新型籠目海帶風味果凍的加工工藝研究

羅 宣，宋東迷，陶欣然，劉海波，張雪楠，胡 月，汪秋寬

( 1.大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧 大連 116023； 2.國家海藻加工技術研發分中心，遼寧 大連 116023； 3.遼寧水產品加工及綜合利用重點實驗室，遼寧 大連 116023 )

果凍產品，自從20世紀80年代中期進入中國市場以來，以其獨特的風味和嫩滑的口感很快受到廣大消費者特別是青少年的喜愛。目前，隨著我國消費者生活水平的提高，對休閑食品市場需求量呈現持續增長，中國已經成為世界上最大的果凍生產國和消費國。據預測，今后幾年中國果凍行業的年均復合增長率將達14.2%，成為休閑食品中快速發展的行業之一，具有較大的市場開發潛力[1]。但傳統果凍生產常采用水果或者其他高營養價值物質為原料，如用西瓜[2]、雞蛋[3]等，雖營養價值豐富，但保健功能有限，不能滿足消費者對功能性食品的需求。

籠目海帶(Kjellmaniellacrassifolia)作為一種大型經濟褐藻，藻體內含有豐富的功能性多糖、蛋白質、多酚、巖藻黃素、礦物質等營養成分[4]。藥物及臨床研究發現，自海帶中提取的活性物質具有調節血脂、降血糖、降血壓、抗凝血、抗腫瘤[5-7]、抗突變、抗氧化、抗病毒及增強免疫功能[8-9]等特征。但褐藻具有特殊的腥味，影響其適口性[10]，直接食用可能不會被廣大消費者接受，限制了褐藻產業的發展[11]。以海帶制作的產品具有不同的脫腥方法，主要包括酸法、堿法、高壓蒸煮法、微生物發酵法、遮蔽法和吸附法[12-13]。其中酸法、減法及高壓蒸煮法脫腥效果不佳，還會破壞海帶的營養成分；微生物發酵法和吸附法雖然脫腥效果較好，但過程繁瑣，生產成本較高；遮蔽法不僅流程簡單，而且不會對海帶汁中的營養物質造成較大損失。魔芋膠和卡拉膠均為食品工業中常用的凝膠劑，前者能和其他高分子多糖間存在很好的協同作用，有效地改善凝膠體系的結構和性能，但必須在含量>2%、pH>9時才能形成凝膠，除用量大之外，應用于堿性食品中常有咸味和澀味，口感欠佳；后者在有鉀離子和鈣離子存在時，形成凝膠有所需含量低、透明度高等優點，但其脆性大，彈性小，易出現收縮脫液現象。其缺點很大程度上影響了它們作為凝膠劑在食品工業上的應用[14]。將魔芋膠與卡拉膠進行適當復合，可以形成對熱可逆的彈性凝膠，且所需的凝膠劑用量少、凝膠強度高。本研究以籠目海帶為原料，利用遮蔽法與凝膠復配法制作籠目海帶果凍，旨在開發出營養豐富、風味獨特、具有食療保健功效的風味果凍產品[15-16]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

試驗材料：籠目海帶由大連海洋大學國家海藻加工技術研發分中心提供；甘草、綠茶、卡拉膠、魔芋膠、瓊脂、KCl、檸檬酸(食品級)均為市售；蘋果(國光，產地大連市瓦房店)、橘子(蜜柑，產地浙江臨海)。

試驗儀器：TMS-Pro質構儀(美國Brookfield公司)，HH-4水浴恒溫振蕩器(國華電器有限公司)，LDZM-60KCS立式蒸汽滅菌器(上海申安醫療器械廠)，DRP-9052電熱恒溫培養箱(上海森信實驗儀器有限公司)。

1.2 試驗方法

1.2.1 籠目海帶果凍制作工藝流程

籠目海帶→切碎→煮沸(綠茶脫腥)→離心得籠目海帶湯汁→充分攪拌→煮沸(5 min)→白砂糖+果汁調配(80 ℃)→灌裝→殺菌→冷卻→檢驗→成品。

1.2.2 操作要點

籠目海帶汁液的獲?。簩⒏芍频幕\目海帶洗凈復水2 h，切碎加水煮沸，籠目海帶和水的比例為1∶20 ，在煮沸的過程中補入消耗的水量，抽提3 h。檢測籠目海帶汁液的固形物含量為3%。

籠目海帶脫腥：在籠目海帶汁液中放入不同量的檸檬酸、綠茶、甘草進行單因素脫腥試驗，煮沸時間10～30 min，待其汁液冷卻后，對脫腥的籠目海帶液進行感官評價。

果汁提?。河谜ブ瓩C將清洗過的蘋果、橘子去皮，去核，切塊，放入榨汁機進行榨汁，紗布過濾，提取新鮮的果汁，備用。

膠的預處理：將卡拉膠、魔芋膠、瓊脂進行預浸泡，配制成不同比例的膠液，加熱融化，使其完全溶解，煮沸5 min后，在常溫下待其冷卻凝固后觀察其特點，進行質構檢測。

成品果凍的封裝：將熱的果凍液灌裝到食品級的包裝袋內，進行真空封裝。

殺菌：將封裝好的軟包裝果凍在85 ℃情況下殺菌25 min，然后將殺菌后的果凍迅速放在冰水里冷凝。

1.2.3 微生物檢測

對果凍產品的微生物菌落總數、大腸桿菌(Escherichiacoli)、致病菌等個數進行檢測[17]。

1.3 籠目海帶汁脫腥工藝優化

籠目海帶汁的脫腥試驗是以脫腥物質(甘草、檸檬酸、綠茶)、時間、溫度的單因素試驗基礎上，采用四因素三水平設計正交法L9(34)進行。

以籠目海帶汁為基料，綠茶、甘草、檸檬酸添加比例見表1，檢驗分析脫腥物(綠茶、甘草、檸檬酸)、含量、時間和溫度對籠目海帶腥味的影響，優化確定籠目海帶果凍的最佳脫腥工藝。

表1 正交試驗因素水平(籠目海帶液100 mL)

正交試驗結果的感官指標評價見表2。評定指標包括籠目海帶湯汁的氣味、澄清度、滋味；產品滿分為100分，評分標準見表2；感官評價小組由8人組成。

表2 籠目海帶脫腥感官評價

1.4 籠目海帶果凍凝膠單因素試驗優化

1.4.1 果凍復配凝膠的優選

卡拉膠、魔芋膠、瓊脂復配試驗設計見表3。將卡拉膠、魔芋膠、瓊脂分別放入100 mL水中進行浸泡，浸泡時間為12 h，然后分別煮沸5 min。根據分析其透明度、彈性、硬度，選取總膠添加量0.9%為優選卡拉膠、魔芋膠、瓊脂復配比例的單因素試驗參數。

表3 復配膠的單因素試驗

復配膠試驗感官評定指標包括籠目海帶凝膠的凝膠強度、透明度、彈性；產品滿分為100分，評分標準見表4；感官評價小組由8人組成。

表4 籠目海帶復配膠感官評價

1.4.2 不同添加物對果凍凝膠影響的單因素試驗

在確定復配膠比的基礎上，分別對總膠量、KCl、糖含量和果汁添加量進行單因素試驗優選正交試驗參數。其中總膠量分別設計為0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%；KCl添加量分別設計為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.12%；白砂糖添加量分別設計為6%、8%、10%、12%、16%；果汁添加量分別設計為10%、20%、30%、40%。

1.5 正交試驗確定籠目海帶果凍最佳工藝條件

添加20%的經脫腥籠目海帶汁(固形物含量為3%)，在復配膠比例、總膠量等單因素試驗的基礎上，設計籠目海帶果凍的L16(45)正交試驗因素水平(表5)。

表5 正交試驗因素水平 %

果凍凝膠的結果由感官指標評價，評價指標包括保水度、透明度、咀嚼性及風味，具體評分標準見表6。感官評定試驗在實驗室中進行，自然光照，室溫，由8名感官人員進行評定。

1.6 籠目海帶果凍凝膠質構參數的測定

樣品準備：成品果凍，冷卻至室溫后，取模具中的果凍做質構，再用質構儀測其硬度、內聚性、膠黏性、彈性和咀嚼性。

質構程式設定：使用質構測試儀并選用25 N的力臂和Φ10 mm的圓柱形平底探頭進行果凍質構測試。測定程序為TPA-25 N，起始力為25 N，回復高度為35 mm，形變量50%，測試時探頭的速度為60 mm/min。最小觸發力為0.1 N。

表6 果凍凝膠感官評價

2 結果與分析

2.1 籠目海帶脫腥工藝優化

以綠茶對籠目海帶進行脫腥?；\目海帶汁脫腥正交試驗的優化結果見表7。由表7可知，這4種因素對籠目海帶汁品質和風味影響強弱關系為脫腥物>溫度>脫腥物含量>時間。最佳試驗組為第5組，脫腥物為綠茶，脫腥物含量為0.15%，脫腥時間25 min，溫度80 ℃；最佳理論組合為A2B2C3D1。研究進一步將最佳試驗組和最佳理論組做驗證試驗，驗證結果表明，優化理論組的感官評分平均78.9，試驗組75.2。由此確定優化理論組的脫腥效果最佳，脫腥條件：脫腥物為綠茶，綠茶含量為0.15%，在溫度90 ℃條件下脫腥時間為25 min。

2.2 復配膠優選試驗結果分析

本研究以卡拉膠為主要凝膠原料，輔以魔芋膠、瓊脂增加膠黏性的膠進行復配。選取總膠量為0.9%時測定復配膠凝膠的特性，結果見表8。由表8可見，隨著魔芋膠的比例增加，透明度越來越差，凝膠的硬度、咀嚼性、膠黏性先增后減?？ɡz∶魔芋膠∶瓊脂比例為8∶4∶1時，凝膠的硬度、咀嚼性、膠黏性達最大值；當卡拉膠∶魔芋膠∶瓊脂比例為9∶3∶1時，彈性達最大值；感官結果表明，當卡拉膠∶魔芋膠∶瓊脂比例為11∶1∶1和10∶2∶1時，復配膠的透明度較好；當卡拉膠∶魔芋膠∶瓊脂比例為9∶3∶1和8∶4∶1時，復配膠的硬度最佳。因此選擇卡拉膠∶魔芋膠∶瓊脂比例為9∶3∶1，以此優化確定復配膠比例和總膠量對果凍的影響。

表7 籠目海帶汁脫腥正交試驗優化結果

2.3 不同添加物對果凍凝膠質構特性的影響

總膠量、KCl添加量、糖含量、果汁含量4個因素對凝膠特性的影響見圖1。由圖1a可知，硬度、膠黏性、咀嚼性隨著總膠量的增加而增大，內聚性變化較小，彈性先增加后逐漸平緩，可以看出總膠量對膠黏性影響最大，當總膠量超過1.1%時，果凍的膠黏性過大，果凍的口感下降。因此，選擇總膠量為1.1%。

表8 卡拉膠、魔芋膠、瓊脂復配比對凝膠特性的影響

圖1 總膠量、KCl添加量、糖含量、果汁含量4個因素對凝膠特性的影響

有報道顯示[18]，鉀離子能夠增強凝膠性能，從而改善果凍口感，KCl的添加量將影響果凍的凝膠性能。由圖1b可知，隨著KCl添加量的增加，咀嚼性、膠黏性和硬度逐漸增加，當KCl添加量為0.06%時，凝膠性能最好。

圖1c可知，糖含量會顯著影響果凍凝膠的咀嚼性和硬度，并且白砂糖添加量為10%時，咀嚼性和硬度達到最大值；隨著糖含量的增加，果凍甜味過濃，失去了復合果凍特有的風味和口感，白砂糖適宜添加量為6%。

果汁的添加量對果凍品質的影響較大，添加適量復合汁，可改善果凍的風味、口感，提高營養成分。由圖1d可知，隨著果汁添加量增加，凝膠的咀嚼性和彈性呈下降趨勢。果汁用量太少會導致果凍味道太淡；而過量的果汁會使果凍的組織狀態及口感變差，同時也會提高產品的成本。因此添加20%的濃縮果汁較合適。

2.4 籠目海帶果凍制作正交優化工藝

以20%籠目海帶汁為底物(固形物3%)，并通過正交試驗探索不同輔助添加物對籠目海帶風味果凍的影響。果凍制作的正交試驗結果見表9，這5種因子對果凍品質和風味影響的關系依次為B總膠量>E果汁量>D白砂糖>A復配膠比>C KCl，最佳理論組合為A2B4C1D3E1。其中試驗組最優為第16組，其復配膠配比8∶4∶1，總膠量為1.3%，KCl添加量為0.06%，白砂糖添加量為3%，濃縮果汁添加量為20%。將最佳理論組和試驗組進行驗證試驗，結果顯示，理論組感官評分為81.2，試驗組為78.5，由此選取最佳工藝參數：復配膠比例為10∶2∶1，總膠量為1.3%，KCl為0.06%，白砂糖為3%，濃縮果汁量為10%。

表9 籠目海帶果凍配方正交試驗結果

2.5 籠目海帶果凍微生物檢測結果

籠目海帶果凍微生物檢測結果為細菌總數≤100 個/g；大腸菌群數≤3 個/100 g；致病菌未檢出。

3 討 論

3.1 籠目海帶的脫腥工藝

海藻富含天然海洋藥物成分，為優良的營養保健食品，但海藻獨特的腥味限制了其作為功能食品開發原料方面的發展[19]。本研究采用遮蔽法脫除籠目海帶汁的腥味，即通過添加綠茶進行脫腥。相較于酸法、堿法和微生物發酵等脫腥方法，操作簡單，同時也避免造成海帶營養成分的流失。正交試驗表明，綠茶添加量達0.15%、時間30 min、溫度90 ℃時脫腥效果最佳，并伴有綠茶清香，相較于未經脫腥處理的海帶果凍[20]更具市場推廣優勢，同時減少了海帶果凍營養成分損失。李應彪等[10]在探究綠茶對海帶脫腥的影響中指出，1.5%綠茶含量，60 ℃脫腥10 min的脫腥效果最佳，研究結果所使用綠茶量較本研究高，分析產生差異原因主要是李應彪等[10]先將綠茶煮沸，做成茶水進行后續試驗；本研究則是將綠茶直接按比例加入進行脫腥處理，因此綠茶含量相對較小，所需溫度更高，得到的果凍氣味清香，基本無腥味。

3.2 籠目海帶果凍的制作

卡拉膠作為含有硫酸酯基的多糖，被廣泛的應用于食品工業中[21]；魔芋膠是一種功能齊全的優質膳食纖維，熱含量低[22]?？ɡz與陸地魔芋膠混合可以形成優質的果凍凝膠[23]。本研究以卡拉膠為主要凝膠原料，輔以魔芋膠、瓊脂增加膠黏性的膠進行復配。侯方麗等[23]研究發現，可吸果凍的制作過程中綠茶汁的添加，會對膠體的溶解度造成一定的影響，當卡拉膠和魔芋膠、卡拉膠和瓜爾豆膠的添加比例為1∶1，總含量為0.3%～0.5%時，彈性和脆性均太差，呈稀水狀，不成型；本研究在進行復配試驗時，增大卡拉膠的初始比例，最終得到的最優凝膠比為卡拉膠∶魔芋膠∶瓊脂=10∶2∶1。在改善凝膠性能的過程中，一定含量的鉀離子使卡拉膠分子之間排斥作用減弱(分子鏈的擴展消弱，分子鏈發生卷曲相互纏繞)，形成具有網絡結構的凝膠。因此選擇適宜含量的KCl對于制作果凍類顯得尤為重要。本研究結果表明，KCl的添加量為0.06%時凝膠性能最佳。

4 結 論

優化籠目海帶果凍的制作工藝，采用綠茶含量0.15%、時間25 min、溫度90 ℃的脫腥工藝時，脫腥效果最佳；在籠目海帶湯汁添加量為20%時，凝膠的最佳工藝參數為復配膠配比為10∶2∶1，總膠量為1.3%，KCl為0.06%，糖度為3%，濃縮果汁的總量在10%，pH控制在4.0，最終得到的風味果凍普遍可以接受，且微生物檢測符合國家標準(GB 19299—2015)。此工藝制作的籠目海帶果凍風味獨特，酸甜爽口，為具有食療保健功效的風味果凍產品。