紫薯燕麥速食雜糧粉配方優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

◎ 趙燕燕，莫振寶，李 雪

（1.濰坊工商職業(yè)學(xué)院，山東 濰坊 262200；2.濰坊市經(jīng)濟(jì)學(xué)校，山東 濰坊 262200）

雜糧具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富、易消化吸收的優(yōu)勢(shì)，既能滿(mǎn)足人們健康飲食的需求，又可平衡人體的膳食結(jié)構(gòu)。單一雜糧產(chǎn)品無(wú)法滿(mǎn)足人體所需的所有營(yíng)養(yǎng)，為使各種雜糧發(fā)揮出相應(yīng)的食療功效，可將多種雜糧按照一定比例混合制成雜糧粉，從而提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。紫薯富含花青素，具有抗氧化、抗疲勞的效果，對(duì)肝臟、心血管等具有較好保健功效；燕麥蛋白質(zhì)含量高，膳食纖維充足，可預(yù)防乳腺癌癥；小米富含多種維生素和礦物質(zhì)，具有健胃消食功效；大豆除了含有豐富的蛋白質(zhì)之外，還含有大豆磷脂、大豆異黃酮等營(yíng)養(yǎng)成分，具有調(diào)節(jié)“三高”的作用[1]。因此本實(shí)驗(yàn)以紫薯、燕麥、小米和大豆為原料，制備不同配比的速食雜糧粉，并測(cè)評(píng)不同配比雜糧粉的特性，進(jìn)而確定速食雜糧粉的最佳配方。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料選取紫薯、燕麥、小米和大豆為主要原料，為確保雜糧粉口感，可適當(dāng)加入白糖。

1.1.2 儀器與設(shè)備

HK-860 型五谷雜糧磨粉機(jī)（廣州市旭郎機(jī)械設(shè)備有限公司）、QFN-8000T 型噴霧干燥機(jī)（江蘇宇通干燥設(shè)備有限公司）、MS-TS 型電子分析天平（冠森生物科技有限公司）、TGL-20C 型離心機(jī)（四川蜀科儀器有限公司）、HH-8 型數(shù)顯恒溫水浴鍋（常州國(guó)華電器有限公司）、101-1A 型電熱干燥箱（上海昕?jī)x儀器儀表有限公司）、752N 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海儀電分析儀器有限公司）以及膠體磨。

1.2 雜糧粉的制備

根據(jù)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值互補(bǔ)原則，在眾多雜糧中選擇紫薯、燕麥、小米和大豆為主要原料，用于調(diào)節(jié)雜糧粉口感，補(bǔ)充膳食纖維。每次選取100 g 雜糧作為實(shí)驗(yàn)樣品，根據(jù)不同配比要求設(shè)置9 組，主要分為“45 g、25 g、15 g 和15 g”形式，將紫薯、燕麥、小米和大豆按表1 所示進(jìn)行配比分組，并展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。

表1 燕麥、紫薯、小米和大豆的不同配比表（單位：g）

雜糧粉的制備需嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。①根據(jù)表1 數(shù)值稱(chēng)取不同比例純凈雜糧，并放置于20 ℃蒸餾水中浸泡10 h。②將紫薯、燕麥、小米和大豆運(yùn)用磨粉機(jī)磨漿并過(guò)濾，完成雜糧濾液收集。③運(yùn)用膠體磨將其磨至均勻，在噴霧干燥機(jī)應(yīng)用下將雜糧磨漿干燥，制成基礎(chǔ)雜糧粉。

1.3 雜糧粉的感官評(píng)定

雜糧粉制備完畢后，產(chǎn)品的組織狀態(tài)、氣味、色澤、滋味和沖調(diào)性等將呈現(xiàn)出不同的感官性狀。為更好地了解9 組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的感官性狀，可根據(jù)感官標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示[2]。

表2 感官評(píng)分表

1.4 雜糧粉產(chǎn)品指標(biāo)的測(cè)定

產(chǎn)品指標(biāo)主要測(cè)定產(chǎn)品的保水性、溶解度與膨脹率、凝沉性與透光率。相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)定需進(jìn)行多次，每項(xiàng)指標(biāo)至少重復(fù)測(cè)定3 次，然后取平均值，從而保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)[3]。

1.4.1 保水性測(cè)定

將所配制完成的雜糧粉樣品放置于離心管內(nèi)，添加蒸餾水共計(jì)25 mL，將離心管放置于25 ℃環(huán)境內(nèi)振蕩，為保障保水性測(cè)試精準(zhǔn)，需至少振蕩1 h，并在 5 000 r·min-1下完成20 min 離心工作，完成后將上清液去除稱(chēng)重，以此了解9 組產(chǎn)品的保水性（以每克雜糧粉樣品中所吸附水量表示，單位為g·g-1）。

1.4.2 溶解度與膨脹率測(cè)定

在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，每組應(yīng)取雜糧粉0.5 g，為保障測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可選取3 個(gè)平行樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將雜糧粉0.5 g 樣本放置于刻度離心管內(nèi)，規(guī)格為10 cm為佳，添加蒸餾水5 mL，于25 ℃靜置10 min，完成靜置平衡后加熱至93 ℃，靜置30 min 后將其轉(zhuǎn)移至冰水內(nèi)，在冰水中靜置約2 min，最后將其放置于25 ℃ 環(huán)境下再次平衡靜置10 min，在3 000 r·min-1轉(zhuǎn)速下離心10 min，將所得到的雜糧粉上清液轉(zhuǎn)移到鋁盒內(nèi)，鋁盒需在105 ℃烘箱內(nèi)干燥1 h，干燥完成后進(jìn)行稱(chēng)重測(cè)量，分別測(cè)出鋁盒質(zhì)量與離心管質(zhì)量，運(yùn)用凝膠層析原理得到雜糧粉凝膠體積。溶解度按時(shí)（1）計(jì)算；膨脹率按式（2）計(jì)算。

1.4.3 凝沉性與透光率測(cè)定

每組需取出雜糧粉樣品1 g，將其分別放于100 mL蒸餾水內(nèi)，加熱完全糊化后再次冷卻，此時(shí)應(yīng)確保糊濃度為1%并調(diào)整體積，將雜糧粉糊化樣品轉(zhuǎn)移至1 cm比色皿內(nèi)，選取裝有650 nm 蒸餾水的比色皿作為對(duì)照，將雜糧粉糊化樣品比色皿靜置24 h 后測(cè)量其透光率，并用靜置前后數(shù)值差值大小表示雜糧粉凝沉性。

2 結(jié)果與分析

2.1 基礎(chǔ)雜糧粉感官性質(zhì)評(píng)價(jià)

根據(jù)不同配比進(jìn)行9 組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以表2 中的感官標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，選取10 人進(jìn)行產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)打分，然后取10 人打分平均值，感官評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表3[4]。

表3 不同配比基礎(chǔ)雜糧粉的感官評(píng)價(jià)結(jié)果表

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)值發(fā)現(xiàn)，第3 種配比即紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 時(shí)，產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)數(shù)值最高，原因可能是由于燕麥與紫薯所占比例較大，且支鏈淀粉所占比例較高，經(jīng)研磨后產(chǎn)品具有口感細(xì)膩優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品糊化后所呈現(xiàn)出的組織狀態(tài)與沖調(diào)性較好。此外，在燕麥與紫薯特殊香味作用下，產(chǎn)品氣味較好。

2.2 保水性分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制保水性變化曲線(xiàn)（如圖1 所示），經(jīng)過(guò)多次保水性測(cè)定，9 組實(shí)驗(yàn)中，保水性略有差異，其中紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 時(shí)保水性最高，為1.08 g·g-1，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為45 ∶25 ∶15 ∶15 的配比組合次之，保水性為1.03 g·g-1，其余配比組合保水性均小于1 g·g-1，其中燕麥、紫薯、小米和大豆比值為15 ∶15 ∶45 ∶25 的配比組合保水性最低，僅為 0.83 g·g-1。在速食雜糧粉中，保水性主要代表水與雜糧粉的結(jié)合程度，可直接影響速食雜糧粉食品成型性與商品性，因此，配比組合內(nèi)燕麥粉、紫薯粉吸水量大，在凝膠過(guò)程中，能夠保障速食雜糧粉中淀粉顆粒吸收足夠水分，極大降低速食雜糧粉生成凝膠的難度。

圖1 不同配比保水性曲線(xiàn)圖

2.3 溶解度與膨脹率分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制溶解度與膨脹率變化曲線(xiàn)（如圖2 所示），溶解度與膨脹率可直接反映雜糧粉中淀粉顆粒與水之間的相互作用，雜糧粉的凝膠彈性與體積膨脹率成正比[5]。從溶解度角度來(lái)看，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合溶解度最高，為0.048 g·g-1，高于其余8 組，此配比組合燕麥含量高，燕麥淀粉顆粒小，外形結(jié)構(gòu)不規(guī)則，糊化溫度低，加熱情況下易崩解，繼而體現(xiàn)為較高溶解度。從膨脹率角度來(lái)看，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為45 ∶25 ∶15 ∶15 的配比組合膨脹率最高，為 4.89 mL·g-1，此配比組合紫薯含量高，而紫薯淀粉顆粒較大，組織疏松，吸收水分能力強(qiáng)。紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合膨脹率次之，為4.87 mL·g-1。綜合來(lái)看紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25∶45∶15∶15的配比組合溶解度、膨脹率均位于前列，其雜糧粉凝膠彈性較高。

圖2 不同配比溶解度與膨脹率曲線(xiàn)圖

2.4 凝沉性與透光率分析

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果繪制凝沉性與透光率變化曲線(xiàn)（如圖3 所示），凝沉性與透光率主要影響雜糧粉外觀(guān)質(zhì)量，可直接決定消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的第一印象。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合透光率最高，為80.4%，表明該配比組合的雜糧粉易吸水糊化，糊性后性狀較好，能夠帶給消費(fèi)者最佳口感。從凝沉性角度來(lái)看，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合凝沉性較低，靜置24 h 后凝沉性?xún)H為9.6%，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為15 ∶45 ∶15 ∶25 的配比組合凝沉性次之，為10.1%。綜合來(lái)看，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合指數(shù)最佳，沖調(diào)后米糊具有良好性狀，穩(wěn)定性高。

2.5 紫薯燕麥速食雜糧粉優(yōu)化配方確定

綜合基礎(chǔ)雜糧粉感官性質(zhì)、保水性、溶解度、膨脹率、凝沉性及透光率等實(shí)驗(yàn)結(jié)果，紫薯、燕麥、小米和大豆比值為25 ∶45 ∶15 ∶15 的配比組合表現(xiàn)出較高優(yōu)勢(shì)，因此在本次配方優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中，確定紫薯、燕麥、小米和大豆4 種雜糧原料的配比為

25 ∶45 ∶15 ∶15。

圖3 不同配比凝沉性與透光率曲線(xiàn)圖

3 結(jié)論

紫薯、燕麥、小米和大豆比例為25 ∶45 ∶15 ∶15，經(jīng)過(guò)噴霧干燥機(jī)處理后，速食雜糧粉產(chǎn)品呈現(xiàn)出細(xì)粉末狀，無(wú)顆粒感，雜料口味微甜，加水沖調(diào)后溶解度較高，米糊性狀較好且無(wú)分層問(wèn)題，適宜食用。