以银杏为主要原料，黑米、大豆蛋白粉、红枣、低聚果糖及木糖醇为辅料，开发一种适合中老年人食用，具有益生元功效的银杏复合早餐粉。首先，将银杏及黑米分别通过双螺杆挤压膨化，优化挤压膨化的加热温度；进一步以感官质量为评价指标，通过单因素试验确定各原料的添加量。在其基础上，采用四因素三水平L9(34)正交试验优化该早餐粉的配方，得到口感细腻、香味浓郁及颜色均匀的复合早餐粉。其结果为：银杏26.9%，黑米22.4%，大豆蛋白粉13.4%，红枣13.4%，低聚果糖5.4%，木糖醇17.9%，柠檬酸0.6%。 To make Ginkgo as main raw material, and black rice, soybean protein powder, jujube, fructo- oli-gose and xylitol as auxiliary materials, a kind of ginkgo composite breakfast powder, which has perbiotic function and is suitable for the elder, was developed. Firstly, ginkgo and black rice were processed by using twin-screw extrusion, respectively, and the heating temperatures of extrusion were optimized. Then, in terms of sensory score, the additions of raw and auxiliary material were chosen in single-factor tests. On this basis, the formula of the breakfast powder was optimized in an orthogonal experiment of four factors and three levels. The composite breakfast powder has deli-cate taste, rich flavor and uniform color. The results were ginkgo 26.9%, black rice 22.4%, soybean protein powder 13.4%, jujube 13.4%, fructo-oligose 5.4%, xyliot 17.9% and citric acid 0.6%.
朱勇生1，余敏1，孙汉巨1*，何述栋1，何钱1，操小栋1，王军辉1，张强2
1合肥工业大学食品科学与工程学院，安徽 合肥
2安徽强旺调味食品有限公司，安徽 界首
收稿日期：2016年8月7日；录用日期：2016年8月27日；发布日期：2016年8月30日
以银杏为主要原料，黑米、大豆蛋白粉、红枣、低聚果糖及木糖醇为辅料，开发一种适合中老年人食用，具有益生元功效的银杏复合早餐粉。首先，将银杏及黑米分别通过双螺杆挤压膨化，优化挤压膨化的加热温度；进一步以感官质量为评价指标，通过单因素试验确定各原料的添加量。在其基础上，采用四因素三水平L9(34)正交试验优化该早餐粉的配方，得到口感细腻、香味浓郁及颜色均匀的复合早餐粉。其结果为：银杏26.9%，黑米22.4%，大豆蛋白粉13.4%，红枣13.4%，低聚果糖5.4%，木糖醇17.9%，柠檬酸0.6%。
关键词 :中老年，复合，银杏，黑米，早餐粉，膨化
银杏树系裸子植物，是当今世界上存在的最古老的树种，被称为植物界的“活化石”。在我国大部分地区均有种植，且主要分布在长江流域。银杏树并无果实，通常人们所说的银杏果，实际上是银杏的种子，银杏果又称白果，是我国著名的干果之一。银杏果的种仁营养丰富，含有维生素C、胡萝卜素、淀粉、蛋白质、钙、铁等营养成分。值得一提的是银杏还含有黄酮、白果酚及白果醇等活性成分。其中，黄酮具有降血压、降低血粘度、清除过氧自由基及改善记忆力等功能；白果黄素对致癌因子具有很强的抑制作用，对白血病、肿瘤等均有一定的疗效；酚类物质则具有抗菌消炎的功效 [
黑米为黑稻加工产品，是禾本植物黑稻谷的种仁，黑米一般不像白米那样精加工，而是以糙米的形式直接食用。黑米含有丰富的蛋白质、氨基酸、维生素、膳食纤维及不饱和脂肪酸等营养成分。并且，还含有花青素等生理活性成分，具有清除自由基，延缓衰老等功能，是制作保健食品的理想原料 [
本研究拟采用银杏为主要原料，黑米、红枣、大豆蛋白粉、木糖醇及低聚果糖等为辅料，开发出一种适合中老年人食用，具有益生元功效的银杏复合早餐粉。
银杏果(产自江苏)；黑米(产自贵州)；小麦粉(产自安徽)；大豆蛋白粉(郑州博研生物科技有限公司产)；红枣(产自新疆)；低聚果糖、木糖醇及柠檬酸均为食品级。
HX-200高速中药磨碎机(浙江省永康市溪岸五金药具厂)；XMTD-8222电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；BL-220H电子天平(上海友声衡器有限公司)；XDW-6J振动式细胞级超微粉碎机(济南达微机械有限公司)；SLG-30双螺杆实验机(济南赛百诺科技有限公司)。
银杏→去壳、脱皮→干燥→粗粉碎→挤压膨化→干燥→超微粉碎←粗粉碎←干燥←红枣
↓
黑米→筛选→粗粉碎→挤压膨化→干燥→超微粉碎→调配→混合→检验→包装→成品
↑
大豆蛋白粉、低聚果糖、木糖醇、柠檬酸
将银杏去壳后放入锅中，在90℃~100℃下煮制10 min以去皮，边煮边搅拌，水与银杏的质量比为5:2。将去皮后的银杏，在90℃下干燥至水分含量≤20%后，然后用中药粉碎机粉碎，至物料平均颗粒约为20目。
黑米选择饱满的颗粒，去除灰尘等杂质后，用中药粉碎机粉碎至物料平均颗粒约为20目。
将红枣在65℃下干燥至水分含量≤5%后，然后用中药粉碎机粗粉碎至物料的平均颗粒约为20目，最后用超微粉碎机粉碎，至物料平均颗粒≤10 µm。
从进料端到出料端，把SLG-30型双螺杆挤压膨化机一共分为四个区，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ区。取出预处理好的银杏，进行双螺杆挤压膨化，控制螺杆转速在16 Hz，物料含水量在16%，分别选定了五种挤压膨化温度，银杏的挤压膨化温度如表1 [
将预处理好的黑米水分含量调至16%，控制螺杆转速16 Hz，研究不同膨化温度对黑米挤压膨化效果的影响，黑米的挤压膨化温度如表2。
膨化好的银杏和黑米在85℃下干燥至水分含量≤5%后，先用中药粉碎机粉碎，至物料的平均颗粒约为30目，然后用超微粉碎机将其超微粉碎，至物料平均颗粒大小≤10 µm。
将银杏超微粉与其他辅料按比例配比，混合均匀。
| 温度(℃) | 序号 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Ⅰ区 | 40 | 50 | 50 | 60 | 60 |
| Ⅱ区 | 80 | 100 | 110 | 120 | 130 |
| Ⅲ区 | 110 | 120 | 130 | 140 | 150 |
| Ⅳ区 | 130 | 140 | 150 | 160 | 170 |
表1. 银杏挤压膨化温度的优化
| 温度(℃) | 序号 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Ⅰ区 | 50 | 50 | 60 | 60 | 60 |
| Ⅱ区 | 100 | 110 | 120 | 130 | 140 |
| Ⅲ区 | 120 | 130 | 140 | 150 | 160 |
| Ⅳ区 | 140 | 150 | 160 | 170 | 180 |
表2. 黑米挤压膨化温度的优化
收集不同条件下挤压膨化的产品，测量它们的直径，对每个样品均进行3次测量，取其平均值，根据径向膨化度，即膨化产品径向直径与模口直径之比，以及膨化产品的口感、色泽及气味，来确定原料最佳的挤压膨化条件 [
式中：d0——膨化机模口直径(0.85 cm)；
d1——膨化物的平均直径(cm)。
由10位专业人员组成感官评定小组，在感官实验室内进行评定，根据产品的香味、色泽光泽、滋味及口感，进行感官评价 [
将银杏粉、黑米、大豆蛋白粉、红枣、木糖醇及柠檬酸混合，通过单因素试验，得出各原料最优的用量。
1) 早餐粉中银杏添加量的单因素试验
固定黑米、大豆蛋白粉、红枣及木糖醇的添加量均为2.0 g，柠檬酸添加量为0.08 g，银杏粉添加量分别为2.0、3.0、4.0、5.0及6.0 g，将各原料充分混合后，补加开水定容至100 ml，均匀冲调，通过感官评价，研究银杏的添加量对早餐粉感官品质的影响。
2) 早餐粉中黑米添加量的单因素试验
固定银杏粉、大豆蛋白粉、红枣、木糖醇及柠檬酸添加量分别为4.0、2.0、2.0、2.0及0.08 g，黑米
| 项目 | 评分细则 | 感官评分 |
|---|---|---|
| 香味 (满分30分) | 具有银杏、黑米、红枣等复合香味，且没有特别突出的某一配料的味道或者气味或者异味 有一定的复合的香味，无其它异味 某个味道突出，无复合味道，有少量其它异味 | 20~30 10~20 1~10 |
| 色泽光泽 (满分30分) | 紫红色，光泽度好，颜色均匀 淡紫红色，光泽度差，稍不均匀 灰褐色，光泽度差，色泽不均匀 | 20~30 10~20 1~10 |
| 滋味口感 (满分40分) | 入口细腻，无颗粒，无苦味和其它异味 入口细腻，有细微的颗粒，有轻微的苦味 入口粗糙，颗粒较多，苦味或异味较重 | 30~40 10~30 1~10 |
表3. 银杏复合早餐粉感官评分标准
的添加量分别为0、1.0、2.0、3.0及4.0 g，将各原料充分混合后，补加开水定容至100 ml，均匀冲调，通过感官评价，研究黑米的添加量对早餐粉感官品质的影响。
3) 早餐粉中大豆蛋白粉添加量的单因素试验
固定银杏粉、黑米、红枣、木糖醇及柠檬酸的添加量分别为4.0、2.0、2.0、2.0及0.08 g，大豆蛋白粉添加量分别为0、1.0、2.0、3.0及4.0 g，充分混合后，补加开水定容至100 ml，均匀冲调，通过感官评价，研究大豆蛋白粉添加量对早餐粉感官品质的影响。
4) 早餐粉中红枣添加量的单因素试验
固定银杏粉、黑米、大豆蛋白粉、木糖醇及柠檬酸添加量为4.0、2.0、1.0、2.0及0.08 g，红枣添加量为0、1.0、2.0、3.0及4.0 g，充分混合后，补加开水定容至100 ml，均匀冲调，通过感官评价，研究红枣添加量对早餐粉感官品质的影响。
5) 低聚果糖与木糖醇添加量的确定
早餐粉中低聚果糖是作为益生元添加的，很少的量即可产生很好的益生元效果。因此，可以根据相关的文献报道来确定低聚果糖的添加量 [
6) 早餐粉中柠檬酸添加量的单因素试验
固定银杏粉、黑米、大豆蛋白粉、红枣及木糖醇添加量分别为4.0、2.0、1.0、1.0及2.0 g，柠檬酸添加量分别为0.05、0.06、0.07、0.08及0.09 g，充分混合后，补加开水定容至100 ml，均匀冲调，通过感官评价，研究柠檬酸添加量对早餐粉感官品质的影响。
在单因素试验结果的基础上，进行四因素三水平L9(34)正交试验，对试验数据进行数据分析 [
根据径向膨化度的计算方法，五种不同条件下银杏膨化物的径向膨化度及膨化效果如表5。从表5中可以发现，在第1、2种条件下，产品的直径与模口直径相差不大，导致了径向膨化度也相差不大，
| 水平 | 银杏 A (%) | 黑米 B (%) | 大豆蛋白粉 C (%) | 红枣 D (%) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3.0 | 1.5 | 0.5 | 0.5 |
| 2 | 4.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
| 3 | 5.0 | 2.5 | 1.5 | 1.5 |
表4. 正交试验因素与水平设计
| 序号 | 产品直径 | 径向膨化度 | 口感 | 色泽 | 气味 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 0.9 | 1.06 | 较硬 | 稍黄 | 淡清香味 |
| 2 | 0.93 | 1.09 | 较硬 | 稍黄 | 淡清香味 |
| 3 | 1.31 | 1.54 | 松脆可口 | 玉米黄 | 较浓清香味 |
| 4 | 1.16 | 1.41 | 松脆 | 有淡褐色 | 有一点糊味 |
| 5 | 1.05 | 1.24 | 有点硬 | 黄褐色 | 糊味较大 |
表5. 加热温度对银杏挤压膨化效果的影响
这主要是因为膨化温度不是很高，产品从模口中出来的时候，水分没有瞬间完全蒸发，形成蓬松的膨化物产品，而是缓慢的从模口中挤出，导致了产品直径与模口直径相差不大；而第3种条件下，挤压膨化使银杏粉在挤压腔内变成熔融状态，淀粉组织被破坏，淀粉由生淀粉(β-淀粉)转化为熟淀粉(α-淀粉)，发生淀粉糊化，当物料从模口中挤出时，溶胶淀粉体积瞬间膨化，形成蓬松的结构，口感、色泽及香味都比较令人满意，膨化效果比较好；第4种条件下，虽然产品的径向膨化度与第3种条件相比，径向膨化度相差不大，但是由于温度过高，膨化出来的产品具有一定的糊味。因此，选择第3种挤压膨化条件，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ区温度分别为50℃、110℃、130℃及150℃，螺杆转速16 Hz，物料含水量16%。
加热温度对黑米挤压膨化效果的影响如表6。从表6中可知，随着径向膨化度的改变，黑米的挤压膨化效果也在不断地改变。在第1、2种条件下，温度比较低，径向膨化度分别为1.19及1.32，黑米虽然膨化出来，但膨化度不是很高，这是因为温度对挤压膨化效果具有双重效应。一方面，温度较低时，淀粉不能完全糊化，原料中的水分在从模口中出来的瞬间不能完全蒸发，黑米膨化物不能形成很好的蓬松结构，导致口感较硬，香味不浓郁；而另一方面，当温度过高时，如表中第4、5种条件所示，原料在挤压腔内部时会发生糊化，虽然挤出物能较好地膨化，但是黑米膨化物呈现紫黑色，并且具有一定的糊味。而在第3种条件下，温度适中，黑米膨化物口感松脆，颜色呈现淡紫色，米香味也比较浓郁，与其他四种条件相比，更加适合黑米的挤压膨化。因此，选择第3种挤压膨化条件，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ区温度分别为60℃、120℃、140℃及160℃，螺杆转速16 Hz，物料含水量16%。
银杏添加量对早餐粉感官品质的影响如图1。由图1可知，当添加量从2%开始，感官分数呈现明显的上升趋势；银杏添加量为4%时，感官分数达到最大值(87分)；之后，尽管随着添加量的增加，但感官分数逐渐下降。其原因可分析如下：银杏具有特殊的香味，适量的添加可以改善早餐粉的香气、风味及滋味。然而，过多的添加会导致早餐粉中银杏气味过浓，掩盖了其他原料的香味，并且由于银杏中
| 序号 | 产品直径 | 径向膨化度 | 口感 | 色泽 | 气味 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1.01 | 1.19 | 较硬 | 淡紫色 | 淡米香味 |
| 2 | 1.12 | 1.32 | 较硬 | 淡紫色 | 淡米香味 |
| 3 | 1.53 | 1.80 | 松脆 | 淡紫色 | 较浓米香味 |
| 4 | 1.36 | 1.60 | 松脆 | 淡紫黑色 | 有一点糊味 |
| 5 | 1.27 | 1.49 | 有点硬 | 紫黑色 | 糊味较浓 |
表6. 加热温度对黑米挤压膨化效果的影响
图1. 银杏添加量对早餐粉感官品质的影响
淀粉含量较高，添加过多会导致产品易结块，不利于产品的冲溶性，从而导致感官分数的降低。因此，银杏的添加量确定为4%。
黑米添加量对早餐粉感官品质的影响如图2。显而易见，刚开始随着添加量的增加，其感官分数迅速增加；当添加量为2%时，感官分数达到最大值(88分)；之后，随着黑米的进一步添加，感官分数反而逐渐降低。黑米对早餐粉感官品质的影响可分析如下：一方面，黑米含有普通大米所缺少的VC、叶绿素、花青素及胡萝卜素等多种成分，添加适量的黑米不仅可以提高早餐粉的营养价值，改善早餐粉的香气及滋味，还可以使早餐粉呈现淡紫色，改善其色泽；另一方面，由于黑米中淀粉含量比较高，当其添加量大于2%时，会导致产品结块，不利于早餐粉的冲调，同时早餐粉的颜色也会逐渐变成褐色，影响早餐粉的感官质量，导致感官分数的降低。因此，黑米的添加量确定为2%。
大豆蛋白粉添加量对早餐粉感官品质的影响如图3。很显然，起初随着大豆蛋白粉的添加，感官分数显著上升；当添加量为1%时，感官分数达到最大值(86分)；之后，尽管添加量进一步增加，但感官分数反而呈现下降的趋势。导致这一现象的主要原因可分析如下：大豆蛋白粉的脂肪含量低，蛋白质含量高，是一种低热量、高营养、安全、方便的原料 [
图2. 黑米添加量对早餐粉感官品质的影响
图3. 大豆蛋白粉添加量对早餐粉感官品质的影响
品的冲溶性。然而，当其添加量大于1%时，会逐渐掩盖其他原料风味，降低产品的感官品质，导致感官分数的降低。因此，大豆蛋白粉的添加量选择为1%。
红枣添加量对早餐粉感官品质的影响如图4。显而易见，在刚开始随着添加量的增加，感官分数以近乎直线的方式显著上升；当添加量为1%时，感官分数达到最大值(87分)；之后，尽管添加量逐步增加，感官分数反而呈现下降的趋势。这可能是因为红枣中不仅含有维生素、黄酮、钙、铁等多种成分，其含糖量也比较高，在一定范围内，随着添加量的增加，早餐粉的滋味更加符合人们的喜好。然而，当添加量过大，不仅会导致产品口感的改变，产品的颜色也会呈现灰褐色，从而导致感官分数降低。因此，红枣的添加量选择为1%。
低聚果糖不被消化吸收而直接进入肠道，选择性地刺激人体内双歧杆菌的作用，在食品中被广泛应
图4. 红枣添加量对早餐粉感官品质的影响
用。根据胡学智等关于低聚果糖的报道 [
柠檬酸添加量对早餐粉感官品质的影响如图6。显而易见，随着添加量的增加，感官分数先逐渐增加；当柠檬酸添加量为0.07%时，感官分数达到最大值(88分)；之后，随着柠檬酸的进一步添加，感官分数缓慢下降。其原因可解释如下：随着柠檬酸的添加，产品逐渐呈酸性，而黑米中的花青素在酸性条件下，会呈现淡淡的紫红色，改善产品的色泽，并且添加适当的柠檬酸可以赋予产品一定的酸味，提高了产品的口感及滋味，更加符合人们的喜好。而添加过多的柠檬酸会导致产品酸甜比失调，严重影响其风味，从而导致感官分数的逐渐降低。所以，柠檬酸的添加量选择为0.07%。
由单因素试验可以看出，银杏、黑米、大豆蛋白粉、红枣、木糖醇及柠檬酸对早餐粉的感官品质有显著影响。银杏复合早餐粉的正交试验结果如表7，由极差分析和方差分析可知，影响银杏复合早餐粉感官品质的主次因素顺序为：银杏 > 黑米 > 红枣 > 大豆蛋白粉，计算分析得出的最佳因素配方为A1B3C1D3，而直观分析得出的最优水平组合为A1B3C3D3。由于两种分析结果不一样，需进行验证试验。
验证试验结果如表8所示。由表8可知，A1B3C1D3的感官分数为88.4分，而A1B3C3D3的感官分数为89.7分。因此，选择A1B3C3D3作为最佳银杏复合早餐粉配方，即：银杏26.9%，黑米22.4%，大豆蛋白粉13.4%，红枣13.4%，低聚果糖5.4%，木糖醇17.9%，柠檬酸0.6%。
通过试验确定了银杏的挤压膨化参数为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ区温度分别为150℃、130℃、110℃及50℃，
| 试验 序号 | 银杏 A (%) | 黑米 B (%) | 大豆蛋白粉 C (%) | 红枣 D (%) | 感官分数 (满分100分) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 (3.0) | 1 (1.5) | 1 (0.5) | 1 (0.5) | 85.6 |
| 2 | 1 | 2 (2.0) | 2 (1.0) | 2 (1.0) | 80.3 |
| 3 | 1 | 3 (2.5) | 3 (1.5) | 3 (1.5) | 89.7 |
| 4 | 2 (4.0) | 1 | 2 | 3 | 81.1 |
| 5 | 2 | 2 | 3 | 1 | 75.5 |
| 6 | 2 | 3 | 1 | 2 | 83.8 |
| 7 | 3 (5.0) | 1 | 3 | 2 | 69.4 |
| 8 | 3 | 2 | 1 | 3 | 70.2 |
| 9 | 3 | 3 | 2 | 1 | 72.8 |
| K1 | 255.6 | 236.1 | 239.6 | 233.9 | |
| K2 | 240.4 | 226.0 | 234.2 | 233.5 | |
| K3 | 212.4 | 246.3 | 234.6 | 241.0 | |
| k1 | 85.2 | 78.7 | 79.9 | 78.0 | T = 708.4 |
| k2 | 80.1 | 75.3 | 78.1 | 77.8 | |
| k3 | 70.8 | 82.1 | 78.2 | 80.3 | |
| R | 14.4 | 6.8 | 1.8 | 2.5 | |
| 因素主次 | A > B > D > C | ||||
| 最优组合 | A1B3C3D3 |
表7. 正交试验结果与分析
| 组合 | 感官分数(满分100分) |
|---|---|
| A1B3C1D3 | 88.4 |
| A1B3C3D3 | 89.7 |
表8. 验证试验结果
图5. 木糖醇添加量对早餐粉感官品质的影响
图6. 柠檬酸添加量对早餐粉感官品质的影响
螺杆转速16 Hz，物料含水量16%；黑米的挤压膨化参数为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ区温度分别为160℃、140℃、120℃及60℃，螺杆转速16 Hz，物料含水量16%。最后，本试验确定了银杏复合早餐粉的最佳工艺配方为：银杏26.9%，黑米22.4%，大豆蛋白粉13.4%，红枣13.4%，低聚果糖5.4%，木糖醇17.9%，柠檬酸0.6%。该产品以膨化的银杏及黑米等搭配而成，含有丰富的熟淀粉，容易消化吸收；大豆蛋白粉提供了优质的蛋白质来源；红枣中维生素含量非常高；用木糖醇代替传统的蔗糖；添加了适量的低聚果糖，有利于肠道健康。该银杏复合早餐粉是一种非常适合中老年人食用的方便食品。
①2015年度合肥工业大学“秋实计划”项目“JZ2015QSJH0217”；②安徽省科技重大专项计划项目“15czz03115”；③安徽省教育厅科学研究重大项目“KJ2016SD36”。
朱勇生,余 敏,孙汉巨,何述栋,何 钱,操小栋,王军辉,张 强. 一种适合中老年人食用的银杏复合早餐粉的工艺研究 Study of Technology of the Ginkgo Composite Breakfast Powder for the Elder Eating[J]. 食品与营养科学, 2016, 05(03): 128-138. http://dx.doi.org/10.12677/HJFNS.2016.53016
http://dx.doi.org/10.1007/s11883-001-0010-2