崔 哲，孫偉志，崔懷田，李怡瑩，侯 昱，劉瑞琦，劉 賀

（渤海大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工及安全控制技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心，遼寧 錦州121013）

0 引言

五谷雜糧是糧食作物的統(tǒng)稱，富含人體必需的各種營養(yǎng)素，如維生素A、維生素B1、維生素B2、維生素C、維生素E等維生素及鈣、鉀、鐵、鋅等微量元素，其中纖維素與礦物質(zhì)含量比普通白米高數(shù)倍［1］，能預(yù)防胃潰瘍與食欲不振，避免肌肉麻痹、郁悶不安與全身無力，還有改善失眠、神經(jīng)衰弱等癥狀，具有改善體重、調(diào)整胃口、增加食欲等功效［2-3］.五谷雜糧是膳食纖維的主要來源［4］，是最具營養(yǎng)價(jià)值的食物群，能夠提供人體必需的大多數(shù)營養(yǎng)素，其含有的不飽和脂肪酸能降低膽固醇、預(yù)防心血管等疾病.

我國的豆類食品資源豐富，消費(fèi)群體龐大.大豆?fàn)I養(yǎng)成分豐富，含有人體所必需的八種氨基酸［5］，其比值與人體必需氨基酸含量及比值較為接近，大豆蛋白營養(yǎng)價(jià)值高于其他植物蛋白，與牛乳蛋白類似［6］.大豆含有的維生素種類較全，尤其是維生素B復(fù)合物，有預(yù)防和治療貧血的作用［7］.由大豆制成的豆粉營養(yǎng)豐富、食用方便，適用人群廣泛，尤其適合更年期婦女、糖尿病和心血管病患者以及腦力工作者和減肥人群食用［8］，因此以豆制品開發(fā)的植物蛋白復(fù)合飲料具有良好的市場前景［9］.

本試驗(yàn)以大豆粉及五谷雜糧營養(yǎng)粉為主要原料，目的是研制一種營養(yǎng)全面，配比合理的新型固體飲料，以單因素試驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用響應(yīng)面法對(duì)料液比、原料比、蔗糖添加量、穩(wěn)定劑、乳化劑進(jìn)行探討，確定最佳配方和工藝參數(shù)［10-12］，為工業(yè)化生產(chǎn)豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品提供一定的參考依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大豆粉：普速溶大豆粉，佳木斯冬梅大豆食品有限公司；五谷雜糧營養(yǎng)粉：益元八珍多谷山藥谷物食品，深圳市香雅食品有限公司生產(chǎn)；蔗糖：市售.

1.2 儀器與設(shè)備

流變儀：DHR-1，美國TA公司；電子天平：上海舜宇恒平科技有限公司；燒杯、玻璃棒、紙杯、膠頭滴管、量筒（50 mL）：南京鑾玉化玻儀器有限公司.

1.3 工藝流程

大豆粉、五谷營養(yǎng)粉、蔗糖→溶解→攪拌→成品

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 試驗(yàn)操作

將大豆粉、五谷磨房營養(yǎng)粉和蔗糖按照不同比例進(jìn)行配料，三種原料共計(jì)100%.原料粉放入燒杯中攪拌1 min，使其混合均勻以充分溶解.向燒杯中加入溫水，水與原料的比例為3.5∶1，水溫控制在85℃至100℃之間，用玻璃棒攪拌3 min，使三種原料粉充分混合，蔗糖充分溶解在溫水中，甜度均勻分布［13］.

1.4.2 五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品單因素試驗(yàn)

以感官評(píng)分為指標(biāo)，分別考察料液比（原料與水的比例）1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4、1∶4.5、大豆粉與五谷粉的比例1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1（料液比為1∶3.5）、蔗糖添加量1%、2%、3%、4%、5%（料液比為1∶3.5，大豆粉與五谷粉的比例為5∶1），3個(gè)主要因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)，通過15名食品科學(xué)與工程專業(yè)同學(xué)進(jìn)行感官評(píng)定，根據(jù)感官評(píng)定結(jié)果確定最佳料液比.

1.4.3 五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)大豆粉五谷粉復(fù)合飲品的氣味、口感和狀態(tài)等感官指標(biāo)，按照粘稠度、香氣和甜度三個(gè)方面制定感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)［14］，如表1所示.

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.4.4 五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品混料實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

按照不同原料比例將其分為14個(gè)組，序號(hào)為1-14號(hào).各組配料如表2所示.感官評(píng)定小組品嘗后按照表1的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)分.

表2 混料設(shè)計(jì)表

表2續(xù)

1.4.5 五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品流變特性研究

試驗(yàn)使用DHR-1流變儀進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流變分析.取1 mL五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品乳狀液滴加于測(cè)試臺(tái)，平行板夾具參數(shù)選擇40 mm，溫度25℃，狹縫距離設(shè)置為0.5 mm，剪切速率0～100 s-1，檢測(cè)樣品流變特性.利用牛頓冪律方程擬合數(shù)據(jù)，定量分析各樣品流變性質(zhì).方程為：y=Kxn

式中：y為剪切應(yīng)力/Pa；x為剪切速率/s-1；K為稠度系數(shù)/Pa·s；n為流動(dòng)特性指數(shù)，通過方程對(duì)復(fù)合飲料的擬合得到相關(guān)參數(shù)［15-16］.

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 料液比對(duì)豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的感官評(píng)分分析

分別選取不同的料液比（1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4、1∶4.5），由感官評(píng)定小組按上述評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行感官評(píng)定，并利用單因素試驗(yàn)分析豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的最佳料液比［17］，結(jié)果如圖1所示.由圖1可知，感官評(píng)定得分隨著料液比的增加，呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì).當(dāng)料液比為1∶3.5時(shí)，感官評(píng)定的分值最高；當(dāng)料液比高于1∶3.5時(shí)，感官評(píng)定分值均呈下降趨勢(shì).由此可以確定豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的最佳料液比為1∶3.5.分析其原因?yàn)椋弦罕刃∮?∶3.5時(shí)，乳液質(zhì)地比較粘稠，口感粗糙；當(dāng)料液比大于1∶3.5時(shí)，乳液過稀，顏色變淡，當(dāng)料液比為1∶3.5時(shí)，乳液口感最佳.

2.1.2 原料比對(duì)豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的感官評(píng)分分析

圖2所示為感官評(píng)定小組對(duì)不同原料比（大豆粉與五谷粉比例分別為1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1）的復(fù)合沖調(diào)飲品進(jìn)行的感官評(píng)價(jià).由圖2可知，隨著原料比的不斷增大，感官評(píng)定分值不斷呈上升趨勢(shì).當(dāng)原料比大于5∶1時(shí)，乳液顏色不穩(wěn)定，豆粉風(fēng)味過重；當(dāng)原料比小于5∶1時(shí)五谷粉風(fēng)味會(huì)蓋過豆粉，口感不佳，所以豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的最佳原料比為5∶1.豆粉更符合人們的飲食習(xí)慣，但是五谷營養(yǎng)粉的加入能夠提升產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值，因此后續(xù)還需要考察蔗糖的添加量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響.

圖1 不同料液比感官評(píng)定得分圖

圖2 不同原料比感官評(píng)定得分

圖3 不同蔗糖添加量感官評(píng)定得分

2.1.3 蔗糖添加量對(duì)豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的感官評(píng)分分析

蔗糖對(duì)風(fēng)味有較大的影響，是飲料產(chǎn)品中重要甜味劑.圖3為不同蔗糖的添加量（1%、2%、3%、4%、5%）感官評(píng)定得分.從圖3可知，隨著蔗糖添加量的上升，感官評(píng)定得分呈先上升后下降的趨勢(shì).當(dāng)蔗糖添加量小于3%時(shí)，乳液口感不佳，提高蔗糖添加量可以提高適口性；蔗糖量大于3%，乳液甜味突出，影響口感［18］.因此豆粉五谷復(fù)合沖調(diào)飲品的最佳蔗糖的添加量為3%，此時(shí)感官評(píng)定得分最高.

2.2 配方混料設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果與數(shù)據(jù)分析

2.2.1 模型的建立與顯著性檢驗(yàn)

選取料液比、原料比和蔗糖添加量3個(gè)因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行混料設(shè)計(jì)，結(jié)果見表3.對(duì)表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)利用混料設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行回歸擬合，得到感官得分對(duì)料液比、原料比和蔗糖添加量3個(gè)因素的二次多項(xiàng)回歸模型，式為：

選取料液比、原料比和蔗糖添加量3個(gè)因素，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行混料設(shè)計(jì)［19］，結(jié)果見表3.通過響應(yīng)面預(yù)測(cè)料液比最佳的1∶3.5，原料比最佳為5∶1，蔗糖最佳添加量為3%，并對(duì)該模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表4.

表3 混料設(shè)計(jì)結(jié)果表

表4 響應(yīng)曲面二次回歸方程模型方差分析結(jié)果

式（1）回歸方程的響應(yīng)面圖如圖4，對(duì)擬合的響應(yīng)面的形狀進(jìn)行了考察，以及分析料液比、原料比和蔗糖添加量對(duì)感官評(píng)定得分的影響，綜合表4中模型項(xiàng)極顯著而失擬項(xiàng)不顯著可以說明該模型擬定添加程度良好［20］.

圖4 料液比、原料比和蔗糖添加量對(duì)感官評(píng)定影響的響應(yīng)面和等高線

圖5 料液比、原料比和蔗糖添加量對(duì)黏度系數(shù)影響的響應(yīng)面和等高線

由圖4知，在原料比為4.5至5.0之間，料液比為2.0至3.5之間，感官評(píng)定分值達(dá)到最高值，并且結(jié)果與之前單因素試驗(yàn)結(jié)果一致.對(duì)此模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5.

表5 回歸方程的回歸分析

利用混料設(shè)計(jì)軟件對(duì)表3試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸擬合，得到黏度系數(shù)對(duì)料液比、原料比和蔗糖添加量3個(gè)因素的二次多項(xiàng)回歸模型為：

從表5中可以看出，式（2）的線性模型的P值小于0.05差異顯著，說明擬合的方程能很好地反映不同穩(wěn)定劑與黏度系數(shù)之間的關(guān)系［20］.

2.3 流變性質(zhì)的分析

內(nèi)相（分散相）黏度、內(nèi)相的體積分?jǐn)?shù)、外相黏度、液珠的大小和乳化劑的性質(zhì)等都是乳狀液黏度的決定因素［21］.內(nèi)相黏度高時(shí)體系的黏度也增高，液珠內(nèi)的液體產(chǎn)生環(huán)流導(dǎo)致內(nèi)相黏度對(duì)體系的影響，但與內(nèi)相性質(zhì)相比，液膜性質(zhì)對(duì)體系黏度的影響更顯著，這與乳化劑的性質(zhì)有關(guān).各乳液樣品由于分散相濃度低，乳狀液的黏度主要是由分散介質(zhì)的黏度決定的.在內(nèi)相黏度、內(nèi)相的體積分?jǐn)?shù)相同，乳狀液的外相黏度可以反映大豆五谷復(fù)合粉的性質(zhì)［22］.

圖6、圖7分別為2、3、7號(hào)樣品及9、11、12號(hào)樣品豆粉添加量對(duì)黏度的影響.由圖6顯示的測(cè)定結(jié)果來看，在低剪切速率時(shí)，2號(hào)樣品外相黏度明顯高于其他樣品：2號(hào)、3號(hào)、7號(hào)的豆粉添加量分別為0%、16.7%、33.3%時(shí)，在高剪切速率時(shí)，3號(hào)和7號(hào)樣品的黏度無明顯差異，即豆粉添加量對(duì)黏度的影響小；2號(hào)、7號(hào)、3號(hào)樣品黏度依次降低，其五谷粉的添加量分別為100%、33.3%、16.7%，即產(chǎn)品的黏度隨五谷粉添加量的增加而升高［23］.

由圖7顯示的測(cè)定結(jié)果分析，9號(hào)、11號(hào)、12號(hào)樣品豆粉添加量分別為50%、66.7%、100%，在低剪切速率時(shí)三種樣品的黏度逐漸下降，9號(hào)、11號(hào)五谷粉添加量為50%、16.7%，在同剪切速率時(shí)9號(hào)黏度高于11號(hào)，即豆粉添加量增加，黏度降低，五谷粉添加量增加，黏度升高.

圖6 豆粉添加量對(duì)黏度的影響

圖7 豆粉添加量對(duì)黏度的影響

圖8為4、6、9號(hào)樣品為五谷粉添加量對(duì)黏度的影響.由圖8可知，在低剪切速率時(shí)，6號(hào)樣品外相黏度明顯高于其他樣品，6號(hào)、4號(hào)、9號(hào)五谷粉添加量為100%、66.7%、50%，表明五谷粉的添加量增加會(huì)使產(chǎn)品的黏度增大.

綜上所述，五谷粉的添加量對(duì)產(chǎn)品黏度影響大，在剪切速率在最低的時(shí)候，黏度顯示最高值.豆粉的添加量對(duì)黏度影響小.此外，某些剪切速率下樣品的黏度變化幅度明顯，致使折線圖不圓滑.分析其原因可能為：第一，大豆粉與五谷雜糧粉沒有完全混合均勻，導(dǎo)致豆粉中存在的小豆渣沒有充分的溶解；第二，因蔗糖的顆粒過大，溶解時(shí)玻璃棒攪拌的時(shí)間不充分，部分蔗糖沒有充分溶解，導(dǎo)致在測(cè)試臺(tái)上有小顆粒，使折線圖發(fā)生波動(dòng)；第三，水溫下降，水的溫度會(huì)影響沖劑的口感［24］，水溫達(dá)不到規(guī)定的溫度，使溶劑沒有完全充分溶解，導(dǎo)致試驗(yàn)存在誤差.

圖8 五谷粉添加量對(duì)黏度影響

3 結(jié)論

本試驗(yàn)開發(fā)了一種附加大豆粉的五谷營養(yǎng)粉，豆粉對(duì)產(chǎn)品的感官有影響，風(fēng)味容易接受.蔗糖的加入可以改善產(chǎn)品因添加五谷粉所帶來的不佳風(fēng)味.試驗(yàn)結(jié)果表明，大豆復(fù)合五谷營養(yǎng)沖調(diào)飲品口感細(xì)膩、純正，營養(yǎng)豐富，具有天然的淡綠色以及大豆和五谷粉香味，甜度適中，具有較高的感官評(píng)分，對(duì)人們的健康和保健具有很好的食療效果.本研究為大豆、五谷磨粉混合加工增值利用提供了新的途徑，也為其它糧食、油料作物的混合利用提供可能性.