石花菜山药低糖果冻的加工工艺
作者: 秦祁 杨从发 邓翔 栾立宁
摘 要:以石花菜为主要凝胶剂,山药为主要原料,配以奶粉、赤藓糖醇、柠檬酸、氯化钾和抗坏血酸等辅料,以感官评价的评分为指标,通过单因素试验和正交试验对石花菜山药低糖果冻的加工工艺进行研究。结果表明,石花菜山药低糖果冻的最佳配方为复合胶(魔芋胶占比为14%)添加量1.0%,山药汁、奶粉(山药汁∶奶粉=2∶1)添加量25%,赤藓糖醇添加量8%,柠檬酸添加量0.1%,氯化钾添加量0.02%,所得到的石花菜山药低糖果冻口感细腻、风味独特。
关键词:石花菜;山药;赤藓糖醇;果冻
Abstract: The processing process of Gelidium amansii and Chinese yam low sugar jelly was investigated by single-factor test and orthogonal test using Gelidium amansii and Chinese yam as the main gelling agent and yam as the main raw material, with milk powder, erythritol, citric acid, potassium chloride, ascorbic acid and other auxiliary ingredients, and the score of sensory evaluation as the index. The results showed that the best formula forthe Gelidium amansii and Chinese yam low sugar jelly was 1.0% of compound gum (14% of konjac gum), 25% of yam juice and milk powder (yam juice∶milk powder=2∶1), 8% of erythritol, 0.1% of citric acid and 0.02% of potassium chloride, and the resulting Gelidium amansii and Chinese yam low sugar jelly had a delicate taste and unique flavour.
Keywords: Gelidium amansii; Chinese yam; erythritol; jelly
石花菜,又称鸡脚菜、海冻菜,石花菜科石花菜属植物,是一种可食用性红藻,广泛分布在我国沿海海域[1-2]。石花菜中含有多种营养物质,具有多种生物学活性[3-5],另有学者研究发现石花菜具有降血脂、降血糖的功效[6],但是目前石花菜的利用方式较为单一,新的加工产品亟待开发。山药,薯蓣科薯蓣属植物,其中富含山药多糖、薯蓣皂甙等多种天然活性成分[7-8],具有调节免疫功能、降血脂以及抗肿瘤等多种功效[9]。
果冻是一种广受消费者欢迎的休闲零食[10],在市面上的果冻制品大多不含果汁,其中还添加各种色素、添加剂、防腐剂等[11]。这类果冻制品的营养价值较低,也不具备保健功效。随着社会发展,消费者对于物质生活的要求也在不断提高,食品开始追求绿色、健康、安全。因此,研制出一种新型的健康绿色的低糖果冻产品有很大的市场需求空间。本文以石花菜为主要凝胶剂,添加山药、奶粉等其他材料丰富果冻的营养价值,对石花菜山药低糖果冻加工工艺进行试验优化,进一步分析石花菜、山药的添加量对石花菜山药低糖果冻的风味、口感及组织状态的影响,为低糖果冻的研究开发提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
山药、石花菜、魔芋粉,山西中润天成食品有限公司;全脂奶粉,恒天然商贸(上海)有限公司;赤藓糖醇、柠檬酸、氯化钾、抗坏血酸,均为食品级。
1.2 仪器
电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9240A),上海精宏实验设备有限公司;电热恒温水浴锅(DK-8B),上海精宏实验设备有限公司;冷冻干燥机(AS-LGJ-10FG),郑州宏朗设备有限公司;电磁炉(WK2102T),美的生活电器制造有限公司;冰箱,青岛海尔股份有限公司;
1.3 方法
1.3.1 工艺流程
山药汁制备→煮胶→调配→均质→灌装→水浴灭菌→冷却→成品。
1.3.2 产品工艺操作要点
(1)山药汁的制备。选取表皮完整、内里颜色洁白、无病变的新鲜山药,去除山药的表皮后,冲洗干净备用。将去皮山药切成均匀的厚片,然后将山药厚片浸入0.2%的抗坏血酸溶液中,护色15 min之后,放入沸水中煮20 min,加入一定比例的水打浆,打浆后放入冰箱中冷藏备用。
(2)石花菜琼胶的制备。将石花菜洗净,按一定的料液比置于蒸气灭菌锅提胶,过滤后经冷冻脱水得到石花菜胶。
(3)煮胶。将魔芋粉与纯净水按照一定比例混合,搅拌20 min,使魔芋粉充分溶解后,再加入石花菜胶、氯化钾,在电磁炉上一边搅拌一边加热,逐渐形成透明胶体状后停止加热。
(4)调配。将柠檬酸、赤藓糖醇等辅料与奶粉加入煮沸后的山药汁中,趁热搅拌使其溶解均匀,微微冷却后倒入混合好的胶体中,搅拌均匀即可。
(5)灌装。将混合均匀后的果冻液用过滤网过滤,过滤之后装入灭菌后的果冻杯中,用封盖机进行封口。
(6)水浴灭菌。于70 °C的水浴中保持20 min进行杀菌。
1.4 石花菜山药低糖果冻单因素试验
分别选择复合胶(石花菜胶、魔芋胶)中魔芋胶占总胶比例(6%、8%、10%、12%、14%和16%),复合胶(石花菜胶、魔芋胶)添加量(0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.6%和1.8%),山药汁、奶粉(2∶1)添加量(10%、15%、20%、25%、30%和35%),赤藓糖醇添加量(6%、7%、8%、9%、10%和11%),柠檬酸添加量(0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.6%),氯化钾添加量(0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%和0.12%)6个主要因素,采用感官评价方法进行分析,研究各因素对果冻风味、口感及组织状态的影响。
1.5 石花菜山药低糖果冻正交试验优化
按照单因素试验的结果,将复合胶(石花菜胶、魔芋胶)、山药汁、奶粉、赤藓糖醇以及氯化钾的添加量这4个因素作为正交试验的考察因素,以石花菜山药低糖果冻的感官评价得分以及理化检测结果为指标来确定果冻的最佳配方,设计正交因素与水平见表1。
1.6 产品质量评价
1.6.1 感官评定
随机选择10名有感官评价经验的同学组成评定小组对石花菜山药低糖果冻进行感官评定,参照《食品安全国家标准 果冻》(GB 19299—2015)[12],指定感官评分标准,分别从果冻的色泽、风味、口感以及组织结构这4个方面进行感官评价,最终通过求和平均法进行比较,满分100分,感官评分标准[13-15]见表2。
1.6.2 微生物指标的检测
根据《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》(GB 4789.2—2022)[16]对石花菜山药低糖果冻中的菌落总数、大肠菌群、致病菌等进行检测。
2 结果与分析
2.1 单因素试验
2.1.1 复合胶中魔芋胶所占比例对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
如果石花菜胶、魔芋粉之间的比例恰当,就可以发挥复合胶的协同增效作用[17]。由图1可知,当复合胶中魔芋胶所占比例为14%时,低糖果冻的感官评分结果最佳。这可能是因为这个比例的复合胶达到最佳凝胶效果,因此果冻表面细腻、质地均匀、爽滑可口,因此当复合胶中魔芋胶所占比例为14%时的石花菜山药低糖果冻的组织状态最佳。
2.1.2 复合胶的添加量对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
复合胶的添加量会影响果冻的弹性、咀嚼性以及硬度等。由图2可知,当复合胶的添加量大于1.0%时,果冻的感官评分就开始降低。这可能是因为当复合胶的添加量增加到一定程度后,果冻的硬度变大,导致果冻的弹性降低,继而降低了果冻的口感,从而影响果冻整体的品质。因此当复合胶的添加量在1.0%时石花菜山药低糖果冻的组织状态最佳。
2.1.3 山药汁、奶粉添加量对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
山药汁与奶粉的添加量不仅会影响果冻的风味以及口感,还会影响果冻的色泽与组织状态。当山药汁、奶粉的添加量较少时,果冻中水分含量偏大,导致果冻的山药风味较淡,奶味不足,果冻的色泽也较差,影响果冻的感官评分。由图3可知,随着山药汁、奶粉的添加量增加,果冻整体的感官评分先升高后降低,当山药汁、奶粉的添加量为25%时,石花菜山药低糖果冻的感官评分达到峰值。
2.1.4 赤藓糖醇添加量对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
赤藓糖醇的水合作用不仅影响果冻的凝胶性能,对果冻的透明度也有着一定的影响[18]。由图4可知,随着赤藓糖醇添加量的不断变化,果冻的酸甜风味也在发生变化,当赤藓糖醇的添加量为8%时,低糖果冻的感官评分最高。当赤藓糖醇的添加量继续增加后,果冻的口感就过于甜腻,酸味偏淡;而当赤藓糖醇的添加量低于8%时,果冻的甜味不足,从而导致果冻酸味过重,影响整体口感。因此当赤藓糖醇的添加量在8%时的石花菜山药低糖果冻的甜度最佳。
2.1.5 柠檬酸添加量对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
柠檬酸影响果冻的稳定性,在酸性条件下,复合胶易受热水解,从而降低果冻的凝胶程度[19]。由图5可知,当柠檬酸添加量为0.1%时,果冻的酸度适中,口感最佳。当柠檬酸的添加量过多时,果冻的风味偏酸,果冻整体的凝胶硬度较差,从而影响果冻的感官评分。因此当柠檬酸添加量在0.1%时石花菜山药低糖果冻的风味最佳。
2.1.6 氯化钾添加量对石花菜山药低糖果冻感官评分的影响
在调配果冻的过程中,氯化钾可以提高复合胶的凝胶性能,可以减少复合胶的添加量,提升果冻的口感[20]。由图6可知,当氯化钾添加量为0.06%时,果冻的感官评分最高。当氯化钾添加量超过0.06%时,果冻的弹性下降、咀嚼性变差,风味较差、感官评分下降。可能是因为氯化钾添加量变大后,果冻中增加了大量的钾离子,从而中和了复合胶所带的负电荷,降低了复合胶之间的斥力,导致果冻弹性下降。因此当氯化钾添加量为0.06%时石花菜山药低糖果冻的组织状态最佳。
2.2 正交试验优化
由表3可知,对果冻品质影响最大的因素为复合胶的添加量,其次分别为山药汁和奶粉的添加量、氯化钾的添加量、赤藓糖醇添加量,即A>B>D>C,根据K值得到石花菜山药低糖果冻的最优组合为A2B2C3D1与A2B2C3D3,又因氯化钾为食品添加剂,考虑到本试验研究目标为营养保健的低糖果冻,因此选择最优组合为A2B2C3D1,即复合胶(魔芋胶占比为14%)添加量为1.0%,山药汁、奶粉(山药汁∶奶粉=2∶1)添加量为25%,赤藓糖醇添加量为8%,柠檬酸添加量为0.1%,氯化钾添加量为0.02%。
2.3 验证试验
根据最优配方参数,重复3次试验,最终得出石花菜山药低糖果冻的感官评分是93.3分,分数略高于正交试验最优组合试验组5号,而且得到的果冻色泽明亮,口感细腻,弹性十足,有着山药独特的风味,奶味充足,感官品质最佳。
2.4 产品品质鉴定
2.4.1 感官检测
色泽:呈山药的乳白色;风味:酸甜适中,风味浓郁,山药味与奶味十足;口感:富有弹性、咀嚼性优良;组织状态:质地细腻、无气泡。
2.4.2 微生物检测
果冻中菌落总数≤100个/g;大肠菌群≤3个/100 g;没有检测到致病菌。
3 结论与讨论
综上,得到石花菜山药低糖果冻的最优配方为复合胶(魔芋胶占比为14%)添加量为1.0%,山药汁、奶粉(山药汁∶奶粉=2∶1)添加量为25%,赤藓糖醇添加量为8%,柠檬酸添加量为0.1%,氯化钾添加量为0.02%。根据此配方制作的低糖果冻色泽诱人、酸甜可口、风味独特、入口细腻、富有弹性。本试验以石花菜、山药等原材料制备低糖果冻,其中并未添加任何添加剂,较好地保留了原料的风味,充分利用了原材料的营养成分。与其他市售果冻相比,该果冻营养价值丰富,具有一定的保健功能,符合当下食品发展的趋势,市场前景广阔。本试验为开发营养价值丰富、保健养生的果冻提供了新思路,有着广阔的市场开发前景。