大麦嫩叶紫薯复合代餐粉的研制

游新勇，周民生，杨 雨

（安阳工学院生物与食品工程学院，河南 安阳 455000）

近年来，方便快捷、营养丰富的代餐食品在消费者市场备受欢迎。代餐粉有热量低、饱腹感强的优点，可通过减少人体对能量和脂肪的摄入达到控制体重的效果[1-2]。大麦嫩叶粉含蛋白质（28.2%）[3]、必需氨基酸、膳食纤维、VC（14.9 mg/100 g）、VE、VB、钾（888 mg/100 g）[4]、钙、镁、铁、硒及黄酮类等活性成分，具有改善睡眠、提高记忆力、增强免疫力、促进伤口愈合、缓解疲劳、排毒养颜、抗氧化、解毒、抗抑郁等功效[5-7]。紫薯富含硒、花青素、VC、VE、VA和铁等活性物质，具有抗疲劳、抗衰老、补血等功效[8-9]。小麦胚芽属于高蛋白、高VE含量、低热量的营养品，是小麦粒的精华部位。小麦胚芽中的小麦黄酮类物质对心血管疾病有治疗功能，谷胱甘肽具有抗癌作用，富含的膳食纤维可以起到降血脂、减肥和排毒等功效[10-14]。

本试验以大麦嫩苗、紫薯、小麦胚芽粉为原料，通过单因素试验及正交试验，筛选大麦嫩叶紫薯复合代餐粉的最佳配方，以期制备一种营养丰富，口味新颖的新型代餐粉，为增加我国代餐品种类及紫薯、小麦、大麦的深加工提供一定参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

紫薯、木糖醇（食品级），购于安阳市丹尼斯超市；大麦种子、小麦胚芽粉（食品级），河南万邦化工科技有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

DHG-9023A鼓风干燥箱，上海凯朗仪器设备厂；HCMAX-A20001电子天平，深圳市无限量衡器有限公司；NDJ-1黏度计，南京菲奇工贸有限公司；HH-6数显恒温水浴锅，金坛市金南仪器制造有限公司；SX2-2.5-12N马弗炉，上海化科实验器材有限公司；SL-3000A粉碎机，永康市松青五金厂。

1.2 方法

1.2.1 紫薯全粉的制备

1.2.1.1 工艺流程

新鲜紫薯→清洗、整理→切割→干燥→磨粉→过筛→紫薯全粉

1.2.1.2 操作要点

挑选外表干净，无发霉及虫咬痕迹，体型偏大的紫薯；将紫薯先在水龙头下冲洗干净，再放入容器进行搓洗，直至完全没有泥土后去皮；将去皮后的紫薯切块并放入柠檬酸溶液中护色15 min，取出后整齐摆放于盘中；于鼓风干燥箱中70℃干燥5 h；粉碎机磨粉，过120目筛备用。

1.2.2 大麦嫩叶粉的制备

1.2.2.1 工艺流程

1.2.2.2 操作要点

室温下种植大麦种子，使其生长约15 d后，割取20～30 cm高的大麦嫩苗，剔除杂草，去除枯黄的麦苗，清洗去除泥沙杂质后切成2～4 cm苗段；对大麦嫩苗进行蒸汽杀青，杀青温度200℃，时间75 s[4]；杀青后的大麦嫩苗放入冷冻干燥机中进行冷冻干燥，取出粉碎后，过150目筛备用。

1.2.3 大麦嫩叶紫薯复合代餐粉的制备

1.2.3.1 工艺流程

1.2.3.2 操作要点

将紫薯全粉、大麦嫩叶粉、小麦胚芽粉和木糖醇按照适宜比例进行混合搅拌。

1.2.4 紫薯全粉粒度对代餐粉冲调性的影响

紫薯经过烘干、粉碎后分别过60、80、100、120、140目筛，对应粒度分别为250、178、150、124、104μm，考察不同粒度对紫薯全粉结块率（结块率越大冲调性越差）的影响。

1.2.5 单因素试验设计

1.2.5.1 紫薯全粉添加量的筛选

固定小麦胚芽粉添加量12 g，大麦嫩叶粉添加量1.6 g，木糖醇添加量5 g，考察紫薯全粉添加量分别为4、6、8、10、12 g时对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官评分的影响，筛选紫薯全粉最适添加量。

1.2.5.2 小麦胚芽粉添加量的筛选

固定紫薯全粉添加量12 g，大麦嫩叶粉添加量1.6 g，木糖醇添加量5 g，考察小麦胚芽粉添加量分别为8、10、12、14、16 g时对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官评分的影响，筛选小麦胚芽粉最适添加量。

1.2.5.3 大麦嫩叶粉添加量的筛选

固定紫薯全粉添加量12 g，小麦胚芽粉添加量12 g，木糖醇添加量5 g，考察大麦嫩叶粉添加量分别为0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g时对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官评分的影响，筛选大麦嫩叶粉最适添加量。

1.2.5.4 木糖醇添加量的筛选

固定紫薯全粉添加量12 g，小麦胚芽粉添加量12 g，大麦嫩叶粉1.6 g，考察木糖醇添加量分别为2.5、4.0、5.5、7.0、8.5 g时对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官评分的影响，筛选木糖醇最适添加量。

1.2.6 正交试验设计

在单因素试验基础上，以小麦胚芽粉添加量、紫薯全粉添加量、大麦嫩叶粉添加量和木糖醇添加量为为主要影响因素，以感官评分为考察指标，采用L9(34)正交试验设计，对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉配方进行优化。正交试验因素与水平设计见表1。

表1 复合代餐粉正交试验因素水平表Table 1 Orthogonal test factor level of compound meal substitute powder 单位：g

1.2.7 测定项目与方法

1.2.7.1 润湿下沉性

取10 g紫薯全粉，撒在250 mL，25℃的水面上，分别在静置和搅拌两种不同条件下，记录紫薯全粉完全湿润下沉所需时间[15]。大麦嫩叶粉和小麦胚芽粉均采取以上相同方法进行测定。

1.2.7.2 速溶性

称取紫薯全粉、大麦嫩叶粉、小麦胚芽粉各34 g，分别用250 mL、40℃的水冲泡调制，查看搅拌后的冲调状况。

1.2.7.3 结块率

参照王乜田等[16]的方法，用电子天平称取40 g代餐粉加入烧杯中，随后加入200 mL温度为80℃的水。搅拌10 min，使其均匀，然后查看分层、结块情况。取20目的筛网进行过滤，结块物用自来水冲洗干净，置于干燥箱烘干至恒质量后，带筛网称其质量，去掉筛网质量即为结块物的质量。计算公式如下：

1.2.7.4 感官评定

称取适量复合代餐粉，按料水比1∶3（g/mL）的比例用刚烧开的水冲泡，随机选择10名人员组成感官品质评定小组，对冲泡好的复合代餐粉进行评价。评价人员在检验前需先用纯净水进行漱口，保证感官的灵敏和准确。感官评分标准见表2。

表2 大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官评分标准Table 2 Sensory scoring criteria of barley tender leaf and purple potatocompound meal substitutepowder

1.2.7.5 水分含量

按照GB 5009.3—2016[17]中规定的方法测定。

1.2.7.6 溶解度

参照王乜田等[16]的方法，用天平称取代餐粉10 g倒入烧杯中，之后加入10 mL纯净水。称取两个相同试样，分别置于80、100℃的恒温水浴锅中加热，水浴时持续搅动代餐粉，当烧杯中的代餐粉达到水浴温度时，将100℃的代餐粉冷却至80℃，静置。待固体颗粒全部沉淀后，每隔10 min取上层溶液进行分析，等二者浓度相近并不发生变化时，即为代餐粉在温度为80℃时的溶解度。

1.2.7.7 黏度

参照王乜田等[16]的方法，称取2 g代餐粉，随后加入20 mL温度为80℃的水，搅拌10 min使其均匀，静置10 min后用黏度计对其进行黏度测定。

1.2.8 数据处理

采用Excel 2000进行数据分析，并利用Origin 8.0绘图；所有试验均进行3次重复，结果以x¯±s表示。

2 结果与分析

2.1 大麦嫩叶粉、小麦胚芽粉、紫薯全粉的润湿下沉性

由表3可以看出，小麦胚芽粉的静置下沉时间和搅拌下沉时间均为最短，说明其下沉速率最快，润湿下沉性最好，大麦嫩叶粉次之，紫薯全粉的湿润下沉速率最慢，润湿下沉性最差。

表3 大麦嫩叶粉、紫薯全粉、小麦胚芽粉的润湿下沉时间Table3 Wetting sedimentation time of barley tender leaf powder,purple potato powder and wheat germpowder 单位：s

2.2 大麦嫩叶粉、小麦胚芽粉、紫薯全粉的速溶性

大麦嫩叶粉和小麦胚芽粉冲泡后均无结块，底部无沉淀，表明其能够溶解，速溶性较好。紫薯全粉冲泡后底部无沉淀，表明其可全部溶解，不过仍然有结块，说明速溶性有待提高。

2.3 紫薯全粉粒度对冲调性的影响

由图1可以看出，紫薯全粉结块率随目数的增加而增加。这主要是因为颗粒直径减小会导致颗粒间的空隙变小，不利于水分的渗入，而渗入的水分与周围颗粒聚集成细粉结块；加入开水之后，高温水与大量小的颗粒接触后在颗粒表面迅速形成糊化层，阻挡其他水分向内部渗入，在搅拌作用下，糊化层包裹着细粉颗粒，成为极易聚集的块状物。目数在120～140时结块率增加变缓。综合考虑口感和工艺可行性，选择过120目筛网的紫薯全粉进行后续试验。

图1 不同目数紫薯全粉的结块率Fig.1 Caking rateof purple potato whole powder with different mesh numbers

2.4 单因素试验结果

2.4.1 紫薯全粉添加量的确定

由图2可以看出，紫薯全粉添加量从4 g增加到10 g时，代餐粉的感官评分由73分上升至88分，但继续增加至12 g时，感官评分却下降为82分。紫薯全粉含有大量淀粉和花青素，适量添加可增加复合代餐粉的黏稠度，同时适量的花青素也赋予了代餐粉诱人的紫红色，而紫薯独特的香气也可以改善复合代餐粉的风味[16]。但当紫薯全粉添加过量时，代餐粉颜色变得较深较暗，且过浓的紫薯香味会掩盖大麦嫩叶的香气，故复合代餐粉感官评分下降。综上，选择10 g为紫薯全粉适宜添加量。

图2 紫薯全粉添加量对复合代餐粉感官评分的影响Fig.2 Effect of purple potato whole powder addition on sensory scoreof compound meal substitutepowder

2.4.2 小麦胚芽粉添加量的确定

由图3可知，小麦胚芽粉添加量为8～14 g时，代餐粉的感官评分随添加量的增加逐渐上升，添加量大于14 g时，感官评分反而下降。小麦胚芽粉富含蛋白质，加大其添加量，会使代餐粉冲调液黏稠度明显增加，黏稠度增加可以使代餐粉稳定性增加，从而提高消费者的好感度。但小麦胚芽粉添加过多，会使代餐粉过于黏稠，口感变差。此外，小麦胚芽粉具有特殊的香味，适量添加可以丰富代餐粉的风味，但过量会与其他成分的香味发生冲突。综上，选择14 g为小麦胚芽粉适宜添加量。

图3 小麦胚芽粉添加量对复合代餐粉感官评分的影响Fig.3 Effect of wheat germpowder addition on sensory score of compound meal substitute powder

2.4.3 大麦嫩叶粉添加量的确定

由图4可以看出，当大麦嫩叶粉添加量为0.8～2.0 g时，复合代餐粉感官评分随添加量的增加而升高，添加量为2.0 g时感官评分最高（87分），大麦嫩叶粉添加量超过2.0 g后感官评分反而下降。大麦嫩叶粉含有叶绿素和纤维素，其可以改善复合代餐粉冲调时的结块问题，使产品的感官评分增加，但添加过多又会因代餐粉中纤维素增多变得粗糙，同时其自身的绿色与紫薯的紫色相冲突，使代餐粉的色泽变暗，草腥味增强。综上，选择大麦嫩叶粉添加量2.0 g为适宜添加量。

图4 大麦嫩叶粉添加量对复合代餐粉感官评分的影响Fig.4 Effect of barley tender leaf addition on sensory scoreof compound meal substitute powder

2.4.4 木糖醇添加量的确定

木糖醇可以为人体提供能量，其与普通的白砂糖相比具有低热量的明显优势[18]。因此，可将其作为白糖的替代品。由图5可以看出，木糖醇添加量为2.5、4.0、5.5、7.0、8.5 g时，复合代餐粉的感官评分分别为75、80、90、87、78分。木糖醇的添加可增加复合代餐粉的甜度，同时也冲淡了大麦嫩叶的草腥味，故代餐粉感官评分上升，但添加过多的木糖醇，会使代餐粉出现甜腻口感，反而使感官品质下降。综上，选择木糖醇添加量5.5 g为宜。

图5 木糖醇添加量对复合代餐粉感官评分的影响Fig.5 Effect of xylitol addition on sensory score of compound meal substitute powder

2.5 正交试验结果

表4为大麦嫩叶紫薯复合代餐粉配方正交试验结果。通过极差分析可知，各因素对复合代餐粉影响程度从大到小顺序为：A＞D＞B＞C，即紫薯全粉添加量＞木糖醇添加量＞小麦胚芽粉添加量＞大麦嫩叶粉添加量。由于因素C的k2=k3，表明A2B1C2D3和A2B1C3D3均为最优组合，由于大麦嫩叶粉添加量对代餐粉感官品质的影响最小，而其制备较繁琐，从经济角度考虑，选择A2B1C2D3（试验中的4号）作为代餐粉制备的最优组合，即最佳配方为：紫薯全粉添加量10 g（32.3%），小麦胚芽粉添加量12 g（38.7%），大麦嫩叶粉添加量2 g（6.5%），木糖醇添加量7 g（22.6%）。

表4 大麦嫩叶紫薯复合代餐粉正交试验结果Table 4 Orthogonal test results of barley tender leaf and purple potato compound meal substitute powder

按最优组合配制的产品溶解快、流动性好、细腻、黏稠度适中；代餐粉特有滋味浓郁，口感良好；色泽接近咖啡色，均匀一致；风味协调、兼具紫薯浓郁和大麦嫩叶特有的香味。理化指标测定结果为：水分含量5.5%（低于国家标准要求[19]），溶解度20.4%，结块率19.8%，黏度387 mPa·s。

3 结论

上述试验结果表明：选用过120目筛的紫薯全粉冲调效果最好；各因素对大麦嫩叶紫薯复合代餐粉感官品质影响的大小排序为：紫薯全粉添加量＞木糖醇添加量＞小麦胚芽粉添加量＞大麦嫩叶粉添加量；产品最佳配方为：紫薯全粉添加量32.3%，小麦胚芽粉添加量38.7%，大麦嫩叶粉添加量为6.5%，木糖醇添加量为22.6%。产品冲调性好、滋味浓郁，口感较好、近咖啡色、风味协调、兼具紫薯浓郁和大麦嫩叶特有的香味。