高抗氧化能力無花果復配代餐粉的研制

摘 要： 以無花果為主要原料，搭配多種果蔬雜糧，采用DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力、鐵離子還原能力（FRAP法）以及感官評價為檢測指標，用總評歸一法計算綜合得分，并通過Plackett-Burman實驗和響應面實驗優化主輔料配方制成高抗氧化能力的無花果代餐粉。結果表明：最優主料配方為無花果、桑葚、山藥質量比為7.10∶5.00∶3.00（以15.00 g代餐粉主料計）。高抗氧化能力無花果代餐粉最優配方為主料、南瓜、黑芝麻、赤小豆、糙米質量比為15.00∶9.10∶1.40∶3.00∶1.40（以30.00 g代餐粉計），此時代餐粉清除DPPH自由基的能力為705.73 μg Trolox／mL、總抗氧化能力（ABTS法）為9.89 mM TEAC、總抗氧化能力（FRAP法）為12.54 mM FeSO4。總評歸一法進行綜合抗氧化能力得分達到94.83，感官評分為78.25，綜合得分為85.04。

關鍵詞：

抗氧化;無花果;代餐粉;總評歸一法;響應面

中圖分類號： TS 972.123.7"" 文獻標志碼： A"" 文章編號：

2095-8730（2025）01-0070-09

無花果又稱奶漿果、明目果、映日果，屬于桑科榕屬，富含多糖、蛋白質、礦物質、維生素等多種營養成分^［1］，具有抗氧化^［2］、降血脂^［3］、抗腫瘤^［4］、抑制肥胖^［5］、抗菌^［6］等功效。

自由基作為正常代謝產物，當過多產生并在體內堆積時，會使機體處于氧化應激狀態^［7］，導致一些慢性疾病的出現^［8］。研究發現通過補充高抗氧化能力的食品能夠緩解機體的氧化應激反應并有效預防相關慢性疾病^［9］。

隨著生活節奏的加快，代餐食品深受青睞，代餐粉作為主流代餐食品，具備低熱量、高纖維、飽腹感強等特點^［10］。目前，功效已然成為代餐粉研究與開發的主要熱點之一。鄭文雄等^［11］以金花茶等為原料，優化了高抗氧化代餐粉配方。陳忠琴等^［12］以谷物粉、牡蠣肽和花色苷等原料制成了具有降糖功效的代餐粉，并在體外驗證其降糖功效。王彥美等^［13］以烏天麻為主要原料，搭配葛根、花生等輔料，并在體內外驗證了其抗氧化與緩解糖脂代謝紊亂的能力。

目前，市場上具備高抗氧化能力的代餐粉品類少，針對代餐粉配料篩選及優化的研究缺乏。因此，本研究通過Plackett-Burman實驗篩選植物原料，經響應面優化代餐粉主輔料配方，從而開發高抗氧化能力、香氣濃郁且滋味較好的無花果代餐粉，以期填補市場對抗氧化代餐食品的需求。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 實驗材料

無花果干果：如皋市谷溢新農業科技有限公司;桑葚粉、山藥粉、奇亞籽粉、黑芝麻粉、紅棗粉、枸杞粉、赤小豆粉、燕麥粉、百合粉、糙米粉、蓮子粉、藜麥粉、黑豆粉、南瓜粉：佛山本谷食品有限公司。DPPH自由基清除能力試劑盒、總抗氧化能力（T-AOC）檢測試劑盒（ABTS法）、總抗氧化能力（T-AOC）檢測試劑盒（FRAP法）：南京建成生物研究所。

1.1.2 儀器與設備

JA2003電子天平：上海天平儀器廠;Millipore Direct 8超純水儀：密理博中國有限公司;酶標儀1510、DICO-220臺式離心機：賽默飛世爾科技（中國）有限公司;MJ-PB80Easv210B破壁機：美的集團。

1.2 實驗方法

1.2.1 代餐粉制備流程

將無花果干果和桑葚粗粉分別放入破壁機22 000 r/min粉碎10 s，間歇30 s后進行重復打磨，重復3次，粉碎完畢過0.178 mm孔徑網篩備用。按照實驗設計將無花果細粉與桑葚細粉同藜麥粉、蕎麥粉、燕麥粉、糙米粉、黑芝麻粉、奇亞籽粉、枸杞粉、山藥粉、南瓜粉、黑豆粉、菊花粉、百合粉、紅棗粉和赤小豆粉均勻混合得到混合粉，裝袋后于4 ℃冷藏待用。使用時準確稱取混合粉，按料水比1∶10（w／w）加入90 ℃熱水，充分攪拌至無明顯顆粒后進行后續實驗。

1.2.2 代餐粉主料的配方優化

1.2.2.1 主料Plackett-Burman實驗設計

通過查閱相關文獻和產品調研，選擇出無花果粉（A）、藜麥粉（B）、蕎麥粉（C）、糙米粉（D）、燕麥粉（E）、黑芝麻粉（Y）、奇亞籽粉（G）、桑葚粉（H）、枸杞粉（J）、山藥粉（K）、南瓜粉（L）、黑豆粉（M）、菊花粉（N）、百合粉（O）、紅棗粉（P）、赤小豆粉（Q）共16種適用于抗氧化代餐粉的植物原料^［10-14］，以綜合抗氧化能力為響應值進行Plackett-Burman實驗，取各因素高水平值及低水平值并篩選出顯著影響因素用于后續響應面優化實驗。實驗設計如表1所示，單位為g。

1.2.2.2 主料Box-Behnken實驗設計

依據Plackett-Burman實驗結果，確定無花果粉、桑葚粉及山藥粉為代餐粉主料，并根據市場調研，確定代餐粉主料中各原料配比，以綜合抗氧化能力為響應值，進行Box-Behnken實驗^［15-16］。實驗設計如表2所示，單位為g。

1.2.3 代餐粉輔料配方優化

1.2.3.1 輔料Plackett-Burman實驗設計

根據上述實驗結果配制代餐粉主料（Z），與藜麥粉、蕎麥粉、糙米粉、燕麥粉、黑芝麻粉、奇亞籽粉、枸杞粉、南瓜粉、黑豆粉、菊花粉、百合粉、紅棗粉和赤小豆粉進行Plackett-Burman實驗，以綜合得分為響應值篩選出顯著影響因素作為代餐粉輔料用于后續單因素實驗和響應面實驗。輔料Plackett-Burman實驗設計如表3所示，單位為g。

1.2.3.2 輔料各原料添加比例單因素實驗

依據Plackett-Burman實驗結果，篩選出南瓜粉、黑芝麻粉、糙米粉、赤小豆粉4種對代餐粉綜合得分有顯著影響的輔料進行單因素實驗，以確定輔料各原料不同的添加比例對代餐粉綜合得分的影響。實驗過程中，固定代餐粉輔料總質量為15 g進行單因素實驗。實驗設計如表4所示。

1.2.3.3 輔料Box-Behnken實驗設計

依據單因素實驗結果，以綜合得分為響應值，將主料與4種代餐粉輔料添加量混合并進行輔料Box-Behnken實驗，實驗設計如表5所示。

1.2.4 指標測定

1.2.4.1 抗氧化指標測定

DPPH自由基清除能力測定參照試劑盒說明書進行。參照說明書要求配制DPPH乙醇溶液作為工作液，吸取400 μL待測樣品與600 μL工作液渦旋震蕩混勻，避光反應30 min后，在517 nm處測定吸光值OD517，以80％甲醇分別代替樣品和工作液分別作為空白孔與對照孔，DPPH自由基清除率參照下式求得：

DPPH自由基清除能力=［1-（OD樣品-OD對照）／OD空白］×100％。

以5～25μg／mLTrolox標準應用液繪制標準曲線，得標準方程為y=0.363 1x+0.191 1（R2=0.999 1），結果以每毫升代餐粉溶液Trolox等量表示（μg Trolox／mL）。

總抗氧化能力（ABTS法）測定參照試劑盒說明書進行。參照說明書要求配制ABTS工作液，10 μL待測樣品與190 μL工作液渦旋震蕩混勻。室溫反應6 min后，在405 nm處測定吸光值OD405，以蒸餾水代替樣品與工作液分別作為空白孔與對照孔，以0.1～1.0 mM Trolox標準應用液繪制標準曲線，得標準方程為y=-0.891 9x+1.122 6（R2=0.999 2），結果以每毫升代餐粉溶液Trolox等量表示（mM TEAC）。

總抗氧化能力（FRAP法）測定參照試劑盒說明書進行，按要求配制FRAP工作液，5 μL待測樣品與180 μL工作液渦旋震蕩混勻，37 ℃反應5 min后，在593 nm處測定吸光值OD593，以蒸餾水代替樣品作為空白孔，以0.15～1.5 mM FeSO4·7H2O溶液繪制標準曲線，得標準方程y=2.775 2x-0.035 4（R2=0.999 4），結果以每毫升代餐粉溶液FeSO4等量表示（mM FeSO4）。

1.2.4.2 感官評價

由經過感官評價訓練的12名食品科學與工程專業學生品評員（年齡19～24歲，各項感知能力均正常，無吸煙酗酒、色弱色盲等），高抗氧化能力無花果代餐粉感官評價表參照《速溶豆粉和豆奶粉》（GB／T 18738-2006）并稍作修改。感官評價表如表6所示。

1.2.5 總評歸一法計算綜合得分

參照王月輝等^［17］和牛曉靜等^［18］的計算方法，采用總評歸一法進行綜合抗氧化能力與綜合得分的計算，計算方法為：綜合抗氧化能力：X1=［（ai/amax）+（bi/bmax）+（ci/cmax）］/3×100。ai、bi、ci分別對應該混合粉的DPPH自由基清除能力、總抗氧化能力（ABTS法）和總抗氧化能力（FRAP法）;amax、bmax、cmax分別對應三種抗氧化能力測定方法下各組別間最高的自由基清除值。

1.3 數據統計

采用Microsoft Ofice Excel 2019軟件進行實驗數據統計整理并計算實驗數據均值和標準偏差;利用Design-Expert 13軟件進行Plackett-Burman實驗設計、Box-Behnken實驗設計響應面實驗方差分析并建立二次回歸模型;采用SPSS 29.0進行數據統計分析;采用Graph Prism 10軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 主料配方優化實驗結果與分析

2.1.1 主料Plackett-Burman實驗結果與分析

根據16種植物原料進行16因素2水平的Plackett-Burman實驗，總共20組實驗，實驗結果如附表1所示。通過對實驗結果進行分析，結果如表7所示，無花果粉、山藥粉、桑葚粉3種原料對混合粉抗氧化能力影響顯著（Plt;0.05），且根據檢驗值F可知，影響從大到小依次為H（桑葚粉）、A（無花果粉）、K（山藥粉）。因此選擇這3種原料為主料原料并進行后續響應面實驗。

2.1.2 主料響應面實驗結果分析

通過對表8的實驗數據進行分析，得到回歸方程：抗氧化能力綜合得分X1=94.700 0-2.510 0A+3.870 0H-0.885 0K-0.510 0AH+0.610 0AK+0.470 0HK-4.520 0A2-4.650 0H2+0.138 0K2。對該方程進行方差分析，結果如表9所示。

由表9可知，回歸方程的P值為0.001 0，表明此模型差異極顯著（Plt;0.01）;并對回歸方程進行失擬項檢驗，檢驗結果P值為0.589 1，失擬項不顯著（Pgt;0.05），表明殘差均由隨機誤差所引起。模型R2為0.948 9，R2adj為0.883 3，說明模型擬合度較好，可用于反映高抗氧化能力無花果代餐粉主料原料添加量對主料抗氧化能力的影響，由分析結果可知，對高抗氧化能力無花果代餐粉主料高抗氧化能力影響從大到小依次為H、A、K。

對實驗數據進行擬合，結果如圖1所示，無花果粉及桑葚粉添加量對代餐粉主料粉抗氧化能力影響極顯著（Plt;0.01），這與回歸方程所顯示的結果相一致，而山藥粉添加量對抗氧化能力影響不顯著（Pgt;0.05）。通過軟件對代餐粉主料配方進行優化可知，以15.00 g代餐粉主料計，當A、H、K質量比為7.10∶5.00∶3.00時，代餐粉主料抗氧化能力最強，抗氧化得分預測值為96.83，經過驗證實驗，實際值為97.16，預測值與實際值基本一致，表明模型具備較好的精度和擬合度。

綜上，通過實驗優化得到代餐粉主料最優配方為無花果粉、桑葚粉、山藥粉質量比為7.10∶5.00∶3.00（以15.00 g代餐粉主料計）此時代餐粉主料具有最強的抗氧化能力。

2.2 輔料配方優化實驗結果

2.2.1 輔料Plackett-Burman實驗結果

對抗氧化主料與剩余13種植物原料進行14因素2水平的Plackett-Burman實驗，總共20組實驗。實驗結果如附表2所示。通過分析所得實驗結果如表10所示，由表10可知，糙米粉、燕麥粉、黑芝麻粉、南瓜粉、赤小豆粉對無花果代餐粉的抗氧化能力和感官評價有顯著影響（Plt;0.05）。其中，糙米粉、南瓜粉對抗氧化能力和感官評價影響極顯著（Plt;0.01）。由檢驗值F可知，對代餐粉抗氧化能力和感官評價顯著相關影響從大到小的植物原料依次為D、L、Y、Q、E，其中燕麥粉對代餐粉綜合得分為負影響，這可能是因為燕麥粉的增加會導致代餐粉黏度及沖調穩定性變差，進而降低代餐粉的感官評分^［14］，因此排除燕麥。選擇對代餐粉抗氧化能力和感官評價顯著正相關的4種植物原料代餐粉輔料并與代餐粉主料進行混合進行后續實驗。

2.2.2 輔料單因素實驗結果分析

南瓜含有維生素、多糖等多種營養物質，具有抗氧化、降血脂、抗衰老等功能^［19］，根據圖2.A可知，當南瓜粉添加量在2.50％～17.50％時，代餐粉綜合得分逐漸升高，并在南瓜粉添加量在17.50％時，代餐粉綜合得分達到最高值，達到85.21，但是當南瓜粉添加量大于17.50％時，代餐粉過于甜膩且抗氧化能力逐漸下降導致代餐粉的綜合得分降低，所以選擇南瓜粉添加量為17.50％。

黑芝麻富含油脂、蛋白質、礦物質等營養成分，兼具營養、預防疾病等功效^［20］，根據圖2.B可知，黑芝麻粉的添加量在2.50％～7.50％，代餐粉的抗氧化能力與感官得分逐漸升高，并于7.50％時達到最大值，達到74.80，在添加量大于7.50％時，代餐粉口感越發粗糙且抗氧化能力下降嚴重，代餐粉的綜合得分緩慢降低，所以選擇黑芝麻粉添加量為7.50％。

赤小豆含有蛋白質、脂肪、維生素等多種營養成分，食藥兩用，具備抗炎、抗氧化、調節免疫、抗菌等功效^［21］。根據圖2.C可知，隨著赤小豆粉添加量的增加，代餐粉的感官得分先增加后又逐漸降低，當赤小豆粉添加量在7.50％，代餐粉綜合得分最高，達到84.62，當添加量超過7.50％時，雖然代餐粉的抗氧化能力得到進一步提高，但代餐粉的沖調性變差，口感有明顯的粉粒感，導致感官評分下降嚴重，進一步導致綜合得分得的下降。因此，選擇赤小豆粉添加量為7.50％。

糙米富含蛋白質、脂肪、膳食纖維等，具有高抗氧化、降糖降脂等功效^［22-23］，由圖2.D可知，當糙米粉添加量為7.50％時，代餐粉的綜合得分達到最大值，最大值為85.95，但是隨著糙米粉添加量的增多，代餐粉抗氧化能力降低，且代餐粉味道寡淡，滋味較差，綜合得分下降。因此，代餐粉中糙米粉添加量選擇為7.50％。

2.2.3 高抗氧化能力無花果代餐粉Box-Behnken實驗結果分析

代餐粉輔料Box-Behnken的實驗結果見附表3。通過對附表3的實驗數據進行分析，得到回歸方程： 綜合得分X3=77.070 0-0.390 0L-3.640 0Y+2.310 0Q-0.761 7D+0.422 5LY-1.190 0LQ+0.445 0LD+2.900 0YQ+3.970 0YD+3.220 0QD-3.160 0L2-2.670 0Y2-5.100 0Q2+0.678 7D2。模型R2為0.885 8，R2adj為0.752 6，說明模型擬合度較好，可用于反映無花果代餐粉輔料原料添加量對代餐粉綜合得分的影響。對該方程進行方差分析結果如表11所示。由表11可知，輔料響應面回歸方程的Plt;0.01，表明此模型差異極顯著;對回歸方程進行失擬項檢驗，檢驗結果P值為0.422 2，失擬項不顯著（Pgt;0.05），表明殘差均由隨機誤差引起。由實驗結果可知，四種代餐粉輔料當中，對代餐粉綜合得分影響大小依次為Y、Q、YD、QD、YQ。由各單因素F值可知，與赤小豆粉添加量對代餐粉綜合得分影響較大，這可能是因為赤小豆在代餐粉中的過多添加會導致代餐粉口感過于粗糙，從而導致感官評分的下降^［24］。在交互實驗中，YD、QD、YQ對代餐粉綜合得分均影響顯著（Plt;0.05），說明黑芝麻粉、赤小豆粉和糙米粉的相互組合對代餐粉的綜合得分有顯著影響（Plt;0.05）。以30.00 g代餐粉計，通過軟件對代餐粉配方進行優化可知，當主料：南瓜粉：黑芝麻粉：赤小豆粉：糙米粉質量比為15.00∶9.10∶1.40∶3.00∶1.40時，代餐粉綜合得分達到最高，預測值為84.21，通過驗證實驗得到該配方實際綜合得分為85.04，預測值與實際值基本一致，表明模型具備較好的精度和擬合度。

通過響應面實驗優化過后的代餐粉配方為主料、南瓜粉、黑芝麻粉、赤小豆粉、糙米粉質量比為15.00∶9.10∶1.40∶3.00∶1.40（以30.00 g代餐粉計），此時代餐粉具備較強的抗氧化能力和較好的風味。

3 總結

本研究通過實驗確定高抗氧化能力無花果復配代餐粉的主料和輔料所選用的植物原料和主輔料中各植物原料的最適配比。綜上得出最優主料配方為無花果粉、桑葚粉、山藥粉質量比為7.10∶5.00∶3.00;代餐粉最優配方為主料、南瓜粉、黑芝麻粉、赤小豆粉質量比為15.00∶9.10∶1.40∶3.00∶1.40（以30.00 g代餐粉計），此時代餐粉不僅擁有較強的抗氧化能力，還具備較好的風味。

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Development of fig compound meal replacement powder with high antioxidant capacity

XU Mingze， ZHANG Longfei， LIU Xiaoxiao， PENG Li， CHENG Xinyi， YANG Zhenquan， XIAO Lixia

（School of Food Science and Engineering， Yangzhou University， Yangzhou， JIangsu 225127， China）

Abstract： A high-antioxidant meal replacement powder was formulated using figs as the primary ingredient， in combination with various fruits， vegetables， and whole grains. The study assessed DPPH radical scavenging capacity， ABTS radical scavenging capacity， ferric ion reducing power （FRAP method）， and sensory evaluation. Comprehensive scores were calculated using a normalization method， and ingredient proportions were optimized through Plackett-Burman design and response surface methodology. The results showed that the optimal primary ingredient was fig， mulberry， and yam with a mass ratio of 7.10：5.00：3.00 （based on 15.00 g meal replacement powder）. High in antioxidants fig meal optimal formula for the main ingredient， pumpkin powder， black sesame seed， rice bean， and brown rice with a mass ratio of 15.00：9.10：1.40：3.00：1.40 （based on 30.00 g meal replacement powder）. Under these optimized conditions， the powder demonstrated a DPPH radical scavenging capacity of 705.73 μg Trolox／mL， a total antioxidant capacity （ABTS method） of 9.89 mM TEAC， and a total antioxidant capacity （FRAP method） of 12.54 mM FeSO4. The comprehensive antioxidant capacity， measured by the normalization method， reached 94.83， with a sensory score of 78.25 and the comprehensive score of 85.04.

Key words： antioxidant; fig; meal replacement powder; overall desirability; response surface analysis

（責任編輯：趙 勇）