明全脂奶粉对该冲调粉感官品质有一定提升作用，在于全脂奶粉有提升产品香味，并增强产品细腻口感；当添加量超过4 g 后，感官评分呈下降趋势，添加量过多可能导致产品奶香味过重过腻，同时使产品色泽变差。因此选择全脂奶粉的最适添加量为2.5 g。

2.4 木糖醇添加量对产品感官品质的影响

木糖醇添加量对产品感官品质的影响见图4。

由图4可知，随着木糖醇添加量的逐渐增加，该冲调粉的感官评分逐渐呈现先上升后下降的趋势，在1 g～7 g 木糖醇添加范围内冲调粉的感官评分呈上升趋势，且趋势很明显，表明木糖醇对该冲调粉感官品质有较大影响，木糖醇有明显改善冲调粉感官品质的作用；但木糖醇添加量超过7 g 后，产品过于甜腻，因此感官评分呈逐渐下降趋势，从而影响了产品的感官品质。因此选择木糖醇的最适添加量为7 g。

图4 木糖醇添加量对产品感官品质的影响Fig.4 Effect of xylitol addition on sensory quality of products

2.5 参苓谷物冲调粉较优配方的确定

在单因素试验结果的基础上，为进一步研究参苓谷物冲调粉中葛根粉、魔芋粉、全脂奶粉、木糖醇的最佳添加量，得到参苓谷物冲调粉的较优配方，试验选用正交设计试验的方法，以魔芋粉、葛根粉、全脂奶粉、木糖醇的添加量作为4 个优化因素，以参苓谷物冲调粉的感官评分为指标进行四因素三水平L9（34）正交试验研究。

正交设计试验因素与水平设计见表3，正交试验结果和极差分析结果见表4，正交试验方差分析结果见表5。

表3 L9（34）正交设计试验因素与水平设计Table 3 L9（34）Orthogonal design test factors and horizontal design

表4 正交设计试验安排及试验结果表Table 4 Orthogonal design test arrangement and test results table

续表4 正交设计试验安排及试验结果表Continue table 4 Orthogonal design test arrangement and test results table

表5 正交试验因素间方差分析结果Table 5 Orthogonal design test arrangement and test results table

由表4可知，以参苓谷物冲调粉感官评分为考察指标时，各因素作用主次为D＞C＞B＞A，由此可见，木糖醇是影响该冲调粉最重要的因素，其次是全脂奶粉、葛根粉，而魔芋粉作为正交设计试验的因素之一，无统计学意义，考虑到产品成本，故选最少量。再根据K值进行进行分析，得出 A2＞A1＞A3，B3＞B1＞B2，C2＞C1＞C3，D3＞D2＞D1。

由表5方差分析结果可知，参苓谷物冲调粉中的A（魔芋粉）对产品整体统计学意义较小，B（葛根粉）、C（全脂奶粉）对整体的感官评分具有显著性，而D（木糖醇）对整体感官评分具有极显著性。这表明葛根粉、全脂奶粉、木糖醇对该冲调粉的感官品质具有重要作用。

结合正交试验的极差分析结果可知，该参苓谷物冲调粉添加的最佳配方是A2B3C2D3，即参苓谷物冲调粉总体的最佳配方是参苓健脾配方中药粉12 g，莲子5 g，薏苡仁 5 g，苦荞 7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g，魔芋粉 2.5 g，葛根粉 7 g，全脂奶粉 2.5 g，木糖醇8 g。

2.6 参苓谷物冲调粉较优配方的验证

在上述正交试验的基础上，对参苓谷物冲调粉的较优配方作进一步验证，验证试验感官评分的平均值均高于正交试验最大值，因此说明正交试验确定的配方所体现的感官品质稳定可行。

最佳配方验证试验结果见表6。

表6 最佳配方验证试验结果Table 6 Validation test results of optimum formulation

3 结论

试验利用参苓健脾配方中药粉、莲子、薏苡仁、苦荞、黑豆、黑米、粳米、葛根粉、魔芋粉、全脂奶粉、木糖醇为原料研究开发一种提高人体免疫力来减轻癌因性疲乏的便捷营养冲调粉。综上可知，经单因素及正交设计试验得出产品的最优配方为参苓健脾配方中药粉 12 g，莲子 5 g，薏苡仁 5 g，苦荞 7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g，魔芋粉 2.5 g，葛根粉 7 g，全脂奶粉2.5 g，木糖醇8 g。在正交试验的基础上，对产品的较优配方进行验证试验，其感官评分均高于正交试验结果的最高值，这表明在该配方下生产的参苓谷物冲调粉感官品质稳定性较可靠。