杜仲雄花代餐粉的沖調(diào)性研究及血糖生成指數(shù)評(píng)價(jià)

鐘雪婷，吳 淼，康建平，2，張星燦，2，華苗苗，吳瓊瑛，張 怡

（1. 四川東方主食產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，四川成都 611130；2. 四川食品發(fā)酵工業(yè)研究設(shè)計(jì)院，四川成都 611130；3. 成都市第五人民醫(yī)院，四川 成都 611130；4. 四川省食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)，四川 成都 611130）

0 引言

代餐粉，指部分或全部替代正餐的一種代餐食品。代餐的理念最早起源于西方國家，代餐形式主要有代餐粉、代餐棒、代餐奶昔和代餐湯等[1]。代餐往往具有一定的針對(duì)性，而絕大多數(shù)代餐在使用的時(shí)候都有量的限制，這就導(dǎo)致人們在食用代餐的時(shí)候，實(shí)際攝入的能量相比傳統(tǒng)飲食要低很多，所以目前市面上大部分代餐產(chǎn)品都是針對(duì)肥胖人群或者是有減肥需求的人群[2]。

針對(duì)肥胖人群或者是有減肥需求的人群代餐粉主要特點(diǎn)就是低熱量、高膳食纖維、易飽腹等[3]。而且市面上的此類產(chǎn)品多采用烘焙工藝加工而來或者是直接以魔芋粉或食用膠為主要原料調(diào)制而成，大部分產(chǎn)品均存在口感不佳、營養(yǎng)單一、營養(yǎng)利用率不高等問題，這也導(dǎo)致代餐粉的推廣存在極大的局限性。通過單因素試驗(yàn)及正交試驗(yàn)，優(yōu)化了聚葡萄糖、單雙甘油脂肪酸酯和羥丙基淀粉添加量，利用甜味劑和品質(zhì)改良劑混合熬制成糖漿，矯正代餐粉風(fēng)味，最終得到一款無糖、高膳食纖維的杜仲雄花代餐粉，不僅沖調(diào)性良好、甜味適中，而且適合中老年人、血糖代謝異常者、減肥者食用。

食品血糖生成指數(shù)（GI） 是表示食物進(jìn)入人體后對(duì)人體血糖波動(dòng)造成的影響，GI 值＞70 為高GI食物，不適合血糖代謝異常者食用；55≤GI≤70 為中GI 值食物，血糖代謝異常者可適量食用；GI＜55為低GI 值食物，建議血糖代謝異常者可適量食用[4]。目前，市場上營養(yǎng)粉類食品大多未標(biāo)注食物血糖生成指數(shù)（GI） 值，中老年人、控制體重者在挑選食物時(shí)，只有食物營養(yǎng)成分表作為依據(jù)不夠準(zhǔn)確，試驗(yàn)測定了該代餐粉的血糖生成指數(shù)（GI） 值，給此類人群提供了飲食參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

儀器：旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、粉碎機(jī)、噴霧干燥機(jī)。

材料：杜仲雄花，桑植縣信翼商貿(mào)有限公司提供；藜麥，雅布食品有限公司提供；青稞，臨沂嘉億生物科技有限公司提供；薏仁米、苦蕎米、燕麥米，遂平縣魏家五谷養(yǎng)生磨坊提供；葛根粉，亳州市譙城區(qū)宏都鑫生物科技有限責(zé)任公司提供；魔芋粉，江蘇鑫和源生物科技有限公司提供；核桃粉，興化市嘉禾食品有限公司提供；辣木葉，云南大藥山商貿(mào)有限公司提供；奇亞籽，廣州莆陽國際貿(mào)易有限公司提供；紅棗粉，濟(jì)南好是佳食品有限公司提供；菊粉，江蘇長晶生物工程有限公司提供；枸杞粉，江蘇津杰食品有限公司提供；綠茶，云棲老茶農(nóng)官方旗艦店提供；無花果干、桑葉，安國市旭東中藥材批發(fā)商行提供；金銀花，亳州市勝豪生物科技有限公司提供；聚葡萄糖，河南金潤食品添加劑有限公司提供；單雙甘油脂肪酸酯，上海毓釗國際貿(mào)易有限公司提供；羥丙基淀粉，鄭州萬搏化工產(chǎn)品有限公司提供；低聚果糖，江蘇祥晟生物科技有限公司提供；耐高溫α -淀粉酶，泰安信得利生物工程有限公司提供。

1.2 代餐粉的制作方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點(diǎn)

（1） 原料粉碎。原料的粉碎粒度直接影響著酶解工藝的酶解效果和膨化工藝的膨化效果。合適的原料粒度能提高酶解工藝的酶解率，同樣合適粒度的原料更契合膨化工藝，同時(shí)也影響著產(chǎn)品的膨化效果。

（2） 酶解工藝。酶解工藝是解決原料中植物花、葉、果實(shí)（無花果） 等原料對(duì)膨化工藝和產(chǎn)品品質(zhì)的重要工序，酶解工序合理與否，直接影響著上述原料的利用率，同時(shí)影響產(chǎn)品的營養(yǎng)成分含量，關(guān)鍵因素包括酶添加量和酶解時(shí)間。

（3） 原料混合。取單雙甘油脂肪酸酯溶于原料油脂中，形成油脂1；取耐高溫α -淀粉酶溶于植物濃縮汁，形成濃縮汁2；剩余固體物料根據(jù)比例，取質(zhì)量相近的原料混合均勻，并依次由低質(zhì)量向高質(zhì)量物料進(jìn)行梯度混合，最終形成混合粉3；將油脂1與濃縮汁2 進(jìn)行混合，形成混合液4，再將混合液4與混合粉3 混合均勻形成備用物料。

（4） 膨化工藝。膨化是主要工序，可以使原料得到充分的熟化，膨化的效果直接影響成品的品質(zhì)，關(guān)鍵因素包括進(jìn)料速度、螺桿轉(zhuǎn)速、膨化溫度。

（5） 冷卻。膨化后物料經(jīng)冷風(fēng)冷卻至室溫，物料水分≤7%。

（6） 半成品粉碎。半成品物料經(jīng)冷卻后，進(jìn)行粉碎，過80 目篩，水分含量保持≤7%。

（7） 調(diào)制混合。粉碎后的半成品物料需要與菊粉、低聚果糖進(jìn)行混合，物料水分含量保持≤7%。

（8） 包裝入庫。半成品物料經(jīng)調(diào)制混合后產(chǎn)品水分含量保持≤7%，對(duì)成品物料進(jìn)行定量分裝（30 g/袋），然后裝盒（10 袋/盒），最后裝箱入庫。

1.3 代餐粉沖調(diào)性最佳工藝條件確定

1.3.1 代餐粉工藝條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

（1） 聚葡萄糖添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響。調(diào)整聚葡萄糖添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響，其中單雙甘油脂肪酸酯添加量為0，將只有代餐粉和聚葡萄糖組成的混合粉稱為混合粉M1，總量為100 g，其中聚葡萄糖添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%。

（2） 單雙甘油脂肪酸酯添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響。調(diào)整單雙甘油脂肪酸酯添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響，其中單雙甘油脂肪酸酯添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 分別為0.05%，0.10%，0.15%，0.20%，0.25%，0.30%。

（3） 羥丙基淀粉添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響。調(diào)整羥丙基淀粉添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)性的影響，其中羥丙基淀粉添加量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） 分別為0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%。

1.3.2 正交試驗(yàn)

以聚葡萄糖、單雙甘油脂肪酸酯、羥丙基淀粉配比為考查對(duì)象，由單因素試驗(yàn)得出的最佳試驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍設(shè)計(jì)正交因素水平，每個(gè)因素設(shè)置3 個(gè)水平，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，采用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)，得出最佳試驗(yàn)條件。

1.3.3 血糖生成指數(shù)測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)[5]的體內(nèi)試驗(yàn)法測定代餐粉的血糖生成指數(shù)。

（1） 研究對(duì)象。通過基礎(chǔ)信息調(diào)查表篩選19 名（男10 名，女9 名） 無吸煙酗酒等不良習(xí)慣的大學(xué)生志愿者，要求志愿者身體健康，無代謝性疾病、無糖尿病家族史和其他代謝病史、無葡萄糖和其他碳水化合物不耐受，1 個(gè)月內(nèi)未節(jié)食減肥，未服用任何藥物。志愿者平均年齡22.75±1.39 歲，平均BMI值為22.94±3.00 kg/m2[6]。研究經(jīng)四川東方主食產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院理事會(huì)許可，與志愿者簽訂知情同意書。試驗(yàn)前對(duì)所有志愿者詳細(xì)說明試驗(yàn)相關(guān)要求，并進(jìn)行血糖反應(yīng)試驗(yàn)和感官評(píng)分等方面的培訓(xùn)。

（2） 受試樣品。①試驗(yàn)原料。膳本善高纖糖脂安營養(yǎng)代餐。根據(jù)樣品的碳水化合物含量，計(jì)算出每份樣品相應(yīng)于50.0 g 碳水化合物含量所對(duì)應(yīng)的原料質(zhì)量為63.6 g。②沖泡處理。準(zhǔn)備熱水，按粉水比1∶5 沖泡，趁熱食用。

（3） 人體血糖應(yīng)答試驗(yàn)。試驗(yàn)安排在7:50—11:00進(jìn)行。志愿者從前一天晚上20:00 接到試驗(yàn)組織者通知，開始禁食，可少量飲水。試驗(yàn)當(dāng)天7:50 進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，靜坐15 min 后測定空腹血糖。隨后馬上向每位受試者提供1 種受試樣品（每種受試樣品搭配1 份10 g 的咸菜），提示所有志愿者在15 min 內(nèi)進(jìn)食完畢[7]。分別于進(jìn)食開始后15，30，45，60，90，120 min 采集指尖血，使用血糖儀（卓越精采型，羅氏） 進(jìn)行血糖濃度測定。參比食物葡萄糖進(jìn)行3 次試驗(yàn)，樣品代餐粉進(jìn)行1 次試驗(yàn)。每次試驗(yàn)間隔至少2 d。

（4） 葡萄糖的測定。葡萄糖氧化酶法，Megazyme GOPOD 試劑盒。

（5） 血糖指數(shù)（Glycemic index，GI） 的計(jì)算分別以葡萄糖作為參考食物（GI=100），按照Thomas MS Wolever 等人[8]標(biāo)準(zhǔn)方法計(jì)算代餐粉的血糖指數(shù)。GI 值計(jì)算公式為：

根據(jù)GI 值的分類標(biāo)準(zhǔn)，低于55 為低GI 值，55～70 為中GI 值，高于70 為高GI 值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 聚葡萄糖添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

聚葡萄糖對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響見圖1。

由圖1 可知，聚葡萄糖對(duì)代餐粉沖調(diào)特性具有顯著影響（p＜0.5）。隨著聚葡萄糖添加量的增加，代餐粉的分散性呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢。這可能是因?yàn)榫燮咸烟蔷哂信蛩勺饔?，原料在?jīng)過擠壓膨化的工藝后形成海綿狀的疏松多孔組織，其粉碎后的代餐粉具有比表面積大、內(nèi)部多孔的性質(zhì)，加速了與水的接觸，從而減少了結(jié)塊現(xiàn)象，改善了沖調(diào)特性；但是當(dāng)聚葡萄糖的添加量大于2%時(shí)，聚葡萄糖所具備的增稠作用過度，可能會(huì)在熱水中難以溶解，沖調(diào)時(shí)形成大小不一的塊狀物質(zhì)。綜上考慮，選擇添加量為1.5%～2.5%的聚葡萄糖進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.2 單雙甘油脂肪酸酯添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

單雙甘油脂肪酸酯對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響見圖2。

圖1 聚葡萄糖對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

圖2 單雙甘油脂肪酸酯對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

由圖2 可知，單雙甘油脂肪酸酯對(duì)代餐粉沖調(diào)特性具有顯著影響（p＜0.5）。隨著單雙甘油脂肪酸酯添加量的增大，代餐粉的分散性呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢。這可能是因?yàn)閱坞p甘油脂肪酸酯具有乳化作用，改善代餐粉乳濁液溶液中各種構(gòu)成相之間的表面張力，使之形成均勻穩(wěn)定的分散體系，從而改善了代餐粉在水中的分散性，減少了結(jié)塊現(xiàn)象，優(yōu)化了沖調(diào)特性；但是當(dāng)單雙甘油脂肪酸酯的添加量大于0.15%時(shí)，可能會(huì)形成一層致密的薄膜，沖調(diào)時(shí)抑制了代餐粉對(duì)水分的吸收，從而形成塊狀物質(zhì)。綜上考慮，選擇添加量為0.05%～0.15%的單雙甘油脂肪酸酯進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.1.3 羥丙基淀粉添加量對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

羥丙基淀粉對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響見圖3。

由圖3 可知，羥丙基淀粉對(duì)代餐粉沖調(diào)特性具有顯著影響（p＜0.5）。隨著羥丙基淀粉添加量的增大，代餐粉的分散性呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢。這可能是因?yàn)榱u丙基淀粉具有乳化作用、膨松作用，原料在經(jīng)過擠壓膨化的工藝后形成海綿狀的疏松多孔組織，其粉碎后的代餐粉具有比表面積大、內(nèi)部多孔的性質(zhì)，加速了與水的接觸，從而減少了結(jié)塊現(xiàn)象，改善了沖調(diào)特性；但是當(dāng)羥丙基淀粉的添加量大于2%時(shí)，羥丙基淀粉所具備的增稠作用過度，可能會(huì)在熱水中難以溶解，沖調(diào)時(shí)形成大小不一的塊狀物質(zhì)。綜上考慮，選擇添加量為1.0%～2.0%的羥丙基淀粉進(jìn)行正交試驗(yàn)。

圖3 羥丙基淀粉對(duì)代餐粉沖調(diào)特性的影響

2.2 代餐粉工藝的確定

以聚葡萄糖、單雙甘油脂肪酸酯、羥丙基淀粉的添加量為考查對(duì)象，由單因素試驗(yàn)最佳試驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍設(shè)計(jì)正交因素水平，每個(gè)因素設(shè)置3 個(gè)水平，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，采用L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)。

正交試驗(yàn)結(jié)果見表1。

由極差值R 可知影響代餐粉沖調(diào)特性的主次因素為A＞B＞C，即聚葡萄糖＞單雙甘油脂肪酸酯＞羥丙基淀粉。通過分析得出最佳配比為A2B2C3，即聚葡萄糖添加量2%，單雙甘油脂肪酸酯添加量0.1%，羥丙基淀粉添加量2%。為了使試驗(yàn)結(jié)果更加可靠，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 正交試驗(yàn)結(jié)果/%

由表2 可知，3 組平行試驗(yàn)的測試值與正交試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)偏差小于1%，且測試值均優(yōu)于正交試驗(yàn)各試驗(yàn)組。因此，確定3 種添加劑的最佳組合為A2B2C3。

表2 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果/%

2.3 代餐粉血糖生成指數(shù)測定

以攝取50 g 葡萄糖為碳水化合物的計(jì)算基數(shù)，餐后血糖變化較25 g 的碳水化合物基數(shù)更精確。

低GI 代餐粉的血糖分析見表3。

表3 低GI 代餐粉的血糖分析

由表3 可知，在120 min 內(nèi)，食用葡萄糖和代餐粉的血糖值在30 min 內(nèi)上升至峰值，隨后持續(xù)下降；代餐粉的血糖應(yīng)答曲線整體波動(dòng)較葡萄糖組平穩(wěn)。根據(jù)表3 可知，葡萄糖和低GI 代餐粉的空腹血糖（0 min） 均在正常值范圍內(nèi)，且二者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（p=0.359 1）。從進(jìn)食后的15 min 到90 min，低GI 代餐粉的血糖值低于葡萄糖，且具有顯著差異（p＜0.05）。

受試物的血糖應(yīng)答曲線見圖4。

圖4 受試物的血糖應(yīng)答曲線

將受試者進(jìn)食前后（葡萄糖和低GI 代餐粉） 的各個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)血糖平均值做出餐后2 h 的血糖應(yīng)答曲線。由圖4 可知，葡萄糖和低GI 代餐粉都在進(jìn)食30 min 內(nèi)達(dá)到血糖峰值，但葡萄糖的峰值血糖9.27較低GI 代餐粉的峰值血糖值7.89 高很多，且血糖上升更快；在進(jìn)食120 min 時(shí)，葡萄糖和低GI 代餐粉的血糖值均略高于空腹血糖，從整體趨勢分析，低GI代餐粉的餐后血糖值上升和下降均較葡萄糖餐后血糖值平穩(wěn)，因此低GI 代餐粉有穩(wěn)定餐后血糖的效果。

受試者測得低GI 代餐粉的GI 值見表4。

表4 受試者測得低GI 代餐粉的GI 值

受試者共計(jì)19 人，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，GI 平均值A(chǔ)V 為45.8，標(biāo)準(zhǔn)差SD 值為15。根據(jù)ISO 26642：2010 的標(biāo)準(zhǔn)，受試者GI 值在AV±2SD 范圍之內(nèi)為合格，否則作為不合格去除。AV±2SD=45.8±30，GI 值在15.9～75.7 為合格，因此試驗(yàn)19 個(gè)數(shù)據(jù)均合格，低GI 代餐粉的GI 值為45.8±3.4，低GI 代餐粉屬于低GI 食品，食用后能起到平穩(wěn)血糖的效果，適宜糖代謝異常的人群食用。

3 結(jié)論

（1） 通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，結(jié)合代餐粉沖調(diào)特性的研究，確定了代餐粉最佳沖調(diào)性的工藝配方為聚葡萄糖添加量2%，單雙甘油脂肪酸酯添加量0.1%，羥丙基淀粉添加量2%。由此配料制作出的代餐粉沖調(diào)性良好，入口順滑，感官品質(zhì)佳。

（2） 代餐粉血糖生成指數(shù)體內(nèi)測試結(jié)果表明，代餐粉的血糖生成指數(shù)為45 左右，低于55，從而達(dá)到普通代餐粉少有的飽腹感，更適合肥胖者和糖代謝異常的人群食用，是一款更加營養(yǎng)健康的功能食品。