富硒黑米代餐粉的研发

杨碧颖，周 琼

（安康学院现代农业与生物科技学院，陕西 安康 725000）

黑米中主要营养成分有蛋白质、植物脂肪、维生素、矿物质、植物多酚、膳食纤维等[1]，其含有的花青素类化合物（又称花色苷)）作为一种天然可食用色素，具有抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血脂等诸多功效[2]。李时珍在《本草纲目》中记载“常食黑豆，可百病不生”，富含VE及大豆异黄酮的黑豆[3]，具有美容养颜、抗衰老、预防癌症及心血管疾病的功效。因此，黑豆在食用和药用两方面也被广泛应用[4]。

使用木糖醇代替传统蔗糖，加以魔芋精粉可调节人体胃肠环境。魔芋中有大量的葡萄甘露聚糖和膳食纤维，人食用之后会产生饱腹感[5]。而膳食纤维能够促进胃肠蠕动，减少食物在肠道中的停留时间，同时能减少肠道对于脂肪的吸收，可以有效改善肠内菌群、通便润肠，还可以预防肠道和冠状动脉硬化等疾病的发生。

硒是人体内必需的微量元素之一。世界上六分之一国家都处于缺硒地区。在中国境内，位于硒不足或低硒地区的省份有22个。人体摄取适量的硒后，不但能够提高机体免疫能力，维持人体内心、肝、肺、胃等重要器官的正常运转，而且可以有效地预防肝病、肿瘤、老年性心脑血管疾病等。由于人体内不存在能长期储存硒的器官，故有必要从饮食中持续获得足量的硒。

安康市三分之二土地都富含硒元素，因此成为全国最大的富硒带[6]。具有得天独厚自然地理优势的安康在硒资源开发方面也具有很强的优势。本试验选取“中国硒谷”陕西安康境内生产的黑米和黑豆，以确保产品的硒含量。黑米、黑豆作为药食兼用的产品，有极高的营养价值，是走进人们餐桌的优质谷物。黑米和黑豆的可生长地域广，如若辅以安康天然富硒资源，则功效兼具，有极大的种植及产品开发的优势[6]。

本试验以富硒黑米、富硒黑豆为主料，木糖醇、魔芋精粉为配料，黑芝麻、花生、百合及莲子为辅料制成富硒黑米代餐粉。以产品感官评分为评价指标，在单因素试验基础上优化富硒黑米代餐粉配方，以期为陕西安康富硒黑米、富硒黑豆以及代餐粉类产品的后续开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

富硒黑米、富硒黑豆、魔芋精粉均产自陕西安康，莲子、百合产自福建宁德，木糖醇产自广东广州，黑芝麻产自江西上饶，花生产自吉林松原。

硝酸、高氯酸、盐酸、氢氧化钠、硼氢化钠为优级纯，铁氰化钾、过氧化氢为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

LC-AFS.6500型液相色谱-原子荧光联用仪，购自北京海光仪器有限公司；Mars6型微波消解仪，购自美国CEM公司；EHD-24型石墨消解设备，购自北京东航科仪仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工艺流程

原料清洗→烘干处理→低温炒香→粉碎过筛→混合调配

1.2.2 操作要点

以富硒黑米和富硒黑豆为主料，黑芝麻、花生、百合、莲子为辅料，木糖醇、魔芋精粉为配料，通过单因素试验和正交试验研制富硒黑米代餐粉。选取优质的富硒黑米、富硒黑豆、黑芝麻、花生、百合以及莲子，清洗干净后放入电热鼓风干燥箱进行烘干处理，然后将烘干后的原料低温炒香后，分别放入高速万能粉碎机中进行粉碎，过100目筛，最后将所得的富硒黑米粉、富硒黑豆粉、黑芝麻粉、花生粉、百合粉、莲子粉与木糖醇、魔芋精粉按比例进行混合调配[7]。

1.2.3 单因素试验设计

分别研究不同添加量的富硒黑米粉、富硒黑豆粉、木糖醇以及魔芋精粉对富硒黑米代餐粉感官品质的影响规律及其适量的添加范围。

1.2.3.1 富硒黑米粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

固定富硒黑豆粉6 g、木糖醇6 g、魔芋精粉0.1 g、黑芝麻粉3 g、花生粉3 g、百合粉1 g和莲子粉0.8 g，向其中分别添入6、8、10、12、14 g的富硒黑米粉，对所得的代餐粉进行感官评价，筛选出富硒黑米粉的适宜添加量。

1.2.3.2 富硒黑豆粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

固定富硒黑米粉9.9 g、木糖醇6 g、魔芋精粉0.1 g、黑芝麻粉3 g、花生粉3 g、百合粉1 g、莲子粉0.8 g，向其中分别添入4、6、8、10、12 g富硒黑豆粉，对所得的代餐粉进行感官评价，筛选出富硒黑豆粉的适宜添加量。

1.2.3.3 木糖醇添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

固定富硒黑米粉9.9 g、富硒黑豆粉6 g、魔芋精粉0.1 g、黑芝麻粉3 g、花生粉3 g、百合粉1 g和莲子粉0.8 g，向其中分别添入4、5、6、7、8 g的木糖醇，对所得的代餐粉进行感官评价，筛选出木糖醇的适宜添加量。

1.2.3.4 魔芋精粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

固定富硒黑米粉9.9 g、富硒黑豆粉6g、木糖醇6 g、黑芝麻粉3 g、花生粉3 g、百合粉1 g和莲子粉0.8 g，向其中分别添入0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 g的魔芋精粉，对所得的代餐粉进行感官评价，筛选出魔芋精粉的适宜添加量。

1.2.4 正交试验设计

在单因素试验基础上，确定富硒黑米粉、富硒黑豆粉、木糖醇和魔芋精粉为影响富硒黑米代餐粉感官品质的主要因素，以产品感官评分为评价指标进行L9(34)正交试验，固定黑芝麻粉、花生粉各2.5 g，百合粉、莲子粉各0.8 g，进一步探究富硒黑米代餐粉各物料配方组合的最适添加量，以得出富硒黑米代餐粉的最佳配方。正交试验因素与水平见表1。

表1 正交试验因素与水平设计Table 1 Factors and levelsof orthogonal test

1.2.5 验证试验

结合对上述富硒黑米代餐粉的正交试验的分析，进一步对富硒黑米代餐粉的最佳配方进行验证试验，重复验证试验总共进行3次。重复验证后，若试验结果的平均值均高于正交试验中的绝大多数试验组合，则说明关于富硒黑米代餐粉的正交试验确定的配方得出的感官评价数据可信可靠，产品感官品质稳定可行。

1.2.6 感官评价

参照文献[8]，由8名具有感官评定经验的老师组成感官评定小组，分别从富硒黑米代餐粉的颜色、风味、滋味与口感、冲调性四方面进行感官评定，评价标准见表2。

表2 富硒黑米代餐粉感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteriaof selenium-enriched balck rice meal replacement powder

1.2.7 理化性质及硒含量测定

1.2.7.1 润湿下沉性

将称量好的30.0 g富硒黑米代餐粉成品均匀分布在200 mL、25℃的水面上，观察并记录静置及外力搅拌情况下代餐粉完全浸润下沉的时间[9]。

1.2.7.2 速溶性

使用200 mL、100℃沸水对30.0 g富硒黑米代餐粉成品进行冲调试验，辅以顺时针搅拌，观察并记录溶解速度[10]。

1.2.7.3 硒含量

参考李红蕊[11]的方法测定。计算公式如下：

式中：X为试样中的硒含量，mg/kg；C为试样溶液中硒的质量浓度，μg/L；C0为空白溶液中硒的质量浓度，单位为μg/L；V为试样消解液的总体积，mL；M为试样称样质量，g；1 000为换算系数。

1.2.8 数据处理

利用Excel 2010进行数据整理汇总、极差分析及显著性分析，并使用Word 2010进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 原料硒含量的测定结果

硒标准曲线见图1。根据图1可知，硒标准曲线方程为y=123.4x+48.879，相关系数R=0.999，相关系数良好，可用于硒含量的测定。

图1 硒标准曲线Fig.1 Seleniumstandard curve

使用原子荧光光谱法对黑米、黑豆分别进行检测，测得黑米的硒含量为0.155 mg/kg，黑豆的硒含量为2.191 mg/kg。

陕西省地方标准DB 61/T 556—2018《富硒含硒食品与相关产品硒含量标准》[12]中规定：当农产品中植物粮食类产品的硒含量≥0.05 mg/kg时，可被称为富硒食用农产品。对比标准可知，本文所选的黑米、黑豆均属于富硒食用农产品。

2.2 单因素试验结果

2.2.1 富硒黑米粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

根据图2可知，随着富硒黑米粉添加量持续增大，数据评分呈现出先升后降的趋势。结果表明，富硒黑米粉对代餐粉口感或风味的改变具有一定作用。随着富硒黑米粉中的淀粉含量不断增大，产品过于黏稠，从而导致入口不适，使得产品的感官品质降低。因此，10 g为富硒黑米粉的最适添加量。

图2 富硒黑米粉添加量对产品感官品质的影响Fig.2 Effectsof Se-enriched black rice powder additions on product sensory quality

2.2.2 富硒黑豆粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

根据图3可知，随着富硒黑豆粉添加量持续增大，感官评分呈现出先升后降的趋势。结果表明，富硒黑豆粉对代餐粉口感或风味的改变具有一定作用。黑豆的加入，为产品增添了豆香味，然而添加过量则会使香味不均且难以消化，使得产品的感官品质降低。因此，6 g为富硒黑豆粉的最适添加量。

图3 富硒黑豆粉添加量对产品感官品质的影响Fig.3 Effectsof Se-enriched black bean powder additions on product sensory quality

2.2.3 木糖醇添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

根据图4可知，随着木糖醇添加量的持续增大，感官评分呈现出先升高后降低的趋势。试验结果表明，木糖醇对代餐粉口感或风味的改变具有一定作用。添加过多的木糖醇，会使产品过于甜腻，使得产品的感官品质降低。因此，6 g为木糖醇的最适添加量。

图4 木糖醇添加量对产品感官品质的影响Fig.4 Effectsof xylitol additionson product sensory quality

2.2.4 魔芋精粉添加量对富硒黑米代餐粉感官品质的影响

根据图5可知，随着魔芋精粉添加量持续增大，产品感官评分呈现出先升后降的趋势。结果表明，魔芋精粉对代餐粉口感或风味的改变具有一定作用。添加适量的魔芋精粉会使产品口感更为黏稠，添加过量则入口不顺滑，导致挂口情况的出现，使得产品的感官品质降低。因此，0.3 g为魔芋精粉的最适添加量。

图5 魔芋精粉添加量对产品感官品质的影响Fig.5 Effects of konjac fine powder additions on product sensory quality

2.3 正交试验结果

正交试验结果见表3。根据表3可知，将富硒黑米代餐粉感官评分作为考察指标，各因素对成品感官品质影响的主次顺序为B（富硒黑豆粉添加量）＞A（富硒黑米粉添加量）＞C（木糖糖含量）＞D（魔芋精粉添加量）。由此可知，富硒黑豆粉添加量对富硒黑米代餐粉的影响最大，富硒黑米粉添加量影响次之，然后是木糖醇添加量和魔芋精粉添加量。结合k值分析得出，富硒黑米代餐粉的最佳组合为A2B2C3D2。

表3 正交试验结果Table 3 Results of orthogonal experiment

2.4 验证试验结果

验证试验及结果参见表4。

表4 验证试验及结果Table 4 Repeated verification tests and results

根据表4并结合正交试验的极差分析结果可知：本产品的最佳配方组合为A2B2C3D2，即在产品定量为30.0 g的情况下，富硒黑米粉10.0 g（质量占比为33.33%），富硒黑豆粉6.0 g（质量占比为20.00%），木糖醇7.0 g（质量占比为23.33%），魔芋精粉0.4 g（质量占比为1.33%），黑芝麻粉2.5 g（质量占比为8.33%），花生粉2.5 g（质量占比为8.33%），百合粉0.8 g（质量占比为2.67%），莲子粉0.8 g（质量占比为2.67%）。该配方下制得的富硒黑米代餐粉的感官评分为92.61分，高于正交试验的最优组合。

2.5 成品理化性质及硒含量的测定结果

为了进一步确保产品食用的方便性及硒含量，在感官评分标准（表2）的基础上，进行润湿下沉性及速溶性的测定，并对产品的硒含量进行了测定。

2.5.1 润湿下沉性测定结果

将称量好的30.0 g富硒黑米代餐粉成品均匀分布在200 mL、25℃的水面上，在静置情况下，富硒黑米代餐粉完全浸润下沉的时间为43 s，在外力搅拌情况下富硒黑米代餐粉完全浸润下沉的时间为5 s。

在浸润下沉性试验中，富硒黑米代餐粉表现出良好的溶解性。

2.5.2 速溶性测定结果

将30.0 g富硒黑米代餐粉成品用200 mL、100℃沸水进行冲调试验，顺时针搅拌后，产品未产生团块，杯底也未见块状沉淀。

在速溶性试验中，富硒黑米代餐粉表现出良好的速溶性。

2.5.3 成品硒含量测定结果

使用原子荧光光谱法对30.0 g富硒黑米代餐粉成品进行检测，测得其硒含量为0.489 mg/kg。

陕西省地方标准DB 61/T 556—2018《富硒含硒食品与相关产品硒含量标准》[12]中规定：当预包装方便食品中其他方便食品类产品的硒含量≥0.15 mg/kg时，可被称为富硒食品。对比标准可知，本产品属于富硒食品。

3 结论

以富硒黑米、富硒黑豆为主料，木糖醇、魔芋精粉为配料，黑芝麻、花生、百合及莲子为辅料，深入探究了富硒黑米代餐粉的配方。通过单因素试验、正交试验以及验证试验，得出了产品的最佳配方为：产品定量30.0 g，富硒黑米粉10.0 g，富硒黑豆粉6.0 g，木糖醇7.0 g，魔芋精粉0.4 g，黑芝麻粉、花生粉各2.5 g，百合粉、莲子粉各0.8 g。取上述配方研发出的富硒黑米代餐粉30 g，用200 mL、100℃的沸水冲泡时，其溶解快，冲泡完成后，呈现出均匀的紫黑色且无结块现象，可闻到协调的米、豆以及黑芝麻的复合香气，入口顺滑，甜度适中，米香与豆香味浓郁。