黑豆百合芝麻代餐粉的研制及粒度对其品质的影响

陈相伟，康明蛟，庞刚

1. 甘肃扶正药业科技股份有限公司（定西 743000）；2. 甘肃省定西市农产品质量安全监督管理站（定西 743000）

随着现代人膳食结构和消费观念的转变，代餐粉越来越受到人们的欢迎[1]，其是由一种或几种谷物、豆类及产品、薯类以及果蔬类食材制作而成的单一或复合冲调粉类产品，为低脂肪和低饱和脂肪酸、高膳食纤维、低热量和低胆固醇的膳食。张晓彤等[2]对代餐粉的主要功能做了概述，主要表现在有效减少体重及体脂百分比，反弹率低无毒副作用；有效改善肥胖2型糖尿病患者的血糖和糖代谢水平；膳食替代可以降低BMI、三酰甘油、胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇；调节肠道菌群，改善抑郁症状和改善代谢紊乱。

黑豆又名黑大豆。黑豆蛋白质含量36%，富含18种氨基酸，其氨基酸构成比例与FAO/WHO颁布的模式值基本接近，必需氨基酸种类齐全，比例合适且数量充足，是一种完全蛋白质，易于消化，对满足人体对蛋白质的需要具有重要意义。江帆等[3]的研究表明，黑豆蛋白质吸水性显著高于黄大豆，乳化能力与乳化稳定性均优于黄大豆；江甜等[4]对黑豆蛋白的分级提取和利用高效液相色谱-串联质谱（HPLC-MS/MS）法对黑豆花色苷的成分进行鉴定分析，为黑豆蛋白的高效提取及其开发利用提供理论依据；黑豆含有丰富的维生素、蛋黄素、黑色素及卵磷脂等物质，对保持机体功能完整，延缓机体衰老、降低血液黏度、满足大脑对微量物质需求都是必不可少的；郭颖等[5]对焙烤黑豆含有酚酸、异黄酮、花色苷等丰富的抗氧化活性成分研究发现，焙烤处理有助于其的增加。

百合是百合科百合属植物的统称，食用鳞茎色泽洁白、肉质厚实，每100 g百合鳞茎鲜品含有蛋白质4.0 g、脂肪0.1 g、糖类28.7 g、粗纤维1.0 g、硒0.2 mg、锌54 μg；百合中还含有百合皂苷、秋水仙碱等多种活性物质，因此，百合不仅是优良的营养食品，还具有良好的药用价值[6]。多糖有调节机体免疫、抗肿瘤等生理功能，百合多糖提取及特性研究进展较快，并取得明显效果，百合多糖的疗效也逐步被人们所认识[7]，而百合多糖具有提高机体免疫和抑制肿瘤生长的作用。

黑芝麻既可食用又可用作油料，多加工成芝麻糊等，宋国辉等[8]研究芝麻组分对芝麻酱的影响关系；卢鑫等[9]进行了造粒芝麻的研究；另外，芝麻中的生理活性成分有抗氧化、抗菌、调节血脂血压、保护肝功能及抑制肿瘤的作用；卢鑫等[10]通过对水解芝麻蛋白的酶解液中的抗氧化肽进行分离纯化，合成相应多肽并验证抗氧化活性。花生又名落花生，种子有花生果皮包被。花生长于滋养补益，有助于延年益寿，所以民间又称“长生果”，并且和黄豆一样被誉为“植物肉”、“素中之荤”；花生与动物蛋白相近[11]；此外，花生是“高饱腹感”食物，能让你感觉更饱，或者饱的时间更长；汤晓等[12]对花生衣粉提高面包抗氧化功能做了研究，发现其优于洋葱粉；芦鑫等[13]研究发现去酰胺改性会影响花生蛋白的聚集状态并显著提高花生蛋白的溶解性；刘云花等[14]对花生饼粕烘烤风味物质进行了研究，筛选出最佳烘烤条件。

该代餐粉以黑豆、百合为主要原料，辅以黑芝麻、花生、白砂糖与琼脂，并通过正交试验优化配方，以期制备一种营养丰富，具有一定功能性作用的方便食品。

1 材料和方法

1.1 试验材料

黑豆、黑芝麻、花生米（带红衣）、百合、白砂糖全部为符合相关食品质量标准的市售商品；琼脂，石狮市环球琼胶工业有限公司；以上原辅料均为食品级。

1.2 仪器与设备

JA21002电子天平（上海越平科学仪器（苏州）制造有限公司）；ML-800Y高速多功能粉碎机（武义海纳电器有限公司）；800型离心机（上海手术器械厂）；DHG-924OA电热鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司）；H22-X3电陶炉（杭州九阳生活电器有限公司）；平底炒锅（不粘锅）；不锈钢锅铲；筛及筛孔直径（20目（850 μm）、60目（250 μm）、65目（230 μm）、80目（180 μm）、100目（150 μm）、120目（125 μm）、140目（106 μm））；烧杯；玻璃棒；离心管；纸杯为市售商品。

1.3 试验方法

1.3.1 制备工艺

①花生米→精选→干燥→炒制→粉碎→过筛

②黑芝麻→精选→干燥→炒制→粉碎→过筛

③黑豆→精选→炒制→粉碎→过筛

④百合→精选→粉碎→炒制→过筛

1.3.2 测定指标及方法

1.3.2.1 感官评价

选择15名感官评定人员组成评审小组，以表1的感官评定方法，对黑豆百合芝麻代餐粉的色泽、气味滋味、组织状态和冲调性4个指标进行品评评价与打分，取其平均值，感官评价总分为100分。

1.3.2.2 分散性指数[15]

称取样品30 g置于500 mL烧杯中，量取80 ℃开水210 mL并倒入烧杯，用玻璃棒搅拌1 min后再静置3 min，用已知质量的20目筛网过滤代餐粉溶液，并用反渗透水小心冲洗结块物质，完成后放入105 ℃烘箱恒温干燥至恒质量后称质量。代餐粉分散性指数计算公式如下：

式中：a为结块物质质量，g；b为样品质量，g；w为样品水分含量。

分散性指数评价如表2所示。

表1 产品质量品评标准

表2 分散性指数评价标准

1.3.2.3 水合能力

称取1.0 g代餐粉加入离心管中，逐滴加入反渗透水，并用玻璃棒不停地搅拌，使粉体全部溶解为止，然后以3 000 r/min的速度离心25 min，弃去上清液并称量沉淀的质量，计算每克代餐粉吸收水分的质量，既得到代餐粉的水合能力，其计算公式如下：

式中：m为样品质量，g；m1为沉淀质量，g；m2为离心管质量，g。

1.3.2.4 悬浮率

称取10.0 g代餐粉（不添加白砂糖）于100 mL烧杯中，加入50.0 mL的反渗透水并搅拌均匀，静置5 mim后，量取25.0 mL代餐粉溶液上部溶液加入已知质量的离心管中，然后以2 500 r/min的离心速度离心10 min，弃去上清液，将离心管与沉淀物放入105 ℃烘箱恒温干燥至恒重后称重。代餐粉悬浮率计算公式如下：

式中：m为取用代餐粉质量，g；m1为离心管的质量，g；m2为离心管与沉淀代餐粉的质量。

1.3.3 正交试验设计方案

1.3.3.1 混合粉比例正交试验因素水平表

为了优化得到花生米、黑芝麻、黑豆、百合之间的最佳比例，通过固定白砂糖（9.0 g）、琼脂（1.0 g）添加量，以产品质量品评标准为考察指标，以花生米添加量、黑芝麻添加量、黑豆添加量、百合添加量为4个主要影响因素，进行L9(34)正交试验，通过正交试验结果来确定花生米、黑芝麻、黑豆、百合的最佳比例。具体混合粉比例正交试验因素水平表如表3所示。

表3 L9(34)混合粉比例正交试验因素水平表 单位：g

1.3.3.2 代餐粉正交试验因素水平表

为了优化得到代餐粉配方，以产品质量品评标准为考察指标，以混合粉添加量、白砂糖添加量、琼脂添加量为3个主要影响因素，进行L9(33)正交试验，通过正交试验结果来确定代餐粉最佳配方。具体代餐粉配方正交试验因素水平表如表4所示。

表4 L9(33)代餐粉配方正交试验因素水平表 单位：g

1.3.4 数据处理

采用SPSS 19.0和Excel 2010进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同粉碎粒度与分散性指数、水合能力和悬浮率之间的关系

通过固定花生米（3.0 g）、黑芝麻（3.0 g）、黑豆（15.0 g）、百合（15.0 g）、白砂糖（9.0 g）、琼脂（1.0 g）添加量，黑豆与百合粉碎后分别过60目（250 μm）、80目（180 μm）、100目（150 μm）、120目（125 μm）和140目（106 μm）筛，花生米与黑芝麻由于含油量比较丰富，粉碎后黏性较大，不宜过太细筛网，应炒制后与白砂糖一起粉碎过65目筛即可，然后将粉碎的原辅料以黑豆与百合通过筛网目数大小分别混合成不同粒度的代餐粉，并测定不同粒度代餐粉与分散性指数、水合能力与悬浮率的平均值，具体不同粉碎粒度的实际测定值如表5所示。

表5 不同粉碎粒度对应实测值

2.1.1 粉碎粒度对分散性指数的影响

由图1可以看出，粉碎粒度对代餐粉的冲调特性有显著影响，粒度为250，180和150 μm时，代餐粉表现出较好的分散性，当粒度在125和106 μm时，代餐粉的分散性指数较差，出现结块，冲调性也开始变差。这可能是由于，在代餐粉颗粒较大时，颗粒间隙较大，增大了和水的接触面积，呈现较好的分散现象；反之，当代餐粉粉碎粒度比较小时，颗粒间间隙减小，与水接触时部分被润湿而相互黏结，在外部形成的胶状膜包裹一部分未润湿的代餐粉所造成。

图1 粉碎粒度与分散性指数关系

2.1.2 粉碎粒度对水合能力的影响

由图2可以看出，粒度对代餐粉水合能力的影响表现为先升后降，在150 μm时达到最大值，这也许是，在粉碎粒度较大时，粉体较为粗糙，冲调后颗粒感较强；反之，在粉碎粒度较小时，原料中的纤维等结构的破坏，从而导致粉体对水的锁合能力减弱，造成冲调性变差所致，这一结果与张康逸等[16]对青麦仁代餐粉的配方优化结果相似。

图2 粉碎粒度与水合能力关系

2.1.3 粉碎粒度对悬浮率的影响

为了增强代餐粉在水中的悬浮性，因琼脂具有凝胶稳定性、增稠性、黏度、对水具有高亲和性及凝胶强度高等特点[17-19]，特选择添加了琼脂作为稳定剂。从图3中可以看出，随着粉体粒径的不断减小，悬浮率呈上升趋势，这主要是琼脂在代餐粉溶液中形成的网状结构，有利于粉体的膨胀与悬浮。

图3 粉碎粒度与悬浮率关系

2.2 最佳粉碎粒度的选择

根据粉碎粒度与分散性指数、水合能力及悬浮率的关系，在粉碎粒度为100目（150 μm）时，代餐粉有较好的感官表现，主要体现在组织状态和冲调性方面，既选用过100目（150 μm）的黑豆和百合进行正交试验。

2.3 正交试验结果

2.3.1 混合粉比例正交试验结果

该正交试验以花生米添加量、黑芝麻添加量、黑豆添加量和百合添加量为4个因素，每个因素分别选取3个水平，进行正交试验。从正交试验可以得到，各因素对混合粉的组成影响程度为黑豆添加量＞黑芝麻添加量＞花生米添加量＞百合添加量，混合粉正交试验试验组1在试验组中得分最高，即A1B1C1D1，品评得分为85分，而从正交表中得到的较优组合为A2B1C1D1，品评得分为87分，因此，混分比例最优组合为A2B1C1D1，即A、B、C和D的比例为2∶1∶5∶5，此时得到的产品品质最佳。具体正交试验过程组合、试验评价结果如表6所示。

2.3.2 代餐粉正交试验结果

该正交试验以混合粉添加量、白砂糖添加量、琼脂添加量为3个因素，每个因素分别选取3个水平，进行正交试验。从正交试验可以得到，各因素对代餐粉的组成影响程度为混合粉添加量＞白砂糖添加量＞琼脂添加量，混合粉正交试验试验组7在试验组中得分最高，即A3B1C3，品评得分为86分，而从正交表中得到的较优组合为A3B1C2，品评得分为88分，因此，混分比例最优组合为A3B1C2，即混合粉添加量取40.0 g、白砂糖添加量取8.0 g、琼脂添加量取1.0 g时，此时得到的代餐粉冲调后感官品质最佳。具体正交试验过程组合、试验评价结果如表7所示。

表6 L9(34)混合粉比例正交试验表

表7 L9(33)代餐粉配方正交试验表

3 结论

研究先通过考虑代餐粉的分散性指数、水合能力及悬浮率，以产品质量品评标准为指标，来确定代餐粉中主要原料的粉碎粒度为100目（150 μm），然后通过正交试验，确定混合粉：花生米、黑芝麻、黑豆和百合的比例为2∶1∶5∶5。

代餐粉组成为混合粉添加量40.0 g、白砂糖添加量8.0 g、琼脂添加量1.0 g时，加入200 mL 90 ℃左右沸水冲调，并进行适当搅拌，此时代餐粉得分最高为88分，所得代餐粉色泽均一，组织细腻，滋气味协调柔和，冲调性较好，并具有良好的稳定性。