绿茶麦胚代餐粉的配制及流变学特性研究

谢安国，李瀚姝，郭桂义，尹鹏

（1.河南科技大学食品与生物工程学院，河南洛阳471000；2.河南省豫南茶树资源综合开发重点实验室，河南信阳464000）

随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，“三高”及肥胖问题也日益严重。营养健康、方便快捷的代餐食品在市场中越来越受到欢迎。营养代餐具有低热量、易饱腹的特点，通过减少能量摄入达到控制体重的目的。茶叶中含有咖啡碱、茶多酚、蛋白质、氨基酸、维生素以及微量元素等多种生物活性成分[1]。被证实能够抗氧化、缓解疲劳、促进消化、降低血糖浓度、增强人体免疫力等[2]。优质茶叶还具有突出的香气[3]和舒适口感，成为许多产品的添加物。此外，占小麦籽粒的2%左右的小麦胚芽，具有调节人体血压、降低血脂，防止动脉粥样硬化和心血管疾病等生理功能[4]。这两种原料富含膳食纤维素，且具有许多有益健康功效，是生产代餐的理想成分[5]。

本文研究绿茶味胚芽代餐粉的配方和生产工艺，并进行优化，从风味口感、营养成分等方面提升代餐粉的品质。同时分析产品营养成分和流变学特性，为生产出营养丰富、口感舒适的优质代餐食品提供科学参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

1.1.1 原料

信阳毛尖蒸青绿茶，一芽两叶，由信阳农林学院茶学院所提供。乳清蛋白粉：广东三德医药科技有限公司；木糖醇：广州福正东海食品有限公司；小麦胚芽粉：河南洛阳优谷生态食品有限公司。

1.1.2 仪器设备

9101 型旋风式微型高速样品粉碎机：北京检测仪器有限公司；SK2105 型电磁炉：山东九阳生活电器有限公司；HH-S4 型电热恒温水浴锅：北京科伟永兴仪器有限公司；DT802A 型电子天平：常熟市佳衡仪器有限公司；STSJB-300 型顶置式电子搅拌器：上海索延机电设备有限公司；DHR-2 型旋转流变仪：厦门仪宸科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 代餐粉加工工艺流程

原辅料处理→称取→混合→加水冲调→水浴保温→搅拌→冷却→成品

1）原辅料处理：信阳毛尖绿茶经旋风式高速粉碎机粉碎后，过筛后备用。小麦胚芽经焙烤，再经高速粉碎机制粉后备用。

2）称取与冲调：根据试验制定的数据称取原辅料，倒入容器中按比例加入水进行冲调。水温80 ℃～90 ℃，加水量为70 mL。

3）水浴保温、搅拌：将烧杯放入80 ℃的恒温水浴锅中用电子搅拌器搅拌，搅拌速度设为600 r/min，搅拌时间1 min。

4）冷却、品评：等温度降至50 ℃左右，放入品尝纸杯中由品评员进行感官评价。

1.2.2 代餐粉的感官评价

感官评价的人员选择：考虑到性别不同对甜酸味道感知的差别选择男女同学各10 人，共计20 人进行试验。均具有正常的视觉、味觉、嗅觉、触觉感知能力。无色盲色弱、不吸烟喝酒等，且均了解感官评定的方法步骤和注意事项[6-8]。

评价因素的确定：对于感官评价所考察的项目根据GB/T 10221-2012《感官分析术语》[9]，确定从香味、味道、色泽、口感方面评分。采用环比评分法进行权重分配[10]。具体内容见表1。

表1 代餐粉感官评分表Table 1 Sensory scoring scale of meal replacement powder

1.2.3 代餐粉单因素试验设计

确定不同原料的添加量对绿茶代餐粉的感官品质的影响规律以及大致的添加范围，将各原料的添加量设置成合适的梯度，只对要考察的单个因素进行变化，不改变其他原料的添加量以此来选择出各因素的最佳添加量。依次考察绿茶粉、乳清蛋白粉、全脂奶粉、木糖醇、小麦胚芽粉的添加量对代餐粉感官评价的影响。

单因素试验中，小麦胚芽粉的添加量分别为：8、11、14、17、20 g 5 个水平。绿茶粉添加量分别为：1、2、3、4、5 g 5 个水平。乳清蛋白粉的添加量分别为：8、9、10、11、12 g 5 个水平。木糖醇的添加量分别为：1、2、3、4、5 g 5 个水平。与其余原辅料混合后加入75 mL 开水，搅拌冷却后进行感官评价。

1.2.4 正交试验设计

以单因素试验的结果为基准，选取小麦胚芽粉的添加量A、绿茶粉的添加量B、乳清蛋白粉的添加量C以及木糖醇的添加量D 作为代餐粉的感官评价的影响因素，进行L9（34）正交试验[11]。正交试验因素与水平设计见表2。

表2 代餐粉的正交试验因素与水平表Table 2 Orthogonal experimental factors and levels of meal replacement powder

1.2.5 代餐粉营养成分测算以及与日常膳食应用的对比

依照中国食物成分表[12]，分析绿茶麦胚营养代餐的营养成分。为了对照产品的代餐功效，对男女各20位“上班族”志愿者进行膳食营养调查[13]。依照食物成分表，对志愿者3 日内晚餐平均摄取的营养成分含量进行换算，包括：能量、蛋白质含量、脂肪含量、碳水化合物含量等。最后将志愿者晚餐的膳食营养与代餐粉进行了对比分析。

1.2.6 代餐粉流变性的测定

为了测量代餐产品的黏度，并探究各辅料成分添加对产品的影响，使用旋转流变仪分别进行静态和动态流变性试验。测试样品有3 种，一种样品是包含所有配料（小麦胚芽粉、绿茶粉、乳清蛋白粉和木糖醇）按照最终成品比例配制的样品，记作标准代餐产品C；另外两种是未添加绿茶粉的产品A 和未添加乳清蛋白的产品B。每种样品静态和动态流变测量都重复3 次，结果取平均值。

两种流变测量温度均为30 ℃，流变仪转子直径为35 mm，两平面距离为1 mm，测静态流变性时以0.1 s-1～200 s-1的速率剪切。测动态流变性时：角频率为1 rad/s～10 rad/s。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 小麦胚芽粉添加量对代餐粉感官品质的影响各成分对代餐粉产品感官评分的影响见图1。

图1 各成分对代餐粉产品感官评分的影响Fig.1 Effect of ingredients on sensory score of meal replacement powder

由图1a 可以得出，小麦胚芽粉添加量在14 g 的时候，感官评分最高。小麦胚芽粉作为一种食品添加剂具有乳化和增稠的效果。当其添加量少于14 g 时，会使代餐粉缺乏黏稠的口感，过多的添加麦胚粉会使代餐粉不利于冲调，成品糊口。因此，14 g 为最佳的小麦胚芽粉添加量。

2.1.2 绿茶粉添加量对代餐粉感官品质的影响

由图1b 可以看出，添加4 g 绿茶粉时得分最高，符合评分员喜好。绿茶粉添加量低于4 g 时绿茶粉无明显香味，冲调出的代餐呈乳白色、绿茶色很淡，产品特点不突出。在绿茶的添加量超过5 g 时，产品的绿茶风味过浓，产生苦味。冲调出的代餐呈深绿色；同时饮品中会有未溶解的绿茶小颗粒，口感不细腻，所以感官评分低[1]。

2.1.3 蛋白粉添加量对代餐粉感官品质的影响

由图1c 可以看出，在蛋白粉的添加量为9 g 的时候感官评价的得分最高，效果最好。乳清蛋白粉添加量低于9 g 时，不能提供良好的口味，冲调出的代餐粉味道杂糅，色泽亮度低。在乳清蛋白粉的添加量过多的时候，会覆盖产品的绿茶风味、奶香味和甜味。冲调出的代餐色泽浅绿，影响食欲。综上所述，乳清蛋白粉的添加量为9 g。

2.1.4 木糖醇添加量对代餐粉感官品质的影响

由图1d 可以得出，木糖醇添加量在3 g 的时候，感官评分最高。当木糖醇的添加量比3 g 少时，由于木糖醇添加不足，甜度不够，导致代餐粉苦味明显，难以入口。当木糖醇的添加量在3 g 以上的时候，由于甜度太高会导致产品失去特别的绿茶风味，代餐粉入口甜腻，甜苦差异明显味道分层不集中。因此，添加3 g 木糖醇最佳。

2.2 正交试验结果分析

正交试验结果及其极差分析见表3。

表3 正交试验结果及其极差分析Table 3 Orthogonal test results and range analysis

由表3 可知，各因素影响产品感官品质的主次顺序为：B＞C＞A＞D，茶叶粉添加量影响最为显著。茶叶粉加入过多会使代餐粉产生苦味和涩味，影响感官评定人员的喜好度，因此分数会偏低，而绿茶加入量过少又会造成产品呈现黄绿色，颜色差影响感官评定人员的食用欲望，因此茶叶粉对感官评分的影响最大。乳清蛋白粉的加入会赋予代餐粉奶香味，中和绿茶产生的苦涩味，提高代餐粉的可接受度。乳清蛋白粉的添加量对感官的影响也较明显。小麦胚芽粉使代餐粉的黏稠度提高、稳定性增强；木糖醇带有甜味，提高产品适口度；两者对产品感官品质的影响相对较小。正交试验结果表明较优组合为A2B2C3D1，表中该组合的感官评分为93.13 分。对该组合样品进行验证性试验，3次感官评价的平均分为94.1，高于其他组合，说明该组合结果最优。因此味道最佳的产品配方为添加胚芽粉14 g、绿茶粉4 g、蛋白粉9 g 和木糖醇3 g。

2.3 代餐粉营养成分分析

依照中国食物成分表[12]，将绿茶麦胚代餐粉中各原辅料所含的营养成分进行核算。同时，对某公司“上班族”群体进行膳食营养调查[13]，依照食物成分表，计算志愿者三日内晚餐平均摄取的营养成分含量。代餐粉与日常晚餐的营养摄入进行对比分析，结果见表4。

表4 代餐粉和日常晚餐营养含量对比Table 4 Comparison of nutritional contents of meal replacement and daily dinner

表4 中数据可以看出，代餐粉所含蛋白质和膳食纤维比例较高，能量和碳水化合物较低。2 袋代餐粉60g 可冲调出约200 mL 食物，通过食用代餐粥，降低饥饿感，减少能量摄入，具有一定的减肥瘦身的效果。麦胚芽所含油脂为不饱和脂肪酸，此外，茶叶和麦胚还富含维生素、生物碱等活性成分，都对人体健康有益[14-15]。

2.4 代餐粉流变学特性分析

通常黏度用来表征流体对抗流动性的能力大小，代餐糊的黏度会受机械剪切的作用发生改变。代餐粉静态流变测定结果见图2。

图2 所示随着剪切速率的增加代餐粉的黏度先上升后下降，最后趋于平缓，出现了“剪切稀化”现象[16]。这是因为，随着速度增加，代餐糊里的淀粉链被拉直，彼此间的缠绕点减少，流层之间的剪切力变小，使得黏度下降[17]。此外，全成分样品黏度最高，绿茶粉和乳清蛋白都可以增加样品的静态黏度。代餐粉动态流变测定结果见图3。

图2 代餐粉静态流变测定结果Fig.2 Static rheological determination of meal replacement powder

图3 代餐粉动态流变测定结果Fig.3 Dynamic rheological determination of meal replacement powder

动态流变测定结果如图3 所示，随着角频率的增加，弹性模量和黏性模量均增加。弹性模量大于黏性模量反映出了弱凝胶流变学特性。从图中还可以看出，样品A 不含绿茶粉，主要成分为胚芽粉和乳清蛋白，黏弹性最高；加入绿茶粉的样品C 黏弹性最低，说明受绿茶加入的影响淀粉链的缠节点减少，更易在机械剪切的作用下被拉直。弹性模量可以暂时储存在形变中，然后恢复。而黏性模量则直接转化为剪切热量消失[18]。

3 结论与展望

本文对绿茶营养代餐粉的配方研究表明，茶叶粉添加量对产品感官评价的影响最为显著，适量添加能赋予代餐食品独特的绿茶芳香，过量添加有苦涩味。乳清蛋白粉的添加不仅能够提高产品营养价值，还可以增加产品黏稠度和乳香，从而提升代餐粉的可接受度。作为甜味剂的木糖醇以及作为基料的小麦胚芽粉对产品感官品质的影响相对较小。经过单因素和正交试验分析，配料为小麦胚芽粉14 g、绿茶粉4 g、蛋白粉9 g 和木糖醇3 g 时，产品评分较高。

通过营养调查分析出，本试验配制的代餐粉所包含的蛋白质和膳食纤维含量较高，减少减肥人士空腹时的饥饿感，并具有较高的营养价值和生理功效。通过流变学分析出，绿茶粉和乳清蛋白都可以增加样品的静态黏度，但动态黏度中，绿茶粉会降低产品的弹性模量和黏性模量。本试验对新型营养代餐粉配方及生产工艺进行研究，为茶叶资源的综合利用和新口味代餐粉的开发提供了有价值的参考。