果薯红茶复合营养代餐粉的研制

2023-11-23罗登欢荣兰兰朱美婷

茶业通报 2023年3期

罗登欢，荣兰兰，朱美婷，许娜,3*

果薯红茶复合营养代餐粉的研制

罗登欢1,2，荣兰兰1,2，朱美婷1，许娜1,2,3*

（1.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036；2安徽农业大学安徽省农产品加工工程实验室，安徽合肥 230036；3安徽农业大学食品营养与安全研究中心，安徽合肥 230036）

本文研制并优化了一款红茶风味的果薯复合营养代餐粉。研究者以感官评价为指标确定红茶、紫薯、草莓和熟米4个单因素的适宜添加量，再采用Box-Behnken响应面试验得到代餐粉最优配方：紫薯10.0%，草莓4.0%，祁门红茶3.0%，熟米粉32.0%，香蕉粉17.0%，波罗蜜冻干粉8.0%，木糖醇12.0%，奶粉8.0%，大豆分离蛋白4.0%，维生素B 1.0%，亚麻籽微胶囊粉1.0%。优化后的代餐粉中总淀粉、蛋白质、脂肪、灰分、水分含量分别为34.4%、8.6%、1.9%、2.5%、6.2%；感官品质上表现为口感绵密，茶香浓郁、色泽亮丽，具有低热低脂的特点。

祁门红茶；代餐粉；水果；感官评定；响应面分析

《中国居民营养与慢性病状况报告（2020年）》明确指出，超重和肥胖已经成为中国人较为突出的健康问题之一。减肥产品的药品化和功能单一性难以满足年轻消费者的健康养生需求，催生“零食态”功能性食品的兴起。代餐粉是市面上主流代餐食品，它不仅具有高纤维、低热量、易饱腹的特点，而且可以部分甚至完全代替正餐[1]，以辅助控制肥胖和糖尿病发展。但目前辅助糖尿病治疗与控制肥胖发展的代餐粉产品口感单一，如何丰富代餐粉的风味选择，是需要引起关注的研发目标[2]。

祁门红茶，核心产区为安徽省祁门县，因其香气似蜜糖，外形紧细，味道醇厚，色泽乌润而驰名于世[3]。大量研究表明红茶含有多种生物活性物质，具有减肥[4-5]、降血糖、预防心血管疾病、抗癌[6-7]、抗帕金森症和抗病毒等健康功效。

为丰富肥胖人群及糖尿病患者代餐选择种类，本文开发了一款以祁门红茶、谷薯全粉为基料，添加调味剂和营养辅料（脱脂奶粉、大豆分离蛋白、木糖醇、草莓粉、亚麻籽微囊粉、维生素B和矿物质）的果薯红茶全营养配方代餐粉，适合消化较慢的肥胖人群，且具有良好的饱腹感。配方中大米、紫薯全粉提供一定的碳水化合物、蛋白质和丰富的营养素；脱脂奶粉提供优质蛋白质；祁门红茶一方面提供膳食纤维，另一方面提供红茶多酚作为功效成分，抑制淀粉消化、降低餐后血糖。

1 材料和方法

1.1 实验材料

特级祁门红茶：购自祥源茶叶股份有限公司，产地黄山，2020年12月31日生产。

香蕉、紫薯、熟米和波罗蜜，购自合肥超市；草莓粉，江苏萃谷食品有限公司；奶粉，恒天然商贸有限公司；木糖醇，山东福田药业有限公司；大豆分离蛋白，河南万邦化工科技有限公司；亚麻籽微胶囊粉，曼味轩生物科技有限公司；维生素B，江苏艾兰得营养品有限公司。

1.2 仪器与设备

JM-A1002电子天平，诸暨市超泽横器设备有限公司；ZDDN-Ⅱ全自动凯氏定氮仪，浙江托普云农科技股份有限公司；KDN-08C消化炉，浙江托普云农科技股份有限公司；SX2-4-10Z马弗炉，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；BHH-4数显恒温水浴锅，常德比克曼生物科技有限公司；SER148脂肪仪，意大利VELP；FD8-3真空冷冻干燥机，美国SIM；721型分光光度计上海申生科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1基料制备方法

特级祁门红茶粉的制备：茶样粉碎，过筛备用。

香蕉粉和波罗蜜粉的制备：将选购的新鲜香蕉和波罗蜜，去皮、切块、冻干、粉碎备用。

熟米粉和紫薯粉的预处理和制备方法：选用优质大米，1：1.5的米水比例，室温浸泡1 h、沥水、蒸熟、冻干、粉碎备用。选购饱满的紫薯，洗净、去皮、切块、蒸熟、冻干、粉碎备用。

1.3.2配制与拌合

将基料和辅料按照表1配方比例要求，称重计量，并充分混合均匀，即得成品。

1.3.3代餐粉配方筛选的单因素试验

根据预试验的结果，紫薯、红茶、草莓和熟米分别对配方粉的颜色、风味、酸度和稠度影响很大。而木糖醇在预设配方中甜度适宜，故不作为主要考察因素进行筛选。波罗蜜冻干粉作为大颗粒固形物则参考JJF 1070-2005稍作修改添加。

根据预试验的结果，在基础配方（紫薯添加量为10.0%、红茶3.0%、草莓4.0%、熟米32.0%）的基础上，以感官评分作为评价指标，进行单因素试验，分别考察紫薯粉添加量（6.0%、8.0%、10.0%、12.0%和14.0%）、红茶粉添加量（2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%）、草莓粉添加量（3.0%、3.5%、4.0%、4.5%和5.0%）、熟米粉添加量（26.0%、28.0%、30.0%、32.0%和34.0%）对复合代餐粉感官品质的影响。

1.3.4代餐粉产品配方筛选的正交优化试验

为进一步优化配方，在单因素实验的基础上，采用Box-Behnken原理设计三因素三水平响应面实验，以感官评分为响应值，选取紫薯、红茶、草莓添加量为因素自变量，设计3因素3水平响应面分析，具体设计如表2所示。

表1 红茶水果代餐粉基础配方

表2 3因素3水平响应面实验设计

表3 营养配餐粉的感官评价标准

1.3.5复合代餐粉的感官评价标准及综合评分方法

由经过感官评价训练的10名食品卫生与营养学专业学生品评员（男女比1：1，年龄19～24岁，各项感知能力均正常，无吸烟酗酒、色弱色盲等[7]）。评审标准根据李玉壬[8]的方法稍作修改，对产品的外观（10分）、冲调性（20分）、质地（20分）、风味（40分）和可接受程度（10分）进行感官评价，具体的感官评分标准见表3。根据感官评定小组的最终评分结果评判产品感官质量。

1.3.6理化指标的测定

蛋白质采用GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法测定；总灰分按GB 5009.4-2016 《食品中灰分的测定》测定；总淀粉采用GB 5009.9-2016 《食品中淀粉的测定》酶水解法测定；脂肪采用GB 5009.6-2016《食品中脂肪的测定》索氏抽提法测定；水分按GB/T 5009.3-2016《食品中水分的测定》直接干燥法测定；红茶粉茶多酚含量和咖啡碱含量分别按照GB/T 31740.2-2015《茶制品第二部分：茶多酚》中“茶多酚含量检测方法”和“儿茶素类及咖啡碱含量的检测方法”进行测定。

1.4 数据处理

利用Microsoft Excel 2010 进行数据处理和分析，Origin 2021软件进行绘图，Design Expert 8.0.6软件进行响应面分析。所有数据均为3次平行实验的均值。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1紫薯粉添加量的确定

紫薯粉不同添加量对代餐粉的颜色和口感有着不同程度的影响，如图1A所示。随着紫薯添加量的增加，复合代餐粉的风味和色泽逐渐改善，颜色亮丽，鲜甜度增加，得分最高为88.1分。当添加量高于10.0%以后，代餐粉颜色变暗，结块程度上升，品质下降，得分随之降为75.9分。王乜田等[9]认为紫薯粉添加量越大，粒间缝隙越小，与水的接触面越少，不利于水的渗透，导致结块率显著上升。因此，紫薯粉最适添加量为10.0%。

2.1.2草莓粉添加量的确定

不同草莓粉添加量对代餐粉风味的影响较大，结果如图1B所示。代餐粉感官评分随着草莓粉添加量的增加而升高，在4.0%时感官评分最高，为87.7分，代餐粉果香浓郁，酸甜可口。当添加量超过4.0%时，果香掩盖茶香，口感偏酸，感官得分随之降低为67.0分。因此草莓的适宜添加量为4.0%。

2.1.3熟米添加量的确定

不同熟米添加量对代餐粉的稠度影响明显，结果如图1C所示。熟米添加量决定代餐粉的浓稠度，当熟米粉添加量过低，代餐粉整体偏稀，最低得分为75.8分。而熟米添加量过高，代餐粉明显浓稠，粘度上升，米香过重，掩盖过茶香和果香，影响冲调性，得分为80.0分。因此当熟米的添加量为32.0%时得分为89.5分，感官上获得最高得分。因此，在后续优化实验中，熟米粉的添加比例固定为32.0%。

2.1.4红茶粉添加量的确定

不同红茶粉添加量对代餐粉的苦涩风味有决定性作用，如图D所示。随着红茶粉添加量增加，红茶的独特香味逐渐浓郁。当红茶粉添加量为3.0%时，感官评价最高，最高得分为84.8分，其香气与滋味清甜。当红茶粉添加量高于3.0%时，口感苦涩，风味变差，评分也降至77.8分。这一趋势同彭明军藜麦绿茶代餐粉一致，当含茶量过高时，茶叶的苦涩味破坏代餐粉的口感[10]。此外，若红茶粉添加量增加，冲泡过的代餐粉表面会浮有细小茶粉颗粒，使外观粗糙暗沉。因此红茶粉最佳添加量为3.0%。

2.2 响应面优化配方的结果

2.2.1响应面实验设计及结果

根据单因素实验的结果，以红茶粉、紫薯粉、草莓粉添加量3个因素为自变量，以感官评价为响应值，使用Box-Behnken原理设计三因素三水平响应面试验，实验设计组合及结果见表4。当祁门红茶粉、紫薯粉、草莓粉添加比例分别为3.0%、10.0%、4.0%时，口感最佳、感官评分最高，达92.3分。

2.2.2回归方程方差及显著性分析

利用Design Expert软件得到的数学模型为：

式中Y为感官评分值；A、B、C分别为红茶粉、紫薯粉、草莓粉3个变量的编码值。

为检验各因素对代餐粉的影响，研究者建立了可信度模型，并对其进行分析。结果（表5）表明，模型的F值=261.22，值＜0.0001，达到极显著，而F值反映各因素对实验指标影响的程度，所以红茶粉、紫薯粉和草莓粉的添加量会明显影响代餐粉的品质。模型的失拟项不仅不显著、误差小，而且感官评分与红茶、紫薯和草莓的添加量相关系数高，因此该模型可以有效对感官评价值进行分析。

表5中，草莓粉添加量的F值=6.56，紫薯粉添加量的F值=1.09，红茶粉添加量的F值=336.61，表明三个因素对感官评分的影响程度为红茶粉>草莓粉>紫薯粉。但从P值来看，草莓粉的作用并未达到显著性。分析其原因，草莓粉的酸度会影响到酸、甜、苦的平衡，对代餐粉的整体感官平衡影响较大。但红茶粉的影响最显著，在口感上其苦味可能比草莓粉的酸味更突出，故而造成草莓粉的添加量对整体口感的影响不显著。

图1 不同单因素对代餐粉的影响

（A：紫薯粉；B：草莓粉；C：熟米粉；D：红茶粉）

注：图中的不同字母表示样品间的差异显著，＜0.05

表4 响应面优化感官评分实验设计与结果

表5 感官评分模型及回归系数的回归分析结果

续上表

A263.07163.07454.07< 0.0001** B2126.461126.46910.42< 0.0001** C247.83147.83344.32< 0.0001** 残差0.9770.14 失拟项0.5730.191.920.2679ns 纯误差0.440.1 总和327.5216 R2=0.9970 Adj R2=0.9932

2.2.3感官评分响应面分析及最佳配方的确定

以感官评分为响应值，分析红茶、紫薯、草莓三个因素交互作用对代餐粉综合评分的影响，得到图2中三维空间响应面图（其中右图为左图的俯视图）。从图2的右侧图可以看出，感官评分的响应面呈抛物线趋势，说明存在最高点，即回归方程存在最大值。从软件中导出的最优配方为紫薯10.0%，草莓4.0%，红茶3.2%，综合评分为92.6分。经软件分析知果薯红茶复合营养代餐粉的最优配方为紫薯10.0%，草莓4.0%，红茶3.0%，综合评分为93.07分。根据响应面分析的最优配方经10次试验性实验，配方粉的综合评分为92.6±0.9分。该值与理论预测值相近，说明优化后的配方准确，具有实际指导意义。

2.3 果薯红茶复合营养代餐粉的营养组分分析

按照上述最优配方制得代餐粉，并对其营养组分和理化成份进行测定。代餐粉水分含量6.2%，蛋白质8.6%，脂肪1.9%，总淀粉34.4%，灰分2.5%，茶多酚0.2%和咖啡碱0.1%，总能量789.6 KJ/100 g。由此可知本红茶水果功能代餐粉是一款低脂，低热的代餐粉。

3 结论

本研究以红茶、紫薯、草莓和熟米为原料，通过实验确定果薯红茶复合营养代餐粉的最佳配方。结果表明：红茶水果复合营养代餐粉的最优配方为紫薯10.0%，草莓4.0%，红茶3.0%，熟米粉32.0%，香蕉粉17.0%，菠萝蜜冻干粉8.0%，木糖醇12.0%，奶粉8.0%，大豆分离蛋白4.0%，维生素B 1.0%，亚麻籽微胶囊粉1.0%。按照配方制的果薯红茶复合营养代餐粉口感细腻、风味协调，并叠加果粒的口感；产品不仅符合肥胖人群对代餐粉低热低脂的要求，而且能满足人体基本的营养需求。果薯红茶复合营养代餐粉水果风味浓郁，茶香清幽，酸甜味适中，口感丝滑，在口感上符合现代消费者的追求，是一款适用于肥胖人群和大众的营养均衡代餐粉。

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S571.1

1006-5768（2023）03-134-007