響應面優化軟棗獼猴桃低糖茶果凍工藝

唐 玲，劉小平，吳家勇，劉 博，劉旸旸*

（1.沈陽醫學院 公共衛生學院，遼寧沈陽 110034；2.中華人民共和國沈陽海關，遼寧沈陽 110179）

果凍，俗稱果子凍，又稱啫喱，由凝膠劑加水、糖、果蔬汁或果肉等原料，經溶膠、調配、灌裝、殺菌、冷卻等工序加工而成[1]，是一種低熱能高膳食纖維的健康休閑食品[2]。軟棗獼猴桃果實富含維生素C、氨基酸等，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血脂等功效[3-4]。凍頂烏龍茶被稱為“茶中圣品”[5]。研究表明，茶中含有豐富的茶多酚、生物堿等生物活性成分，具有抗氧化、預防和治療心血管疾病等作用[6]。赤蘚糖醇作為一種新型零熱量的天然甜味劑，入口清涼，是人體耐受量最高的糖醇，具有高熱穩定性、甜味協調、零熱值[7]、無致齲齒性、不會引起血糖升高以及高耐受性等特性[8]。

茶果凍符合當今果凍市場的銷售熱點，加以低糖配方，可以使本產品的適用人群更廣泛。本文以軟棗獼猴桃和凍頂烏龍茶為主要原料，以赤蘚糖醇為甜味劑，利用響應面分析法優化軟棗獼猴桃低糖茶果凍的加工配方，既可以滿足當今市場對低糖果凍的需求，也可以為軟棗獼猴桃加工提供一種新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

軟棗獼猴桃、凍頂烏龍茶：市售；赤蘚糖醇、魔芋膠、卡拉膠：上海源葉生物科技有限公司；檸檬酸、山梨酸鉀：市售。BSA124S-CW型電子天平：賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；C22-LX83型電磁灶：杭州九陽生活電器有限公司；高壓滅菌鍋。

1.2 試驗方法

1.2.1 果凍的生產工藝流程

果凍的制備工藝流程見圖1。

圖1 果凍生產工藝流程圖

1.2.2 操作要點

通過預試驗確定了該產品的基本配方為魔芋膠∶卡拉膠的配比1∶1，添加量為0.7%（質量比），茶水添加量為45%，軟棗獼猴桃添加量為15%，山梨酸鉀添加量為0.02%。

篩選成熟、無蟲害的果實，洗凈后，置于沸水中漂燙20 s，鈍化其酶的活性再切片，并浸入0.04%的硫酸銅中護色，備用[13]。

稱取適量的茶葉，熱水漂燙后過濾，再加入沸水浸泡10 min，取上清液過濾2～3次，備用。

取稱量好的魔芋膠、卡拉膠按一定的比例混合，攪拌均勻加入冷卻后的茶湯，攪拌，并浸泡20 min，使之充分地吸水溶脹，以便更好地發揮出膠體的凝膠性能[9]。邊加熱邊攪拌，使膠體受熱均勻，直至膠體完全溶解時加入赤蘚糖醇、檸檬酸、山梨酸鉀，保持攪拌3～5 min至混合物澄清透亮。

將熬煮好的混合物進行過濾，并注入模具中，加入處理好的軟棗獼猴桃果肉，密封滅菌120 ℃15 min，冷卻成品。

1.2.3 單因素試驗

通過預試驗（水∶茶配比為40∶1，赤蘚糖醇添加量15%，魔芋膠∶卡拉膠的配比1∶1，檸檬酸添加量0.05%）可設計單因素試驗，將復合膠配比、茶水配比、檸檬酸添加量、赤蘚糖醇添加量4因素中3個因素固定，改變另一個因素，進行單因素試驗，對果凍進行感官評分，確定單因素的最佳值。

1.2.4 響應面試驗設計

根據單因素試驗結果，采用Box-Behnken模型，對茶水配比（A）、赤蘚糖醇添加量（B）、復合膠配比（C）、檸檬酸添加量（D）4個因素進行響應曲面試驗設計，設感官評價（Y）為響應值，通過Design-Expert 8.0.6軟件設計分析，響應面試驗因素水平見表1，優化軟棗獼猴桃低糖茶果凍工藝。

表1 響應面試驗因素及水平表

1.2.5 感官評價

由10名專業人員組成評價小組，對產品品質進行感官評價。對果凍的色澤、口感、風味及組織形態進行綜合評分[10]，產品品質評定標準見表2。

表2 果凍產品感官評分標準

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 茶水配比對果凍品質的影響

烏龍茶主要對果凍的色澤和風味產生影響，過濃或過淡都會導致果凍的色澤不夠美觀，香氣不夠宜人。水∶茶為20∶1時，茶味過濃，有苦味，風味較差且顏色過深，影響食欲；水∶茶為30∶1時，苦味有所改善，但風味仍然不佳，感官評分較低；水∶茶為50∶1和60∶1時，茶味較淡，甚至無茶味，且色澤較暗偏黃；水∶茶為40∶1時，有烏龍茶的茶香，酸甜適宜，風味獨特，感官評分最高，故以其為中心值，并圍繞該值選擇自變量范圍進行Box-Behnken試驗設計，具體感官評分見圖2。

圖2 茶水配比對果凍品質的影響

2.1.2 赤蘚糖醇添加量對果凍品質的影響

赤蘚糖醇的水合作用會對膠體造成一定的影響，降低膠體的凝膠性能，提高膠體的透明度[11]。由圖3知，赤蘚糖醇添加量13%、14%時，感官評分較低，果凍口感略澀，微酸，風味較差；添加量16%時果凍整體過甜，風味單一；添加量17%時，甜味完全掩蓋了其他風味；赤蘚糖醇添加量為15%時，酸甜適宜，有茶香也有甜味，感官評分最高，故以其為中心值，并圍繞該值選擇自變量范圍進行響應面試驗設計。

圖3 赤蘚糖醇添加量對果凍品質的影響

2.1.3 復合膠配比對果凍品質的影響

在果凍的制作過程中，卡拉膠形成的凝膠往往具有脆性大、彈性小、易脫水收縮等缺陷，因此，在應用時多將其與其他膠體復配使用，可以達到協同效果，增加膠體的性能[12]。卡拉膠與魔芋膠復配使用之后，可生產出富有彈性和優良咀嚼感的產品[13]。分析魔芋膠與卡拉膠的性質可知，當魔芋膠高于卡拉膠時果凍彈性較大，當卡拉膠高于魔芋膠時果凍脆性較大。由圖4可知，魔芋膠∶卡拉膠的最優比例為2∶1，故以其為中心值，并圍繞該值選擇自變量范圍進行響應面試驗設計。

圖4 復合膠配比對果凍的影響

2.1.4 檸檬酸添加量對果凍品質的影響

檸檬酸的添加量對果凍膠體的穩定性影響較大，酸性條件下，卡拉膠組成物易受熱水解，進而降低膠體的凝膠性能，同時，對果凍風味的影響也較為顯著，過酸過甜都會導致果凍的口感下降[14]。檸檬酸添加量0.03%和0.04%時對果凍品質的影響無太大變化，但風味較為一般，果凍風味不夠豐富，赤蘚糖醇的甜味較濃；添加量0.06%和0.07%時，果凍酸味較濃，掩蓋了赤蘚糖醇的甜；檸檬酸添加量0.05%時酸甜可口，感官評分最高，具體感官評分見圖5。

圖5 檸檬酸添加量對果凍品質的影響

2.2 響應面優化結果分析

2.2.1 響應面試驗設計及結果

響應面結果見表3。利用響應面法對表2結果進行多元回歸擬合分析，獲得茶果凍的感官評分的回歸方程為Y=92.12-1.62A+2.62B-0.19C+0.008 333D+2.10AB-0.17AC+1.97AD+0.70BC+0.30BD+0.55CD-4.87A2-3.49B2-11.23C2-4.78D2。

表3 Box-Behnken試驗設計與結果

由表4可知，模型P＜0.000 1，達到了極顯著的水平，且失擬項P=0.521 8＞0.05，不顯著，說明模型擬合程度良好。模型校正系數R=0.998 1，模型修正系數Radj=0.996 2，說明試驗值與預測值較為接近，響應值與因素之間建立的響應值可靠，該模型可用于對軟棗獼猴桃低糖茶果凍響應面交互以及優化。由表4可知A、B、AB、AD、A2、B2、D2影響極顯著（P＜0.01），BC、CD影響顯著（P＜0.05）。從F值大小得出，4個因素對感官評分的影響大小排列順序為B（赤蘚糖醇添加量）＞A（水∶茶）＞C（魔芋膠∶卡拉膠）＞D（檸檬酸添加量）。

表4 響應面模型方差分析結果

2.2.2 果凍生產工藝參數的驗證

軟件得出的最優配比為水∶茶=39.07∶1，赤蘚糖醇添加量15.35%，魔芋膠∶卡拉膠=2.03∶1，檸檬酸添加量0.043%，在該配方下感官評分為92.648 2分。結合實際，便于稱量計算將最優配方設為水∶茶=40∶1，赤蘚糖醇添加量15%，魔芋膠∶卡拉膠=2∶1，檸檬酸添加量0.05%，按此配方進行3次平行試驗，得到感官評分平均值為92.3分，與預測的評分相近，具有實際應用價值。

（續表4）

3 結論

在單因素試驗的基礎上，通過響應面法得到了軟棗獼猴桃低糖茶果凍的最佳工藝配方，水∶茶=40∶1，赤蘚糖醇添加量15%，魔芋膠∶卡拉膠=2∶1，軟棗獼猴桃添加量為15%，檸檬酸添加量0.05%。由該配方制成的果凍表面光滑，質地均勻，軟硬適宜，口感爽滑，酸甜適當，茶香沁人心脾，還有軟棗獼猴桃獨特的果香。