坚果能量棒的研制

刘露露

上海旺旺食品集团有限公司（上海 201103）

能量棒是可快捷补充能量及营养的美味方便食品。能量棒目标人群是需要快速补充能量的人，能提供各种类型的蛋白质、脂肪和碳水化合物[1]。其不添加人工色素、香精及防腐剂，是很好的膳食替代食品。以坚果能量棒作为代餐，不仅能减弱焦虑，使心情更加愉悦，并且能够增强记忆力[2]。尽管生活水平越来越高，但膳食结构却逐渐失衡，体力活动也越来越少，营养失衡问题越发普遍。无论是成人还是儿童，人群中肥胖例呈上升趋势。高血压、糖尿病、脂肪肝、冠心病等患病率逐年上升。随着发展中国家和发达国家人民健康意识的提高，人们对能量棒的需求也随之增加[3]。

基于市场上的棒类产品，多以高糖、高能量的产品为主。试验以坚果能量棒富含膳食纤维、高蛋白质、添加蜂蜜、不含有人工合成色素及无反式脂肪酸为目标，选用益生元（低聚异麦芽糖）、膳食纤维（聚葡萄糖）、精炼植物油、巴旦木、腰果及果干等原料，重点研究糖浆添加量、糖浆糖度、低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比、甘油占糖浆比例、精炼植物油占糖浆比例对坚果棒饼体品质的影响。该产品具有较好的经济效益和社会效益，符合人们对营养健康生活的追求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 试验材料与试剂

巴旦木、蓝莓干（深圳市高美食品有限公司）；腰果仁（北京威康信国际贸易有限公司）；蔓越莓干、提子干（上海秀爱国际贸易有限公司）；南瓜子仁（江苏华桑食品科技有限公司）；藜麦球（布勒食品制造无锡有限公司）；低聚异麦芽糖（上海好成食品发展有限公司）；聚葡萄糖（上海睿金实业有限公司）；精炼植物油[阿胡斯卡尔斯油脂（张家港）有限公司]；焦糖糖浆（福建仙波糖化食品有限公司）；蜂蜜（永丰新有限公司）；甘油（上海西戈贸易有限公司）；食用盐（广州省盐业集团广州有限公司）；磷脂[嘉吉食品（天津）有限公司]。

1.1.2 试验仪器与设备

PL4002电子天平（0.01 g，梅特勒-托利多公司）；DK-S22电子恒温水浴锅（上海精宏实验设备公司）；TWIN OlympⅡ熬糖锅（上海双立人亨克斯有限公司）；SLR电磁加热搅拌器（德国SIA公司）；SM-704EI热风炉[新麦机械（无锡）有限公司]；5K5SS桌上型搅拌机（美国厨宝）；KM45FA42TI冰箱[西门子（中国）有限公司]；MASTER-100H糖度计[Atago（爱拓）中国分公司]；Testo926探针式温度计（德图仪器国际贸易有限公司）；Testo175H1湿度计（德图仪器国际贸易有限公司）；TA601C工业型红外线测温枪（苏州特安斯电子有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 坚果能量棒的制备工艺[4-5]

混合糖浆的调配→糖浆熬煮→预溶混匀的混合油脂添加→搅拌均匀→预混坚果颗粒料→螺旋混合→双辊挤压→冷却隧道→滚轮纵切→ 分条皮带→单片包装→X-Ray检测→包装

1.2.2 坚果能量棒的基础配方

根据预试验确定一款色泽和风味良好的坚果能量棒，其基础配方是糖浆添加量27.0%、低聚异麦芽糖与聚葡萄糖比例3∶2、甘油占糖浆比例3.6%、精炼植物油占糖浆比例9.0%、糖浆糖度90%、坚果及籽类加果干含量65%。

1.2.3 不同坚果能量棒制备条件的优化

以基础配方为准，考察糖浆添加量（18.0%，21.0%，24.0%和27.0%）、糖浆糖度（86%，88%，90%和92%）、低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比（1∶0，4∶1，2∶1，3∶2和0∶1）、甘油占糖浆比例（0，0.5%，0.9%，1.8%，3.6%和7.2%）和精炼植物油占糖浆比例（9.0%，13.5%和18.0%）对坚果棒品质的影响。

1.2.4 坚果能量棒吸湿率试验测定

准确称取坚果棒样品质量m1，精确至0.1 g。将样品在一定湿度条件下放置一段时间后，准确称取吸湿后的质量m2，精确至0.1 g。吸湿率（W）按式（1）计算。

1.2.5 感官评定标准

参考文献[6-8]，对制定完成的产品进行感官评定，试验制定的营养棒的感官评价标准见表1。

表1 坚果能量棒质量评价标准

1.3 数据分析

利用Excel进行数据分析，同时利用SPSS软件进行正交试验数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 糖浆添加量对坚果棒品质的影响

在低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比3∶2、甘油占糖浆比例3.6%、精炼植物油占糖浆比例9.0%、熬煮糖度90%条件下，考察不同糖浆添加量（18.0%，21.0%，24.0%和27.0%）对坚果棒品质的影响，结果如图1所示。

图1 糖浆添加量对坚果棒质量影响

糖浆添加量24.0%时，感官评分最高，综合莓果坚果棒的颗粒料被糖浆均匀包裹，色泽均一，并且没有糖浆下沉，糖浆量合适。糖浆量18.0%和21.0%时，颗粒料未完全裹上糖浆，饼体结构松散。糖浆量27.0%时，饼体粘结得更好，饼体表面有少许糖浆下沉。这是因为坚果颗粒的堆积密度为0.841 9 g/cm3，在同等质量条件下，坚果棒中坚果颗粒体积相对较小，需要粘结的糖浆量相对较少。但糖浆添加量低于24.0%时，饼体不能被糖浆粘合完全，容易松散。

2.1.2 糖浆糖度对坚果棒品质的影响

在低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比3∶2、甘油占糖浆比例3.6%、精炼植物油糖浆占糖浆比例9.0%、糖浆添加量24.0%条件下，考察不同熬煮糖度（86%，88%，90%和92%）对坚果棒品质的影响，结果如图2所示。

图2 熬煮糖度对坚果棒质量影响

熬煮糖度88%时，综合莓果坚果棒的整体结构最为合适，饼体软硬适中，并且不粘连。糖浆熬煮糖度低于88%时，糖浆水分偏高，饼体粘连。熬煮糖度高于88%时，饼体偏硬脆，切割包装时饼体易断裂。

2.1.3 低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比对坚果棒品质的影响

在甘油占糖浆比例3.6%、精炼植物油占糖浆比例9%、糖度88%、糖浆量24.0%条件下，考察低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比（1∶0，4∶1，2∶1，3∶2和0∶1）对坚果棒品质的影响，结果如图3所示。

图3 低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比对坚果棒质量影响

低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比2∶1时，饼体结构最为合理。5个样品初始的饼体黏结性差异不大，低聚异麦芽糖占比越高，饼体越柔软，越容易变形。聚葡萄糖占比越高，饼体越硬。样品放置24 h后，饼体均有不同程度的吸水形变，低聚异麦芽糖占比越高，饼体的形变越低。这主要因为低聚异麦芽糖为淀粉水解糖，整体分子量高于聚葡萄糖，其占比越高，饼体的黏结性越好。综合考量，低聚异麦芽糖与聚葡萄糖比例2∶1时，饼体的结构最合理，饼体黏结性好且饼体软硬合适。

2.1.4 甘油占糖浆比例对坚果棒品质的影响

在低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比2∶1、精炼植物油占比9.0%、糖浆糖度88%、糖浆量24.0%条件下，考察在糖浆中不同甘油添加量（0，0.45%，0.9%，1.8%，3.6%和7.2%）对坚果棒饼体结构的影响，结果如图4所示。

图4 甘油占糖浆比例对坚果棒质量影响

甘油占糖浆比例1.8%时，坚果棒饼体结构最合理。甘油占糖浆比例低于1.8%时，饼体偏硬脆，口感不佳。甘油占糖浆比例高于1.8%时，随着甘油占糖浆比例增加，饼体更加柔软，但更容易吸湿及松散。经糖浆黏度测试结果可知，随着甘油占糖浆比例增加，糖浆黏度降低，黏结性下降。因此，甘油占糖浆比例1.8%时饼体结构最合理。

2.1.5 精炼植物油占糖浆比例对坚果棒品质的影响

在低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比2∶1、甘油占糖浆比例1.8%、糖度88%、糖浆量24.0%条件下，考察不同精炼植物油占糖浆比例（9.0%，13.5%和18.0%）对坚果棒饼体结构的影响。结果如图5所示。

图5 精炼植物油占糖浆比例对坚果棒品质影响

精炼植物油占糖浆比例9.0%时，饼体的结构最合理。未加精炼植物油时，饼体的黏结性好，但是严重粘连搅拌锅。精炼植物油占糖浆比例高于9.0%时，饼体表面泛油光，饼体的黏结性变弱，容易松散。随着精炼植物油占糖浆比例提升，饼体更容易松散。由于精炼植物油为小分子，其添加量越高，糖浆黏结性越小。精炼植物油同时具有润滑，抗粘连皮带的作用。当精炼植物油占糖浆比例较少时，饼体会粘连皮带或者包装袋。

2.2 正交试验优化糖浆质量

由单因素试验结果，分别将坚果能量棒制作配方中低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比、甘油占糖浆比例及精炼植物油占糖浆比例这3个因素的3个水平进行正交试验，因素水平见表2，结果见表3。

表2 正交试验因素水平表

表3 正交试验结果

三因素主次关系是C＞B＞A，最优组合为A1B2C1，但A1≈A2，因此，糖浆最优条件为低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比3∶1、甘油占糖浆比例1.8%、精炼植物油占糖浆比例7%。

2.3 环境湿度对坚果棒品质的影响

在低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比3∶1、甘油占糖浆比例1.8%、精炼植物油占糖浆比例7%，糖度88%、糖浆量24.0%、环境温度30 ℃条件下，考察不同环境湿度（RH 50%和70%）对坚果棒品质的影响。结果如表4及图6所示。

表4 坚果能量棒吸湿性数据

图6 不同湿度下坚果能量棒吸水率

由图6可知，综合莓果坚果棒在高湿度70%条件下的吸水率明显高于在较低湿度50%条件下的吸水率。在相同储存时间、高湿度70%条件下吸湿速度明显高于较低湿度50%下吸湿速度，保存18，66和114 h时，吸湿速度比（W吸水率2/W吸水率1）分别为1.51，3.78和3.40。在较低湿度50%条件下，样品保存18 h后，坚果棒样品并未出现松散状态，饼体表面轻微发黏，可接受。在高湿度70%条件下，样品保存18 h后，坚果棒样品出现松散吸潮现象，饼体表面有发黏。综上所述，样品储存在较低湿度条件下，棒体状态更优；建议实际生产时棒体冷却、切割、包装间湿度处于较低湿度50%条件下，同时需注意包装车间堆料时间不能过长。

3 结论

通过单因素试验及正交试验，坚果能量棒制备的最佳工艺为低聚异麦芽糖与聚葡萄糖质量比3∶1、甘油占糖浆比例1.8%、精炼植物油占糖浆比例7%、糖浆量占比24.0%、糖浆糖度88%。在此条件下，坚果棒饼体结构最佳。坚果能量棒在高湿度70%条件下的吸水率明显高于在较低湿度50%条件下的吸水率。综上所述，样品储存在较低湿度条件下，棒体状态更优；建议实际生产时棒体冷却、切割、包装间湿度处于较低湿度（≤50%）条件下，同时需注意包装车间堆料时间不能过长，否则易影响产品的口感和保质期。