低血糖生成指數(shù)燕麥顆粒牛奶的開(kāi)發(fā)及測(cè)試

劉龍女，劉 麗，陸 淳，李 興，郭 慧，盧曉莉，劉敏軒

石家莊君樂(lè)寶乳業(yè)有限公司，河北石家莊 050000

0 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，人們的生活條件得到了極大的提高，生活方式的改變導(dǎo)致我國(guó)的糖尿病患病率逐年升高，已經(jīng)成為嚴(yán)重威脅我國(guó)人民生命健康的一大慢性非傳染性疾病[1]。血糖生成指數(shù)（Glycemic Index，GI）用于描述人體對(duì)食物的消化吸收速率和由此引起的血糖應(yīng)答，GI 值小于55的食品被認(rèn)為是低GI 食品[2，3]。低GI 飲食干預(yù)能夠大幅降低2型糖尿病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，有效減輕體質(zhì)量，降低心血管死亡和全因死亡風(fēng)險(xiǎn)[4]。

牛奶GI值為28，屬于低GI食品，富含優(yōu)質(zhì)乳蛋白、乳脂肪和各種微量元素，同時(shí)是多種營(yíng)養(yǎng)的良好載體[5，6]。燕麥屬于禾本科燕麥屬，是世界八大糧食作物之一。作為全谷物食物，燕麥含有豐富的蛋白質(zhì)、亞油酸、礦物質(zhì)、維生素、膳食纖維和β-葡聚糖、燕麥皂苷、燕麥多酚、燕麥生物堿等生物活性成分，具有保健功能[7]。保存較完整燕麥顆粒的淀粉不易被水解消化吸收，因此GI值較小[8]?；谝陨系奶攸c(diǎn)，本文將燕麥顆粒添加至牛奶中，開(kāi)發(fā)出一款具有牛奶醇香與燕麥飽滿咀嚼感的低GI燕麥顆粒牛奶，有助于我國(guó)糖尿病潛在患者的疾病預(yù)防工作以及糖尿病患者的血糖控制和營(yíng)養(yǎng)狀況改善，同時(shí)對(duì)于推動(dòng)我國(guó)乳品行業(yè)向健康方向發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

生牛乳，石家莊君樂(lè)寶乳業(yè)有限公司；麥芽糖醇，羅蓋特（中國(guó)）營(yíng)養(yǎng)食品有限公司；微晶纖維素，丹尼斯克（中國(guó)）有限公司；燕麥粒，北京朔方科技發(fā)展股份有限公司；結(jié)冷膠，斯比凱可（中國(guó)）有限公司；淀粉，上海國(guó)民淀粉有限公司；聚葡萄糖，泰萊貿(mào)易（上海）有限公司；復(fù)合維生素（含維生素A、D、E）、復(fù)合礦物質(zhì)（含鐵、鋅、鈣），帝斯曼（中國(guó)）有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

高壓均質(zhì)機(jī)60L70，上海申鹿均質(zhì)機(jī)有限公司；高速分散機(jī)KAT25型，美國(guó)IKA有限公司；培養(yǎng)箱PH71，天津市泰斯特儀器有限公司；黏度計(jì)DV2TLV，美國(guó)博勒飛有限公司；pH計(jì)fe28，瑞士梅特勒-托利多有限公司；穩(wěn)定性分析儀LUMISIZER611，德國(guó)羅姆儀器有限公司；分析天平BSA224S，賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工藝流程

將輔料稱量干混后加入升溫后的牛奶中，進(jìn)行剪切、化料，再次升溫均質(zhì)，將均質(zhì)后的奶基與燕麥醬按比例進(jìn)行混合，進(jìn)行殺菌、冷卻、灌裝。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）單因素試驗(yàn)

分別以1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.0%的添加量添加淀粉，以2%、3%、4%、5%、6%的添加量添加麥芽糖醇，以1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的添加量添加燕麥粒制成谷物顆粒牛奶，以感官評(píng)分的數(shù)值作為試驗(yàn)結(jié)果考察指標(biāo)，確定最佳添加量。

（2）正交試驗(yàn)

采用三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，即三個(gè)因素每個(gè)因素根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果選擇3 個(gè)最佳水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，以淀粉、麥芽糖醇、燕麥粒作為試驗(yàn)因子。組織專業(yè)人員進(jìn)行感官評(píng)分，通過(guò)正交試驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)。因素水平的設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

1.2.3 測(cè)定方法

（1）黏度的測(cè)定

取一定量樣品（燕麥顆粒牛奶成品需過(guò)濾掉燕麥顆粒）裝入測(cè)樣杯中，使用DV2TLV黏度計(jì)測(cè)定其黏度。參數(shù)：62#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速60 r/min，計(jì)時(shí)30 s，測(cè)樣溫度25 ℃，測(cè)定其黏度值厘泊（cp）。

（2）快速穩(wěn)定性測(cè)試

試驗(yàn)通過(guò)采用穩(wěn)定性分析儀LUMISIZER611對(duì)樣品進(jìn)行快速穩(wěn)定性的測(cè)試，即取適量樣品放入測(cè)試管中，對(duì)樣品進(jìn)行離心的同時(shí)，利用近紅外光對(duì)樣品進(jìn)行照射，對(duì)整個(gè)樣品從上到下進(jìn)行觀測(cè)和分析，測(cè)試時(shí)間間隔30 s，轉(zhuǎn)速4 000 r/min，光因子為1.00，輪廓線條數(shù)為255。利用離心加速法簡(jiǎn)便的測(cè)試及量化分散體系分離行為，通過(guò)透光率的變化值，從而確定其穩(wěn)定性和貨架期。

（3）感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及方法

由24 位專業(yè)感官評(píng)定成員，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行感官特征評(píng)價(jià)，從產(chǎn)品外觀、香氣、口感、甜度及顆粒咀嚼感等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)，按照表2的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，總分為100分。燕麥顆粒牛奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 燕麥顆粒牛奶感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并作圖，利用SPSS軟件進(jìn)行T檢驗(yàn)，以P<0.05表示有顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 淀粉添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

淀粉添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響見(jiàn)圖1。從圖中可見(jiàn)淀粉的添加量對(duì)感官的評(píng)分影響不是很大，波動(dòng)不明顯。淀粉添加量因素方面，按照其單因素試驗(yàn)的結(jié)果判斷可選擇1.4%~1.8%之間的區(qū)域，作為正交試驗(yàn)該因素的水平選擇范圍。

圖1 淀粉添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響

2.2 甜味劑添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

甜味劑添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響見(jiàn)圖2。從圖中可明顯看出在麥芽糖醇添加量為4%時(shí)，感官評(píng)分最高，有明顯的波動(dòng)，可選擇麥芽糖醇添加量為3%~5%添加量之間的區(qū)域，作為下一步正交試驗(yàn)該因素的水平選擇范圍。

圖2 麥芽糖醇添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響

2.3 燕麥添加量對(duì)感官評(píng)分的影響

燕麥添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響見(jiàn)圖3。從圖中可明顯看出燕麥添加量在2.5%的時(shí)候，感官評(píng)分最高，有明顯的波動(dòng)。可選擇燕麥粒添加量為2.0%~3.0%之間的區(qū)域，作為下一步正交試驗(yàn)該因素的水平選擇范圍。

圖3 燕麥添加量對(duì)燕麥顆粒牛奶的感官評(píng)分總分的影響

2.4 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，影響燕麥顆粒牛奶感官評(píng)分因素的主次順序?yàn)椋蝴溠刻谴继砑恿浚狙帑滎w粒添加量＞淀粉添加量。優(yōu)選方案為A2B2C3，即淀粉添加量1.6%、麥芽糖醇添加量4%、燕麥顆粒添加量3.0%。通過(guò)表3極差分析和感官評(píng)分結(jié)果，因素B顯著，即3個(gè)因素中麥芽糖醇添加量對(duì)試驗(yàn)的影響最大。

表3 正交試驗(yàn)直觀分析表

以感官評(píng)分最高的因素組合（淀粉添加量1.6%、麥芽糖醇添加量4%、燕麥顆粒添加量3.0%）作為輔料配比進(jìn)行調(diào)配，得到的燕麥顆粒牛奶黏度為120 cp，產(chǎn)品進(jìn)行24 人評(píng)定小組的詳細(xì)感官評(píng)分，其評(píng)分統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表4所示。

表4 最佳輔料配比感官評(píng)分結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析

從各項(xiàng)平均分和總分可以看出，燕麥顆粒牛奶的風(fēng)味口感評(píng)分處于評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)表的第一階段分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，各項(xiàng)評(píng)分表現(xiàn)較優(yōu)。甜度和香氣的變異較大，其他感官指標(biāo)變異較小，這是因?yàn)橄銡夂吞鸲冗@兩個(gè)指標(biāo)的個(gè)人感官程度偏差較大，所以數(shù)據(jù)結(jié)果的變化幅度較大，但并不影響燕麥顆粒牛奶的各項(xiàng)感官指標(biāo)的評(píng)分均處于評(píng)分表的第一、二階段水平。

圖5 燕麥顆粒牛奶淀粉添加量為1.6%時(shí)LUM動(dòng)態(tài)圖譜

圖6 燕麥顆粒牛奶淀粉添加量為1.8%時(shí)LUM動(dòng)態(tài)圖譜

2.5 LUM 動(dòng)態(tài)分析

淀粉在乳制品中有多種功能，可以提供穩(wěn)定性、保水性、黏度、質(zhì)構(gòu)和口感。將淀粉作為變量，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行LUM動(dòng)態(tài)分析[9]，蛋白質(zhì)添加量2.5%，麥芽糖醇添加量3%，燕麥顆粒添加量2.0%，淀粉的添加量分別選擇1.4%、1.6%、1.8%時(shí)的圖譜結(jié)果見(jiàn)圖4，5，6。從圖上可以看出，淀粉添加量為1.4%時(shí)的透光率明顯高于淀粉添加量為1.6%，1.8%時(shí)的產(chǎn)品。淀粉添加量達(dá)到1.6%時(shí)可以起到對(duì)體系的穩(wěn)定性作用。

圖4 燕麥顆粒牛奶淀粉添加量為1.4%時(shí)LUM動(dòng)態(tài)圖譜

3 結(jié)論

以燕麥、牛奶為主要原料制成的燕麥顆粒牛奶，以口感及穩(wěn)定性作為指標(biāo)，通過(guò)正交試驗(yàn)確定最優(yōu)方案為：淀粉添加量1.6%、麥芽糖醇添加量4%、燕麥顆粒添加量3.0%。此時(shí)燕麥顆粒牛奶黏度為120 cp，感官評(píng)分90.6分，燕麥顆粒牛奶口感良好，穩(wěn)定性較好。本文開(kāi)發(fā)的燕麥顆粒牛奶為低GI食品，理論計(jì)算GI值為30.1，后續(xù)試驗(yàn)可進(jìn)行人體試驗(yàn)進(jìn)一步測(cè)定GI值。