复合杂粮代餐粉的研制

田文静，赵东瑞，张彤，汪慧华

1. 北京农业职业学院食品与生物工程系（北京 102442）；2. 北京工商大学食品质量与安全北京实验室（北京 100048）

代餐粉是由一种或多种原辅料，按照一定的比例、方法混合调配而成的一类冲调粉剂产品。由于其营养均衡、食用方便，代餐粉已经成为现在最流行的营养代餐产品之一[1]。代餐粉产品种类丰富、原料来源广泛，有单一原料的代餐粉，如张康逸等[2]研发的青麦仁代餐粉，其风味适宜、冲调性好；也有由多种原辅料复合而成的代餐粉，如张丽等[3]以荞麦粉、沙棘粉和蓝莓粉等为原料研制的复合代餐粉，其风味独特、营养丰富。由于复合代餐粉可将各原料的活性成分互相结合、取长补短，使其协同增效，其健康功效远超单一原料的代餐粉，故目前市售产品大多为复合代餐粉。但为了追求口感，复合代餐粉产品的原料多为精谷物，而以全谷物粗粮、杂粮类为原料的产品较少[4]。全谷物粗粮、杂粮类具有较高的营养价值和较好的减肥功效。因此，开发以全谷物粗粮、杂粮类为原料的代餐粉产品具有重要意义。

基于此，研究致力于研发一款以多种杂粮为基础的代餐粉，以感官评分为考察指标，通过单因素试验和正交试验对复合杂粮代餐粉的配方进行优化，并对其理化性质及营养成分进行分析，以此来评估其营养结构的合理性及产品质量的稳定性，为复合杂粮代餐粉的开发与推广提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

红小豆粉、燕麦粉、红枣粉、核桃粉、紫薯粉、薏仁粉，山东丞诺食品有限公司；食品添加剂木糖醇、脱脂乳粉，北京嘉一科仪技术有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平，上海精密仪器仪表有限公司；HH-S4恒温水浴锅，上海况胜实业发展有限公司；鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；离心机，德国eppendorf股份公司；恒温加热磁力搅拌器，上海仪电科学仪器股份有限公司。

1.3 复合杂粮代餐粉的配方研究

采用单因素试验和正交试验，以感官评价得分为指标来确定复合杂粮代餐粉的最佳调配配方。具体方法：选取30名未经专业训练的评价人员（其中男性14人，女性16人，年龄均为18~25岁）组成感官评价小组，将调配好的复合杂粮代餐粉用80 ℃热水按1∶4进行冲调，评价人员根据感官评分标准（表1）对复合杂粮代餐粉进行感官评价。

表1 复合杂粮代餐粉的感官评分标准

根据前期预试验及文献查阅情况，试验拟定首先利用单因素试验研究红小豆粉、燕麦粉、红枣粉、核桃粉、紫薯粉、薏仁粉和木糖醇的添加量对复合杂粮代餐粉的感官品质影响规律和大致的添加范围值，在此基础上利用正交试验确定复合杂粮代餐粉感官品质最佳的调配配方。

1.3.1 以红小豆粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：燕麦粉2 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g和木糖醇2 g，红小豆粉的添加量分别为8，9，10，11和12 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定红小豆粉的最佳添加量。

1.3.2 以燕麦粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g和木糖醇2 g，燕麦粉的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定燕麦粉的最佳添加量。

1.3.3 以红枣粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、燕麦粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g和木糖醇2 g，红枣粉的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定红枣粉的最佳添加量。

1.3.4 以核桃粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、燕麦粉2 g、红枣粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g和木糖醇2 g，核桃粉的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定核桃粉的最佳添加量。

1.3.5 以紫薯粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、燕麦粉2 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、薏仁粉3 g和木糖醇2 g，紫薯粉的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定紫薯粉的最佳添加量。

1.3.6 以薏仁粉的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、燕麦粉2 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g和木糖醇2 g，薏仁粉的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定薏仁粉的最佳添加量。

1.3.7 以木糖醇的添加量为单因素研究对象

配制1份复合杂粮代餐粉（30 g）的原辅料添加量如下：红小豆粉10 g、燕麦粉2 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g和薏仁粉3 g，木糖醇的添加量分别为1，2，3，4和5 g，余量用脱脂奶粉补齐，以配制的复合杂粮代餐粉的感官评价为判断标准，确定木糖醇的最佳添加量。

1.3.8 正交试验确定最佳配方

在单因素试验的基础上，设计L18(37)正交试验（表2），以感官评价得分为考察指标，筛选出复合杂粮代餐粉的最佳配方。

表2 正交试验因素水平表 单位：g

1.4 复合杂粮代餐粉部分理化性质测定

1.4.1 分散性[5]

将盛有50 mL去离子水（50 ℃）的烧杯置于磁力搅拌器上，准确称取1 g复合杂粮代餐粉，快速均匀散布于水中，记录粉体完全分散在水中所消耗的时间，即为分散时间。

1.4.2 润湿性[6]

在 250 mL烧杯中加入200 mL去离子水（50 ℃），准确称取0.5 g复合杂粮代餐粉均匀散布在水面上，准确记录粉体从加入至全部沉降所需时间。

1.4.3 溶胀度[7]

准确称取1.5 g复合杂粮代餐粉样品于离心管中，用去离子水配制成20 g/L的溶液，混匀后置于55 ℃水浴锅中加热30 min，每隔5 min振荡30 s，使其保持悬浮状态，水浴后冷却至常温，以3 000 r/min离心15 min，上清液和沉淀均在105 ℃条件下烘干至恒重，上清液烘干后质量为a（g），沉淀烘干后质量为b（g），则溶解度（S）和膨胀度（P）的计算如式（1）和（2）所示。

1.4.4 冲调特性[8]

准确称取5 g复合杂粮代餐粉，加入75 mL沸水冲成糊，静置5 min，过0.125 mm（120目）筛，将筛上结块物于95 ℃烘干至恒重，得结块物质量。同时，称取20 mL滤液，沸水浴加热20 min，冷却后取5 mL稀释5倍，以A600透光率作为对照即A对照；另取5 mL未经加热的滤液稀释5倍，以A600透光率为A样品。冲调性得分计算如式（3）所示。

1.5 复合杂粮代餐粉的营养成分分析

依据中国食物成分表，计算复合杂粮代餐粉的营养成分。为了对比产品的代餐功效，对20名上班族（男女各半）志愿者进行膳食营养调查。依据食物成分表，对志愿者一周的晚餐平均摄入营养成分进行换算（包括总能量、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等含量），并与复合杂粮代餐粉进行对比分析[9]。

1.6 数据分析

所有独立试验均重复3次，应用SPSS统计软件对各试验数据进行方差分析（one-way ANOVA），试验数值以平均数±标准差（X±s）表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 红小豆粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响

红小豆营养价值较高，含有蛋白质、膳食纤维、维生素、多酚和单宁等成分，具有利水消肿、降压降脂、通肠润便的功效，以红小豆为原料加工的食品深受消费者喜爱[10]。由图1可知，随着红小豆粉添加量的增加，复合杂粮代餐粉的感官评分呈现先增高后减小的趋势，当红小豆粉添加量为10 g时，代餐粉感官评分达到最高。原因可能是红小豆香气宜人，适宜食用，且其淀粉含量较高，增加含量可使代餐粉冲调后稳定性提高，但添加过多也会使代餐粉易结块。因此，红小豆粉添加量为10 g以内较为适宜。

图1 红小豆粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.2 燕麦粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响

燕麦富含维生素和矿物质，氨基酸组成全面，还含有谷类食粮中缺少的皂苷，所含的水溶性膳食纤维在粮谷类中含量最高，且其降血压、降胆固醇、预防心脏疾病等保健作用也被大众所公认[11]。因此，添加燕麦粉可增加复合杂粮代餐粉的保健功效，当添加量达到3 g时，代餐粉的感官评分最高；继续增加会让代餐粉变得过于黏稠，导致冲调不匀，且有生味。因此，燕麦粉添加量选择2~4 g较适宜。

图2 燕麦粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.3 红枣粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响

据草药书籍《本经》记载，红枣有养胃、健脾、益血、滋补、强身之效，复合杂粮代餐粉中添加红枣粉可以增加其功能性，同时赋予其红枣特有的香气和色泽。但过量添加红枣粉又使代餐粉的红枣味过于浓郁，掩盖了其他原料的风味，降低了代餐粉风味的丰富性。因此，选择添加1~3 g为宜。

图3 红枣粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.4 核桃粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响

核桃是公认的营养价值较高的一种保健食材，其不饱和脂肪酸含量高，富含铜、镁、钾等矿物质及维生素，具有健脑、防治动脉硬化等功效。为使复合杂粮代餐粉的营养更加全面、口感更醇香，在其中添加核桃粉。但随着核桃粉添加量的增加，代餐粉的口感有所下降，存在砂砾感。根据感官评分来看（图4），核桃粉添加量选择1~3 g为宜。

图4 核桃粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.5 紫薯粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响紫薯营养丰富，含大量花青素，具有抗衰老、抗癌、防动脉硬化等功效。添加适量紫薯粉可增加复合杂粮代餐粉的黏稠度，同时赋予其诱人的紫红色，而紫薯独特的香气也可以改善代餐粉的风味。然而，当紫薯粉添加过多时，代餐粉颜色较深较暗，且紫薯味过浓掩盖了其他成分的香气。由图5可知，紫薯粉添加量为3 g时，复合杂粮代餐粉的感官评分最高；随着紫薯粉添加量的增加，代餐粉的结块率逐渐提高。原因是随着紫薯全粉添加量的增加，粒间的间隙减小，与水的接触面积减小，不利于水分渗透，故而结块率增高[12]。因此，紫薯粉添加量选择2~4 g为宜。

图5 紫薯粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.6 薏仁粉添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响薏仁中富含薏仁油、薏仁酯和薏仁多糖等药用成分，因此具有降压降脂、免疫调节、抗肿瘤等功效[13]。由图6可知，随着薏仁粉添加量的增多，代餐粉的感官评分先增加后减小，添加量为4 g时，感官评分达到最高。这是因为过量的薏仁粉会让代餐粉变得口感粗糙、发涩。因此，薏仁粉添加量选择3~5 g为宜。

图6 薏仁粉添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.1.7 木糖醇添加量对复合杂粮代餐粉感官品质的影响

由图7可知，随着木糖醇添加量的增加，复合杂粮代餐粉的感官评分呈现出先上升后下降的趋势。适当添加木糖醇能为代餐粉带来香甜的口感，而添加比例过高则口感过于甜腻，从而使复合杂粮代餐粉的感官评分降低。因此，木糖醇添加量选择2~4 g为宜。

图7 木糖醇添加量对复合杂粮代餐粉感官评分的影响

2.2 正交试验

由正交分析结果（表3）可知，以感官评分为考察指标时，各因素的主次顺序为木糖醇添加量＞红小豆粉添加量=紫薯粉添加量＞燕麦粉添加量＞红枣粉添加量＞薏仁粉添加量＞核桃粉添加量，最优组合为A3B2C2D2E2F1G2。

表3 复合杂粮代餐粉配比正交试验结果表

对复合杂粮代餐粉的最佳配方进行验证试验，结果表明，最优组合A3B2C2D2E2F1G2的感官评分为97分，高于正交试验中的每一项试验结果，说明正交试验确定的配方所体现的感官品质稳定可行。因此，复合杂粮代餐粉（30 g）的最佳配方为红小豆粉10 g、燕麦粉3 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g、木糖醇3 g、脱脂乳粉4 g。

2.3 复合杂粮代餐粉部分理化性质测定

由表4可知，复合杂粮代餐粉的分散性与润湿性分别为10.45 s和66.15 s，与张康逸等[14]开发的青麦仁代餐粉的性质相近（分散性10.52 s，润湿性72.61 s），分散与湿润速度较快，符合代餐粉标准。此外，复合杂粮代餐粉的溶解度和膨胀度分别可达46.67%和26.46%，显著高于焦扬等[15]研究的基于马铃薯全粉的代餐粉的相应指标（33.79%和20.01%）。同时，试验测得的复合杂粮代餐粉的冲调性得分也高达91.42分，表明该配方下的复合杂粮代餐粉的冲溶特性较佳，完全达到即冲即食冲调粉的要求。

表4 复合杂粮代餐粉的理化性质测定

2.4 复合杂粮代餐粉的营养成分分析

由表5数据可知，复合杂粮代餐粉中蛋白质和膳食纤维含量较高，碳水化合物与脂肪含量很低。用2袋代餐粉（60 g）可冲调成约300 mL糊状即食食品，用其替代晚餐可以达到一定的饱腹感，志愿者也称该代餐粉饱腹感较强，同时还大大减少了能量的摄入，具有减肥瘦身效果。该研究与谢安国等[16]研制的绿茶麦胚代餐粉结果一致。

表5 复合杂粮代餐粉的营养成分分析

3 结论

研究利用红小豆粉、燕麦粉、红枣粉、核桃粉、紫薯粉和薏仁粉等为原料研制了一款复合杂粮代餐粉，以感官评分为指标，经过单因素试验和正交试验对配方进行优化，得复合杂粮代餐粉（30 g）的最佳配方：红小豆粉10 g、燕麦粉3 g、红枣粉2 g、核桃粉2 g、紫薯粉3 g、薏仁粉3 g、木糖醇3 g、脱脂乳粉4 g，在该工艺下代餐粉的感官评分为97分。

理化性质检测结果表明，复合杂粮代餐粉的分散性、溶解性等均较好，冲调性得分也高达91.42分。这表明按该配方制作的复合杂粮代餐粉的冲溶特性较佳。产品经热水冲调后呈淡紫色，香气浓郁宜人，口感柔和细腻，具有淡淡的红枣味和杂粮特有的醇厚感。营养成分分析显示，复合杂粮代餐粉所含的蛋白质和膳食纤维含量较高，可缓解减肥人士空腹时的饥饿感，并具有较高的营养价值和生理功效。对新型营养代餐粉配方进行研究，并对最佳配方下复合代餐粉的理化性质和营养价值进行分析评估，开发出一款风味协调浓郁、营养均衡全面的复合杂粮代餐粉，研究为谷物的综合利用和新口味代餐粉的开发提供了参考。