菊粉花茶果凍制作工藝優化

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(大連民族大學生命科學學院,遼寧大連 116600)

菊粉是一種果聚糖型生物多糖,由D-果糖通過β(1-2)鍵連接D-葡萄糖殘基而形成,聚合度在2～60,平均在10～12左右[1]。菊粉具有降低人體內血糖和血脂、改善人體的腸道環境、促進機體吸收礦物質的功能[2],具有凝膠性、水溶性、表面活性和低熱值等特性[3],是一種富含膳食纖維的功能性食品原料,在食品加工中?？商娲?、脂肪和作為益生元。食用花卉是來自自然的無污染綠色食品原料[4],含有多種氨基酸、維生素、微量元素等有效成分,對人體能夠起到有益的保健作用[5]。以食用菊花泡制的菊花茶具有降低血壓、預防心血管疾病等藥用價值[6]。目前,食用花卉及其衍生產品因具備營養價值和藥用價值,已成為21世紀蓬勃發展的朝陽產業[7],發展潛力巨大。

果凍作為深受大眾喜愛的休閑食品,一直備受市場青睞。目前果凍的種類很多,包括營養型果凍,如蘆薈果凍、低酸性果凍,或在果凍中添加人體必需營養素[8-10],以及作為能量補充劑或非處方藥載體的功能型果凍[11-12],但關于果凍、布丁等食品與菊粉相結合的應用研究仍然很少。近年來,隨著人們對食品安全和功能性的重視,營養功能型食品越來越受到消費者的關注。本研究的目的即是利用菊粉的各種生理功能,將其與傳統果凍加工工藝相結合,研制開發出一種新型菊粉花茶果凍,以豐富果凍的種類。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

菊粉西安澤邦生物科技有限公司;食用菊花大連千尋餐飲管理有限公司;黃原膠、魔芋粉內蒙古阜豐生物科技有限公司;檸檬酸、氯化鉀、白砂糖大連圓緣園食品有限公司,均為食品級;蘋果味、草莓味、菠蘿味、香橙味杯形透明凝膠果凍大連經濟技術開發區萬和匯超市。

表1　感官評分標準Table 1　Sensory scoring standard

BWS-20型恒溫水浴鍋上海一恒科學儀器有限公司;GH-202型分析天平賽多利斯儀器(北京)有限公司;C20-SK2002型電磁爐廣東美的生活電器制造有限公司。

1.2　實驗方法

1.2.1工藝流程和操作要點本文參考了張弛的果凍制備方法[13],并加以適當改進,確定了果凍制作工藝流程如下。

花茶水的制備:根據花茶水的顏色、香氣并考慮成本等因素,確定了食用菊花和純凈水的比例為1∶16 (m/v),煮沸3 min,過濾,冷卻至室溫備用。

將復配膠與白砂糖混勻后,在攪拌條件下緩慢地加入80 mL的花茶水,溶脹并間斷攪拌20 min后,放入水浴中煮沸15 min,同時緩慢攪拌并避免產生氣泡。待膠粉溶解后放入70 ℃水浴,同時加入預升溫至70 ℃的10 mL氯化鉀花茶水溶液和室溫條件下10 mL的檸檬酸花茶水溶液,保溫20 min。經脫氣處理后趁熱將產品灌裝至消毒后的容器中,加蓋封口后于85 ℃下保持15 min殺菌,冷卻后低溫貯藏。

1.2.2感官評價方法按照國標GB/T 16860感官分析方法的要求對果凍樣品進行感官評測,由10名有經驗的專業人員組成感官評定小組,采用隨機雙盲實驗設計,分別從色澤、風味、組織狀態和口感四個方面對果凍樣品進行評分,總分為100分,結果取平均值,具體評分標準如表1。

1.2.3單因素實驗參考金劍[14]的配方,并根據預實驗確定了菊粉花茶果凍的基礎配方:花茶水100 mL,檸檬酸0.04 g,氯化鉀0.05 g,白砂糖5.0 g,復配膠(菊粉∶黃原膠∶魔芋粉=4∶4∶2,m/m/m)1.0 g。

在基礎配方中分別改變復配膠的配比為5∶4∶1、3∶6∶1、4∶4∶2、4∶5∶1、3∶5∶2,復配膠總量為0.6、0.8、1.0、1.2 g,檸檬酸用量0.02、0.04、0.06、0.08、0.10 g,氯化鉀用量0.04、0.06、0.08、0.10、0.12 g,白砂糖用量3、4、5、6 g,以感官評分為標準,分別確定各個單因素的適宜用量范圍。

1.2.4正交實驗在單因素實驗的結果基礎之上,選擇復配膠總量、檸檬酸用量、氯化鉀用量、白砂糖用量4個因素,進行4因素3水平設計L9(34)正交實驗。通過感官評定,得出菊粉花茶果凍的最佳工藝配方。因素水平如表2所示。

表2　正交因素水平表Table 2　Factors and levels of orthogonal test

1.3　數據處理

2　結果與分析

2.1　復配膠配比對感官評分的影響

由圖1可見,復配膠中菊粉含量與感官評分間無正相關關系。當菊粉含量比較高時,感官評定的得分并不高,其凝膠硬度、彈性和內聚性較差;而降低菊粉含量,提高黃原膠的含量時,凝膠狀態有所改善。在菊粉∶黃原膠∶魔芋粉為3∶5∶2時,果凍的感官評定得分最高。黃原膠是一種酸性多糖[15],具有凝膠化作用等功能特性[16],由于黃原膠與魔芋膠均為非凝膠多糖,在一般條件下不易形成凝膠[17],故不研究單獨成膠或二元復配膠的膠體狀態。當黃原膠與魔芋膠以7∶3的比例共混時,協效凝膠性最強[18]。本實驗在考慮黃原膠與魔芋粉最佳共混比例的同時,加入了有一定的凝膠性質的菊粉,形成一種三元復配膠,且目前在文獻中未見報道過。從圖1中最優配比(菊粉∶黃原膠∶魔芋粉=3∶5∶2,m/m)的實驗結果可發現,與文獻數據有一定的符合度。綜合感官評定的結果,對比5組不同復配膠配比下的凝膠狀態,選擇3∶5∶2為適宜復配膠配比。

圖1　復配膠配比對果凍感官的影響Fig.1　Effect of the proportion of the complex gum on the sensory of jelly

2.2　復配膠總量對感官評分的影響

由圖2可知,隨著復配膠總量的增大,感官評定的分值呈現出先升后降的趨勢,在復配膠總量為1.0 g/100 mL時評分最高。當水分子的數目不變時,膠體分子越少,與水分子發生的交聯越不完全,形成的膠體質構不夠緊密,凝膠性質較差[14];隨著復配膠總量的增多,果凍中膠體分子增多,當膠體分子增多后,在氫鍵的作用下,分子之間的交聯增強,與水分子的接觸更頻繁,形成的膠體結構更緊密,相應的凝膠性質也更強[19],口感相應有所提升。本實驗中,對比4組不同膠總量下感官評定得分的變化趨勢,選擇復配膠總量為1.0 g/100 mL。

圖2　復配膠總量對果凍感官的影響Fig.2　Effect of the amount of complex gum on sensory of jelly

2.3　檸檬酸用量對感官評分的影響

檸檬酸的加入使膠體處于酸性環境中,能夠抑制微生物的生長,對于膠體具有一定的抑菌效果[20]。由圖3可知,隨著檸檬酸用量的增加,感官得分先升后降,檸檬酸用量為0.06 g/100 mL時得分最佳,繼續添加檸檬酸,分值下降明顯。究其原因可能為檸檬酸用量的增加使體系pH降低,膠體中大分子之間的斥力下降[21],發生酸水解作用,降解為小分子,所形成的網絡節點數變少,三維網絡松弛[22],使凝膠硬度和彈性降低,同時也使膠體分子結合水分子的能力變弱,體系膠黏性降低,影響樣品的整體感官評定結果。通過對實驗結果的分析與比較,并考慮生產需要,選擇檸檬酸用量為0.06 g/100 mL。

圖3　檸檬酸用量對果凍感官的影響Fig.3　Effect of citric acid dosage on sensory of jelly

2.4　氯化鉀用量對感官評分的影響

鉀離子能夠對凝膠起到誘導作用,形成一種緊密纏繞的超分子網絡結構[23],可以在一定用量范圍內改變凝膠性能,進而改善樣品的口感與組織狀態。由圖4可知,在氯化鉀用量為0.08 g/100 mL時獲得最高評分,隨后評分下降。這可能是由于鉀離子增多后,誘導形成的超分子束數目增多,剛性變強,超分子網絡更緊密,硬度增強,口感接近最佳。但繼續增加氯化鉀用量,膠體分子可能產生脫水收縮現象[24],使凝膠彈性、膠黏性和回彈性變劣,組織狀態變差,影響感官評分?？紤]不同氯化鉀用量對于感官評定的影響結果,選擇氯化鉀用量為0.08 g/100 mL。

圖4　氯化鉀用量對果凍感官的影響Fig.4　Effect of potassium chloride dosage on sensory of jelly

2.5　白砂糖用量對感官評分的影響

白砂糖與檸檬酸的加入能夠改變凝膠體系的糖酸比,進而改變樣品的口感與風味。從圖5可看出,白砂糖用量在4.0 g/100 mL時,感官評定的得分最高。當體系中的糖分子數目較少時不能與水分子緊密結合[25],影響凝膠品質,不利于與酸結合形成良好的風味;而當糖分子繼續加入后,能夠優先與水分子結合,削弱了膠體大分子與水分子的相互作用,影響多糖分子之間的交聯[26],同樣能起到改變凝膠性質與感官效果的作用?？紤]到成年人每日攝入的總糖量不宜超過50 g,且攝入糖量過多可能會影響人體健康,綜合不同白砂糖用量對于感官評定的影響結果,選擇白砂糖用量為4.0 g/100 mL。

圖5　白砂糖用量對果凍感官的影響Fig.5　Effect of the amount of sugar on sensory of jelly

2.6　果凍基本配方的優化

正交實驗的結果如表3所示。依據表中極差(R)的結果分析可知,在4個因素中,對果凍成品感官質量影響的順序依次為C>A>B>D,即氯化鉀用量對于產品品質的影響最大,復配膠總量次之,檸檬酸用量第三,白砂糖用量的影響最小。由表3中指標均值(k)分析可知,果凍的最優水平組合為A2B2C2D2,即100 mL花茶水中,復配膠總量為1.0 g,檸檬酸用量為0.06 g,氯化鉀用量為0.08 g,白砂糖用量為4.0 g。

表3　正交實驗結果Table 3　The results of orthogonal test

2.7　驗證實驗

根據正交實驗獲得的果凍最佳工藝配方制備菊粉花茶果凍,并對該樣品進行感官評定,同時與4組市售均在保質期內的果凍進行比較,結果如表4。

表4　菊粉花茶果凍與市售果凍的比較結果Table 4　Sensory evaluation of the development jelly and commercial jelly

注：同列數據肩標字母不同表示差異顯著(p<0.05),字母相同表示差異不顯著(p>0.05)。

由表4可知,按照最佳配方制得的果凍樣品感官評定結果與市售果凍B之間具有顯著性差異(p<0.05),與市售果凍A、C、D之間不具有顯著差異(p>0.05)。根據市售果凍標簽標示成分分析,具有顯著性差異的原因可能是市售果凍中添加了甜蜜素等甜味劑和食用香精,對于改善口感具有一定的效果?？傮w而言,本研究開發的菊粉果凍與市售果凍間差異不顯著,說明以此配方制得樣品質地良好,配方可行。

3　結論

通過單因素實驗與正交實驗,并結合感官評定,確定了菊粉花茶果凍的最優工藝配方為:花茶水100 mL,復配膠含量為1.0 g/100 mL(菊粉∶黃原膠∶魔芋粉=3∶5∶2,m/m/m),檸檬酸用量為0.06 g/100 mL,氯化鉀用量為0.08 g/100 mL,白砂糖用量為4.0 g/100 mL。制品質地均勻,色澤宜人,風味良好,營養健康,豐富了果凍的品種。但由于本制品未添加任何防腐劑,需于冷藏條件下進行保藏,添加防腐劑后果凍制品的質構變化與感官狀態的調整有待進一步研究。同時,本研究的結果應用到果凍的制備時可外推于其他的花茶果凍。

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