唐玲 刘小平 吴家勇 刘博 刘旸旸
摘 要:采用响应面法优化软枣猕猴桃低糖茶果冻工艺,通过单因素试验优化对果冻成型和口味影响较大的复合胶配比、糖添加量、酸添加量以及茶水配比,并利用Box-Behnken法进行响应面优化设计试验,确定出最优配方参数,即水∶茶配比为40∶1,赤藓糖醇添加量15%,魔芋胶∶卡拉胶的配比2∶1,软枣猕猴桃添加量为15%,柠檬酸添加量0.05%。在此优化工艺条件下研制的果冻质地均匀,入口爽滑,具有软枣猕猴桃和乌龙茶的独特风味,具有广阔的市场前景。
关键词:软枣猕猴桃;赤藓糖醇;乌龙茶;果冻;响应面法
Optimization of Actinidia arguta Low-Sugar Tea Jelly Process by Response Surface Methodology
TANG Ling1, LIU Xiaoping1, WU Jiayong1, LIU Bo2, LIU Yangyang1*
(1.School of Public Health, Shenyang Medical College, Shenyang 110034, China; 2.Shenyang Customs District of Peoples Republic of China, Shenyang 110179, China)
Abstract:
Response surface methodology was used to optimize Actinidia arguta low-sugar tea jelly process. The compound gum ratio, sugar addition, acid addition and the ratio of tea, which have a large influence on the jelly molding and taste, were optimized by single-factor test. The Box-Behnken method was used to carry out the response surface optimization design experiment, and the optimal formula parameters were determined, namely, the proportion of water∶tea was 40∶1, the amount of erythritol added was 15%, the proportion of konjac gum∶carrageenan was 2∶1. The addition of soft jujube kiwifruit was 15%, and the addition of citric acid was 0.05%. The jelly was prepared under this optimized condition had a uniform texture, smooth entrance, and had the unique flavor of soft date kiwifruit and oolong tea, which had a broad market prospect.
Keywords:
Actinidia arguta; erythritol; oolong tea; jelly; response surface methodology
果凍,俗称果子冻,又称啫喱,由凝胶剂加水、糖、果蔬汁或果肉等原料,经溶胶、调配、灌装、杀菌、冷却等工序加工而成[1],是一种低热能高膳食纤维的健康休闲食品[2]。软枣猕猴桃果实富含维生素C、氨基酸等,具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血脂等功效[3-4]。冻顶乌龙茶被称为“茶中圣品”[5]。研究表明,茶中含有丰富的茶多酚、生物碱等生物活性成分,具有抗氧化、预防和治疗心血管疾病等作用[6]。赤藓糖醇作为一种新型零热量的天然甜味剂,入口清凉,是人体耐受量最高的糖醇,具有高热稳定性、甜味协调、零热值[7]、无致龋齿性、不会引起血糖升高以及高耐受性等特性[8]。
茶果冻符合当今果冻市场的销售热点,加以低糖配方,可以使本产品的适用人群更广泛。本文以软枣猕猴桃和冻顶乌龙茶为主要原料,以赤藓糖醇为甜味剂,利用响应面分析法优化软枣猕猴桃低糖茶果冻的加工配方,既可以满足当今市场对低糖果冻的需求,也可以为软枣猕猴桃加工提供一种新的思路。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
软枣猕猴桃、冻顶乌龙茶:市售;赤藓糖醇、魔芋胶、卡拉胶:上海源叶生物科技有限公司;柠檬酸、山梨酸钾:市售。BSA124S-CW型电子天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;C22-LX83型电磁灶:杭州九阳生活电器有限公司;高压灭菌锅。
1.2 试验方法
1.2.1 果冻的生产工艺流程
果冻的制备工艺流程见图1。
1.2.2 操作要点
通过预试验确定了该产品的基本配方为魔芋胶∶卡拉胶的配比1∶1,添加量为0.7%(质量比),茶水添加量为45%,软枣猕猴桃添加量为15%,山梨酸钾添加量为0.02%。
筛选成熟、无虫害的果实,洗净后,置于沸水中漂烫20 s,钝化其酶的活性再切片,并浸入0.04%的硫酸铜中护色,备用[13]。
称取适量的茶叶,热水漂烫后过滤,再加入沸水浸泡10 min,取上清液过滤2~3次,备用。
取称量好的魔芋胶、卡拉胶按一定的比例混合,搅拌均匀加入冷却后的茶汤,搅拌,并浸泡20 min,使之充分地吸水溶胀,以便更好地发挥出胶体的凝胶性能[9]。边加热边搅拌,使胶体受热均匀,直至胶体完全溶解时加入赤藓糖醇、柠檬酸、山梨酸钾,保持搅拌3~5 min至混合物澄清透亮。
将熬煮好的混合物进行过滤,并注入模具中,加入处理好的软枣猕猴桃果肉,密封灭菌120 ℃ 15 min,冷却成品。
1.2.3 单因素试验
通过预试验(水∶茶配比为40∶1,赤藓糖醇添加量15%,魔芋胶∶卡拉胶的配比1∶1,柠檬酸添加量0.05%)可设计单因素试验,将复合胶配比、茶水配比、柠檬酸添加量、赤藓糖醇添加量4因素中3个因素固定,改变另一个因素,进行单因素试验,对果冻进行感官评分,确定单因素的最佳值。
1.2.4 响应面试验设计
根据单因素试验结果,采用Box-Behnken模型,对茶水配比(A)、赤藓糖醇添加量(B)、复合胶配比(C)、柠檬酸添加量(D)4个因素进行响应曲面试验设计,设感官评价(Y)为响应值,通过Design-Expert 8.0.6软件设计分析,响应面试验因素水平见表1,优化软枣猕猴桃低糖茶果冻工艺。
1.2.5 感官评价
由10名专业人员组成评价小组,对产品品质进行感官评价。对果冻的色泽、口感、风味及组织形态进行综合评分[10],产品品质评定标准见表2。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 茶水配比对果冻品质的影响
乌龙茶主要对果凍的色泽和风味产生影响,过浓或过淡都会导致果冻的色泽不够美观,香气不够宜人。水∶茶为20∶1时,茶味过浓,有苦味,风味较差且颜色过深,影响食欲;水∶茶为30∶1时,苦味有所改善,但风味仍然不佳,感官评分较低;水∶茶为50∶1和60∶1时,茶味较淡,甚至无茶味,且色泽较暗偏黄;水∶茶为40∶1时,有乌龙茶的茶香,酸甜适宜,风味独特,感官评分最高,故以其为中心值,并围绕该值选择自变量范围进行Box-Behnken试验设计,具体感官评分见图2。
2.1.2 赤藓糖醇添加量对果冻品质的影响
赤藓糖醇的水合作用会对胶体造成一定的影响,降低胶体的凝胶性能,提高胶体的透明度[11]。由图3知,赤藓糖醇添加量13%、14%时,感官评分较低,果冻口感略涩,微酸,风味较差;添加量16%时果冻整体过甜,风味单一;添加量17%时,甜味完全掩盖了其他风味;赤藓糖醇添加量为15%时,酸甜适宜,有茶香也有甜味,感官评分最高,故以其为中心值,并围绕该值选择自变量范围进行响应面试验设计。
2.1.3 复合胶配比对果冻品质的影响
在果冻的制作过程中,卡拉胶形成的凝胶往往具有脆性大、弹性小、易脱水收缩等缺陷,因此,在应用时多将其与其他胶体复配使用,可以达到协同效果,增加胶体的性能[12]。卡拉胶与魔芋胶复配使用之后,可生产出富有弹性和优良咀嚼感的产品[13]。分析魔芋胶与卡拉胶的性质可知,当魔芋胶高于卡拉胶时果冻弹性较大,当卡拉胶高于魔芋胶时果冻脆性较大。由图4可知,魔芋胶∶卡拉胶的最优比例为2∶1,故以其为中心值,并围绕该值选择自变量范围进行响应面试验设计。
2.1.4 柠檬酸添加量对果冻品质的影响
柠檬酸的添加量对果冻胶体的稳定性影响较大,酸性条件下,卡拉胶组成物易受热水解,进而降低胶体的凝胶性能,同时,对果冻风味的影响也较为显著,过酸过甜都会导致果冻的口感下降[14]。柠檬酸添加量0.03%和0.04%时对果冻品质的影响无太大变化,但风味较为一般,果冻风味不够丰富,赤藓糖醇的甜味较浓;添加量0.06%和0.07%时,果冻酸味较浓,掩盖了赤藓糖醇的甜;柠檬酸添加量0.05%时酸甜可口,感官评分最高,具体感官评分见图5。
2.2 响应面优化结果分析
2.2.1 响应面试验设计及结果
响应面结果见表3。利用响应面法对表2结果进行多元回归拟合分析,获得茶果冻的感官评分的回归方程为Y=92.12-1.62A+2.62B-0.19C+0.008 333D+2.10AB-0.17AC+1.97AD+0.70BC+0.30BD+0.55CD-4.87A2-3.49B2-11.23C 2-4.78D2。
由表4可知,模型P<0.000 1,达到了极显著的水平,且失拟项P=0.521 8>0.05,不显著,说明模型拟合程度良好。模型校正系数R=0.998 1,模型修正系数Radj=0.996 2,说明试验值与预测值较为接近,响应值与因素之间建立的响应值可靠,该模型可用于对软枣猕猴桃低糖茶果冻响应面交互以及优化。由表4可知A、B、AB、AD、A2、B2、D2影响极显著(P<0.01),BC、CD影响显著(P<0.05)。从F值大小得出,4个因素对感官评分的影响大小排列顺序为B(赤藓糖醇添加量)>A(水∶茶)>C(魔芋胶∶卡拉胶)>D(柠檬酸添加量)。
2.2.2 果冻生产工艺参数的验证
软件得出的最优配比为水∶茶=39.07∶1,赤藓糖醇添加量15.35%,魔芋胶∶卡拉胶=2.03∶1,柠檬酸添加量0.043%,在该配方下感官评分为92.648 2分。结合实际,便于称量计算将最优配方设为水∶茶=40∶1,赤藓糖醇添加量15%,魔芋胶∶卡拉胶=2∶1,柠檬酸添加量0.05%,按此配方进行3次平行试验,得到感官评分平均值为92.3分,与预测的评分相近,具有实际应用价值。
3 结论
在单因素试验的基础上,通过响应面法得到了软枣猕猴桃低糖茶果冻的最佳工艺配方,水∶茶=40∶1,赤藓糖醇添加量15%,魔芋胶∶卡拉胶=2∶1,软枣猕猴桃添加量为15%,柠檬酸添加量0.05%。由该配方制成的果冻表面光滑,质地均匀,软硬适宜,口感爽滑,酸甜适当,茶香沁人心脾,还有软枣猕猴桃独特的果香。
参考文献
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