螺旋藻復(fù)配代餐粉的研制

米順利，竹 燁，張 藝，黃曉菊，蔣心怡，易湘茜,*

（1.廣西中醫(yī)藥大學(xué)，廣西 南寧 530200；2.廣西茶氏家族山茶籽有限公司，廣西 南寧 530001）

螺旋藻是一類低等原核生物[1]，含有豐富的人體所需營養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、微量元素等[2-3]，在抗腫瘤、抗氧化、抗衰老、抗疲勞等方面均具有一定的功效[4]，已廣泛應(yīng)用于食品、藥品、營養(yǎng)膳食補充等多個領(lǐng)域[5-9]。但是，受腥味重[10-12]、產(chǎn)品形式固化、品質(zhì)良莠不齊等影響，近年來我國螺旋藻產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。代餐粉是一類由一種或多種原料粉經(jīng)加工處理，按照一定比例混合而成的即食沖調(diào)類制品[13]，具有當(dāng)代人追求的低熱量、低飽和脂肪酸、高膳食纖維、易飽腹等特點[14]，同時能夠方便高效地為人體提供各種必要的營養(yǎng)物質(zhì)[15]，可代替一至兩餐正餐[16]，因此受到減肥人群的追捧，產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊。近年來，國內(nèi)對代餐粉的研究非常火熱，開發(fā)的產(chǎn)品也多種多樣，有抹茶代餐粉[17]、大麥嫩葉紫薯復(fù)合代餐粉[18]、葛根復(fù)合代餐粉[19]、苦蕎果蔬代餐粉[20]、黑木耳桑葚魔芋代餐粉[21]等，但目前尚無以螺旋藻為主要原料開發(fā)代餐粉的相關(guān)研究和報道[22]。

本文以螺旋藻粉、脫脂奶粉、燕麥粉、赤小豆粉、魔芋粉、奇亞籽、木糖醇為原料，開展螺旋藻復(fù)配代餐粉工藝研究和配方優(yōu)化，開發(fā)符合中青年女性消費者日常代餐需求的健康代餐產(chǎn)品，為螺旋藻產(chǎn)業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)提供思路。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

鈍頂螺旋藻粉，北海生巴達生物科技有限公司提供；脫脂奶粉，上海雀巢產(chǎn)品服務(wù)有限公司；燕麥片，山東丞諾食品有限公司；赤小豆粉、魔芋粉、奇亞籽，匯聚（東莞）食品有限公司；木糖醇，浙江華康藥業(yè)股份有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

YP502N 電子天平，上海菁海儀器有限公司；DHG-9626A 電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海精宏試驗設(shè)備有限公司；FW100高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；80 目篩，浙江上虞市道墟開發(fā)篩具廠；X5-251C 微波爐，廣東美的廚房電器制造有限公司；SW-CJ-2F 超凈工作臺，蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司；MLS-3781L-PC高壓蒸汽滅菌鍋，SANYO Techno Solutions Tottori Co.,Ltd.。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

1.2.2 操作要點

原料預(yù)處理：將赤小豆粉置于微波爐中，中小火微波熟化1～2 min，取出冷卻后過80目篩；將燕麥片置于烘箱，65 ℃烘干，取出冷卻后粉碎并過80目篩。

混合：按照配方比例將螺旋藻粉、魔芋粉、奇亞籽和過80目篩后的赤小豆粉、燕麥粉混合均勻。

調(diào)配：在混合后的物料中按比例添加脫脂奶粉和木糖醇粉，邊添加邊攪拌，直至攪拌均勻。

包裝：準(zhǔn)確稱取調(diào)配均勻的螺旋藻復(fù)配代餐粉，按每袋30 g進行獨立包裝。

1.2.3 單因素試驗設(shè)計

1.2.3.1 螺旋藻粉添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加燕麥粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、魔芋粉1.6 g、奇亞籽4.4 g、木糖醇3.0 g、脫脂奶粉4.0 g，考察螺旋藻粉添加量分別為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選螺旋藻粉最適添加量。

1.2.3.2 燕麥粉添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、魔芋粉1.6 g、奇亞籽4.4 g、木糖醇3.0 g、脫脂奶粉4.0 g，考察燕麥粉的添加量分別為4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選燕麥粉最適添加量。

1.2.3.3 赤小豆粉添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、燕麥粉6.0 g、魔芋粉1.6 g、奇亞籽4.4 g、木糖醇3.0 g、脫脂奶粉4.0 g，考察赤小豆粉的添加量分別為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選赤小豆粉最適添加量。

1.2.3.4 魔芋粉添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、燕麥粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、奇亞籽4.4 g、木糖醇3.0 g、脫脂奶粉4.0 g，考察魔芋粉的添加量分別為0.8、1.2、1.6、2.0、2.4 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選魔芋粉最適添加量。

1.2.3.5 奇亞籽添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、燕麥粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、魔芋粉1.6 g、木糖醇3.0 g、脫脂奶粉4.0 g，考察奇亞籽添加量分別為3.6、4.0、4.4、4.8、5.2 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選奇亞籽最適添加量。

1.2.3.6 木糖醇添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、燕麥粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、魔芋粉1.6 g、奇亞籽4.4 g、脫脂奶粉4.0 g，考察木糖醇的添加量分別為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選木糖醇最適添加量。

1.2.3.7 脫脂奶粉添加量的篩選

根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果，固定添加螺旋藻粉6.0 g、燕麥粉6.0 g、赤小豆粉3.0 g、魔芋粉1.6 g、奇亞籽4.4 g，木糖醇3.0 g，考察脫脂奶粉的添加量分別為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 g時對復(fù)配代餐粉感官評分的影響，篩選脫脂奶粉最適添加量。

1.2.4 代餐粉配方優(yōu)化正交試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，以螺旋藻粉添加量、燕麥粉添加量、赤小豆粉添加量、魔芋粉添加量、奇亞籽添加量、木糖醇添加量、脫脂奶粉添加量為主要影響因素，以螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分為考察指標(biāo)，設(shè)計L18(37)正交試驗，對螺旋藻復(fù)配代餐粉配方進行優(yōu)化，確定螺旋藻代餐粉最佳配方。正交試驗因素水平見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal test 單位：g

1.2.5 感官評價

邀請15 位不同年齡段（18～45 歲）的女性組成感官評定小組，定量稱取代餐粉，用代餐粉5 倍質(zhì)量的開水對代餐粉進行沖泡，感官評價人員按照表2進行評分，取平均值作為最終得分。

表2 螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Sensory scoring criteria of spirulina compound meal replacement powder

1.2.6 測定項目與方法

1.2.6.1 代餐粉飽腹感測試

按最優(yōu)配方配制螺旋藻復(fù)配代餐粉，分別稱取20、25、30、35、40 g，并分別用5 倍質(zhì)量的開水進行沖泡后分發(fā)給感官評定小組成員空腹食用，記錄食用后的飽腹時間。

1.2.6.2 潤濕性測定

參照田文靜等[23]的方法，在透明杯中加入200 mL 50 ℃溫水，準(zhǔn)確稱取1.0 g螺旋藻代餐粉，將其均勻散布在水面上，記錄粉體從加入水中至完全沉降所需時間（s）。

1.2.6.3 速溶性測定

將1 份30 g 的螺旋藻復(fù)配代餐粉加入至200 mL 100 ℃沸水中，攪拌并觀察其溶解性。

1.2.6.4 微生物指標(biāo)測定

分別參照GB 4789.2—2022《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定》[24]、GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 大腸菌群計數(shù)》[25]、GB 4789.15—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗 霉菌和酵母計數(shù)》[26]對螺旋藻復(fù)配代餐粉的菌落總數(shù)、大腸菌群、霉菌進行測定。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

所有試驗均進行3 次重復(fù)，數(shù)據(jù)以x±s表示。使用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，P＜0.05表示結(jié)果存在顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果與分析

2.1.1 螺旋藻粉添加量的確定

由圖1可知，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分隨著螺旋藻粉添加量的增加呈先升高后下降的趨勢，當(dāng)添加4.0 g螺旋藻粉時，復(fù)配代餐粉感官評分最佳；螺旋藻粉添加過少時，產(chǎn)品風(fēng)味不明顯，體現(xiàn)不出螺旋藻的特色；螺旋藻粉添加過多時，腥味加重，產(chǎn)品失去了應(yīng)有的香氣。因此，確定配方中螺旋藻粉最適添加量為4.0 g。

圖1 螺旋藻粉添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.1 Effects of spirulina powder additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.2 燕麥粉添加量的確定

由圖2可知，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分隨著燕麥粉添加量的不斷增加呈先升高后下降的趨勢，當(dāng)添加8.0 g 燕麥粉時，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分最佳；燕麥粉添加量小于8.0 g 時，代餐粉沖泡后略稀，口感不佳；燕麥粉添加量大于8.0 g 時，容易結(jié)塊，代餐粉組織形態(tài)和沖調(diào)性能較差。故確定燕麥粉最適添加量為8.0 g。

圖2 燕麥粉添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.2 Effects of oat flour additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.3 赤小豆粉添加量的確定

赤小豆粉不但含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而且還具有利水消腫、利尿除濕等作用，近年在食品加工中得到廣泛應(yīng)用[27]。由圖3可知，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分隨著赤小豆粉添加量的增加，呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，當(dāng)添加3.0 g赤小豆粉時，復(fù)配代餐粉感官評分最佳。這主要是因為赤小豆粉經(jīng)過微波烘烤后具有獨特的香味，添加量過少時，其特征香味不明顯，而添加量過多則使代餐粉在食用時粗糙感明顯。因此，確定螺旋藻復(fù)配代餐粉中赤小豆粉最適添加量為3.0 g。

圖3 赤小豆粉添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.3 Effects of red bean powder additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.4 魔芋粉添加量的確定

經(jīng)研究，將魔芋粉添加在代餐食品中，不僅可增強飽腹感，而且能使產(chǎn)品口感更加順滑[28]。由圖4 可知，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分隨著魔芋粉添加量的增加，呈先升高后降低的趨勢；魔芋粉添加量不足，螺旋藻復(fù)配代餐粉口感不夠順滑；魔芋粉添加量過多，容易引起產(chǎn)品口感黏稠、滑膩。因此，確定螺旋藻復(fù)配代餐粉中魔芋粉的最適添加量為1.2 g。

圖4 魔芋粉添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.4 Effects of konjac powder additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.5 奇亞籽添加量的確定

2014年，奇亞籽被正式批準(zhǔn)成為新資源食品，其不僅含有較多的營養(yǎng)成分，而且具有高持水性的特點，在食品生產(chǎn)中具有增稠和穩(wěn)定的作用[29]。由圖5可見，螺旋藻復(fù)配代餐粉的感官評分隨著奇亞籽添加量的增加呈先升高后降低的趨勢，當(dāng)奇亞籽添加量為4.4 g 時，復(fù)配代餐粉感官評分最佳；其添加過少，復(fù)配代餐粉沖泡后咀嚼感不夠；添加量過多，螺旋藻復(fù)配代餐粉沖泡后過于黏稠，不能很好的在短時間咀嚼吞咽。故確定奇亞籽最適添加量為4.4 g。

圖5 奇亞籽添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.5 Effects of chia seed additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.6 木糖醇添加量的確定

木糖醇是一種天然、健康的甜味劑，廣泛應(yīng)用于食品加工業(yè)。由圖6可以看出，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分隨著木糖醇添加量的增加呈先升后降的趨勢，添加4.0 g木糖醇時，螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分最高，其原因主要是木糖醇作為一種甜味劑，添加過少甜度不夠，過多則使代餐粉整體偏甜膩。故確定木糖醇最適添加量為4.0 g。

圖6 木糖醇添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.6 Effects of xylitol additions on sensory scores of meal replacement powder

2.1.7 脫脂奶粉添加量的確定

脫脂奶粉的添加不僅能夠更好地提高螺旋藻代餐粉的營養(yǎng)價值，而且可以掩蔽螺旋藻自身的腥味。由圖7 可知，伴隨脫脂奶粉添加量的增加，螺旋藻復(fù)配代餐粉的感官評分呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，當(dāng)添加4.0 g 脫脂奶粉時，螺旋藻復(fù)配代餐粉的感官評分最佳；添加量大于4.0 g時，螺旋藻復(fù)配代餐粉的奶香味過膩；添加量小于4.0 g時，螺旋藻復(fù)配代餐粉腥味較濃；添加量為4.0 g時，沖泡后的代餐粉奶香味適中、口感適宜，故確定4.0 g為最適脫脂奶粉添加量。

圖7 脫脂奶粉添加量對代餐粉感官評分的影響Fig.7 Effects of skim milk powder additions on sensory scores of meal replacement powder

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

由表3可知，各個因素對螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分影響排序為：G＞A＞F＞B＞E＞C＞D，即：脫脂奶粉添加量＞螺旋藻粉添加量＞木糖醇添加量＞燕麥粉添加量＞奇亞籽添加量＞赤小豆粉添加量＞魔芋粉添加量；螺旋藻復(fù)配代餐粉的最優(yōu)配方組合為A3B2C3D3E2F1G2，即：螺旋藻粉添加量5.0 g，燕麥粉添加量8.0 g，赤小豆粉添加量4.0 g，魔芋粉添加量1.6 g，奇亞籽添加量4.4 g，木糖醇添加量3.0 g，脫脂奶粉添加量4.0 g。由表4可知，螺旋藻粉添加量和脫脂奶粉添加量對螺旋藻復(fù)配代餐粉感官評分具有顯著影響（P＜0.05）。

表3 正交試驗結(jié)果Table 3 Results of orthogonal test

表4 正交試驗結(jié)果方差分析表Table 4 Table of variance analysis of orthogonal test results

對優(yōu)化后的螺旋藻復(fù)配代餐粉配方進行3次重復(fù)驗證試驗，得到感官評分平均值為84.26分，高于所有正交試驗組合的感官評分，說明通過正交試驗優(yōu)化出的配方最優(yōu)。按照最優(yōu)配方制備的螺旋藻復(fù)配代餐粉具有輕微螺旋藻獨特的風(fēng)味及良好的溶解性和速溶性。

2.3 代餐粉飽腹感測試結(jié)果

飽腹感測試結(jié)果表明，每餐食用30 g螺旋藻復(fù)配代餐粉時，測試人員飽腹時間與日常用餐間隔相同；食用過少，容易提前饑餓；食用過多，飽腹時間過長，影響下一餐進食時間。因此，本代餐粉的建議食用量為每餐30 g。

2.4 代餐粉理化性質(zhì)及微生物指標(biāo)測定結(jié)果

螺旋藻復(fù)配代餐粉從加入水中至完全沉降所需時間為6.87 s，表明其潤濕性良好；速溶性測定時代餐粉可快速攪勻，原料不結(jié)團，說明其速溶性較好；經(jīng)檢測，螺旋藻復(fù)配代餐粉菌落總數(shù)為15 CFU/g，大腸桿菌、霉菌均未檢出，符合GB/T 29602—2013《固體飲料》[30]要求。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，7個因素對復(fù)配代餐粉感官評分影響排序為脫脂奶粉添加量＞螺旋藻粉添加量＞木糖醇添加量＞燕麥粉添加量＞奇亞籽添加量＞赤小豆粉添加量＞魔芋粉添加量；最佳配方為：螺旋藻粉5.0 g，燕麥粉8.0 g，赤小豆粉4.0 g，魔芋粉1.6 g，奇亞籽4.4 g，木糖醇3.0 g，脫脂奶粉4.0 g；按照該配方制備的螺旋藻復(fù)配代餐粉具有輕微螺旋藻獨特的風(fēng)味，溶解性、速溶性良好，微生物指標(biāo)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；通過飽腹感試驗，確定復(fù)配代餐粉每餐推薦食用量為30 g。本研究將螺旋藻和日常飲食進行了有機結(jié)合，為螺旋藻產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展提供了新的思路。