响应面法优化炭泉小米复合杂粮代餐粉工艺
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摘 要:以炭泉小米改性粉、炭泉黑豆粉、燕麦粉、藜麦粉等为主要原料,研制炭泉小米复合杂粮代餐粉。采用单因素和响应面法优化其工艺参数。结果表明:最佳工艺参数为,炭泉黑豆粉加入量16%、燕麦粉加入量12%、藜麦粉加入量8%、木糖醇加入量2%,在此条件下,感官评分达96.02分。
关键词:炭泉小米;杂粮;复合代餐粉
炭泉小米富含碳水化合物、蛋白质、膳食纤维等营养物质,其蛋白质过敏性极低,消化率及生物价高于小麦和大米,含有较多人体可利用的有机硒。炭泉黑豆的蛋白质含量极为丰富,还富含活性物质,如花色苷和异黄酮。燕麦中的可溶性膳食纤维,有助于降低饭后血糖的上升速度。藜麦不含胆固醇和麸质,同时其糖含量、脂肪含量以及热量均保持在相对较低的水平,非常符合健康饮食的需求。木糖醇是一种功能性甜味剂,进入人体消化与吸收的过程中,不会直接产生能量,有助于降低热量的摄入,有效控制血糖水平。目前,代餐粉以其低糖、低脂、低热量及强烈的饱腹感等特点,受到广泛关注。本次以炭泉小米为原料,确定最佳复配配方,与我国主食的加工形式相适应,营养全面,还为富含炭泉小米复合杂粮代餐粉功效的健康食品提供参考。
一、材料与方法
1.材料与试剂。炭泉小米:吉林省吉松岭食品有限公司;炭泉黑豆:吉林省吉松岭食品有限公司;燕麦:黑龙江黑土香燕麦产业股份有限公司;藜麦:青岛金板桥农业科技有限公司;木糖醇:大连福益康商贸有限公司。
2.仪器与设备。JC-60A型双螺杆挤出机:济南德固机械设备有限公司;DZF-6050型真空干燥箱:上海捷呈实验仪器有限公司;UM-8L型低温超微粉碎机:济南天宇专业设备有限公司;SYH-50型三维混合机:常州圣万达干燥设备有限公司。
3.炭泉小米复合杂粮代餐粉制备工艺。将炭泉小米粗粉碎后,过100目筛,调节炭泉小米生粉含水量为24%,用双螺杆进行挤出改性,螺杆转速为120 r/min,温控1区至4区分别为60 ℃、82 ℃、102 ℃和114 ℃。经挤压膨化后的物料重新进行粉碎,过100目筛,得到炭泉小米改性粉。
选用优质炭泉黑豆、燕麦、藜麦;用清水除去这些原料表皮上附着的杂质;真空干燥箱的温度设定为50 ℃、干燥时间为3h,将干燥原料分别平铺在磁盘中。黑豆在功率800W,厚度0.5 cm下熟化4 min;燕麦在功率500 W,厚度1.0 cm下熟化3 min;藜麦在功率500 W下熟化2 min。最后分别用低温超微粉碎机粉碎至低于300目,密封放置阴凉处备用。
按一定比例准确称量各种杂粮粉;将其与木糖醇按不同工艺要求下的比例放入自动混合机进行混合;按照本次研究的最佳复配工艺参数,包装成不同克数,在紫外灯下灭菌约30 min,得到成品。
4.炭泉小米复合杂粮代餐粉复配工艺单因素试验。以炭泉小米改性粉为基料,与16%炭泉黑豆粉、12%燕麦粉、8%藜麦粉和2%木糖醇组成炭泉小米复合杂粮代餐粉的基础配方。进行单因素试验,将炭泉小米复合杂粮代餐粉干燥后用于研究炭泉小米改性粉、藜麦粉加入量、木糖醇加入量和燕麦粉加入量对杂粮重组米感官评分的影响。
5.炭泉小米复合杂粮代餐粉复配工艺响应面试验方法。通过单因素试验结果,设计四因素三水平的响应面,优化炭泉小米复合杂粮代餐粉复配工艺参数。试验因素及水平见表1。
6.炭泉小米复合杂粮代餐粉感官评价。由10名专家对不同复配的炭泉小米复合杂粮代餐粉就其色泽、风味、滋味和口感以及冲调性进行感官评价。感官评定标准见下表2。
二、结果与分析
(一)炭泉小米复合杂粮代餐粉复配工艺单因素试验结果
由图1至图4知,炭泉小米复合杂粮代餐粉感官评分随着四种原料加入量的增加而增加,当炭泉黑豆粉加入量16%、燕麦粉加入量12%、藜麦粉加入量8%和木糖醇加入量2%时,其相应的感官评分达到最高。其中炭泉黑豆粉加入量大于16%,其感官评分逐渐下降。可能是黑豆经过熟制后,豆类香气较突出。故选择炭泉黑豆粉加入量为14%、16%、18%为响应面试验研究水平。在燕麦粉加入量大于12%,其感官评分逐渐下降。燕麦粉加入量过高,易结块,从而使感官评分降低。故选择燕麦粉加入量为10%、12%、14%为响应面试验研究水平。当藜麦粉加入量大于8%,其感官评分逐渐下降。可能是藜麦的苦味会明显增强,导致整体滋味不佳,使得感官评分降低。故选择藜麦粉加入量为6%、8%、10%为响应面试验研究水平。当木糖醇加入量大于2%时,使整体过分甜腻,滋味差,使感官评分降低。故选择木糖醇加入量为1.5%、2.0%、2.5%为响应面试验研究水平。
作者:刘静雪;孟繁钰;高婷婷;张丽;李鹏宇;徐兴库
文章详见:《粮食问题研究》2024年第6期