低血糖生成指数燕麦颗粒牛奶的开发及测试

刘龙女，刘 丽，陆 淳，李 兴，郭 慧，卢晓莉，刘敏轩

石家庄君乐宝乳业有限公司，河北石家庄 050000

0 引言

近年来，随着经济水平的不断发展，人们的生活条件得到了极大的提高，生活方式的改变导致我国的糖尿病患病率逐年升高，已经成为严重威胁我国人民生命健康的一大慢性非传染性疾病[1]。血糖生成指数（Glycemic Index，GI）用于描述人体对食物的消化吸收速率和由此引起的血糖应答，GI 值小于55的食品被认为是低GI 食品[2，3]。低GI 饮食干预能够大幅降低2型糖尿病的发生风险，有效减轻体质量，降低心血管死亡和全因死亡风险[4]。

牛奶GI值为28，属于低GI食品，富含优质乳蛋白、乳脂肪和各种微量元素，同时是多种营养的良好载体[5，6]。燕麦属于禾本科燕麦属，是世界八大粮食作物之一。作为全谷物食物，燕麦含有丰富的蛋白质、亚油酸、矿物质、维生素、膳食纤维和β-葡聚糖、燕麦皂苷、燕麦多酚、燕麦生物碱等生物活性成分，具有保健功能[7]。保存较完整燕麦颗粒的淀粉不易被水解消化吸收，因此GI值较小[8]。基于以上的特点，本文将燕麦颗粒添加至牛奶中，开发出一款具有牛奶醇香与燕麦饱满咀嚼感的低GI燕麦颗粒牛奶，有助于我国糖尿病潜在患者的疾病预防工作以及糖尿病患者的血糖控制和营养状况改善，同时对于推动我国乳品行业向健康方向发展具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

生牛乳，石家庄君乐宝乳业有限公司；麦芽糖醇，罗盖特（中国）营养食品有限公司；微晶纤维素，丹尼斯克（中国）有限公司；燕麦粒，北京朔方科技发展股份有限公司；结冷胶，斯比凯可（中国）有限公司；淀粉，上海国民淀粉有限公司；聚葡萄糖，泰莱贸易（上海）有限公司；复合维生素（含维生素A、D、E）、复合矿物质（含铁、锌、钙），帝斯曼（中国）有限公司。

1.1.2 仪器与设备

高压均质机60L70，上海申鹿均质机有限公司；高速分散机KAT25型，美国IKA有限公司；培养箱PH71，天津市泰斯特仪器有限公司；黏度计DV2TLV，美国博勒飞有限公司；pH计fe28，瑞士梅特勒-托利多有限公司；稳定性分析仪LUMISIZER611，德国罗姆仪器有限公司；分析天平BSA224S，赛多利斯科学仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 工艺流程

将辅料称量干混后加入升温后的牛奶中，进行剪切、化料，再次升温均质，将均质后的奶基与燕麦酱按比例进行混合，进行杀菌、冷却、灌装。

1.2.2 试验设计

（1）单因素试验

分别以1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的添加量添加淀粉，以2%、3%、4%、5%、6%的添加量添加麦芽糖醇，以1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的添加量添加燕麦粒制成谷物颗粒牛奶，以感官评分的数值作为试验结果考察指标，确定最佳添加量。

（2）正交试验

采用三因素三水平正交试验设计，即三个因素每个因素根据单因素试验结果选择3 个最佳水平进行正交试验，以淀粉、麦芽糖醇、燕麦粒作为试验因子。组织专业人员进行感官评分，通过正交试验确定最佳工艺参数。因素水平的设计如表1所示。

表1 正交试验因素水平表

1.2.3 测定方法

（1）黏度的测定

取一定量样品（燕麦颗粒牛奶成品需过滤掉燕麦颗粒）装入测样杯中，使用DV2TLV黏度计测定其黏度。参数：62#转子，转速60 r/min，计时30 s，测样温度25 ℃，测定其黏度值厘泊（cp）。

（2）快速稳定性测试

试验通过采用稳定性分析仪LUMISIZER611对样品进行快速稳定性的测试，即取适量样品放入测试管中，对样品进行离心的同时，利用近红外光对样品进行照射，对整个样品从上到下进行观测和分析，测试时间间隔30 s，转速4 000 r/min，光因子为1.00，轮廓线条数为255。利用离心加速法简便的测试及量化分散体系分离行为，通过透光率的变化值，从而确定其稳定性和货架期。

（3）感官评定标准及方法

由24 位专业感官评定成员，对产品进行感官特征评价，从产品外观、香气、口感、甜度及颗粒咀嚼感等方面进行评价，按照表2的评分标准，总分为100分。燕麦颗粒牛奶感官评定标准见表2。

表2 燕麦颗粒牛奶感官评定标准

1.2.4 数据分析

采用Excel软件对试验数据进行分析并作图，利用SPSS软件进行T检验，以P<0.05表示有显著性差异。

2 结果与讨论

2.1 淀粉添加量对感官评分的影响

淀粉添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响见图1。从图中可见淀粉的添加量对感官的评分影响不是很大，波动不明显。淀粉添加量因素方面，按照其单因素试验的结果判断可选择1.4%~1.8%之间的区域，作为正交试验该因素的水平选择范围。

图1 淀粉添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响

2.2 甜味剂添加量对感官评分的影响

甜味剂添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响见图2。从图中可明显看出在麦芽糖醇添加量为4%时，感官评分最高，有明显的波动，可选择麦芽糖醇添加量为3%~5%添加量之间的区域，作为下一步正交试验该因素的水平选择范围。

图2 麦芽糖醇添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响

2.3 燕麦添加量对感官评分的影响

燕麦添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响见图3。从图中可明显看出燕麦添加量在2.5%的时候，感官评分最高，有明显的波动。可选择燕麦粒添加量为2.0%~3.0%之间的区域，作为下一步正交试验该因素的水平选择范围。

图3 燕麦添加量对燕麦颗粒牛奶的感官评分总分的影响

2.4 正交试验结果

由表3可知，影响燕麦颗粒牛奶感官评分因素的主次顺序为：麦芽糖醇添加量＞燕麦颗粒添加量＞淀粉添加量。优选方案为A2B2C3，即淀粉添加量1.6%、麦芽糖醇添加量4%、燕麦颗粒添加量3.0%。通过表3极差分析和感官评分结果，因素B显著，即3个因素中麦芽糖醇添加量对试验的影响最大。

表3 正交试验直观分析表

以感官评分最高的因素组合（淀粉添加量1.6%、麦芽糖醇添加量4%、燕麦颗粒添加量3.0%）作为辅料配比进行调配，得到的燕麦颗粒牛奶黏度为120 cp，产品进行24 人评定小组的详细感官评分，其评分统计结果如表4所示。

表4 最佳辅料配比感官评分结果统计分析

从各项平均分和总分可以看出，燕麦颗粒牛奶的风味口感评分处于评分标准表的第一阶段分数范围内，各项评分表现较优。甜度和香气的变异较大，其他感官指标变异较小，这是因为香气和甜度这两个指标的个人感官程度偏差较大，所以数据结果的变化幅度较大，但并不影响燕麦颗粒牛奶的各项感官指标的评分均处于评分表的第一、二阶段水平。

图5 燕麦颗粒牛奶淀粉添加量为1.6%时LUM动态图谱

图6 燕麦颗粒牛奶淀粉添加量为1.8%时LUM动态图谱

2.5 LUM 动态分析

淀粉在乳制品中有多种功能，可以提供稳定性、保水性、黏度、质构和口感。将淀粉作为变量，对产品进行LUM动态分析[9]，蛋白质添加量2.5%，麦芽糖醇添加量3%，燕麦颗粒添加量2.0%，淀粉的添加量分别选择1.4%、1.6%、1.8%时的图谱结果见图4，5，6。从图上可以看出，淀粉添加量为1.4%时的透光率明显高于淀粉添加量为1.6%，1.8%时的产品。淀粉添加量达到1.6%时可以起到对体系的稳定性作用。

图4 燕麦颗粒牛奶淀粉添加量为1.4%时LUM动态图谱

3 结论

以燕麦、牛奶为主要原料制成的燕麦颗粒牛奶，以口感及稳定性作为指标，通过正交试验确定最优方案为：淀粉添加量1.6%、麦芽糖醇添加量4%、燕麦颗粒添加量3.0%。此时燕麦颗粒牛奶黏度为120 cp，感官评分90.6分，燕麦颗粒牛奶口感良好，稳定性较好。本文开发的燕麦颗粒牛奶为低GI食品，理论计算GI值为30.1，后续试验可进行人体试验进一步测定GI值。