五谷营养冲调饮品感官及流变性质的研究

崔 哲，孙伟志，崔怀田，李怡莹，侯 昱，刘瑞琦，刘 贺

（渤海大学 食品科学与工程学院，生鲜农产品贮藏加工及安全控制技术国家地方联合工程研究中心，辽宁 锦州121013）

0 引言

五谷杂粮是粮食作物的统称，富含人体必需的各种营养素，如维生素A、维生素B1、维生素B2、维生素C、维生素E等维生素及钙、钾、铁、锌等微量元素，其中纤维素与矿物质含量比普通白米高数倍［1］，能预防胃溃疡与食欲不振，避免肌肉麻痹、郁闷不安与全身无力，还有改善失眠、神经衰弱等症状，具有改善体重、调整胃口、增加食欲等功效［2-3］.五谷杂粮是膳食纤维的主要来源［4］，是最具营养价值的食物群，能够提供人体必需的大多数营养素，其含有的不饱和脂肪酸能降低胆固醇、预防心血管等疾病.

我国的豆类食品资源丰富，消费群体庞大.大豆营养成分丰富，含有人体所必需的八种氨基酸［5］，其比值与人体必需氨基酸含量及比值较为接近，大豆蛋白营养价值高于其他植物蛋白，与牛乳蛋白类似［6］.大豆含有的维生素种类较全，尤其是维生素B复合物，有预防和治疗贫血的作用［7］.由大豆制成的豆粉营养丰富、食用方便，适用人群广泛，尤其适合更年期妇女、糖尿病和心血管病患者以及脑力工作者和减肥人群食用［8］，因此以豆制品开发的植物蛋白复合饮料具有良好的市场前景［9］.

本试验以大豆粉及五谷杂粮营养粉为主要原料，目的是研制一种营养全面，配比合理的新型固体饮料，以单因素试验为基础，采用响应面法对料液比、原料比、蔗糖添加量、稳定剂、乳化剂进行探讨，确定最佳配方和工艺参数［10-12］，为工业化生产豆粉五谷复合冲调饮品提供一定的参考依据.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大豆粉：普速溶大豆粉，佳木斯冬梅大豆食品有限公司；五谷杂粮营养粉：益元八珍多谷山药谷物食品，深圳市香雅食品有限公司生产；蔗糖：市售.

1.2 仪器与设备

流变仪：DHR-1，美国TA公司；电子天平：上海舜宇恒平科技有限公司；烧杯、玻璃棒、纸杯、胶头滴管、量筒（50 mL）：南京銮玉化玻仪器有限公司.

1.3 工艺流程

大豆粉、五谷营养粉、蔗糖→溶解→搅拌→成品

1.4 试验方法

1.4.1 试验操作

将大豆粉、五谷磨房营养粉和蔗糖按照不同比例进行配料，三种原料共计100%.原料粉放入烧杯中搅拌1 min，使其混合均匀以充分溶解.向烧杯中加入温水，水与原料的比例为3.5∶1，水温控制在85℃至100℃之间，用玻璃棒搅拌3 min，使三种原料粉充分混合，蔗糖充分溶解在温水中，甜度均匀分布［13］.

1.4.2 五谷营养冲调饮品单因素试验

以感官评分为指标，分别考察料液比（原料与水的比例）1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4、1∶4.5、大豆粉与五谷粉的比例1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1（料液比为1∶3.5）、蔗糖添加量1%、2%、3%、4%、5%（料液比为1∶3.5，大豆粉与五谷粉的比例为5∶1），3个主要因素进行单因素试验，通过15名食品科学与工程专业同学进行感官评定，根据感官评定结果确定最佳料液比.

1.4.3 五谷营养冲调饮品感官评定标准

根据大豆粉五谷粉复合饮品的气味、口感和状态等感官指标，按照粘稠度、香气和甜度三个方面制定感官评分标准［14］，如表1所示.

表1 感官评分标准

1.4.4 五谷营养冲调饮品混料实验设计

按照不同原料比例将其分为14个组，序号为1-14号.各组配料如表2所示.感官评定小组品尝后按照表1的评分标准进行感官评分.

表2 混料设计表

表2续

1.4.5 五谷营养冲调饮品流变特性研究

试验使用DHR-1流变仪进行稳态流变分析.取1 mL五谷营养冲调饮品乳状液滴加于测试台，平行板夹具参数选择40 mm，温度25℃，狭缝距离设置为0.5 mm，剪切速率0～100 s-1，检测样品流变特性.利用牛顿幂律方程拟合数据，定量分析各样品流变性质.方程为：y=Kxn

式中：y为剪切应力/Pa；x为剪切速率/s-1；K为稠度系数/Pa·s；n为流动特性指数，通过方程对复合饮料的拟合得到相关参数［15-16］.

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

2.1.1 料液比对豆粉五谷复合冲调饮品的感官评分分析

分别选取不同的料液比（1∶2.5、1∶3、1∶3.5、1∶4、1∶4.5），由感官评定小组按上述评定标准进行感官评定，并利用单因素试验分析豆粉五谷复合冲调饮品的最佳料液比［17］，结果如图1所示.由图1可知，感官评定得分随着料液比的增加，呈现先升高后下降的趋势.当料液比为1∶3.5时，感官评定的分值最高；当料液比高于1∶3.5时，感官评定分值均呈下降趋势.由此可以确定豆粉五谷复合冲调饮品的最佳料液比为1∶3.5.分析其原因为，料液比小于1∶3.5时，乳液质地比较粘稠，口感粗糙；当料液比大于1∶3.5时，乳液过稀，颜色变淡，当料液比为1∶3.5时，乳液口感最佳.

2.1.2 原料比对豆粉五谷复合冲调饮品的感官评分分析

图2所示为感官评定小组对不同原料比（大豆粉与五谷粉比例分别为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1）的复合冲调饮品进行的感官评价.由图2可知，随着原料比的不断增大，感官评定分值不断呈上升趋势.当原料比大于5∶1时，乳液颜色不稳定，豆粉风味过重；当原料比小于5∶1时五谷粉风味会盖过豆粉，口感不佳，所以豆粉五谷复合冲调饮品的最佳原料比为5∶1.豆粉更符合人们的饮食习惯，但是五谷营养粉的加入能够提升产品的营养价值，因此后续还需要考察蔗糖的添加量对产品风味的影响.

图1 不同料液比感官评定得分图

图2 不同原料比感官评定得分

图3 不同蔗糖添加量感官评定得分

2.1.3 蔗糖添加量对豆粉五谷复合冲调饮品的感官评分分析

蔗糖对风味有较大的影响，是饮料产品中重要甜味剂.图3为不同蔗糖的添加量（1%、2%、3%、4%、5%）感官评定得分.从图3可知，随着蔗糖添加量的上升，感官评定得分呈先上升后下降的趋势.当蔗糖添加量小于3%时，乳液口感不佳，提高蔗糖添加量可以提高适口性；蔗糖量大于3%，乳液甜味突出，影响口感［18］.因此豆粉五谷复合冲调饮品的最佳蔗糖的添加量为3%，此时感官评定得分最高.

2.2 配方混料设计试验设计优化结果与数据分析

2.2.1 模型的建立与显著性检验

选取料液比、原料比和蔗糖添加量3个因素，在单因素试验的基础上进行混料设计，结果见表3.对表3试验数据利用混料设计软件进行回归拟合，得到感官得分对料液比、原料比和蔗糖添加量3个因素的二次多项回归模型，式为：

选取料液比、原料比和蔗糖添加量3个因素，在单因素试验的基础上进行混料设计［19］，结果见表3.通过响应面预测料液比最佳的1∶3.5，原料比最佳为5∶1，蔗糖最佳添加量为3%，并对该模型进行方差分析，结果见表4.

表3 混料设计结果表

表4 响应曲面二次回归方程模型方差分析结果

式（1）回归方程的响应面图如图4，对拟合的响应面的形状进行了考察，以及分析料液比、原料比和蔗糖添加量对感官评定得分的影响，综合表4中模型项极显著而失拟项不显著可以说明该模型拟定添加程度良好［20］.

图4 料液比、原料比和蔗糖添加量对感官评定影响的响应面和等高线

图5 料液比、原料比和蔗糖添加量对黏度系数影响的响应面和等高线

由图4知，在原料比为4.5至5.0之间，料液比为2.0至3.5之间，感官评定分值达到最高值，并且结果与之前单因素试验结果一致.对此模型进行方差分析，结果见表5.

表5 回归方程的回归分析

利用混料设计软件对表3试验数据进行回归拟合，得到黏度系数对料液比、原料比和蔗糖添加量3个因素的二次多项回归模型为：

从表5中可以看出，式（2）的线性模型的P值小于0.05差异显著，说明拟合的方程能很好地反映不同稳定剂与黏度系数之间的关系［20］.

2.3 流变性质的分析

内相（分散相）黏度、内相的体积分数、外相黏度、液珠的大小和乳化剂的性质等都是乳状液黏度的决定因素［21］.内相黏度高时体系的黏度也增高，液珠内的液体产生环流导致内相黏度对体系的影响，但与内相性质相比，液膜性质对体系黏度的影响更显著，这与乳化剂的性质有关.各乳液样品由于分散相浓度低，乳状液的黏度主要是由分散介质的黏度决定的.在内相黏度、内相的体积分数相同，乳状液的外相黏度可以反映大豆五谷复合粉的性质［22］.

图6、图7分别为2、3、7号样品及9、11、12号样品豆粉添加量对黏度的影响.由图6显示的测定结果来看，在低剪切速率时，2号样品外相黏度明显高于其他样品：2号、3号、7号的豆粉添加量分别为0%、16.7%、33.3%时，在高剪切速率时，3号和7号样品的黏度无明显差异，即豆粉添加量对黏度的影响小；2号、7号、3号样品黏度依次降低，其五谷粉的添加量分别为100%、33.3%、16.7%，即产品的黏度随五谷粉添加量的增加而升高［23］.

由图7显示的测定结果分析，9号、11号、12号样品豆粉添加量分别为50%、66.7%、100%，在低剪切速率时三种样品的黏度逐渐下降，9号、11号五谷粉添加量为50%、16.7%，在同剪切速率时9号黏度高于11号，即豆粉添加量增加，黏度降低，五谷粉添加量增加，黏度升高.

图6 豆粉添加量对黏度的影响

图7 豆粉添加量对黏度的影响

图8为4、6、9号样品为五谷粉添加量对黏度的影响.由图8可知，在低剪切速率时，6号样品外相黏度明显高于其他样品，6号、4号、9号五谷粉添加量为100%、66.7%、50%，表明五谷粉的添加量增加会使产品的黏度增大.

综上所述，五谷粉的添加量对产品黏度影响大，在剪切速率在最低的时候，黏度显示最高值.豆粉的添加量对黏度影响小.此外，某些剪切速率下样品的黏度变化幅度明显，致使折线图不圆滑.分析其原因可能为：第一，大豆粉与五谷杂粮粉没有完全混合均匀，导致豆粉中存在的小豆渣没有充分的溶解；第二，因蔗糖的颗粒过大，溶解时玻璃棒搅拌的时间不充分，部分蔗糖没有充分溶解，导致在测试台上有小颗粒，使折线图发生波动；第三，水温下降，水的温度会影响冲剂的口感［24］，水温达不到规定的温度，使溶剂没有完全充分溶解，导致试验存在误差.

图8 五谷粉添加量对黏度影响

3 结论

本试验开发了一种附加大豆粉的五谷营养粉，豆粉对产品的感官有影响，风味容易接受.蔗糖的加入可以改善产品因添加五谷粉所带来的不佳风味.试验结果表明，大豆复合五谷营养冲调饮品口感细腻、纯正，营养丰富，具有天然的淡绿色以及大豆和五谷粉香味，甜度适中，具有较高的感官评分，对人们的健康和保健具有很好的食疗效果.本研究为大豆、五谷磨粉混合加工增值利用提供了新的途径，也为其它粮食、油料作物的混合利用提供可能性.