基于雅acon（Smallanthus sonchifolius）燕麦片的能量棒的物理化学、感官及微生物特性

《Applied Food Research》：PHYSICO-CHEMICAL, SENSORY AND MICROBIAL QUALITIES OF YACON ( Smallanthus sonchifolius)-BASED OATMEAL ENERGY BAR

　　本研究评估了用洋蓟粉末替代部分燕麦对能量棒理化性质、感官特性和微生物稳定性的影响。通过四个燕麦与洋蓟比例（100:0至60:40）的配方，发现添加洋蓟显著提高了碳水、钙、钾及多酚含量，同时降低水分、蛋白质和脂肪含量。感官测试显示60:40配方接受度最高，且微生物检测表明30天内符合安全标准。结论为洋蓟可作为功能性成分提升能量棒营养价值。

　　本研究聚焦于利用亚科（Yacon）粉末替代部分燕麦，以开发一种新型的燕麦能量棒。亚科是一种原产于安第斯山脉的甜味块茎植物，富含生物活性成分，如果聚糖（FOS）。由于现代消费者对健康饮食的关注日益增加，市场对功能性食品的需求也不断上升。能量棒作为一种营养密集型零食，不仅方便携带，还能为消费者提供丰富的营养成分。然而，传统的能量棒往往依赖于糖类作为粘合剂，这可能会增加产品的糖分含量，从而对健康产生不利影响。因此，寻找一种天然的、健康的替代品成为研究的重要方向。亚科粉末以其天然的甜味和作为益生元的特性，为能量棒的开发提供了新的思路。

### 研究目的与背景

研究的目的是评估亚科粉末替代燕麦对燕麦能量棒的理化性质、感官品质和微生物稳定性的影响。亚科的加入不仅有助于减少糖分的使用，还能提升能量棒的营养成分和健康价值。此外，亚科富含矿物质和抗氧化物质，能够为消费者提供额外的健康益处。考虑到消费者对低糖、高纤维、高营养密度食品的需求，本研究旨在探索亚科在能量棒中的应用潜力，以满足现代市场对健康零食的追求。

### 材料与方法

在本研究中，使用了燕麦和亚科粉末作为主要原料。亚科块茎经过日晒和烘干处理，以获得最佳的营养保留和加工性能。烘干后的亚科被研磨成粉末，并与燕麦按不同比例混合，制成四种能量棒配方：100:0（纯燕麦）、95:5、85:15、75:25和60:40（燕麦与亚科粉末的比例）。能量棒的制作过程包括混合干性材料、加入亚科糖浆和香草精，然后压入模具中进行烘烤。通过完全随机设计（CRD）方法，每种配方重复三次，以确保实验结果的可靠性。数据采用单因素方差分析（ANOVA）进行统计处理，显著性差异则通过费舍尔最小显著差法（Fisher’s LSD）进行比较。

为了全面评估能量棒的品质，研究涵盖了多个方面。在理化特性方面，分析了水分、粗灰分、粗纤维、脂肪和粗蛋白含量。同时，还检测了矿物质成分，如钙、钾、镁、锌、铁、锰和钠，并评估了总多酚含量、黄酮类化合物含量和抗氧化活性。在物理特性方面，测量了pH值、水分活度、堆密度和质地。此外，还进行了感官评价，包括外观、香气、味道、质地和整体接受度。最后，通过微生物检测评估能量棒在常温下的储存稳定性。

### 理化特性分析

理化特性分析结果显示，随着亚科粉末比例的增加，能量棒的水分含量显著下降，从7.9%到4.7%，分别减少了9%、21%、28%和40%。水分的减少可能是由于亚科的烘干处理和燕麦的烘焙过程，这些步骤有效地降低了水分含量。较低的水分含量有助于延长能量棒的保质期，同时减少微生物活动的可能性。

粗蛋白含量也出现了显著变化，从14.7%减少到7.57%。这一变化与燕麦和亚科粉末之间的蛋白质含量差异有关。燕麦的蛋白质含量较高，而亚科粉末的蛋白质含量较低，因此随着亚科粉末的增加，能量棒的蛋白质含量也随之降低。然而，蛋白质是人体必需的营养成分，其减少可能对某些消费者造成影响，但同时也降低了能量棒的脂肪含量，使其更适合健康饮食。

脂肪含量在所有配方中都显著下降，从7.4%降低到0.91%。这表明亚科粉末的添加有助于降低能量棒的脂肪含量，符合当前消费者对低脂食品的需求。脂肪含量的降低可能与亚科粉末中高比例的果聚糖和菊粉有关，这些成分不易被人体消化，因此不会对脂肪含量产生显著影响。

粗灰分含量则有所上升，从1.9%增加到2.95%。亚科粉末富含矿物质，如钙和钾，这些成分在能量棒中的增加可能对消费者的健康有益。研究还发现，随着亚科粉末比例的增加，总碳水化合物含量显著上升，从67.4%增加到82.7%。这可能与亚科中高比例的果聚糖和菊粉有关，这些成分不仅提供了甜味，还增加了能量棒的碳水化合物含量。

总能量含量随着亚科粉末比例的增加而略有下降，从1652.5 kJ减少到1545.4 kJ。这一变化主要是由于亚科粉末中较低的脂肪和蛋白质含量，导致总能量值减少。尽管如此，能量棒仍提供了足够的热量，满足消费者日常的能量需求。

### 微生物稳定性分析

微生物稳定性测试显示，在30天的常温储存期间，所有配方的能量棒均未检测到酵母和霉菌。然而，在第30天时，酵母和霉菌的菌落形成单位（CFU/g）略有上升，但仍处于安全范围内（<100 CFU/g）。这一结果表明，亚科粉末的添加有助于提高能量棒的微生物稳定性，但其效果可能受到储存条件的影响。因此，进一步的研究可以探讨不同储存环境对能量棒微生物稳定性的长期影响。

### 感官评价

感官评价结果显示，60:40燕麦与亚科粉末比例的能量棒最受消费者欢迎。消费者在外观、味道、质地和整体接受度方面给出了较高的评分。这可能与亚科的天然甜味和其对能量棒质地的改善有关。然而，较低比例的亚科粉末（如5%）在感官特性上没有显著改善，这表明需要达到一定比例才能发挥亚科的全部优势。

### 研究意义与未来展望

本研究的结果表明，亚科粉末可以有效地替代部分燕麦，以提高能量棒的营养价值和感官特性。通过调整亚科粉末的比例，可以实现对能量棒的营养优化，使其更符合现代消费者对健康零食的需求。此外，亚科粉末的加入不仅有助于降低糖分和脂肪含量，还能提升能量棒的抗氧化活性和矿物质含量，从而增强其健康功能。

然而，研究也指出了几个局限性。首先，微生物稳定性可能受到储存环境的影响，特别是在不同季节和温度条件下，能量棒的微生物状况可能发生变化。因此，未来的研究可以考虑在更广泛的储存条件下进行测试，以评估能量棒的长期稳定性。其次，亚科的产量和供应情况可能限制其在大规模生产中的应用，因此需要进一步提高亚科的种植和加工效率，以支持其商业化生产。最后，消费者对亚科的接受度和认知度可能影响其市场推广，因此有必要加强对亚科营养价值的宣传，以提高其在市场中的竞争力。

### 结论

综上所述，亚科粉末的加入显著提升了燕麦能量棒的营养和健康价值，同时改善了其感官特性。研究结果表明，60:40比例的燕麦与亚科粉末能量棒在多个指标上表现最佳，包括矿物质含量、纤维含量和抗氧化活性。这一配方不仅符合健康零食的市场需求，还为亚科在功能性食品中的应用提供了新的可能性。未来的研究可以进一步探索亚科在不同食品中的应用，以拓展其在食品工业中的价值。