绿豆淀粉果冻的加工工艺研究

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(东北农业大学食品学院,黑龙江哈尔滨 150030)

绿豆淀粉中直链淀粉含量高,热稳定性好,冷却后易老化形成白亮且富有弹性的凝胶[1]。山楂是蔷薇科山楂属植物,营养丰富,具有抗氧化、提高免疫力、降低血压血脂等保健作用,也是常用的消食导滞类药物[2-3]。黑果枸杞是茄科枸杞属多年生灌木,富含花色苷,具有抗氧化、增强免疫力等保健作用[4-5]。绿茶,富含多种天然物质,如茶多酚、叶绿素等,具有抗氧化、抗癌、杀菌消毒等功效[6]。

目前,国内对于绿豆淀粉的基础性研究占主流,如在高压均质、碾轧等条件下对绿豆淀粉的机械力化学效应的研究[7-8],在不同储藏条件下对绿豆淀粉含量及糊化特性的影响的研究[9]。在食品工业生产中,绿豆淀粉多作为粉丝、绿豆糕等传统食品的主要原料,作为食品被膜剂降低食品表面的易脆性,用于制作食用膜的原料[10]。而对绿豆淀粉果冻的研究尚未见研究报道。在食品工业生产中,山楂多用来制作果丹皮、山楂片等小零食;黑果枸杞生长于我国西北地区,花青素含量丰富,是近两年兴起的研究热点,目前已有许多黑果枸杞色素提取的方法的研究,但相关的食品研究开发比较少,关于山楂、黑果枸杞、绿茶多种口味复合果冻的研究报道较少。

因此,本研究以绿豆淀粉与κ-卡拉胶为胶体,以山楂、黑果枸杞和绿茶为原料,研制天然绿色的绿豆淀粉果冻,具有一定的理论意义与应用价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜山楂、绿茶、蒟蒻果冻 市售;黑果枸杞干 宁夏果果老爹食品有限公司;绿豆淀粉 无锡九鼎食品有限公司;木糖醇 浙江华康药业股份有限公司;κ-卡拉胶 福建省绿麒食品胶体有限公司;柠檬酸 食品级,潍坊英轩实业有限公司。

TF360型打浆机 山东曲阜市泰丰机械设备有限公司产品;PIB12型奔腾牌电磁炉 广东奔腾电器实业有限公司;HH-6型数显恒温水浴锅 常州国华电器有限公司产品;AL-104型精密电子天平 天津市泰斯特仪器有限公司产品。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 ①山楂→挑选→去柄→去核→打浆→过滤→用去离子水调配→山楂汁;

②黑果枸杞果干→挑选→去柄→清洗→浸提→过滤→黑果枸杞提取液；

③绿茶→挑选→粉碎→浸提→过滤→绿茶提取液;

④木糖醇、柠檬酸、绿豆淀粉、κ-卡拉胶;

①+②+③+④→混合→加热→罐装→冷却→成品。

1.2.2 操作要点

1.2.2.1 山楂汁的制备 挑选粒大饱满的山楂,经过去柄、清洗、打浆后,使用100目尼龙布过滤得到山楂原浆,与同体积的水进行调配,得到山楂汁,于4 ℃条件下低温保藏。

1.2.2.2 黑果枸杞提取液的制备 挑选优质的黑果枸杞果干,经过去柄、清洗后,与水以1∶40 (g/mL)的比例在50 ℃下恒温水浴4 h,然后使用100目尼龙布过滤得到黑果枸杞提取液,于4 ℃条件下低温保藏。

1.2.2.3 绿茶提取液的制备 挑选优质的绿茶,粉碎至粉末状,与水以1∶24 (g/mL)的比例在50 ℃下恒温水浴40 min,然后使用100目尼龙布过滤得到绿茶提取液,于4 ℃条件下低温保藏。

1.2.2.4 混合 将绿豆淀粉、κ-卡拉胶、木糖醇、柠檬酸混合均匀,一边搅拌一边缓慢加入到混合果汁(山楂汁、黑果枸杞提取液、绿茶提取液混合得到)中,直至完全溶解,加热至70 ℃,保持15 min煮胶时间,使胶完全溶解。

1.2.2.5 灭菌 采用巴氏杀菌法,杀菌温度为65 ℃,保持30 min[11]。

1.2.3 混料试验 以感官评价为标准进行评价,对山楂汁、黑果枸杞提取液和绿茶提取液采用Design Expert 11.0进行混料试验设计,确定最优配方。

为得出混合果汁的最佳配比,以产品感官评分为评价指标,将山楂汁、黑果枸杞提取液和绿茶提取液分别按照3∶1∶1、1∶3∶1、1∶1∶3、2∶2∶1、2∶1∶2、1∶2∶2、3∶3∶3、7∶4∶4、4∶7∶4、4∶4∶7 (v/v/v)比例混合,添加7.0%木糖醇、0.10%柠檬酸、8.0%绿豆淀粉进行试验,来研究不同配比的混合果汁对果冻的感官品质的影响。

混料试验设计表见表1。

表1 混料试验设计Table 1 Mixing test design

1.2.4 果冻配方的确定 首先对绿豆淀粉添加量进行单因素实验,然后对木糖醇添加量、柠檬酸添加量进行确定，最后在既定的绿豆淀粉添加量的基础上,对κ-卡拉胶取代绿豆淀粉的量进行单因素实验,每组选取7个水平,对结果进行感官评价,并与市售果冻进行组织状态的对比。

研究不同绿豆淀粉添加量,即6.5%、7.0%、7.5%、8.0%、8.5%、9.0%、9.5%,对绿豆淀粉凝胶的组织状态的影响。

在绿豆淀粉为8.0%和柠檬酸为0.10%时,选择木糖醇添加量为4.0%、5.0%、6.0%、7.0%、8.0%、9.0%、10.0%,来研究不同添加量的木糖醇对果冻组织状态和感官的影响。

在绿豆淀粉为8.0%和木糖醇为9.0%时,选择柠檬酸添加量为0.23%、0.18%、0.15%、0.13%、0.11%、0.10%、0.09%,来研究不同添加量的柠檬酸对果冻组织状态和感官的影响。

添加100 mL混合果汁重量的8.0%的复合胶粉,其中绿豆淀粉与κ-卡拉胶的配比分别为4∶1、4∶2、4∶3、4∶4、3∶4、2∶4、1∶4,添加9.0%的木糖醇、0.10%的柠檬酸进行试验,来研究不同配比的复合胶粉对果冻组织状态和感官的影响。

1.2.5 感官评价标准 选择10位评价员对果冻进行感官评价(表2),在评价前评价员要用清水进行漱口,保持口腔清洁,采用满分100分制,其中色泽、风味、组织状态、口感满分的分数分别为30、30、20、20分。由于市场上没有绿豆淀粉制成的果冻且山楂枸杞绿茶风味的果冻较少,因而选择市售果冻仅作为组织状态的对照组,使用感官评价标准将绿豆淀粉果冻与市售果冻进行比较,以得到组织状态最佳的产品。

表2 绿豆淀粉果冻的感官评价标准Table 2 Sensory evaluation criteria of the jelly containing mung bean starch

1.3 数据处理

每组实验均重复3次,结果表示为平均值±标准差的形式。数据统计分析采用Design-Expert 11.0和SPSS 22.0软件进行分析(p<0.05认为差异显著)。

2 结果与分析

2.1 混料试验

不同配比的混合果汁对果冻组织状态评分和感官评分的影响见表3,山楂汁、黑果枸杞提取液和绿茶提取液的混料试验优化图见图1。

表3 不同配比的混合果汁对果冻的感官品质的影响(分)Table 3 Effects of different blended juices on sensory quality of jelly(scores)

续表

实验发现,苦涩味道和枸杞味对果冻口感的影响不利,使果冻口感变差。由表3可知,当山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液=3∶1∶1时,感官评分最高,果冻口味较好;与市售果冻相比,当山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液为2∶2∶1时,其组织状态最为接近市售果冻,但口感评分不佳;因此,确定表3中混合果汁山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液=3∶1∶1为最优,为接下来数据拟合得出最优解提供参考。

混料试验得出方程为:

Y=21.98529x1-33.01471x2-43.01471x3+528.74332x1x2+509.99332x1x3+428.17513x2x3-2068.01471x1x2x3

由图1和混料试验得到的方程进一步优化可知,当山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液=58∶21∶21,其感官评分为89.80分,高于山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液=3∶1∶1的感官评分。综上所述,当山楂汁∶黑果枸杞提取液∶绿茶提取液=58∶21∶21时,颜色为淡粉色,山楂味浓,黑果枸杞味和绿茶味适中,因此,这是混合果汁的最佳配比。

图1 混料试验优化图Fig.1 Mixing test optimization chart

2.2 单因素实验

2.2.1 绿豆淀粉添加量对绿豆淀粉凝胶品质的影响 采用市售的蒟蒻果冻作为对照组与制作的绿豆淀粉凝胶进行比较,不同绿豆淀粉添加量对绿豆淀粉凝胶的凝胶品质的影响见表4。

表4 绿豆淀粉添加量对绿豆淀粉凝胶品质的影响Table 4 Effect of mungbean starch addition on the quality of mung bean starch gel

由表4可知,当绿豆淀粉添加量低于7.5%时,凝胶凝固较差,水析出量多;当绿豆淀粉添加量高于8.0%时,绿豆淀粉凝胶弹性差,并且带有粉尘味;当绿豆淀粉添加量为8.0%时,绿豆淀粉凝胶凝固较好,有弹性,水析出量少。同时由表4可知,绿豆淀粉凝胶的组织状态评分都低于对照组市售果冻,在绿豆淀粉添加量低于8.0%时,与市售果冻相比绿豆淀粉凝胶水析出量较多,并且易碎;在绿豆淀粉添加量大于8.0%时,绿豆淀粉凝胶表面干燥,有一定硬度但是弹性差;在绿豆淀粉添加量等于8.0%时,绿豆淀粉凝胶弹性不如市售果冻,且易碎。综上所述,绿豆淀粉的最佳添加量是8.0%。

2.2.2 木糖醇添加量对果冻品质的影响 不同木糖醇添加量对果冻感官品质的影响见表5。

由表5可知,首先,果冻的组织状态评分随木糖醇添加量的增多呈上升趋势,当木糖醇添加量为9.0%时,其组织状态评分最高,即组织状态达到最好,与市售果冻相比弹性略差;然后,继续添加木糖醇,与市售果冻相比,其组织状态变差,弹性变差,口感上带有颗粒感;木糖醇添加量为9.0%时,果冻的感官评分最高,甜度适中。综上所述,以感官评分为主,参考其中的组织状态评分,木糖醇的最佳添加量是9.0%。

表5 木糖醇添加量对果冻感官评分的影响Table 5 Effect of xylitol addition on jelly sensory scores

2.2.3 柠檬酸添加量对果冻品质的影响 不同柠檬酸添加量对果冻感官品质的影响见表6。

表6 柠檬酸添加量对果冻感官评分的影响Table 6 Effect of citric acid addition on jelly sensory scores

由表6可知,果冻的组织状态评分随柠檬酸添加量的增多呈先上升后下降趋势,当柠檬酸添加量为0.13%时,与市售果冻的组织状态相当,但是味道酸;进一步添加柠檬酸,与市售果冻相比,其组织状态变差,硬度升高,弹性变差;当柠檬酸添加量大于0.10%时,果冻酸味盖过甜味,当柠檬酸添加量低于0.10%时,果冻甜味占主导,酸味不够,当柠檬酸添加量为0.10%时,果冻的感官评分最高,酸味适中。综上所述,以感官评分为主,参考其中的组织状态评分,柠檬酸的最佳添加量为0.10%。

2.2.4 不同配比的复合胶粉对果冻品质的影响 κ-卡拉胶具有可溶性膳食纤维的基本特性,并且是一种很好的凝固剂,能取代琼脂、明胶和果胶等,制作的果冻没有离水性且富有弹性[12]。不同配比的复合胶粉对果冻感官品质的影响见表7。

由表7可知,仅以绿豆淀粉为增稠剂时,与市售果冻相比,水析出量稍多,弹性相对较差,口感上略有面粉的感觉;当绿豆淀粉∶κ-卡拉胶=4∶1时,果冻感官评分最高，为88.00分，明显改善了果冻的组织状态,组织状态与市售果冻的组织状态非常相近;随着κ-卡拉胶替代绿豆淀粉的量增多,煮胶不易操作,并且果冻的组织状态评分也在逐渐下降;随着κ-卡拉胶替代绿豆淀粉的量增多,果冻味道逐渐变得苦涩。综上所述,复合胶粉中绿豆淀粉与κ-卡拉胶的最佳配比为4∶1 (m/m)。

表7 复合胶粉配比对果冻感官评分的影响Table 7 Effect of composite gelling powder ratio on sensory scores of jelly

3 结论

通过混料试验和单因素实验得到了绿豆淀粉果冻的最佳配方，即混合果汁中山楂汁:黑果枸杞提取液:绿茶提取液的比例为58∶21∶21 (v/v/v);在此配比的基础上,木糖醇的添加量为9.0%,柠檬酸的添加量为0.10%,复合胶粉(绿豆淀粉∶κ-卡拉胶=4∶1 m/m)的添加量为8.0%,此时果冻感官评分为88.00分;绿豆淀粉与κ-卡拉胶的配比为4∶1 (m/m)组成的复合胶粉具有良好的凝胶效果,能满足绿豆淀粉果冻生产的要求。研制所得的果冻产品具有山楂、黑果枸杞和绿茶三者混合的良好风味,酸甜适口,组织状态良好,开发了绿豆淀粉的新用途,是一款具有市场价值的新产品。