CN114468219A - 一种高冲调性代餐粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高冲调性代餐粉的制备方法，该方法将生物酶解与乳酸菌发酵相结合进行代餐粉的制备，其中，生物酶解技术自然温和，既保留了杂粮中天然的营养物质，又通过提高细胞壁和细胞膜的通透性来提高细胞内溶物的溶出，有利于细胞中活性物质的释放，提高了产品的抗氧化能力；乳酸菌发酵过程中产生多种水解酶，既可以将复杂的大分子化合物分解成易于人体吸收的小分子物质，促进人体对营养成分的高效吸收，又能产生多种功能性成分，从而提升了代餐粉的营养价值，同时发酵改善了代餐粉的风味和口感。所述制备方法简单、易行，产品的填充性和流动性增强，更易于投入生产和包装。制备获得的代餐粉的冲调性和品质特性明显改善，活性物质得到充分释放，产品具有更强的抗氧化性。

Description

一种高冲调性代餐粉的制备方法
技术领域
本发明公开涉及代餐粉加工的技术领域，尤其涉及一种高冲调性代餐粉的制备方法。
背景技术
代餐粉是一种可取代部分或全部正餐的食物，由一种或多种原、辅料粉，按照一定的方法、比例混合调配而成的一类冲调性的粉末状产品，具有加工方法简单、易于储藏和运输方便等优点。代餐粉因食用方便快捷，深受广大消费者的喜爱。
然而，现有的代餐粉由于冲调性不佳，在冲调中易结团，不能迅速溶解，大大降低了产品的消费者体验，因此，提高代餐粉的冲调性成为人们亟待解决的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提供了一种高冲调性代餐粉的制备方法，以解决以往代餐粉存在冲调性差、影响消费者体验的问题。
本发明提供的技术方案，具体为，一种高冲调性代餐粉的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)将制备代餐粉的原料进行预处理后，按比例放入胶体磨中进行研磨，过滤后，得备用浆液；
2)将所述备用浆液进行两次酶解灭活后，得最终酶解后浆液；
3)将所述酶解后浆液灭菌后冷却、接种发酵、高压均质、喷雾干燥后，加入微量成分，获得成品。
优选，所述制备代餐粉的原料包括：紫薯108.00g、黄豆58.00g、花生仁57.00g、芝麻籽9.78g、玉米8.00g、小米7.70g、糙米5.47g、藜麦4.50g、薏米4.00g以及青稞3.00g；
所述微量成分包括：VB2 0.19mg、VC 27.88mg、碳酸钙82.69mg、氯化钠1.06g以及富硒酵母12.43mg。
进一步优选，所述制备代餐粉的原料预处理包括如下步骤：
1)将紫薯切成紫薯丁后，置于复合护色溶液中浸泡10分钟，其中，料液比为1Kg∶1L；
2)将黄豆、花生仁在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡10h后去皮，芝麻籽在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡6h，玉米在清水中浸泡24h，糙米在清水中浸泡8 h，青稞在清水中浸泡6h，小米、藜麦、薏米在清水中浸泡4h。
进一步优选，所述复合护色溶液为植酸、柠檬酸和L-半胱氨酸的混合水溶液，其中，所述复合护色溶液中L-半胱氨酸的质量体积百分比浓度为0.04％，植酸的体积百分比浓度为0.02％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.45％。
进一步优选，所述两次酶解灭活，具体为：
1)按重量比，在所述备用浆液中加入0.75％的纤维素酶，在温度为55℃的条件下，酶解110min后，灭活，获得一次酶解后浆液；
2)按重量比，在所述一次酶解后浆液中加入0.75％的复合酶，在温度为55℃的条件下，酶解130min后，灭活，获得最终酶解后浆液，其中，所述复合酶由α-淀粉酶和糖化酶按照重量比1∶2混合而成。
进一步优选，所述接种发酵采用的菌种为：植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，接种量为9％，且所述植物乳杆菌和所述嗜酸乳杆菌的接种比例为1∶1。
进一步优选，所述接种发酵的发酵时间为7h，发酵温度为34℃。
进一步优选，所述高压均质的具体参数为：均质压力为40MPa，均质时间为2-5min。
进一步优选，所述喷雾干燥的具体参数为：喷雾压力为0.20MPa，进料流量为400mL/h，进风温度为160℃，热风流量为45m3/h。
本发明提供的高冲调性代餐粉的制备方法，将生物酶解与乳酸菌发酵相结合进行代餐粉的制备，其中，生物酶解技术自然温和，既保留了杂粮中天然的营养物质，又通过提高细胞壁和细胞膜的通透性来提高细胞内溶物的溶出，有利于细胞中活性物质的释放，提高了产品的抗氧化能力；乳酸菌发酵过程中产生多种水解酶，既可以将复杂的大分子化合物分解成易于人体吸收的小分子物质，促进人体对营养成分的高效吸收，又能产生多种功能性成分，从而提升了代餐粉的营养价值，同时发酵改善了代餐粉的风味和口感。通过将生物酶解与乳酸菌发酵相结合的方法制备获得的代餐粉的冲调性和品质特性明显改善，活性物质得到充分释放，产品具有更强的抗氧化性。
本发明提供的高冲调性代餐粉的制备方法，具有方法简单、易行的优点。产品的填充性和流动性增强，更易于投入生产和包装。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为采用不同方法制备获得的代餐粉的感官品质比较图；
图2为采用不同方法制备获得的代餐粉的粒度分布图；
图3为采用不同方法制备获得的代餐粉的扫描电镜图；
图4为采用不同方法制备获得的代餐粉的红外光谱图；
图5为采用不同方法制备获得的代餐粉的糊化曲线；
图6为采用不同方法制备获得的代餐粉的持水力和持油力比较图；
图7为具体实施例中空白组代餐粉的制备流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方案对本发明进行进一步解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
为了解决以往代餐粉存在冲调性差、影响消费者体验的问题，本实施方案提供了一种高冲调性代餐粉的制备方法，该方法包括如下步骤：
1)将制备代餐粉的原料进行预处理后，按比例放入胶体磨中进行研磨，过滤后，得备用浆液，其中，为了降低颗粒度，可进行3次或多次研磨，研磨后用50目筛过滤；
2)将所述备用浆液进行两次酶解灭活后，得最终酶解后浆液；
3)将所述酶解后浆液灭菌后冷却、接种发酵、高压均质、喷雾干燥后，加入微量成分，获得成品。
其中，步骤1)中，制备代餐粉的原料预处理包括如下步骤：
1)将紫薯切成紫薯丁(1cm3)后，置于复合护色溶液中浸泡10分钟，其中，料液比为1Kg∶1L，复合护色溶液为植酸、柠檬酸和L-半胱氨酸的混合水溶液，其中，复合护色溶液中L-半胱氨酸的质量体积百分比浓度为0.04％，植酸的体积百分比浓度为0.02％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.45％。
2)将黄豆、花生仁在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡10h后去皮，芝麻籽在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡6h，因以上三种原料蛋白质含量较高，用碳酸氢钠浸泡既可以使蛋白质的溶解度增大，又能除去黄豆和花生仁中的苦涩味和豆腥味，玉米在清水中浸泡24h，糙米在清水中浸泡8h，青稞在清水中浸泡6h，小米、藜麦、薏米在清水中浸泡4h。
步骤2)中，两次酶解灭活，具体为：
1)按重量比，在备用浆液中加入0.75％的纤维素酶，在温度为55℃的条件下，酶解110min后，灭活，获得一次酶解后浆液；
2)按重量比，在所述一次酶解后浆液中加入0.75％的复合酶，在温度为55℃的条件下，酶解130min后，灭活，获得最终酶解后浆液，其中，所述复合酶由α-淀粉酶和糖化酶按照重量比1∶2混合而成。
其中，生物酶解技术自然温和、催化效率高、绿色环保，既可以保留杂粮中天然的营养物质、促进人体对营养成分高效地吸收，又使产品冲调性明显改善，也可以提高产品稳定性、改善代餐粉的口感、增加风味。生物酶解中所用的纤维素酶是常见的细胞壁消化酶，可以通过提高细胞壁和细胞膜的通透性，加速细胞内溶物溶出，有利于细胞壁中酚类物质的释放，既增加了产品中总酚含量，也提高了产品的抗氧化能力；ɑ-淀粉酶与糖化酶组成的复合酶来水解底物，具有操作简单、周期短、水解产物对酶的抑制作用小等优点。
步骤3)中，接种发酵采用的菌种为：植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，接种量为9％，且植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的接种比例为1∶1，接种发酵的发酵时间为7h，发酵温度为 34℃；均质压力为40MPa，均质时间为2-5min；喷雾干燥的具体参数为：喷雾压力为 0.20MPa，进料流量为400mL/h，进风温度为160℃，热风流量为45m3/h。
其中，微生物在发酵过程中产生多种水解酶，可以将复杂的大分子化合物分解成易于人体吸收的小分子物质，增加生物利用率、产生功能性营养成分，从而提升营养价值。植酸以多种价态的阳离子(如铁、锌、钙、镁等)和蛋白质的配合物形式广泛存在于谷物中，发酵为酶降解植酸提供了最佳pH条件(pH 5.5左右)，植酸的减少不但减弱了抗营养因子成分，而且促进人体对矿物质更好地吸收。发酵不仅可以提高游离阿魏酸等纤维化合物的生物利用度、产生具有益生元特性的胞外多糖、提供影响肠道菌群的发酵代谢产物，而且发酵还可以显著地提升产品的感官品质，其中发酵产生的有机酸、多肽、呈甜味的甘氨酸等、呈鲜味的谷氨酸和天冬氨酸等、水溶性氮化物、游离脂肪酸等是产品风味的重要来源，这对产品的口感和香气起着重要作用。
本实施方案以适宜摄入量为依据，采用线性规划法、Plackett-Burman试验、Box-Behnken试验，并以模糊数学感官评分为指标，得到代餐粉的制备原料由以下成分组成：紫薯108.00g、黄豆58.00g、花生仁57.00g、芝麻籽9.78g、玉米8.00g、小米 7.70g、糙米5.47g、藜麦4.50g、薏米4.00g以及青稞3.00g。
为了确保上述方法制备获得代餐粉的营养均衡，后续加入的微量成分包括：VB20.19mg、VC 27.88mg、碳酸钙82.69mg、氯化钠1.06g以及富硒酵母12.43mg，以制得最终成品。
下面结合具体的实施例对本发明进行更进一步的解释说明，但是并不用于限制本发明的保护范围。
一、为了验证制备方法对于代餐粉特性以及营养成分的影响，以下按照同一配方，分别采用不同方法进行代餐粉的制备，并将不同方法制备的代餐粉进行特性以及营养成分等方面的比较。
代餐粉的配方具体为：
紫薯108.00g、黄豆58.00g、花生仁57.00g、芝麻籽9.78g、玉米8.00g、小米7.70 g、糙米5.47g、藜麦4.50g、薏米4.00g以及青稞3.00g。
制备方法具体如下：
A、空白组：
本组代餐粉的具体制备流程，参见图7。
B、酶解组：
原料→胶体磨→50目过滤→纤维素酶水解→第一次灭活→复合酶水解→第二次灭活→高压均质→喷雾干燥
C、发酵组：
原料→胶体磨→50目过滤→灭菌→冷却→接种→发酵→高压均质→喷雾干燥
D、联合组(采用酶解-发酵联合的方法制备)：
原料→胶体磨→50目过滤→纤维素酶水解→第一次灭活→复合酶水解→第二次灭活→灭菌→冷却→接种→发酵→高压均质→喷雾干燥
其中，空白组、酶解组、发酵组以及联合组中各个相同步骤的工艺参数均相同，均采用上述实施方案中记载的工艺参数。
特性及营养成分测试
将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉分别进行感官、流动性和填充性、粒径、抗氧化品质以及营养物质五方面的检测比较，具体如下：
1、感官评价结果分析
分别将空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉，在冲调性、色泽、风味、口感以及整体认可度方面对其进行评价，具体参见图1。由图1可知，在整体认可度方面联合组＞发酵组＞酶解组＞空白组，说明联合组、发酵组以及酶解组中的制备方法均改善了代餐粉的感官品质，其中，联合组的制备方法对于代餐粉的感官品质改善最为显著。在色泽和风味方面，酶解组、发酵组、联合组均较空白组评分高，且联合组的口感评分远远高于其他三组，其次是酶解组和发酵组，联合组制备的代餐粉在冲调性方面明显提高。
2、流动性和填充性结果分析
2.1分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行流动性和填充性的评价，具体参见表1。
表1.代餐粉的填充性和流动性评价表
Figure RE-GDA0003560307880000061
其中，松密度ρB和轻敲密度ρT是反映粉体填充性的重要指标，主要与颗粒大小、形状以及颗粒间的黏附趋势和孔隙率有关，密度越大，填充性越好。如表1所示，经过酶解、发酵、酶解-发酵联合三种方法制备的代餐粉的松密度ρB和轻敲密度ρT与空白组相比显著升高。具体而言，酶解组松密度ρB由(0.225±0.004)(g/mL)升高到(0.276±0.011) (g/mL)，轻敲密度ρT由(0.300±0.007)(g/mL)升高到(0.333±0.020)(g/mL)；发酵组、联合组的松密度ρB分别升高到(0.280±0.010)(g/mL)、(0.290±0.010)(g/mL)，轻敲密度ρT升高到(0.337±0.015)(g/mL)、(0.343±0.012)(g/mL)。说明酶解、发酵、酶解-发酵联合这三种方法制备获得的代餐粉填充性更好，易于压缩、成形。
休止角θ和滑角α反映了粉体的流动性，休止角θ用于表示物料颗粒间的聚集能力和团聚能力，滑角α表示物料颗粒在接触面上的附着能力。一般认为，当休止角θ和滑角α小于40°可以达到生产过程中流动性要求，角度越小，流动性越好，流动性好的产品可以增加其稳定性、混合后不易分层。从表1中可以看出，酶解组休止角θ减小了18.43％，滑角α减小16.15％；发酵组休止角θ减小了26.68％，滑角α减小了23.17％；联合组休止角θ减小了38.90％，滑角α减小了27.30％，说明采用酶解、发酵以及酶解-发酵联合方法制备的代餐粉具有更好的流动性，能达到对生产过程中流动性的要求。
Carr指数和Hausner比值表示粉体受压缩时流动的难易程度，反映了粉体的流动性。 Carr指数和Hausner比值越小，粉体流动性越好，相反，Carr指数和Hausner比值越大，流动性越差。如表1所示，酶解组的Carr指数为(17.039±1.916)％，与空白组(24.955±1.610)％相比明显减小；同样，酶解组的Hausner比值(1.206±0.028)低于空白组的Hausner比值(1.333±0.029)。经过发酵制备的发酵组代餐粉的Carr指数和Hausner比值分别减小了32.77％、9.75％。发酵组的Carr指数为(16.777±2.829)％，Hausner比值为(1.203±0.042)，均比空白组明显减小。联合组的Carr指数为(15.527±1.465)％，Hausner比值为(1.184±0.021)，与其他三组样品相比，数值最小。一般来说，Carr指数在18％-21％之间时，说明粉体流动性处于中间水平，大于21％粉体流动性变差，小于18％流动性逐渐变好。Hausner比值接近1.2时，粉体具有良好的流动性，颗粒间不团聚；当在1.2-1.4 之间时，粉体流动性好，颗粒有轻微团聚现象。
综上，四种方法制备的代餐粉填充性和流动性由强到弱顺序为联合组＞发酵组＞酶解组＞空白组，说明采用酶解、发酵的制备方法可以提高粉体的填充性和流动性，其中酶解-发酵联合的制备方法效果最好，对产品在生产和运输中具有重要意义。
2.2川北方程
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行川北方程拟合，其中，川北方程拟合参数结果见表2。
表2.川北方程拟合参数表
样品 川北方程 a 1/b
空白组 n/C＝3.158n+98.081 0.317±0.008<sup>a</sup> 31.059±1.072<sup>a</sup>
酶解组 n/C＝3.871n+92.804 0.258±0.014<sup>b</sup> 23.974±3.574<sup>b</sup>
发酵组 n/C＝4.286n+71.688 0.233±0.014<sup>c</sup> 16.727±1.260<sup>c</sup>
联合组 n/C＝5.217n+78.392 0.192±0.008<sup>d</sup> 15.025±0.752<sup>c</sup>
一般认为，a值越小，粉体的流动性越好；1/b值越小，粉体的填充速度越大，填充更易于进行。由表2可知，酶解组、发酵组、联合组的a值分别为(0.258±0.014)、(0.233±0.014)、(0.192±0.008)，小于空白组(0.317±0.008)，这与Carr指数和Hausner比值计算出的粉体流动性趋势一致。且通过1/b值可以看出，酶解组、发酵组、联合组代餐粉的填充性比空白组好，上述结果表明经过酶解、发酵以及酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉的流动性和填充性均较空白组的代餐粉有所提升。
3、粒径结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行粒径分析，具体见图2。由图2可知，采用酶解、发酵和酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉的粒径分布由单峰变为双峰。通过纤维素酶、α淀粉酶和糖化酶进行酶解处理，代餐粉平均粒度从26.4μm减小到8.95μm，比表面积从216.3m2/kg增加到638.4m2/kg。这是由于复合酶水解将淀粉分子、纤维素降解成小分子物质，使得粒度减小。通过植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌进行发酵处理，代餐粉平均粒度从26.4μm减小到8.12μm，比表面积从216.3 m2/kg增加到703.6m2/kg。因为发酵可以均匀的破坏代餐粉颗粒，有效的降解蛋白分子并转化为多肽，使代餐粉颗粒平均粒径降低。经过酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉平均粒度从26.4μm变为7.93μm，比表面积从216.3m2/kg增加到721.0m2/kg。平均粒度比单独酶解或发酵更低，这是因为酶解和发酵具有协同作用，使得粒径进一步减小，能更好的提高水合特性和粉体特性。平均粒度的减小使样品比表面积增大，表面聚合力和吸附力增强，有利于提高粉体的流动性和产品稳定性。
4、扫描电镜结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉，进行扫描电镜分析，具体见图3，其中，A为空白组放大1000倍；a为空白组放大400倍；B为酶解组放大1 000倍；b为酶解组放大400倍；C为发酵组放大1 000倍；c为发酵组放大400 倍；D为联合组放大1000倍；d为联合组放大400倍。
由图3可知，采用酶解方法制备的代餐粉中，原分子颗粒的椭圆状形貌消失呈现为表面粗糙的不规则状。酶在一定程度上破坏了淀粉和蛋白质的结合，由于颗粒在酶解后直链淀粉与支链淀粉的重新排列形成微晶束，重新形成新的微观结构，使淀粉变得更为坚硬，结晶密度增加。原样品中淀粉和蛋白结合较为紧密，且蛋白间的二硫键导致蛋白质以网状结构的形式包裹在淀粉表面，阻碍了淀粉的暴露与释放，对淀粉的溶胀有一定的阻碍作用。从中可以明显观察到连续清晰的束状面筋网络结构，淀粉颗粒镶嵌其中。采用发酵方法制备的代餐粉中，分子颗粒变得更小，代餐粉完整结构被植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的生长和分解作用而被破坏，活性物质更加容易释放，使得代餐粉的抗氧化活性提高。酶解-发酵联合方法制备的代餐粉相比于酶解方法制备的代餐粉和发酵方法制备的代餐粉，分子颗粒破碎更严重，说明酶解和乳酸菌发酵对于淀粉和蛋白的释放有协同效应，使得持水性更好，抗氧化性进一步增强。
5、红外光谱结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉，进行红外光谱分析，具体见图4。
由图4可知，与空白组相比，采用酶解方法制备的代餐粉在1000-1125cm-1处的特征峰吸收强度增强，该特征峰反映了醇类、酚类的C-O伸缩振动。
与空白组相比，采用发酵方法制备的代餐粉在3100-3500cm-1和2843-3000cm-1处的特征峰强度减弱，上述特征峰分别反映了酰胺类NH伸缩振动和烷烃类C-H伸缩振动。在1600-1700cm-1处的蛋白质特征峰减弱甚至消失，主要与酰胺Ι带C＝O的伸缩振动有关。采用发酵方法制备的代餐粉在1122cm-1处的谱带归属于两个主要的振动模式：C-O 伸缩和C-O-H弯曲，在615-645cm-1处有明显峰，归属为炔烃类CH面外弯曲振动。
采用酶解-发酵联合方法制备的代餐粉的特征峰与采用发酵方法制备的代餐粉的特征峰基本一致，但各个特征峰的强度得到了增加。
蛋白质二级结构包括α-螺旋(1650-1659cm-1)、β-折叠(1610-1639cm-1)、β-转角(1660-1700cm-1)和无规卷曲(1640-1649cm-1)。由此可知二级结构相对含量分别为：空白组的α-螺旋含量为16.80％，β-折叠含量为39.29％，β-转角含量为25.01％，无规则卷曲含量为18.90％。与空白组相比，采用酶解方法制备的代餐粉的二级结构中的β-折叠含量(40.25％)和β-转角含量(25.22％)增加，α-螺旋含量(16.46％)和无规则卷曲含量(18.07％)减小。说明酶解破坏了α-螺旋结构，使蛋白质分解成小分子肽，更易于人体吸收。同时酶解使蛋白质的螺旋结构被展开，α-螺旋和无规则卷曲在一定程度上转化为β-折叠和β-转角。采用发酵方法制备的代餐粉的α-螺旋全部消失，β-折叠含量(32.97％)减小，β-转角含量(25.44％)和无规则卷曲含量(41.60％)增加。这是由于发酵时间长，导致连接α-螺旋的氢键遭到破坏，转化成无规则结构，反应发生解聚和重排。采用酶解-发酵联合方法制备的代餐粉的α-螺旋含量(40.41％)增加，β-折叠含量(35.03％)和β-转角含量(24.56％)减少，无规则卷曲消失。α-螺旋含量显著增加，说明样品具有较强的稳定性；β-折叠含量减少导致蛋白质的疏水基团暴露，疏水性氨基酸可以促进疏水性多不饱和脂肪酸和抗氧化肽之间的相互作用，抑制脂质过氧化，从而使代餐粉的抗氧化性得到提高。
6、糊化结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉，进行糊化分析，具体见图5。
由图5可知，空白组峰值温度Tm为(135.59±0.06)℃，热焓值ΔH为(58.21±0.04)J/g；采用酶解方法制备的代餐粉的峰值温度Tm为(131.74±0.05)℃，热焓值ΔH为(149.60±0.04)J/g，与空白组相比较，其峰值温度变化不大，而热焓值显著增加。由于代餐粉经酶解处理后，体系中短直链分子增加，因双螺旋结构的生成而形成有序的晶体结构，在糊化过程中结构的破坏需要更多的热量，使得热焓值明显提高。
采用发酵方法制备的代餐粉的糊化起始温度低于空白组，这说明经过发酵处理的代餐粉更易于糊化。采用发酵方法制备的代餐粉的峰值温度Tm为(109.30±0.03)℃，热焓值ΔH为(59.62±0.04)J/g，可能因为发酵使直链淀粉含量增加，直链淀粉的溶出利于脂类与其结合形成复杂的双螺旋结构，进而增加了糊化过程中所需的热量，即热焓值增加。
采用酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉的峰值温度Tm为(113.82±0.07)℃，热焓值ΔH为(61.21±0.10)J/g，相较空白组更易糊化。
7、抗氧化品质结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行抗氧化分析，具体见表3。
表3.代餐粉的DPPH·清除率、ABTS+·清除率表
样品 DPPH·清除率/％ ABTS+·清除率/％
空白组 27.179±1.284<sup>c</sup> 90.834±0.837<sup>b</sup>
酶解组 30.468±0.949<sup>b</sup> 91.892±1.186<sup>b</sup>
发酵组 32.865±1.244<sup>b</sup> 98.707±1.008<sup>a</sup>
联合组 40.490±1.572<sup>a</sup> 99.412±0.515<sup>a</sup>
其中，DPPH·清除率和ABTS+·清除率反映了代餐粉的抗氧化能力。与空白组DPPH·清除率相比，酶解组(30.468±0.949)％增加了12.10％，发酵组(32.865±1.244)％增加了20.92％，联合组(40.490±1.572)％增加了48.98％。采用酶解、发酵和酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉的ABTS+·清除能力也有所提高，其中，联合组的ABTS+·清除率最好，为(99.412±0.515)％，说明酶解和发酵可以提高DPPH·和ABTS+·的清除率。
8、持水力、持油力结果分析
分别将上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行持水力和持油力分析，具体见图6。
持水力和持油力可以间接的显示产品分子内部的相互作用情况。由图6可以看出，采用酶解、发酵和酶解-发酵联合的方法制备的代餐粉的持水力与空白组相比显著增强，特别是联合组持水力最大，约达1.0g/g，与空白组相比，酶解组、发酵组和联合组的持油力均减弱。这是由于酶解、发酵处理使代餐粉的内部结构发生部分降解而变得疏松，表面羧基、羟基等亲水基团暴露，从而使持水力变大；而油脂与其接触面积减小，导致持油力变小。
9、营养成分结果分析
分别对上述空白组、酶解组、发酵组以及联合组制备获得的代餐粉进行营养成分分析，具体的脂肪、膳食纤维、淀粉含量见表4。
表4.代餐粉的几种营养成分含量表
营养物质 空白组 酶解组 发酵组 联合组
脂肪/％ 19.74±0.13<sup>a</sup> 17.85±0.24<sup>b</sup> 14.92±0.32<sup>c</sup> 10.66±0.35<sup>d</sup>
总膳食纤维/％ 13.38±1.10<sup>d</sup> 18.73±0.65<sup>c</sup> 23.47±1.00<sup>b</sup> 26.50±0.69<sup>a</sup>
可溶性膳食纤维/％ 5.19±0.90<sup>d</sup> 9.83±1.24<sup>c</sup> 12.78±0.96<sup>b</sup> 14.88±0.91<sup>a</sup>
淀粉/％ 22.91±1.31<sup>a</sup> 19.40±1.00<sup>b</sup> 15.96±0.32<sup>c</sup> 15.64±0.22<sup>c</sup>
由表4可知，酶解使脂肪与直链淀粉易形成淀粉-脂质复合物，从而降低了脂肪含量。发酵后脂肪含量减少是因为脂肪大分子物质被微生物利用并分解成小分子物质，进而导致脂肪含量的下降，联合组制备的代餐粉中脂肪含量下降最为显著。脂肪含量的减少可以有效防止产品因长期储藏而造成的食品变质酸败、产生异味等问题，这也与当代消费者崇尚“低油低脂”的消费理念相契合。酶解组、发酵组以及联合组的总膳食纤维含量和可溶性膳食纤维含量均大于空白组，其中，联合组含量最高。酶解使代餐粉可溶性膳食纤维增加，可能由于酶解时纤维素酶将大分子化合物分解成小分子的可溶性膳食纤维，进而使可溶性膳食纤维含量增多。在发酵过程中，植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌互利共生，生成更多的淀粉酶和蛋白酶，促进可溶性膳食纤维溶出及合成，从而使可溶性膳食纤维含量升高。淀粉含量高可导致产品口感粗糙、适口性差，以及在储藏过程中出现老化等问题。空白组的淀粉含量最高，酶解组次之，联合组最低。说明采用酶解-发酵联合方法制备的代餐粉具有更好的口感和储藏性能。
综上结果表明，经过酶解、发酵以及酶解-发酵联合方法制备的代餐粉在色泽、风味、口感、冲调性和整体认可度方面均有明显改善；采用酶解、发酵以及酶解-发酵联合方法制备的代餐粉的流动性和填充性均较未处理的样品有所提升。由粒径分析结果表明，采用酶解、发酵和酶解-发酵联合的方法可促使代餐粉颗粒粒径有不同程度的减小，具体而言，三组代餐粉的平均粒度分别从26.4μm减小到8.95μm，8.12μm，7.93μm。采用酶解、发酵以及酶解-发酵联合的方法进行制备，可使代餐粉的DPPH·清除率和ABTS+·清除率提高；经酶解、发酵的代餐粉的几种营养成分均有所变化，其中联合组的脂肪含量显著减少，总膳食纤维含量和可溶性膳食纤维含量增加，淀粉含量减少。
二、为了验证酶解-发酵联合制备方法中，各个步骤参数对于代餐粉性能的影响，分别进行如下实验。
1、酶解步骤
1.1复合酶配比、酶解时间、酶解温度以及复合酶添加量
单因素试验
选取复合酶水解条件(复合酶配比、酶解时间、酶解温度、复合酶添加量)为考察因素。复合酶配比3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3，酶解时间70min、90min、110min、 130min、150min，酶解温度45℃、50℃、55℃、60℃、65℃，复合酶添加量0.25％、 0.50％、0.75％、1.00％、1.25％，并以DE值为指标。每组单因素试验做3组平行。
正交试验结果
正交试验中，在分析DE值基础上进一步讨论代餐粉的冲调性(以分散性、润湿性进行定量表征)，依据各指标对代餐粉品质特性的影响，赋予各指标权重分别为DE值占 40％，冲调性占60％(其中分散性30％、润湿性30％)。再用隶属度表示三个指标，隶属度是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种多因素决策方法。利用隶属度表达分值，最后计算综合分即可得出最优组合。隶属度计算公式如下：
Figure RE-GDA0003560307880000121
表5.正交试验设计与结果
Figure RE-GDA0003560307880000122
Figure RE-GDA0003560307880000131
由表5可知，各因素对代餐粉的DE值影响主次为C＞D＞B＞A。取综合分最大时的组合A2B2C2D2为最优组合，即复合酶配比1∶2、酶解时间130min、酶解温度55℃、复合酶添加量0.75％。
1.2纤维素酶和复合酶添加顺序验证实验
表6.不同加酶顺序测得代餐粉的DE值
先复合酶后纤维素酶 先纤维素酶后复合酶
酶解条件优化前的DE值/％ 27.17±1.01 32.20±0.79
酶解条件优化后的DE值/％ 24.56±0.81 35.38±0.90
由表6可知，在酶解条件优化前，先加纤维素酶后加复合酶所测得代餐粉的DE值高于先加复合酶后加纤维素酶的DE值；经过正交试验后，不同加酶顺序测得代餐的DE 值大小与酶解条件优化前一致，即先加纤维素酶后加复合酶的DE值较大。
正交验证实验
在最佳工艺条件下测得代餐粉的DE值为(35.38±0.90)％，分散时间为(34.12±1.41) s，润湿时间为(15.03±0.61)s，根据三个指标的隶属度计算出的综合分为0.96，高于正交试验分值，故选择A2B2C2D2。
2、发酵步骤
2.1接种比例、发酵时间、发酵温度及接种量
单因素试验
以发酵条件(接种比例、发酵时间、发酵温度、接种量)为考察因素，复合菌接种比例(植物乳杆菌∶嗜酸乳杆菌)设定为0∶1、1∶2、1∶1、2∶1、1∶0，发酵时间设定为5h、7h、9h、11h、13h，发酵温度设定为28℃、31℃、34℃、37℃、40℃，接种量设定为1％、3％、5％、7％、9％，以可溶性固形物为评价指标进行试验。每组单因素试验做3组平行。未发酵、其他条件不变的，为空白对照组。
正交试验优化
根据单因素试验结果，进行4因素3水平正交试验，确定代餐粉的最佳发酵条件，因素与水平见表7。
表7.正交试验因素与水平
Figure RE-GDA0003560307880000141
由表7可知，当植物乳杆菌与嗜酸乳杆菌的接种比例为1∶2时，可溶性固形物的含量达到最大值。植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌具有协同作用，与添加单一菌种相比，发酵效果更好。
正交试验结果
根据预试验和单因素试验结果，以可溶性固形物和冲调性为评价指标，采用L9(34)正交试验进行发酵参数优化。利用加权系数法赋予各指标权重分别为可溶性固形物占40％，冲调性占60％(其中分散性30％、润湿性30％)。将各指标转化成隶属度，再利用隶属度表达分值，最后计算出综合得分。隶属度计算公式如下：
Figure RE-GDA0003560307880000142
表8.正交试验设计与结果
Figure RE-GDA0003560307880000143
Figure RE-GDA0003560307880000151
由表8可知，各因素对代餐粉的可溶性固形物影响主次顺序为 D(接种量)＞B(发酵时间)＞C(发酵温度)＞A(接种比例)。取综合得分最大时的组合 A3B2C1D3为最优组合，即接种比例1∶1，发酵时间7h，发酵温度34℃，接种量9％。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述的内容，在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将制备代餐粉的原料进行预处理后，按比例放入胶体磨中进行研磨，过滤后，得备用浆液；
2)将所述备用浆液进行两次酶解灭活后，得最终酶解后浆液；
3)将所述酶解后浆液灭菌后冷却、接种发酵、高压均质、喷雾干燥后，加入微量成分，获得成品。
2.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述制备代餐粉的原料包括：紫薯108.00g、黄豆58.00g、花生仁57.00g、芝麻籽9.78g、玉米8.00g、小米7.70g、糙米5.47g、藜麦4.50g、薏米4.00g以及青稞3.00g；
所述微量成分包括：VB2 0.19mg、VC 27.88mg、碳酸钙82.69mg、氯化钠1.06g以及富硒酵母12.43mg。
3.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述制备代餐粉的原料预处理包括如下步骤：
1)将紫薯切成紫薯丁后，置于复合护色溶液中浸泡10分钟，其中，料液比为1Kg∶1L；
2)将黄豆、花生仁在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡10h后去皮，芝麻籽在0.3％质量浓度的碳酸氢钠溶液中浸泡6h，玉米在清水中浸泡24h，糙米在清水中浸泡8h，青稞在清水中浸泡6h，小米、藜麦、薏米在清水中浸泡4h。
4.根据权利要求3所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述复合护色溶液为植酸、柠檬酸和L-半胱氨酸的混合水溶液，其中，所述复合护色溶液中L-半胱氨酸的质量体积百分比浓度为0.04％，植酸的体积百分比浓度为0.02％，柠檬酸的质量体积百分比浓度为0.45％。
5.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述两次酶解灭活，具体为：
1)按重量比，在所述备用浆液中加入0.75％的纤维素酶，在温度为55℃的条件下，酶解110min后，灭活，获得一次酶解后浆液；
2)按重量比，在所述一次酶解后浆液中加入0.75％的复合酶，在温度为55℃的条件下，酶解130min后，灭活，获得最终酶解后浆液，其中，所述复合酶由α-淀粉酶和糖化酶按照重量比1∶2混合而成。
6.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述接种发酵采用的菌种为：植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌，接种量为9％，且所述植物乳杆菌和所述嗜酸乳杆菌的接种比例为1∶1。
7.根据权利要求1或6所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述接种发酵的发酵时间为7h，发酵温度为34℃。
8.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述高压均质的具体参数为：均质压力为40MPa，均质时间为2-5min。
9.根据权利要求1所述高冲调性代餐粉的制备方法，其特征在于，所述喷雾干燥的具体参数为：喷雾压力为0.20MPa，进料流量为400mL/h，进风温度为160℃，热风流量为45m3/h。
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