利用木糖醇和山梨糖醇開發無糖凝膠糖果

劉倩婷，楊映慈，廖蕓藝，戚偉玲，鄒秀容，朱建華

（韶關學院英東食品科學與工程學院，廣東韶關 512005）

傳統凝膠軟糖是由一種或多種親水的凝膠劑（明膠、卡拉膠、瓊脂等）與糖（蔗糖、果葡糖漿）組成的半堅固凝膠體，具有含水量高、咀嚼性好等特點，深受消費者喜愛。然而近年來，國內糖果的業務收入和經濟效益放緩。其中一個重要原因是傳統糖果以蔗糖、糖漿為主要成分，含糖量和升糖指數高，而科學研究證明高糖飲食易帶來了齲齒、肥胖、脂肪肝等問題，易患糖尿病、損傷記憶，甚至有患癌的風險[1]，隨著人們健康意識的提高，傳統糖果的購買力下降[2]。與此同時，近年來糖果產品逐漸向高品位、低糖度、自然元素方面調配和營養強化方向過渡[3]，無糖糖果是其中的一個流行趨勢。根據國家標準《預包裝特殊膳食用食品標簽通則》規定，“無糖”的要求是指固體或液體食品中每100 g或100 mL的含糖量不高于0.5 g。為了降低食品中的含糖量，無糖食品一般是指不含蔗糖（甘蔗糖和甜菜糖）、葡萄糖、麥芽糖、果糖等的甜味食品，但是應含有糖醇（包括木糖醇、山梨醇、麥芽糖醇、甘露醇）等替代品。目前市場上已有一些無糖糖果產品，然而關于無糖糖果技術研究的文獻資料卻很少。李瑋等人[4]以麥芽糖醇、山梨糖醇和木糖醇作為甜味劑代替白砂糖和部分麥芽糖，以紅薯全粉為主要原料，搭配玉米粉和大豆粉，研制紅薯雜糧軟糖。陳吉江等人[5]以聚葡萄糖（水溶性膳食纖維） 代替白砂糖，以κ-卡拉膠、ι-卡拉膠、果膠為親水膠體研制成無糖凝膠糖果的配方。芒果擁有獨特的香氣和豐富的營養物質，口味鮮美、香甜可口。另外，芒果中還富含多酚等天然抗氧化劑，具有抗氧化、抗癌、防治心腦血管疾病等功效[6-7]，是加工休閑食品的良好原料。以木糖醇、山梨糖醇為蔗糖和糖漿替代品，以卡拉膠、魔芋膠為凝膠劑，輔以芒果汁、氯化鉀，開發出一種健康營養、口感良好，且無人工色素及香精的新型無糖凝膠糖果工藝和配方。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料

芒果，新鮮無腐爛，購自農貿市場；卡拉膠，福建省綠麒食品膠體有限公司提供；魔芋粉，湖北強森魔芋科技有限公司提供；木糖醇，山東福田藥業有限公司提供；山梨糖醇，羅蓋特（中國） 營養食品有限公司提供；氯化鉀，分析純，天津市大茂化學試劑廠提供。

1.1.2 試驗儀器

FA-2004型電子分析天平，上海舜宇恒平科學儀器有限公司產品；HH-6型數顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司產品；NK-98-II型萬用電爐，天津市泰斯特儀器有限公司產品；WBL2521H型榨汁機，廣東美的生活電器制造有限公司產品；101AB-2型電熱鼓風干燥箱，上海申光儀器儀表有限公司產品；EMS-Pro型質構儀，美國Food Technology Corporation公司產品；Ci6X型色差儀，愛色麗有限公司產品。

1.2 工藝流程

卡拉膠、魔芋膠→溶脹→熬煮（木糖醇、山梨糖醇、芒果汁、氯化鉀）→澆注→冷卻→脫模→干燥→包裝→成品。

1.3 操作要點

1.3.1 芒果汁的制備[8]

選取新鮮完熟的芒果，清水洗凈、去皮、去核、切塊后，芒果肉與水按料液比1∶3混合，置于打漿機中進行打漿處理。于80℃水浴鍋中加熱5 min進行鈍酶處理，冷卻后添加0.05%果膠酶，作用2.5 h。采用4層紗布過濾，除去濾渣，得到芒果汁。

1.3.2 凝膠劑的溶脹[9]

稱取適量卡拉膠與其質量30倍的水于燒杯中，攪勻，置于80℃恒溫水浴鍋中加熱浸泡30 min，并不斷攪拌，使其充分吸水溶脹。

另外，稱取適量魔芋膠與其質量60倍的水于燒杯中，攪勻，置于80℃恒溫水浴鍋中加熱浸泡30 min，并不斷攪拌，使其充分吸水溶脹。

將溶脹好的卡拉膠和魔芋膠充分混勻，備用。

1.3.3 溶糖

稱取適量糖醇（按照木糖醇和山梨糖醇的質量比為1∶1）加水充分溶解。

1.3.4 熬糖

將充分溶解好的糖醇倒入裝有混合好的卡拉膠和魔芋膠的燒杯中，再次充分攪勻，置于電爐上加熱熬煮，熬煮過程中保持溫度為103～105℃，并不斷攪拌。待糖液成拉絲狀，并且從玻璃棒流下呈細短糖條且不易落下時，停止熬煮[10]。

1.3.5 澆注、冷卻、脫模

將熬煮好的糖液趁熱澆模、靜置、冷卻、成型，將已成型的產品從模具中取出，置于瓷盤中，分散擺放。

1.3.6 干燥、包裝

將產品連同瓷盤一同置于電熱鼓風干燥箱中，于43℃條件下干燥36 h，中途將產品翻轉，使其充分干燥。將干燥好的糖果修剪、美觀化，再進行包裝，放入冰箱中保存。

1.4 單因素試驗設計

1.4.1 總膠添加量的確定

固定糖醇添加量17.5%（按照木糖醇和山梨糖醇的質量比1∶1），卡拉膠∶魔芋膠=1∶1，氯化鉀添加量0.02%，研究總膠的添加量（0.65%，0.70%，0.75%，0.80%，0.85%，0.90%，0.95%） 對凝膠糖果品質的影響。

1.4.2 膠體復配比的確定

固定總膠添加量0.7%，糖醇添加量17.5%（按照木糖醇和山梨糖醇的質量比1∶1），氯化鉀添加量0.02%，研究卡拉膠、魔芋膠的復配比（2∶8，4∶6，5∶5，6∶4，8∶2） 對凝膠糖果品質的影響。

1.4.3 糖醇添加量的確定

固定總膠添加量0.7%，卡拉膠∶魔芋膠=1∶1，氯化鉀添加量0.02%，研究糖醇的添加量（10.0%，12.5%，15.0%，17.5%，20.0%） 對凝膠糖果品質的影響。

1.4.4 氯化鉀添加量的確定

固定以總膠添加量0.7%，卡拉膠∶魔芋膠=1∶1，糖醇添加量17.5%，研究氯化鉀的添加量（0，0.02%，0.08%，0.14%，0.20%）對凝膠糖果品質的影響。

1.4.5 果汁添加量的確定

固定總膠添加量0.7%，卡拉膠∶魔芋膠=1∶1，糖醇添加量17.5%，氯化鉀添加量0.08%，研究芒果汁的添加量（3%，5%，7%，9%，11%）對凝膠糖果品質的影響。

1.5 正交試驗設計

以總膠、糖醇、芒果汁的添加量為考查因素，采用L9（34）正交試驗設計的方法確定3種因素的最優組合。

正交試驗因素與水平設計見表1。

表1 正交試驗因素與水平設計/%

1.6 產品質量標準

1.6.1 無糖凝膠糖果的感官評定

采用評分法對成品進行感官檢驗，共5名經過感官指標培訓的經驗人員，對樣品的軟硬度、彈性、黏牙性、咀嚼性、甜度、外形、顏色進行感官評價并打分（總分為70分），要求評定人員在品評前30 min內不得喝酒、吃糖、喝咖啡或品嘗其他味道較重的食物[11]。評定一個樣品后，要求評定人員以清水漱口，間隔3 min再評定下一個樣品。全部品評結束后，收集評定人員的評定表，進行統計分析。

無糖凝膠糖果感官評分標準見表2。

表2 無糖凝膠糖果感官評分標準

1.6.2 質構指標的測定

用質構儀測定各組凝膠糖果的質構特性。選擇TPA程序，設置形變量為50%，探頭回升距離樣品的高度為30 mm，設定測試參數為速度40 mm/min，起始壓力為1 N，每個水平的樣品進行平行測定6次，去除異常值，取平均值。選擇硬度、膠黏性、感官彈性和咀嚼性4個指標進行測定分析。

1.6.3 凝膠糖果抗變形率的測定[12]

把凝膠糖果放在培養皿中，水平放置恒溫培養箱中，于37℃條件下保溫24 h，然后測定凝膠糖果橫斷面的高度變化，保溫前高度為H1mm，保溫后高度為H2mm。抗變形率測定公式如下：

1.6.4 凝膠糖果色澤的測定

采用色差儀測定。

1.6.5 干燥失重的測定

參照SB/T 10021—2017，用真空干燥法測定。

2 結果與分析

2.1 膠體添加量對無糖凝膠糖果感官品質的影響

膠體添加量對凝膠軟糖感官品質的影響見圖1。

魔芋膠是一種優質的水溶性膳食纖維，但其水溶液不能形成凝膠。卡拉膠是一種線性多糖，其單獨形成的凝膠易發生析水收縮，且有彈性小、脆性大等缺陷[13]。而魔芋膠與卡拉膠在一定條件下混合可形成以卡拉膠網絡結構為主，魔芋膠穿插其中的結構，對凝膠結構的形成具有協同增效作用，可增強凝膠體系的彈性和穩定性[14]。由圖1可知，隨著膠體添加量的增加，產品感官評分呈先增大后減小的趨勢。當膠體添加量較少時，糖果稍軟、彈性適中、不黏牙，但咀嚼性略差，外形稍微軟塌；當膠體添加量較多時，糖果稍硬、彈性適中、不黏牙、成型性較好；當膠體添加量為0.7%，糖果的軟硬度適中，外觀形狀較好，凝膠糖果的感官評分最高。

2.2 膠體復配比對無糖凝膠糖果品質的影響

卡拉膠與魔芋膠的配比對凝膠軟糖感官品質的影響見圖2。

由圖2可知，膠體復配比對凝膠軟糖的感官品質影響較大，隨著卡拉膠與魔芋膠配比的增加，糖果感官評分大幅增加，持平后再減小。當卡拉膠與魔芋膠的配比較小時，糖果過軟，彈性較差，較黏牙，咀嚼性適中，外形嚴重軟塌；當卡拉膠與魔芋膠的配比較大時，糖果過硬，彈性較差，輕微黏牙，咀嚼性適中，外形嚴重軟塌；當卡拉膠與魔芋膠的配比為5∶5時，感官評分達到最高分46分，糖果的軟硬度適中，彈性較好，不黏牙，咀嚼性較好，外形完好。

2.3 糖醇添加量對無糖凝膠糖果品質的影響

糖醇添加量對凝膠軟糖感官品質的影響見圖3。

由圖3可知，隨著糖醇添加量的增加，糖果的感官評分呈現先增后減的趨勢。當糖醇的添加量較少時，糖果稍軟，彈性稍差，不黏牙，咀嚼性適中，外形稍軟塌，甜度稍小；當糖醇的添加量較多時，糖果稍硬，彈性稍差，不黏牙，咀嚼性適中，外形不軟塌，甜度稍大；當糖醇的添加量為17.5%時，感官評分達最高分，糖果的軟硬度適中，彈性較好，不黏牙，咀嚼性最好，甜度適中，外形不軟塌。

2.4 KCl添加量對無糖凝膠糖果品質的影響

KCl添加量對無糖凝膠軟糖感官品質的影響見圖4。

由圖4可知，隨著KCl添加量的增加，凝膠軟糖感官評分呈先增大后減小趨勢。當KCl添加量較少時，糖果稍軟，彈性稍差，稍微黏牙，咀嚼性略差，外形稍軟塌；當KCl添加量較多時，糖果稍硬，彈性稍差，不黏牙，咀嚼性略差，外形稍軟塌；當KCl添加量為0.08%時，糖果的軟硬度適中，彈性較強，不黏牙，咀嚼性較好，甜度適中，外形不軟塌。魏玉等人[15]的研究表明，相對低的離子強度（0.1 mol/L）可參與凝膠過程，能提高卡拉膠魔芋膠共混膠的硬度和彈性，但當離子濃度增大時，體系中過量的離子中和卡拉膠分子所帶負電荷，進而易導致游離水釋放，產生收縮脫液而使凝膠彈性和硬度下降。

2.5 芒果汁添加量對無糖凝膠糖果品質的影響

芒果汁添加量對凝膠軟糖感官品質的影響見圖5。

芒果汁主要對產品的色澤、氣味和滋味產生影響，同時也會對產品的感官質構產生影響。由圖5可知，隨著芒果汁添加量的增加，產品的感官評分呈先增大后減小趨勢。芒果汁添加量較少時，咀嚼性略差，甜度較小，色澤過淺；當芒果汁添加量較多時，糖果稍硬，彈性稍差，咀嚼性略差，甜度適中，色澤過深；當芒果汁添加量為7%時，糖果的感官評分達最高分，糖果的軟硬度適中，彈性較強，不黏牙，咀嚼性較好，甜度適中，外形不軟塌，色澤適中。

2.6 正交試驗結果

正交試驗設計及結果見表3。

表3 正交試驗設計及結果

通過比較各因素的極差R，得到各因素對無糖凝膠糖果感官品質的影響主次順序為A＞B＞C，即對凝膠糖果品質影響最大的是凝膠添加量，其次是糖醇添加量、芒果添加量。再通過比較各因素水平的K值，可得到最優水平為A3B2C3，即凝膠添加量0.8%，糖醇添加量17.5%，芒果汁添加量8%。

經過試驗驗證，得到優水平的感官評分為60分，經質構儀檢測得到硬度為硬度為45.47 N，膠黏性24.04 N，感官彈性0.67，咀嚼性為77.69 mJ。其糖果抗變形率為97.67%，抗變形率較好，色度指標為L*值為30.06，a值為 3.06，b值為 11.89，色澤明艷。根據SB/T 10021—2017規定在凝膠糖果中，混合膠型的糖果的干燥失重率應小于或等于35.0%。該試驗結果中，凝膠糖果的干燥失重率為33.57%，故試驗結果符合標準。

3 結論

通過單因素試驗和正交試驗，對無糖凝膠糖果品質的5個影響因素（凝膠添加量、凝膠復配比、糖醇添加量、氯化鉀添加量、芒果汁添加量） 進行工藝配方優化，以感官評分作為主要判定指標，得到無糖凝膠糖果的最佳工藝配方為凝膠的添加量0.8%，凝膠的復配比1∶1，糖醇添加量17.5%，氯化鉀添加量0.08%，芒果汁添加量8%。正交優化后的凝膠糖果硬度適中，富有彈性且咀嚼性好，不黏牙，組織狀態良好，各項感官指標基本達到最佳，感官總分最高。該軟糖有別于市場上常見的軟糖，其含糖量低卻仍擁有糖果的甜味，且色澤香味來源于天然食品，口感柔軟、有嚼勁、有彈性，產品特點符合人們對糖果產品的新需求，市場前景廣闊。