调节血脂保健粥的研制

刘小杰，舒志成，赵志红，左 迪,

（1.上海城建职业学院，上海 201415；2.杭州娃哈哈集团有限公司研发中心，浙江杭州 310018）

随着人们生活方式和饮食结构的巨大改变，高脂肪、高胆固醇食物大量摄入，使得心血管疾病成为了当今威胁人类健康的头号杀手。从食物和天然药物中寻找更安全有效的降脂途径，是防治心脑血管疾

病的方向之一。国内外大量研究表明：植物甾醇/酯[1-4]、植物甾醇/酯复方产品[5-8]、红曲[9-12]、红曲和中草药[13-16]、红曲和纳豆组方[17]、红曲和蜂胶[18]、红曲和姜黄[19]、红曲和其他功效素材[20-21]等多种天然来源的生物活性成分具有明确的降血脂作用，但其复合物对高血脂人群是否有明确的降血脂作用，目前研究还不多见。获得批准文号的具有辅助降血脂功能的保健食品，其产品形式基本为片剂、胶囊剂（硬胶囊、软胶囊）等类似药品的剂型，粥以其制作简便、加减灵活、易于消化吸收、养生保健的特点，赢得了广大消费者的青睐，而调节血脂的保健粥类产品鲜见。本研究以粥为载体，添加植物甾醇酯、红曲等功效素材，对关键工艺及参数进行了深入研究，考察了功效成分和理化等指标的稳定性，以期为该类产品的开发及市场应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

低糖八宝粥 市售；糯米、大麦仁、赤豆、黑米、花生仁、红芸豆、青稞、银耳 购自农贸市场；红曲粉 山东巨野巨彤生物科技有限公司；植物甾醇酯

德国科宁公司；菊粉 重庆骄王天然产物股份有限公司；零卡糖 山东糖之物语健康产业有限公司；麦芽糖醇 山东福田药业有限公司；三聚磷酸钠西安浩天生物工程有限公司；乙二胺四乙酸二钠 河南瑞仁生物工程有限公司；磷脂 河北美业斯维生物技术有限公司；蔗糖脂肪酸酯 杭州瑞霖食品科技有限公司。

ME1002T/02电子天平、PHS-9V型pH计 梅特勒-托利多公司；RFM800自动数字折光仪 英国B+S公司；2690型高效液相色谱仪 美国Waters公司；2010plus气相色谱仪 日本岛津公司；SILVERSON L4RT高速剪切机 上海发信机电设备有限公司；封口机 杭州中亚机械有限公司；AUTOCLAVE MLS-3020杀菌锅 SANYO公司。

1.2 实验方法

1.2.1 八宝粥制作的操作要点 乳化：在烧杯中加入定量80±5 ℃的水，在搅拌状态下加入称量好的植物甾醇酯、红曲粉、复合乳化剂。保持水温高速剪切，速度为5000 r/min，时间为5 min，得到乳化液。

溶糖：在烧杯中加入定量85 ℃水，在搅拌状态下加入称量好的白砂糖溶解，得到糖浆。

调配：将糖浆、乳化液、零卡糖、乙二胺四乙酸二钠等加入到配料装置中，搅拌速度为500 r/min，搅拌15 min后，得到糖水备用。

空罐烫洗：用90 ℃以上热水烫洗空罐。

米豆料淘洗：淘洗各种米豆料，按配方称好，装入空罐中。

封罐：把配制好的糖水倒入装好米豆料的罐中，并进行封口。

高温灭菌：采用杀菌锅进行高温灭菌，要求罐头中心温度达到116～121 ℃，且达到该中心温度的保持时间≥30 min。

1.2.2 关键工艺及参数研究

1.2.2.1 米豆料混合时间研究 以产品配方中用量较低而色泽明显的红芸豆为标准物，采用在混合过程中不同时间段取样，于3个不同部位，即顶部（A）、中部（B）和下部（C）随机取样200 g，通过称重检测红芸豆在各取样点A、B、C中的实际比例，是否接近标准值（配方比例）来确定混合时间，即通过计算A、B、C三点红芸豆比例的平均值和标准差来判断均匀度。

1.2.2.2 装罐量研究 每罐分别装米豆混合料46、49、52、55、58、61和64 g，按照1.2.1的步骤制备成品保健粥，参考1.2.2.6评定保健粥的成品感官和感官接受度，同时参考1.2.3.2测定固形物含量，确定最佳的装罐量。

1.2.2.3 灌装温度研究 分别在50、55、60、65、70、75、80、85、90和95 ℃进行灌装，考察不同灌装温度对真空度、瘪听率、凸角率、产品色泽等指标的影响，其中瘪听率和凸角率主要通过考察100罐试制产品中发生瘪听和凸角的比例。

1.2.2.4 杀菌时间研究 工业生产八宝粥一般采用卧式杀菌釜进行灭菌，同时兼具将“生料煮熟”的目的，将杀菌温度设定为121 ℃，同时将回转速度统一设置为3.0 r/min，考察不同杀菌时间（25、30、35、40、45、50、55、60 min）对成品八宝粥口感质量的影响。

1.2.2.5 回转速度研究 分别将回转速度设置为0、2.0、2.5、3.0、3.3和3.6 r/min，考察不同回转速度对产品感官和包装外观的影响。

1.2.2.6 感官评价 选择经过专业训练的感官评审员20人组成感官评价小组，按照公司内部标准程序对保健粥样品进行感官评价，其中成品厚实度采用5分制（分别对应稀薄、稍薄、适中、稍厚和太厚）；产品色泽以市售低糖八宝粥作为参照，来判断保健粥色泽是否正常；感官接受度采用3分制（分别对应不接受、勉强可接受和可接受），在研究杀菌时间对保健粥口感的影响时，采用3分制（分别对应整体偏硬、不够酥软和口感酥软），由感官评价小组成员针对上述指标进行打分。

1.2.3 产品稳定性试验 在37 ℃条件下保存3个月，每隔15 d取样，定期测定保健粥中洛伐他汀和植物甾醇酯的含量，同时检测理化指标和微生物指标。

1.2.3.1 pH的测定 用pHS-9V型pH计测定。

1.2.3.2 可溶性固形物含量的测定 按GB/T 10786-2006 《罐头食品的检验方法》规定的方法测定。

1.2.3.3 糖含量的测定 依据GB 5009.8-2016《食品安全国家标准 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖的测定》，采用高效液相色谱法。

1.2.3.4 桔青霉素含量的测定 采用免疫亲和柱净化法-高效液相色谱法，检测仪器为超高效液相色谱仪Waters Aquilty UPLC，免疫亲和柱：R-Biopharm P126。色谱条件如下：色谱柱：Waters Acquilty C18-T3柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）；流动相：乙腈：10 mmol/L磷酸溶液（pH2.5）=45:55；流速：0.4 mL/min；进样体积：5 μL；检测器：Waters FLR荧光检测器；发射波长：500 nm；激发波长：350 nm。标准曲线方程：Y=3.74e+003X-2.27e+003（R2=0.999598）。

1.2.3.5 微生物指标的测定 按SN/T 2100-2008《罐头食品商业无菌快速检测方法》进行测定。

1.2.3.6 洛伐他汀含量的测定 采用超高效液相色谱法，参照了轻工行业标准QB/T 2847-2007《功能性红曲米（粉）》中的相关方法。色谱条件：色谱柱：Acquilty BEH C18（2.1 mm×50 mm，1.7 μm）；流动相：甲醇：水：磷酸=385：115：0.14（体积分数）；检测器：Acquilty PDA（A10UPD520A）；流速：0.3 mL/min；进样量：2.5 μL；检测波长：238 nm。标准曲线方程：Y=2.96e+004X-1.03e+005（R2=0.999990）。

1.2.3.7 植物甾醇酯含量的测定 采用气相色谱法，检测参数如下：柱温梯度：150 ℃保持1 min，以30 ℃/min升温到280 ℃，保持20 min；进样口：温度300 ℃，分流比5:1，进样量：1 μL；检测器：FID检测器，温度280 ℃尾吹气流量30 mL/min；色谱柱：HP-1（30 m×0.32 mm×0.25 μm），柱流速2 mL/min。采用内标法，样品中总植物甾醇（包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇）含量以豆甾醇计，最后折算成植物甾醇酯的含量。标准曲线方程（强制过原点）：Y=0.8963X（R2=0.99987）。

1.2.4 志愿者人体功能验证试验 从自愿报名参加试验的人员中，选择年龄40～55岁，医院体检血脂异常的受试者120例，签署自愿参加试验的书面知情同意书。其中对照组、试验组各60例。试验组按推荐方法和推荐量服用保健粥，每日1次，每次1罐（净重360 g）；对照组服用某品牌市售低糖八宝粥（不含洛伐他汀和植物甾醇酯），用法与用量同试验组，各组均建议清淡饮食，连续服用45 d，在试验前和服用45 d后，前往医院测定三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C），考察该保健粥对受试者血脂水平的改善作用。

1.3 数据处理

在关键工艺及参数研究中，采用测定3次平行实验数据，以平均值来表示；在产品稳定性试验中，理化指标采用测定3次平行实验数据，以平均值来表示；洛伐他汀和植物甾醇酯含量，采用测定3次平行实验数据，用x¯±s表示；志愿者功能试验中，各项血脂指标用x¯±s表示，对照组应用SPSS 10.0统计分析软件，试验前后比较采用t-test检验；试验组各项血脂指标的下降率，通过计算试验前后的数据获得。

2 结果与分析

2.1 关键工艺及参数研究

2.1.1 米豆料混合时间的选择 按照1.2.2.1的方法，研究米豆料最佳的混合时间，具体试验结果见表1，从表1的数据可以看出，20～30 s基本均匀，达到了配方比例6.0%的要求；同时对3个部位均匀度求标准差，从表1的数据也可以看出，随着混合时间的延长，标准差明显降低，表明混合米豆料不同部位的均匀度明显提高，30 s后继续提高混合时间，对均匀度提高无明显效果；但混合时间过长，各物料之间摩擦产热，再加上机械碰撞，导致物料出现发热、发黏和米粒破裂等问题，故本研究选择20～30 s作为米豆料最佳混合时间。

表1 混合时间对物料均匀度的影响Table 1 Influence of mixing time on material uniformity

2.1.2 装罐量的选择 根据一般八宝粥罐头装罐量在50～52 g/罐左右的经验，设计装罐量梯度如表2，按照1.2.2.2的方法确定最佳的装罐量范围。从表2的固形物含量和成品感官结果可以看出，随着装罐量的增加，成品口感稠厚度不断提高，固形物含量呈现出类似变化趋势；但当装罐量超过61 g，产品口感偏稠厚，不够清爽，这是因为八宝粥里的米豆等物料，在灭菌过程中吸水膨胀，可以明显影响产品的质感。综合考虑，当装罐量在52～58 g时，产品感官接受度最高。

表2 装罐量对保健粥固形物含量和感官指标的影响Table 2 Effect of canned quantity on solids content and sensory indicators of health-care porridge

2.1.3 灌装温度的选择 按照1.2.2.3的方法，考察不同灌装温度对成品真空度、瘪听率、凸角率、产品色泽等指标的影响，试验结果见表3。从表3的试验结果可以看出：灌装温度在50～60 ℃时，未出现瘪听率，但凸角率较高，灌装温度越低越明显，也有假胖现象；灌装温度在80～95 ℃时，未出现凸角率，但瘪听率较高，灌装温度越高越明显；在50～95 ℃范围内灌装，成品真空度不断提高，各灌装温度，均不会影响产品色泽。综合上述实验结果，得出最佳灌装温度为65～75 ℃。

表3 灌装温度对八宝粥真空度和外观的影响Table 3 Influence of filling temperature on vacuum degree and appearance of eight-treasure porridge

2.1.4 杀菌时间的选择 八宝粥罐头杀菌目的除了杀灭微生物达到商业无菌外，还有将“生料蒸煮成粥”的双重作用。采用高温高压长时间可以使产品达到香糯酥软的口感，满足消费者的要求。按照1.2.2.4的方法，研究杀菌时间对保健粥口感的影响，实验结果见表4。试验表明：121 ℃恒温杀菌25 min，物料口感比较生硬，没有达到酥软香糯的基本要求，需要延长时间；40 min以上的恒温能达到感官设计要求。考虑能耗经济性，选用40 min，此时杀菌强度F0值40，已超肉毒梭状芽孢杆菌为对象菌的121 ℃高压蒸汽30 min的F0值[22]，也远超以嗜热脂肪芽抱杆菌为对象菌的F0值[23-24]。

表4 杀菌时间对保健粥口感的影响Table 4 Effect of sterilization time on the taste of health-care porridge

2.1.5 回转速度的选择 为提高生产效率、确保半成品卫生、半成品微生物不易繁殖生长的要求，采用了主料不预先蒸煮而直接装罐的工艺，在杀菌工艺中煮料成粥，且采用回转技术，使物料煮粥后不粘罐结块。杀菌回转使得罐内物料在蒸煮过程中不断翻滚，米粒不粘罐不结团。但回转太快，会造成罐头之间的相互滑动，磨擦掉罐外印铁图案，影响外观；回转太慢，会出现结团粘罐不成其粥。按照1.2.2.5规定的方法，考察回转速度对产品品质的影响，实验结果见表5。从表5可以看出，采用静止式杀菌，产品出现分层结块现象，随着回转速度的提高，产品均匀度得到提高，但当回转速度为3.0 r/min时，产品外观出现轻微擦损的情况。以产品质地均匀，且不对包装外观产生擦损为原则，确定了回转速度为2.5 r/min。

表5 回转速度对产品品质的影响Table 5 Influence of rotation speed on product quality

2.2 产品稳定性研究

2.2.1 理化指标的稳定性 依据1.2.3中描述的方法，检测产品中各项理化指标的变化，重点考察pH、糖含量、可溶性固形物和桔青霉素含量，试验结果见表6。从表6的结果可以看出，中试样品在37 ℃3个月保温过程中，各项理化指标均合格，符合质量标准的规定。保温过程中产品感官口味均正常，无异味和变色情况。

表6 加速试验中理化指标的稳定性Table 6 Stability of physical and chemical indexes in accelerated trials

2.2.2 加速实验中微生物指标变化 依据1.2.3中描述的方法，按照SN/T 2100-2008《罐头食品商业无菌快速检测方法》，检测不同保存时间产品的微生物指标，检测结果表明均符合商业无菌的要求。

2.2.3 洛伐他汀的稳定性 依据1.2.3中描述的方法，检测产品中功效成分洛伐他汀的含量，考察在加速试验中洛伐他汀的稳定性，试验结果见图1。从图1的结果可以看出，在八宝粥体系中，洛伐他汀稳定性很好，37 ℃保存90 d后，其保留率还保持在95%左右。

图1 加速试验中洛伐他汀的稳定性Fig.1 Stability of lovastatin in accelerated trials

2.2.4 植物甾醇酯的稳定性 依据1.2.3中描述的方法，检测产品中功效成分植物甾醇酯的含量，考察在加速试验中植物甾醇酯的稳定性，试验结果见图2。从图2的结果可以看出，在八宝粥体系中，植物甾醇酯稳定性较好，初始含量为2.2 g/kg，37 ℃保存90 d后，其含量仍然可以保持在1.98 g/kg，保留率达到了90%以上。

图2 加速试验中植物甾醇酯的稳定性Fig.2 Stability of phytosterol ester in accelerated trials

2.3 志愿者功能试验

依据1.2.4人体功能试验中的方法，考察保健粥对高血脂人群三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）的影响，试验结果如表7所示。

表7 保健粥对高血脂人群血清TG、TC、LDL-C和HDL-C水平的影响Table 7 Eeffect of health porridge on serum TG, TC, LDL-C and HDL-C levels in people with hyperlipidemia

从表7的结果可以看出，对照组各指标在试验前后均无明显差异；实验组按照1.2.4中的要求，坚持食用保健粥45 d后，三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）下降幅度均超过10%以上，而高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）试验前后无明显差异，初步验证了该产品具有较好的辅助降血脂作用，这与笔者前期动物实验的结果相一致[21]。

3 结论

本研究以传统低糖八宝粥为载体，依据国内外大量研究文献和前期动物实验，添加植物甾醇酯、红曲等功效素材，制备了辅助降血脂保健粥，对关键工艺及参数进行了深入研究：米豆料混合时间为20～30 s，装罐量为52～58 g，最佳灌装温度为65～75 ℃，杀菌参数为121 ℃/40 min，回转速度为2.5 r/min。

稳定性试验结果表明：在37 ℃三个月保温过程中，各项理化及微生物指标均符合GB/T 31116-2014八宝粥罐头标准；功效成分洛伐他汀和植物甾醇酯稳定性较好：其中洛伐他汀含量大于25 mg/kg，保留率在95%左右；植物甾醇酯含量为1.98 g/kg，保留率在90%左右。

人体试验结果表明：食用保健粥45 d后，三酰甘油（TG）、总胆固醇（TC）和低密度脂蛋白-胆固醇（LDL-C）下降幅度均超过10%以上，而高密度脂蛋白-胆固醇（HDL-C）试验前后无明显差异，提示该产品具有较好的调节血脂作用。