參苓谷物沖調(diào)粉的研制及工藝優(yōu)化

張超文，謝夢(mèng)洲，*，王亞敏，朱建平，向茗

（1.湖南中醫(yī)藥大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410208；2.湖南省藥食同源功能性食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410208；3.抗腫瘤中藥創(chuàng)制技術(shù)湖南省工程研究中心，湖南 長(zhǎng)沙 410007）

參苓白術(shù)散具有改善食欲、減輕癥狀等治療癌性惡病質(zhì)的作用，可貫穿于腫瘤治療的各個(gè)階段[1]，而參苓谷物沖調(diào)粉是以中藥配方參苓白術(shù)散加減經(jīng)提取濃縮、噴霧干燥后而制得的中藥浸膏粉為主要原料，再輔以健脾養(yǎng)胃的各類(lèi)谷物，而研制的一種具有改善癌因性疲乏，提高人體免疫力的便捷式?jīng)_調(diào)食品。然而在口感上，經(jīng)噴霧干燥后的浸膏粉味道苦澀且有一定酸味，因此該沖調(diào)粉在研制過(guò)程當(dāng)中需借助于一些口感較佳的天然谷物配料來(lái)調(diào)整口感，才能成為一款既具功效，又口感較佳的營(yíng)養(yǎng)沖調(diào)粉。

黑米又稱(chēng)紫米、烏米，被譽(yù)為“補(bǔ)血米”、“長(zhǎng)壽米”。黑米是黑稻去皮得到的糙米，含有生物堿類(lèi)、甾醇類(lèi)、蘸酮類(lèi)、花青素、強(qiáng)心甙和甙類(lèi)等生物活性物質(zhì)，具有提高機(jī)體非特異性免疫功能，增強(qiáng)抗病能力及抗過(guò)敏等活性[2]。隋新等[3]對(duì)黑米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值進(jìn)行歸納分析后，認(rèn)為黑米對(duì)缺鐵性貧血、高脂血癥、腳氣病、哮喘、斑疹過(guò)敏性皮膚炎、肝炎、風(fēng)濕等具有一定輔助療效。黑豆又稱(chēng)“烏豆”，味甘性平，具有多種營(yíng)養(yǎng)和保健功能，有“植物蛋白之王”之稱(chēng)。黑豆中的蛋白質(zhì)含量大多接近50%，遠(yuǎn)高于大豆與黃豆[4]。黑豆種皮中含有的花色苷，為類(lèi)黃酮成分，在人體中發(fā)揮抗氧化作用，且種皮中花青素含量較豐富，其中花青素還具有抗癌作用、降低心血管疾病的作用[5]。苦蕎麥?zhǔn)俏覈?guó)傳統(tǒng)的小雜糧之一，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)及較多的蘆丁、槲皮素等黃酮類(lèi)物質(zhì)及礦物質(zhì)元素硒[6]。其中黃酮類(lèi)物質(zhì)主要為蘆丁，約占其總黃酮的85%[7]。苦蕎黃酮具有清除自由基與抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血壓、降血脂、預(yù)防動(dòng)脈硬化及保護(hù)心血管等作用[8]。硒是聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織確定的人體必需的微量元素，同時(shí)是該組織目前唯一認(rèn)定的抗癌防癌元素，人體缺硒會(huì)造成重要器官的機(jī)能失調(diào)，因此苦蕎可作為人體獲取硒元素的重要來(lái)源。

該試驗(yàn)旨在研制一種感官品質(zhì)最優(yōu)的參苓谷物沖調(diào)粉，并對(duì)其配方進(jìn)行優(yōu)化，以便為該產(chǎn)品進(jìn)行更深入的開(kāi)發(fā)利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

苦蕎：山西雁門(mén)清高食業(yè)有限責(zé)任公司；黑豆、粳米：家潤(rùn)多超市；黑米：燕之坊旗艦店；葛根粉、魔芋粉：大姚御春農(nóng)食品有限公司；全脂奶粉、木糖醇、紫薯粉、紅棗粉均為市售食品級(jí)。

ME1002E/02 電子分析天平：上海梅特勒-托利多儀器有限公司；G70F20CN3L-C2（B0）電子微波爐：廣東格蘭仕微波生活電器制造有限公司；ST-515Y 高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：瑞安市賽特機(jī)電有限公司；WL-300 紅外水分測(cè)定儀：深圳冠亞水分儀科技有限公司；100 目篩網(wǎng)：臺(tái)州躍陽(yáng)貿(mào)易有限公司。

1.2 參苓谷物沖調(diào)粉配方的研制

采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，研究參苓谷物沖調(diào)粉的調(diào)配配方。將蓮子、薏苡仁、苦蕎、黑豆、黑米、粳米通過(guò)微波熟化，冷卻后，粉碎過(guò)100 目篩。首先通過(guò)預(yù)試驗(yàn)確定苦蕎、黑豆、黑米、粳米的添加范圍，按添加比例做等級(jí)，確定基礎(chǔ)谷物配方，然后利用單因素試驗(yàn)研究葛根粉、魔芋粉、奶粉、木糖醇等添加量對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉的感官品質(zhì)影響，再利用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)得出參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)最佳的調(diào)配配方。

1.2.1 參苓谷物沖調(diào)粉基礎(chǔ)谷物配方組成設(shè)計(jì)

將產(chǎn)品谷物量定為40 g，參苓健脾配方中藥粉固定為12 g，由于蓮子、薏苡仁淀粉含量高，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，口感較好，因此將其從參苓健脾配方粉中摘除，直接用于作為谷物沖調(diào)粉的基礎(chǔ)谷物原料，且二者固定為10 g（蓮子 5 g，薏苡仁 5 g），其余谷物如苦蕎、黑豆、黑米、粳米共 30 g。各物料按質(zhì)量比 1 ∶2 ∶3 來(lái)調(diào)配并對(duì)外觀(guān)、口感、沖調(diào)性的影響進(jìn)行等級(jí)一致性檢驗(yàn)，由好至差按等級(jí)排列成9～1，最好者定為9，最差者定為1，原料比例分?jǐn)?shù)對(duì)粉劑質(zhì)量的影響見(jiàn)表1。

表1 原料比例分?jǐn)?shù)對(duì)粉劑質(zhì)量的影響（m=3，n=9）Table 1 Effect of raw material proportion on the quality of powder

將表1中外觀(guān)、口感、沖調(diào)性的評(píng)分等級(jí)和平方（Ri2）代入以下公式，計(jì)算S=∑Ri2-（∑Ri）2/n 及X2=12S/mn（n+1）。其中，m=3，n=9。結(jié)果表明 S=468，X2=20.8。根據(jù) v=8，查表得 X20.05(8)=15.507，可知 X2＞X20.05(8)，表明 P＜0.05，提示檢驗(yàn)結(jié)果有統(tǒng)計(jì)意義，即各原料比例對(duì)外觀(guān)、口感、沖調(diào)性有顯著性差異。根據(jù)表1中數(shù)據(jù)綜合評(píng)價(jià)，A2∶B2∶C3∶D1最好，即較優(yōu)原料配方組成為苦蕎7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g。

1.2.2 輔料最佳比例單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

單因素試驗(yàn)中，分別考察添加不同質(zhì)量魔芋粉、葛根粉、奶粉、木糖醇對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉品質(zhì)的影響。將4 種成分的添加量分別設(shè)置為合適的梯度，除了變化考察的因素，其他物質(zhì)添加量作為定值，選擇出各組分最優(yōu)的添加量。依次考察魔芋粉、葛根粉、奶粉、木糖醇的添加量對(duì)該產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響。

1）以葛根粉添加量作為單因素研究對(duì)象。試驗(yàn)中以魔芋粉、奶粉、木糖醇的添加量作為定值，葛根粉的添加量依次為 3、4、5、6、7 g 5 個(gè)水平。將各粉混勻，倒入80 ℃以上開(kāi)水靜置3 min 后攪拌均勻，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定，考察葛根粉添加量對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響。

2）以魔芋粉添加量為單因素作為研究對(duì)象。以葛根粉、奶粉、木糖醇的添加量為定值，魔芋粉的添加量依次為 1、1.5、2、2.5、3 g 5 個(gè)水平。將各粉混勻，倒入80 ℃以上開(kāi)水靜置3 min 后攪拌均勻，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定，考察魔芋粉添加量對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響。

3）以奶粉添加量為單因素作為研究對(duì)象。以魔芋粉、葛根粉、木糖醇的添加量為定值，魔芋粉的添加量依次為 1、1.5、2、2.5、3 g 5 個(gè)水平。將各粉混勻，倒入80 ℃以上開(kāi)水靜置3 min 后攪拌均勻，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定，考察奶粉添加量對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響。

4）以木糖醇添加量為單因素作為研究對(duì)象。以魔芋粉、葛根粉、奶粉的添加量為定值，木糖醇的添加量依次為 1、3、5、7、9 g 5 個(gè)水平。將各粉混勻，倒入 80 ℃以上開(kāi)水靜置3 min 后攪拌均勻，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定，考察木糖醇添加量對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)的影響。

1.2.3 參苓谷物沖調(diào)粉的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 感官評(píng)分表Table 2 Sensory scoring scale

續(xù)表2 感官評(píng)分表Continue table 2 Sensory scoring scale

選20 名評(píng)審員（本次感官評(píng)定評(píng)審員皆為學(xué)校食品、藥品相關(guān)專(zhuān)業(yè)教師）對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉進(jìn)行感官評(píng)定。評(píng)定項(xiàng)目有外觀(guān)（A）、風(fēng)味（B）、口感（C）和沖調(diào)性（D），各項(xiàng)目總分分別為100 分，感官評(píng)分（S）=0.1A+0.3B+0.4C+0.2D[9-10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 魔芋粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

魔芋粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖1。

圖1 魔芋粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of konjac flour addition on sensory quality of products

由圖1可知，隨著魔芋粉添加量的逐漸增加，該沖調(diào)粉的感官評(píng)分逐漸呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在1 g～2.5 g 魔芋粉添加范圍內(nèi)沖調(diào)粉的感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，表明魔芋粉對(duì)該沖調(diào)粉感官品質(zhì)有一定作用；但魔芋粉的量超過(guò)2.5 g 后，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，但不明顯，可能是因?yàn)槟в蠓鄣男任队绊懥水a(chǎn)品的品質(zhì)。因此選擇魔芋粉的最適添加量為2.5 g。

2.2 葛根粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

葛根粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖2。

圖2 葛根粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of pueraria powder addition on sensory quality of products

由圖2可知，隨著葛根粉添加量的逐漸增加，該沖調(diào)粉的感官評(píng)分逐漸呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在3 g～4 g 葛根粉添加范圍內(nèi)沖調(diào)粉的感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，表明葛根粉對(duì)該沖調(diào)粉感官品質(zhì)有一定作用，葛根粉有增強(qiáng)沖調(diào)粉的滑爽口感，且有增稠作用；但葛根粉也有一定苦味，因此添加的量超過(guò)4 g 后，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，從而影響了產(chǎn)品的感官品質(zhì)。因此選擇葛根粉的最適添加量為4 g。

2.3 全脂奶粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

全脂奶粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖3。

圖3 全脂奶粉添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of whole milk powder addition on sensory quality of products

由圖3可知，隨著全脂奶粉添加量的逐漸增加，該沖調(diào)粉的感官評(píng)分逐漸呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在1 g～2.5 g 范圍內(nèi)沖調(diào)粉的感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，表明全脂奶粉對(duì)該沖調(diào)粉感官品質(zhì)有一定提升作用，在于全脂奶粉有提升產(chǎn)品香味，并增強(qiáng)產(chǎn)品細(xì)膩口感；當(dāng)添加量超過(guò)4 g 后，感官評(píng)分呈下降趨勢(shì)，添加量過(guò)多可能導(dǎo)致產(chǎn)品奶香味過(guò)重過(guò)膩，同時(shí)使產(chǎn)品色澤變差。因此選擇全脂奶粉的最適添加量為2.5 g。

2.4 木糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

木糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響見(jiàn)圖4。

由圖4可知，隨著木糖醇添加量的逐漸增加，該沖調(diào)粉的感官評(píng)分逐漸呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在1 g～7 g 木糖醇添加范圍內(nèi)沖調(diào)粉的感官評(píng)分呈上升趨勢(shì)，且趨勢(shì)很明顯，表明木糖醇對(duì)該沖調(diào)粉感官品質(zhì)有較大影響，木糖醇有明顯改善沖調(diào)粉感官品質(zhì)的作用；但木糖醇添加量超過(guò)7 g 后，產(chǎn)品過(guò)于甜膩，因此感官評(píng)分呈逐漸下降趨勢(shì)，從而影響了產(chǎn)品的感官品質(zhì)。因此選擇木糖醇的最適添加量為7 g。

圖4 木糖醇添加量對(duì)產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of xylitol addition on sensory quality of products

2.5 參苓谷物沖調(diào)粉較優(yōu)配方的確定

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步研究參苓谷物沖調(diào)粉中葛根粉、魔芋粉、全脂奶粉、木糖醇的最佳添加量，得到參苓谷物沖調(diào)粉的較優(yōu)配方，試驗(yàn)選用正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)的方法，以魔芋粉、葛根粉、全脂奶粉、木糖醇的添加量作為4 個(gè)優(yōu)化因素，以參苓谷物沖調(diào)粉的感官評(píng)分為指標(biāo)進(jìn)行四因素三水平L9（34）正交試驗(yàn)研究。

正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表3，正交試驗(yàn)結(jié)果和極差分析結(jié)果見(jiàn)表4，正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果見(jiàn)表5。

表3 L9（34）正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)Table 3 L9（34）Orthogonal design test factors and horizontal design

表4 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)安排及試驗(yàn)結(jié)果表Table 4 Orthogonal design test arrangement and test results table

續(xù)表4 正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)安排及試驗(yàn)結(jié)果表Continue table 4 Orthogonal design test arrangement and test results table

表5 正交試驗(yàn)因素間方差分析結(jié)果Table 5 Orthogonal design test arrangement and test results table

由表4可知，以參苓谷物沖調(diào)粉感官評(píng)分為考察指標(biāo)時(shí)，各因素作用主次為D＞C＞B＞A，由此可見(jiàn)，木糖醇是影響該沖調(diào)粉最重要的因素，其次是全脂奶粉、葛根粉，而魔芋粉作為正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)的因素之一，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮到產(chǎn)品成本，故選最少量。再根據(jù)K值進(jìn)行進(jìn)行分析，得出 A2＞A1＞A3，B3＞B1＞B2，C2＞C1＞C3，D3＞D2＞D1。

由表5方差分析結(jié)果可知，參苓谷物沖調(diào)粉中的A（魔芋粉）對(duì)產(chǎn)品整體統(tǒng)計(jì)學(xué)意義較小，B（葛根粉）、C（全脂奶粉）對(duì)整體的感官評(píng)分具有顯著性，而D（木糖醇）對(duì)整體感官評(píng)分具有極顯著性。這表明葛根粉、全脂奶粉、木糖醇對(duì)該沖調(diào)粉的感官品質(zhì)具有重要作用。

結(jié)合正交試驗(yàn)的極差分析結(jié)果可知，該參苓谷物沖調(diào)粉添加的最佳配方是A2B3C2D3，即參苓谷物沖調(diào)粉總體的最佳配方是參苓健脾配方中藥粉12 g，蓮子5 g，薏苡仁 5 g，苦蕎 7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g，魔芋粉 2.5 g，葛根粉 7 g，全脂奶粉 2.5 g，木糖醇8 g。

2.6 參苓谷物沖調(diào)粉較優(yōu)配方的驗(yàn)證

在上述正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)參苓谷物沖調(diào)粉的較優(yōu)配方作進(jìn)一步驗(yàn)證，驗(yàn)證試驗(yàn)感官評(píng)分的平均值均高于正交試驗(yàn)最大值，因此說(shuō)明正交試驗(yàn)確定的配方所體現(xiàn)的感官品質(zhì)穩(wěn)定可行。

最佳配方驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 最佳配方驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 6 Validation test results of optimum formulation

3 結(jié)論

試驗(yàn)利用參苓健脾配方中藥粉、蓮子、薏苡仁、苦蕎、黑豆、黑米、粳米、葛根粉、魔芋粉、全脂奶粉、木糖醇為原料研究開(kāi)發(fā)一種提高人體免疫力來(lái)減輕癌因性疲乏的便捷營(yíng)養(yǎng)沖調(diào)粉。綜上可知，經(jīng)單因素及正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)得出產(chǎn)品的最優(yōu)配方為參苓健脾配方中藥粉 12 g，蓮子 5 g，薏苡仁 5 g，苦蕎 7.5 g，黑豆 7.5 g，黑米 11.25 g，粳米 3.75 g，魔芋粉 2.5 g，葛根粉 7 g，全脂奶粉2.5 g，木糖醇8 g。在正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)產(chǎn)品的較優(yōu)配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，其感官評(píng)分均高于正交試驗(yàn)結(jié)果的最高值，這表明在該配方下生產(chǎn)的參苓谷物沖調(diào)粉感官品質(zhì)穩(wěn)定性較可靠。