調節血脂保健粥的研制

劉小杰，舒志成，趙志紅，左 迪,

（1.上海城建職業學院，上海 201415；2.杭州娃哈哈集團有限公司研發中心，浙江杭州 310018）

隨著人們生活方式和飲食結構的巨大改變，高脂肪、高膽固醇食物大量攝入，使得心血管疾病成為了當今威脅人類健康的頭號殺手。從食物和天然藥物中尋找更安全有效的降脂途徑，是防治心腦血管疾

病的方向之一。國內外大量研究表明：植物甾醇/酯[1-4]、植物甾醇/酯復方產品[5-8]、紅曲[9-12]、紅曲和中草藥[13-16]、紅曲和納豆組方[17]、紅曲和蜂膠[18]、紅曲和姜黃[19]、紅曲和其他功效素材[20-21]等多種天然來源的生物活性成分具有明確的降血脂作用，但其復合物對高血脂人群是否有明確的降血脂作用，目前研究還不多見。獲得批準文號的具有輔助降血脂功能的保健食品，其產品形式基本為片劑、膠囊劑（硬膠囊、軟膠囊）等類似藥品的劑型，粥以其制作簡便、加減靈活、易于消化吸收、養生保健的特點，贏得了廣大消費者的青睞，而調節血脂的保健粥類產品鮮見。本研究以粥為載體，添加植物甾醇酯、紅曲等功效素材，對關鍵工藝及參數進行了深入研究，考察了功效成分和理化等指標的穩定性，以期為該類產品的開發及市場應用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

低糖八寶粥 市售；糯米、大麥仁、赤豆、黑米、花生仁、紅蕓豆、青稞、銀耳 購自農貿市場；紅曲粉 山東巨野巨彤生物科技有限公司；植物甾醇酯

德國科寧公司；菊粉 重慶驕王天然產物股份有限公司；零卡糖 山東糖之物語健康產業有限公司；麥芽糖醇 山東福田藥業有限公司；三聚磷酸鈉西安浩天生物工程有限公司；乙二胺四乙酸二鈉 河南瑞仁生物工程有限公司；磷脂 河北美業斯維生物技術有限公司；蔗糖脂肪酸酯 杭州瑞霖食品科技有限公司。

ME1002T/02電子天平、PHS-9V型pH計 梅特勒-托利多公司；RFM800自動數字折光儀 英國B+S公司；2690型高效液相色譜儀 美國Waters公司；2010plus氣相色譜儀 日本島津公司；SILVERSON L4RT高速剪切機 上海發信機電設備有限公司；封口機 杭州中亞機械有限公司；AUTOCLAVE MLS-3020殺菌鍋 SANYO公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 八寶粥制作的操作要點 乳化：在燒杯中加入定量80±5 ℃的水，在攪拌狀態下加入稱量好的植物甾醇酯、紅曲粉、復合乳化劑。保持水溫高速剪切，速度為5000 r/min，時間為5 min，得到乳化液。

溶糖：在燒杯中加入定量85 ℃水，在攪拌狀態下加入稱量好的白砂糖溶解，得到糖漿。

調配：將糖漿、乳化液、零卡糖、乙二胺四乙酸二鈉等加入到配料裝置中，攪拌速度為500 r/min，攪拌15 min后，得到糖水備用。

空罐燙洗：用90 ℃以上熱水燙洗空罐。

米豆料淘洗：淘洗各種米豆料，按配方稱好，裝入空罐中。

封罐：把配制好的糖水倒入裝好米豆料的罐中，并進行封口。

高溫滅菌：采用殺菌鍋進行高溫滅菌，要求罐頭中心溫度達到116～121 ℃，且達到該中心溫度的保持時間≥30 min。

1.2.2 關鍵工藝及參數研究

1.2.2.1 米豆料混合時間研究 以產品配方中用量較低而色澤明顯的紅蕓豆為標準物，采用在混合過程中不同時間段取樣，于3個不同部位，即頂部（A）、中部（B）和下部（C）隨機取樣200 g，通過稱重檢測紅蕓豆在各取樣點A、B、C中的實際比例，是否接近標準值（配方比例）來確定混合時間，即通過計算A、B、C三點紅蕓豆比例的平均值和標準差來判斷均勻度。

1.2.2.2 裝罐量研究 每罐分別裝米豆混合料46、49、52、55、58、61和64 g，按照1.2.1的步驟制備成品保健粥，參考1.2.2.6評定保健粥的成品感官和感官接受度，同時參考1.2.3.2測定固形物含量，確定最佳的裝罐量。

1.2.2.3 灌裝溫度研究 分別在50、55、60、65、70、75、80、85、90和95 ℃進行灌裝，考察不同灌裝溫度對真空度、癟聽率、凸角率、產品色澤等指標的影響，其中癟聽率和凸角率主要通過考察100罐試制產品中發生癟聽和凸角的比例。

1.2.2.4 殺菌時間研究 工業生產八寶粥一般采用臥式殺菌釜進行滅菌，同時兼具將“生料煮熟”的目的，將殺菌溫度設定為121 ℃，同時將回轉速度統一設置為3.0 r/min，考察不同殺菌時間（25、30、35、40、45、50、55、60 min）對成品八寶粥口感質量的影響。

1.2.2.5 回轉速度研究 分別將回轉速度設置為0、2.0、2.5、3.0、3.3和3.6 r/min，考察不同回轉速度對產品感官和包裝外觀的影響。

1.2.2.6 感官評價 選擇經過專業訓練的感官評審員20人組成感官評價小組，按照公司內部標準程序對保健粥樣品進行感官評價，其中成品厚實度采用5分制（分別對應稀薄、稍薄、適中、稍厚和太厚）；產品色澤以市售低糖八寶粥作為參照，來判斷保健粥色澤是否正常；感官接受度采用3分制（分別對應不接受、勉強可接受和可接受），在研究殺菌時間對保健粥口感的影響時，采用3分制（分別對應整體偏硬、不夠酥軟和口感酥軟），由感官評價小組成員針對上述指標進行打分。

1.2.3 產品穩定性試驗 在37 ℃條件下保存3個月，每隔15 d取樣，定期測定保健粥中洛伐他汀和植物甾醇酯的含量，同時檢測理化指標和微生物指標。

1.2.3.1 pH的測定 用pHS-9V型pH計測定。

1.2.3.2 可溶性固形物含量的測定 按GB/T 10786-2006 《罐頭食品的檢驗方法》規定的方法測定。

1.2.3.3 糖含量的測定 依據GB 5009.8-2016《食品安全國家標準 食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》，采用高效液相色譜法。

1.2.3.4 桔青霉素含量的測定 采用免疫親和柱凈化法-高效液相色譜法，檢測儀器為超高效液相色譜儀Waters Aquilty UPLC，免疫親和柱：R-Biopharm P126。色譜條件如下：色譜柱：Waters Acquilty C18-T3柱（100 mm×2.1 mm，1.7 μm）；流動相：乙腈：10 mmol/L磷酸溶液（pH2.5）=45:55；流速：0.4 mL/min；進樣體積：5 μL；檢測器：Waters FLR熒光檢測器；發射波長：500 nm；激發波長：350 nm。標準曲線方程：Y=3.74e+003X-2.27e+003（R2=0.999598）。

1.2.3.5 微生物指標的測定 按SN/T 2100-2008《罐頭食品商業無菌快速檢測方法》進行測定。

1.2.3.6 洛伐他汀含量的測定 采用超高效液相色譜法，參照了輕工行業標準QB/T 2847-2007《功能性紅曲米（粉）》中的相關方法。色譜條件：色譜柱：Acquilty BEH C18（2.1 mm×50 mm，1.7 μm）；流動相：甲醇：水：磷酸=385：115：0.14（體積分數）；檢測器：Acquilty PDA（A10UPD520A）；流速：0.3 mL/min；進樣量：2.5 μL；檢測波長：238 nm。標準曲線方程：Y=2.96e+004X-1.03e+005（R2=0.999990）。

1.2.3.7 植物甾醇酯含量的測定 采用氣相色譜法，檢測參數如下：柱溫梯度：150 ℃保持1 min，以30 ℃/min升溫到280 ℃，保持20 min；進樣口：溫度300 ℃，分流比5:1，進樣量：1 μL；檢測器：FID檢測器，溫度280 ℃尾吹氣流量30 mL/min；色譜柱：HP-1（30 m×0.32 mm×0.25 μm），柱流速2 mL/min。采用內標法，樣品中總植物甾醇（包括β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇）含量以豆甾醇計，最后折算成植物甾醇酯的含量。標準曲線方程（強制過原點）：Y=0.8963X（R2=0.99987）。

1.2.4 志愿者人體功能驗證試驗 從自愿報名參加試驗的人員中，選擇年齡40～55歲，醫院體檢血脂異常的受試者120例，簽署自愿參加試驗的書面知情同意書。其中對照組、試驗組各60例。試驗組按推薦方法和推薦量服用保健粥，每日1次，每次1罐（凈重360 g）；對照組服用某品牌市售低糖八寶粥（不含洛伐他汀和植物甾醇酯），用法與用量同試驗組，各組均建議清淡飲食，連續服用45 d，在試驗前和服用45 d后，前往醫院測定三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白-膽固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C），考察該保健粥對受試者血脂水平的改善作用。

1.3 數據處理

在關鍵工藝及參數研究中，采用測定3次平行實驗數據，以平均值來表示；在產品穩定性試驗中，理化指標采用測定3次平行實驗數據，以平均值來表示；洛伐他汀和植物甾醇酯含量，采用測定3次平行實驗數據，用xˉ±s表示；志愿者功能試驗中，各項血脂指標用xˉ±s表示，對照組應用SPSS 10.0統計分析軟件，試驗前后比較采用t-test檢驗；試驗組各項血脂指標的下降率，通過計算試驗前后的數據獲得。

2 結果與分析

2.1 關鍵工藝及參數研究

2.1.1 米豆料混合時間的選擇 按照1.2.2.1的方法，研究米豆料最佳的混合時間，具體試驗結果見表1，從表1的數據可以看出，20～30 s基本均勻，達到了配方比例6.0%的要求；同時對3個部位均勻度求標準差，從表1的數據也可以看出，隨著混合時間的延長，標準差明顯降低，表明混合米豆料不同部位的均勻度明顯提高，30 s后繼續提高混合時間，對均勻度提高無明顯效果；但混合時間過長，各物料之間摩擦產熱，再加上機械碰撞，導致物料出現發熱、發黏和米粒破裂等問題，故本研究選擇20～30 s作為米豆料最佳混合時間。

表1 混合時間對物料均勻度的影響Table 1 Influence of mixing time on material uniformity

2.1.2 裝罐量的選擇 根據一般八寶粥罐頭裝罐量在50～52 g/罐左右的經驗，設計裝罐量梯度如表2，按照1.2.2.2的方法確定最佳的裝罐量范圍。從表2的固形物含量和成品感官結果可以看出，隨著裝罐量的增加，成品口感稠厚度不斷提高，固形物含量呈現出類似變化趨勢；但當裝罐量超過61 g，產品口感偏稠厚，不夠清爽，這是因為八寶粥里的米豆等物料，在滅菌過程中吸水膨脹，可以明顯影響產品的質感。綜合考慮，當裝罐量在52～58 g時，產品感官接受度最高。

表2 裝罐量對保健粥固形物含量和感官指標的影響Table 2 Effect of canned quantity on solids content and sensory indicators of health-care porridge

2.1.3 灌裝溫度的選擇 按照1.2.2.3的方法，考察不同灌裝溫度對成品真空度、癟聽率、凸角率、產品色澤等指標的影響，試驗結果見表3。從表3的試驗結果可以看出：灌裝溫度在50～60 ℃時，未出現癟聽率，但凸角率較高，灌裝溫度越低越明顯，也有假胖現象；灌裝溫度在80～95 ℃時，未出現凸角率，但癟聽率較高，灌裝溫度越高越明顯；在50～95 ℃范圍內灌裝，成品真空度不斷提高，各灌裝溫度，均不會影響產品色澤。綜合上述實驗結果，得出最佳灌裝溫度為65～75 ℃。

表3 灌裝溫度對八寶粥真空度和外觀的影響Table 3 Influence of filling temperature on vacuum degree and appearance of eight-treasure porridge

2.1.4 殺菌時間的選擇 八寶粥罐頭殺菌目的除了殺滅微生物達到商業無菌外，還有將“生料蒸煮成粥”的雙重作用。采用高溫高壓長時間可以使產品達到香糯酥軟的口感，滿足消費者的要求。按照1.2.2.4的方法，研究殺菌時間對保健粥口感的影響，實驗結果見表4。試驗表明：121 ℃恒溫殺菌25 min，物料口感比較生硬，沒有達到酥軟香糯的基本要求，需要延長時間；40 min以上的恒溫能達到感官設計要求。考慮能耗經濟性，選用40 min，此時殺菌強度F0值40，已超肉毒梭狀芽孢桿菌為對象菌的121 ℃高壓蒸汽30 min的F0值[22]，也遠超以嗜熱脂肪芽抱桿菌為對象菌的F0值[23-24]。

表4 殺菌時間對保健粥口感的影響Table 4 Effect of sterilization time on the taste of health-care porridge

2.1.5 回轉速度的選擇 為提高生產效率、確保半成品衛生、半成品微生物不易繁殖生長的要求，采用了主料不預先蒸煮而直接裝罐的工藝，在殺菌工藝中煮料成粥，且采用回轉技術，使物料煮粥后不粘罐結塊。殺菌回轉使得罐內物料在蒸煮過程中不斷翻滾，米粒不粘罐不結團。但回轉太快，會造成罐頭之間的相互滑動，磨擦掉罐外印鐵圖案，影響外觀；回轉太慢，會出現結團粘罐不成其粥。按照1.2.2.5規定的方法，考察回轉速度對產品品質的影響，實驗結果見表5。從表5可以看出，采用靜止式殺菌，產品出現分層結塊現象，隨著回轉速度的提高，產品均勻度得到提高，但當回轉速度為3.0 r/min時，產品外觀出現輕微擦損的情況。以產品質地均勻，且不對包裝外觀產生擦損為原則，確定了回轉速度為2.5 r/min。

表5 回轉速度對產品品質的影響Table 5 Influence of rotation speed on product quality

2.2 產品穩定性研究

2.2.1 理化指標的穩定性 依據1.2.3中描述的方法，檢測產品中各項理化指標的變化，重點考察pH、糖含量、可溶性固形物和桔青霉素含量，試驗結果見表6。從表6的結果可以看出，中試樣品在37 ℃3個月保溫過程中，各項理化指標均合格，符合質量標準的規定。保溫過程中產品感官口味均正常，無異味和變色情況。

表6 加速試驗中理化指標的穩定性Table 6 Stability of physical and chemical indexes in accelerated trials

2.2.2 加速實驗中微生物指標變化 依據1.2.3中描述的方法，按照SN/T 2100-2008《罐頭食品商業無菌快速檢測方法》，檢測不同保存時間產品的微生物指標，檢測結果表明均符合商業無菌的要求。

2.2.3 洛伐他汀的穩定性 依據1.2.3中描述的方法，檢測產品中功效成分洛伐他汀的含量，考察在加速試驗中洛伐他汀的穩定性，試驗結果見圖1。從圖1的結果可以看出，在八寶粥體系中，洛伐他汀穩定性很好，37 ℃保存90 d后，其保留率還保持在95%左右。

圖1 加速試驗中洛伐他汀的穩定性Fig.1 Stability of lovastatin in accelerated trials

2.2.4 植物甾醇酯的穩定性 依據1.2.3中描述的方法，檢測產品中功效成分植物甾醇酯的含量，考察在加速試驗中植物甾醇酯的穩定性，試驗結果見圖2。從圖2的結果可以看出，在八寶粥體系中，植物甾醇酯穩定性較好，初始含量為2.2 g/kg，37 ℃保存90 d后，其含量仍然可以保持在1.98 g/kg，保留率達到了90%以上。

圖2 加速試驗中植物甾醇酯的穩定性Fig.2 Stability of phytosterol ester in accelerated trials

2.3 志愿者功能試驗

依據1.2.4人體功能試驗中的方法，考察保健粥對高血脂人群三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）、低密度脂蛋白-膽固醇（LDL-C）和高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C）的影響，試驗結果如表7所示。

表7 保健粥對高血脂人群血清TG、TC、LDL-C和HDL-C水平的影響Table 7 Eeffect of health porridge on serum TG, TC, LDL-C and HDL-C levels in people with hyperlipidemia

從表7的結果可以看出，對照組各指標在試驗前后均無明顯差異；實驗組按照1.2.4中的要求，堅持食用保健粥45 d后，三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白-膽固醇（LDL-C）下降幅度均超過10%以上，而高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C）試驗前后無明顯差異，初步驗證了該產品具有較好的輔助降血脂作用，這與筆者前期動物實驗的結果相一致[21]。

3 結論

本研究以傳統低糖八寶粥為載體，依據國內外大量研究文獻和前期動物實驗，添加植物甾醇酯、紅曲等功效素材，制備了輔助降血脂保健粥，對關鍵工藝及參數進行了深入研究：米豆料混合時間為20～30 s，裝罐量為52～58 g，最佳灌裝溫度為65～75 ℃，殺菌參數為121 ℃/40 min，回轉速度為2.5 r/min。

穩定性試驗結果表明：在37 ℃三個月保溫過程中，各項理化及微生物指標均符合GB/T 31116-2014八寶粥罐頭標準；功效成分洛伐他汀和植物甾醇酯穩定性較好：其中洛伐他汀含量大于25 mg/kg，保留率在95%左右；植物甾醇酯含量為1.98 g/kg，保留率在90%左右。

人體試驗結果表明：食用保健粥45 d后，三酰甘油（TG）、總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白-膽固醇（LDL-C）下降幅度均超過10%以上，而高密度脂蛋白-膽固醇（HDL-C）試驗前后無明顯差異，提示該產品具有較好的調節血脂作用。