紅葡萄酒夾心果凍的制作工藝優(yōu)化

豐暑敏，張波，李麗，楊平，臺小文

(甘肅農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，甘肅省葡萄與葡萄酒工程學重點實驗室，甘肅省葡萄與葡萄酒產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心， 甘肅 蘭州， 730070)

葡萄酒是一種營養(yǎng)豐富的酒精性飲品，除能愉悅我們的心情外，酒中所含的營養(yǎng)成分還對我們的健康有明顯的保健作用，特別是在調(diào)節(jié)新陳代謝、促進血液循環(huán)、保護心血管和抗擊氧化等方面發(fā)揮著重要功效[1-2]。盡管葡萄酒有著悠久的生產(chǎn)歷史，形成的產(chǎn)品種類也很豐富，但均以液體飲料形式為主，其他類型的加工產(chǎn)品還很有限。隨著食品生產(chǎn)技術(shù)的提高，越來越多的食品類型不斷出現(xiàn)，多樣化的發(fā)展在滿足人民群眾日益增長需求的同時，也為葡萄酒類產(chǎn)品的加工提供了技術(shù)參考。

果凍是一種以水、食用糖等為主要原料，輔以膠凝劑和果蔬或乳制品等加工而成的膠凍食品。因其外觀晶瑩剔透、酸甜平衡、口感爽滑彈牙、即開即食等特點深受大眾喜愛。不過目前市售的大部分果凍產(chǎn)品為了增加其風味品質(zhì)，通常會添加人工香精和色素等物質(zhì)，這些成分不僅營養(yǎng)價值低、保健功能有限，大量食用還可能會對消費者的健康產(chǎn)生不利影響[3]。因此，如果能將葡萄酒添加到果凍中，利用后者穩(wěn)定性好、共存性高的優(yōu)點[4]，既能使用葡萄酒的天然色澤和風味提高果凍的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值，又能為葡萄酒的衍生加工產(chǎn)品開發(fā)提供研究方向。

目前，通過在配料中添加酒類成分制作果凍已有少量的研究。宗留香等[5]以杜仲甜酒、雞蛋為原料并配以輔料，采用單因素試驗考察了不同原料對果凍品質(zhì)的影響，得出了一種酒類營養(yǎng)保健果凍的最佳配方。采用正交試驗設(shè)計，研究人員還進一步優(yōu)化了添加有黑豆甜酒[6]以及紅葡萄酒[7]的果凍制作工藝。而限于單一膠凝劑在成膠性、彈韌性、均一性、透明度、口感及組織狀態(tài)等方面存在的不足[8]。秦慧彬等[9]以魔芋粉、卡拉膠、海藻酸鈉和黃原膠為配料，研制了含有啤酒成分的果凍產(chǎn)品，同時作者還發(fā)現(xiàn)，由于各膠凝劑的協(xié)同增效作用，使得復配后的果凍產(chǎn)品在凝膠強度、組織狀態(tài)、黏彈性及口感等性能方面均獲得了很好的提升。不過綜觀已有的研究我們發(fā)現(xiàn)，目前的酒類果凍工藝多是將酒液和膠凝劑等直接混合形成的均一狀膠體食品[10]，對于酒類夾心果凍的研究還鮮有報道，有待于進一步的工藝開發(fā)。

為此，本研究以干紅葡萄酒為試驗材料，通過對膠凝劑和其他輔料的選擇和配比，制作一種葡萄酒夾心果凍，以期為豐富葡萄酒類產(chǎn)品，開發(fā)相關(guān)休閑食品提供一定的技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

卡拉膠(食品級)，河南秋之潤食品配料有限公司；黃原膠(食品級)，鄭州春信生物科技有限公司；魔芋膠(食品級)，成都新星成明生物科技股份有限公司；刺槐豆膠(食品級)，河南嘉致生物科技有限公司；海藻酸鈉(食品級)，青島明月海藻集團有限公司；羧甲基纖維素鈉(carboxymethylcellulose，CMC)(食品級)、白砂糖，河南恩苗食品有限公司；無水檸檬酸(食品級)，濰坊英軒實業(yè)有限公司；赤霞珠干紅葡萄酒，甘肅省葡萄與葡萄酒工程學重點實驗室自釀。

1.2 儀器與設(shè)備

TA.TOUCH質(zhì)構(gòu)分析(texture profile analysis，TPA)儀，上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司；ZX-S26水浴鍋，上海知信實驗儀器技術(shù)有限公司；GC-20XCAa-WG電磁爐，珠海格力電器股份有限公司；AE223電子天平，上海恒平科學儀器有限公司；玻璃棒、燒杯、溫度計、果凍模具等。

1.3 試驗方法

1.3.1 果凍制作流程

果凍制作流程如下：

1.3.2 操作要點

(1)干混，將準備好的復配食用膠粉和白砂糖充分混勻；

(2)溶膠，將混合復配膠粉與白砂糖的共混物緩慢倒入40 ℃的溫水中，一邊倒入一邊攪拌，避免結(jié)塊成團影響膠的凝聚性，攪拌10 min，使其充分吸水、溶脹，再將溶液放入沸水浴中，維持3～5 min，使之溶解成均勻的膠體溶液；

(3)過濾，靜置片刻后，去除膠體溶液表面的泡沫，并過濾除去膠體溶液內(nèi)的氣泡和雜質(zhì)；

(4)加檸檬酸，無水檸檬酸先用少量水溶解，由于它會使食用膠的pH值降低，使食用膠容易發(fā)生水解，影響果凍的成型，因此為盡量減少其對膠體的影響，在工藝操作時應(yīng)將膠溶液冷卻至40～50 ℃時再加入，并攪拌均勻，以免造成局部酸度偏高；

(5)入模，將冷卻后的膠體溶液倒入事先準備好的果凍模具中；

(6)夾心，將配制好的葡萄酒凝膠置入已經(jīng)成型的透明果凍外壁中；

(7)滅菌、冷卻，由于果凍的填充溫度過低(低于85 ℃)，所以封口之后還需進行巴氏殺菌，放入85 ℃水浴中滅菌5～10 min，滅菌后應(yīng)迅速放入冰箱冷卻至室溫，以便能最大限度保持果凍成品的色澤和風味。

1.3.3 果凍相關(guān)指標測定

1.3.3.1 析水率測定

先將待測凝膠精確稱重，質(zhì)量計為m1(g)，再用紗布輕輕擠壓除去水分后再次精確稱重，質(zhì)量計為m2(g)，利用公式(1)計算果凍凝膠的析水率：

(1)

1.3.3.2 質(zhì)構(gòu)指標測定

參照孫彩玲等[11]方法，采用TPA全質(zhì)構(gòu)測定，具體測試參數(shù)為：P/5R探頭，測前速率5 mm/s、測試速率1 mm/s、測后速率1 mm/s，壓縮程度50%，停留時間15 s，觸發(fā)值1 g。測試主要指標有硬度、脆性、彈性、黏聚性等。

1.3.3.3 透明度測定

將盛放有凝膠的燒杯放在一張白底黑字的紙張上，觀察透過凝膠所看到的黑字的清晰度來判斷凝膠的透明度。黑字看得越清晰，表明凝膠透明度越大：1表示透明度差；2表示透明度較差；2.5表示透明度介于較差和一般；3表示透明度一般；3.5表示透明度介于一般和較好；4表示透明度較好；4.5表示透明度好；5表示透明度非常好。

1.3.3.4 感官評價

試驗樣品優(yōu)劣均采用評分檢驗法進行評價，參照GB/T 19883—2018《果凍》[12]，并略作調(diào)整。由11位葡萄酒專業(yè)的老師及學生組成評價小組。對葡萄酒夾心果凍的色澤、香氣、組織狀態(tài)、口感、風味給出評分，各感官評定滿分為100分，產(chǎn)品綜合評分標準如表1所示。

表1 紅葡萄酒果凍的感官評定表Table 1 Sensory evaluation table of sandwich red wine jelly

1.3.4 數(shù)據(jù)分析

利用Microsoft Office Excel 2010和Origin 2018對試驗所得數(shù)據(jù)進行基本處理和作圖，使用IBM SPSS Statistics 20.0進行多因素方差分析(Duncan法，P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 果凍外壁的制作

2.1.1 單一膠凝劑性能測定

試驗首先對所用卡拉膠、黃原膠、魔芋膠、刺槐豆膠、海藻酸鈉、CMC等食用膠凝劑在單獨使用時的凝膠析水率和透明度進行了比較，具體數(shù)據(jù)見圖1。

a-析水率；b-透明度圖1 單一膠凝劑對凝膠析水率和透明度的影響Fig.1 Effect of single gelling agent on separated water ratio and transparency

一般來說，樣品的析水率越小，則表明其持水性越好[13]。由圖1-a中的下降曲線可以明顯看出，膠凝劑的添加量與樣品析水率均呈現(xiàn)負相關(guān)性，即隨著膠凝劑添加量的增加，各凝膠樣品析水率有下降的趨勢。這其中由黃原膠所制成的凝膠析水率最小，表明其具有較強的保水性能，其次為魔芋膠，而卡拉膠所制成的凝膠析水率最大，并且在試驗后期還觀察到單一卡拉膠制成的膠體很容易出現(xiàn)收縮脫液的現(xiàn)象。此外，試驗發(fā)現(xiàn)，在單獨使用刺槐豆膠、海藻酸鈉和CMC等膠凝劑時，上述三者不能很好的形成較為緊實的凝膠體，因此無法測定其持水性能。

圖1-b顯示的是單一膠凝劑的添加量對凝膠體透明度的影響。卡拉膠所制作成的凝膠樣品透明度較好，而黃原膠制作出的凝膠由于雜質(zhì)較多、含有許多絮狀物且顏色不澄清透明，因此效果最差。同時，通過添加量的控制，試驗發(fā)現(xiàn)，當膠凝劑的添加量在4～8 g/L，其各自樣品的透明度均達到相對較好的狀態(tài)。

綜合上述結(jié)果，試驗對單一膠凝劑制備樣品的組織形態(tài)進行了總結(jié)，具體內(nèi)容見表2。通過比較分析可以得出，使用單一種類的膠凝劑所制作出來的凝膠樣品，其組織形態(tài)均較差。因此，我們考慮使用不同種類的膠凝劑進行復配，以期通過不同種類膠粉之間的協(xié)同作用來提高凝膠性能，從而使樣品獲得更好的彈性和保水性，以及較為透明的狀態(tài)。

表2 單一膠凝劑對凝膠組織形態(tài)的影響Table 2 Effect of single gelling agent on the morphology of gel

2.1.2 復配膠凝劑性能測定

2.1.2.1 膠凝劑的二元復配對凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

由前期單一膠凝劑的試驗可知，卡拉膠在供試的6種材料中性能較好，因此在復配時將其設(shè)定為基礎(chǔ)膠凝劑，通過與其他膠凝劑(前期試驗篩選的魔芋膠和黃原膠，以及文獻中報道效果較好的刺槐豆膠[14-16])的組合，研究當膠粉總質(zhì)量濃度(6 g/L)固定時，復配膠凝劑形成樣品的質(zhì)構(gòu)特性。

由表3可知，通過卡拉膠與魔芋膠的復配，可以有效改善其單一使用時的凝膠性能，使得所制成的凝膠體的保水性、彈性和硬度較好，且透明度較高，尤其當復配質(zhì)量比為2∶1時，凝膠體的綜合性能表現(xiàn)最好。而卡拉膠與其他膠粉的組合，在性能上比前者有較為明顯的不足，例如黃原膠的使用會使樣品的透明度大大降低，并且由于黃原膠所具有的氣味，還會破壞果凍的風味品質(zhì)；而刺槐豆膠復配，其整體在硬度方面表現(xiàn)較差(數(shù)據(jù)未列出)。因此，試驗選擇卡拉膠和魔芋膠復配組合，并在此基礎(chǔ)上進一步對復配膠凝劑的添加量進行優(yōu)化。

表3 復配膠凝劑(卡拉膠和魔芋膠)配比對凝膠 質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 3 Effects of the ratios of compound gelling agents (carrageenan and konjac gum) on the texture properties of gels

由圖2可知，隨著卡拉膠和魔芋膠復配膠凝劑添加量的不斷增加，所制成樣品的彈性、脆性和硬度不斷提高，從而改善所制膠體的凝膠特性。但在實際食品加工過程中，一方面要考慮復配膠的使用成本，另一方面又要考慮復配膠對最終成品口感的影響。因此，試驗選擇將復配膠凝劑添加量控制在5～7 g/L。

圖2 復配膠凝劑(卡拉膠和魔芋膠)添加量對凝膠 質(zhì)構(gòu)特性的影響Fig.2 Effects of the amounts of compound gelling agents (carrageenan and konjac gum) on the texture properties of gels

2.1.2.2 膠凝劑的三元復配對凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響

由上述試驗確定卡拉膠和魔芋膠的質(zhì)量配比為2∶1時，所制成果凍的凝膠性能較好，在此二元膠的基礎(chǔ)上進行三元復配，進一步改善凝膠性能。

由表4、表5可知，三元膠凝劑的復配可進一步改善膠體的凝膠特性。同二元復配的結(jié)果，黃原膠的加入可改善膠體樣品的硬度，但同時也會降低果凍的透明度，并使樣品有濃郁的異味產(chǎn)生，降低了凝膠的感官品質(zhì)。而添加刺槐豆膠的凝膠體則效果相對較好，并且在m(卡拉膠)∶m(魔芋膠)∶m(刺槐豆膠)=2∶1∶2，總質(zhì)量濃度為7 g/L時，所制成的凝膠性能最佳。因此，試驗最終選擇此組合及配比為夾心果凍外壁的最優(yōu)工藝參數(shù)。

表4 復配膠凝劑(卡拉膠、魔芋膠和黃原膠)配比對凝膠質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 4 Effects of compound gelling agents (carrageenan, konjac gum and xanthan gum) on the texture properties of gels

2.2 果凍夾心的制作

由于葡萄酒的密度小于凝膠，在制作夾心的時候不能很好地將其固定于果凍的中心部位。因此，我們嘗試將夾心部分也制成凝膠狀，并使夾心與外壁部分在口感上表現(xiàn)不同，能夠在品嘗時容易區(qū)分。

2.2.1 果凍夾心層制作的單因素試驗

為確定果凍夾心層的最佳配方，試驗以感官評定為指標，對影響果凍夾心部分品質(zhì)的卡拉膠、白砂糖、檸檬酸和紅葡萄酒等因素的用量首先進行了單因素的篩選，具體結(jié)果如圖3所示。

由圖3-a可知，夾心部分的整體感觀品質(zhì)隨著卡拉膠質(zhì)量濃度的增加，得分逐漸上升，表現(xiàn)為彈性逐漸增強，且口感爽滑彈牙。當卡拉膠質(zhì)量濃度達到8 g/L時，果凍的口感達到最佳狀態(tài)，相比初始狀態(tài)在感官評分上提高了20%。但當卡拉膠質(zhì)量濃度超過8 g/L時，夾心部分膠體則逐漸變硬，口感也變得粗糙且整體的透明性也有明顯的下降。因此，夾心部分凝膠的最佳添加量為8 g/L的卡拉膠。

圖3-b顯示的是葡萄酒添加量對夾心部分整體感觀品質(zhì)的影響。隨著葡萄酒添加量的增加，果凍的品質(zhì)逐漸下降，當葡萄酒添加量超過400 mL/L時，表現(xiàn)為酒味濃厚、有明顯澀感。此外，為了調(diào)整夾心的滋味，試驗還對添加的白砂糖和檸檬酸的用量進行了確定。當白砂糖用量超過70 g/L時，果凍的品質(zhì)下降，表現(xiàn)糖酸比的失調(diào)(圖3-c)。而檸檬酸則在1.5 g/L的使用水平可保證產(chǎn)品的風味(圖3-d)。同時試驗發(fā)現(xiàn)，檸檬酸在高溫時容易揮發(fā)，為了盡量避免這一損失，須將膠液的溫度降到40～50 ℃時再添加。

2.2.2 果凍夾心層制作的正交試驗優(yōu)化

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，試驗對白砂糖用量(A)，葡萄酒量(B)，檸檬酸量(C)和卡拉膠用量(D)這4個因素進行正交試驗，由11人根據(jù)果凍夾心層的組織狀態(tài)、色澤、口感及風味等進行綜合評分(表6)。

由表6可知，各因素對夾心部分的感官影響順序為：D>B>A>C。綜合產(chǎn)品的感官評分，以A2B3C1D2效果最好，即卡拉膠添加量8 g/L、葡萄酒添加量450 mL/L、檸檬酸添加量1 g/L、白砂糖添加量80 g/L。

a-卡拉膠；b-紅葡萄酒；c-白砂糖；d-檸檬酸圖3 影響果凍夾心層因素的感官評分Fig.3 Sensory score of factors affecting the sandwich part of jelly

表6 果凍夾心層配方正交試驗結(jié)果表Table 6 The table of formula orthogonal test of the sandwich layer of jelly

利用上文中得到的最優(yōu)工藝進行紅葡萄酒夾心果凍的制作，并與市售透明果凍進行比較(市場上沒有類似的夾心果凍銷售)。TPA質(zhì)構(gòu)測試結(jié)果表明，試驗制得的果凍與市售果凍在凝膠特性方面十分接近(表7)。同時感官品評結(jié)果表明，所得夾心果凍產(chǎn)品質(zhì)地均勻、光滑、果凍外壁透明、有彈性，凝膠狀態(tài)佳，無水滴明顯析出。果凍夾心部分呈葡萄酒的寶石紅色，較為透明，具有濃郁的葡萄酒風味，酒味明顯，酸甜適口，口感爽滑，與彈性強的果凍外壁有明顯的感覺差異。

表7 自制果凍與市售果凍的凝膠特性對比Table 7 Comparison of gelatinous properties between homemade and commercially available jellies

3 討論

試驗選擇卡拉膠為基礎(chǔ)膠凝劑進行復配是因為卡拉膠形成凝膠時所需質(zhì)量濃度低，且制成的樣品透明度高，可在實際生產(chǎn)加工中有效降低產(chǎn)品的成本。但卡拉膠存在凝膠脆性大、彈性小、易脫液收縮等問題，在實際應(yīng)用中會帶來不利因素。因此，通過選擇復配魔芋膠及刺槐豆膠可改善單一使用卡拉膠的凝膠特性(硬度、彈性、脆性、透明度等)，使得制成的果凍具有較好的品質(zhì)特點。已有報道表明，不同食品膠之間適當復配可以提高凝膠強度，減少收縮脫液、改善黏性、彈性等凝膠特性[17]。在卡拉膠與魔芋膠復配的體系中，卡拉膠是由1, 3-β-D-吡喃半乳糖和1,4-α-D-吡喃半乳糖作為基本骨架交替連接而成的線性多糖[18]，魔芋膠是由D-葡萄糖和D-甘露糖按2∶3或1∶1.6的摩爾比由β-1,4糖苷鍵結(jié)合起來[19]。因此，卡拉膠與魔芋膠的凝膠增效作用可能是由于這2種多糖分子以卡拉膠形成的雙螺旋結(jié)構(gòu)為主體，魔芋膠分子填充其間，使整體結(jié)構(gòu)更加致密而導致凝膠強度的提高。在卡拉膠和刺槐豆膠體系中，卡拉膠主要是以具有硫酸酯的半乳糖殘基為主鏈，刺槐豆膠是以甘露糖殘基組成主鏈，平均每4個甘露糖殘基就置換一個半乳糖殘基，其大分子鏈中無側(cè)鏈區(qū)與卡拉膠之間有較強的鍵和作用[20]，使生成的凝膠具有更高的強度。從感官角度來看，刺槐豆膠可使卡拉膠的脆性下降而彈性提高。

4 結(jié)論

(1) 紅葡萄酒夾心果凍外壁的最佳配方為m(卡拉膠)∶m(魔芋膠)∶m(刺槐豆膠)=2∶1∶2 復配移交凝劑，添加量7 g/L。

(2) 紅葡萄酒夾心果凍夾心的最佳配方為卡拉膠添加量8 g/L、葡萄酒添加量450 mL/L、檸檬酸添加量1 g/L、白砂糖添加量80 g/L。

(3) 紅葡萄酒夾心果凍最佳工藝條件為果凍外壁復配膠凝劑與白砂糖混合，并在40 ℃的溫水浴中攪拌溶解10 min，之后沸水浴加熱3～5 min，去除膠體溶液表面的泡沫；果凍夾心部分的卡拉膠、葡萄酒和白砂糖混合后在40 ℃的溫水浴中攪拌溶解10 min，之后沸水浴加熱3～5 min，冷卻至40～50 ℃加入檸檬酸攪拌，并去除膠體溶液表面的泡沫；果凍外壁和夾心部分入模、滅菌、冷卻成形。