響應(yīng)面優(yōu)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

摘 要：采用響應(yīng)面法優(yōu)化軟棗獼猴桃低糖茶果凍工藝，通過(guò)單因素試驗(yàn)優(yōu)化對(duì)果凍成型和口味影響較大的復(fù)合膠配比、糖添加量、酸添加量以及茶水配比，并利用Box-Behnken法進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)試驗(yàn)，確定出最優(yōu)配方參數(shù)，即水∶茶配比為40∶1，赤蘚糖醇添加量15%，魔芋膠∶卡拉膠的配比2∶1，軟棗獼猴桃添加量為15%，檸檬酸添加量0.05%。在此優(yōu)化工藝條件下研制的果凍質(zhì)地均勻，入口爽滑，具有軟棗獼猴桃和烏龍茶的獨(dú)特風(fēng)味，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

關(guān)鍵詞：軟棗獼猴桃;赤蘚糖醇;烏龍茶;果凍;響應(yīng)面法

Optimization of Actinidia arguta Low-Sugar Tea Jelly Process by Response Surface Methodology

TANG Ling1， LIU Xiaoping1， WU Jiayong1， LIU Bo2， LIU Yangyang1*

（1.School of Public Health， Shenyang Medical College， Shenyang 110034， China; 2.Shenyang Customs District of Peoples Republic of China， Shenyang 110179， China）

Abstract： Response surface methodology was used to optimize Actinidia arguta low-sugar tea jelly process. The compound gum ratio， sugar addition， acid addition and the ratio of tea， which have a large influence on the jelly molding and taste， were optimized by single-factor test. The Box-Behnken method was used to carry out the response surface optimization design experiment， and the optimal formula parameters were determined， namely， the proportion of water∶tea was 40∶1， the amount of erythritol added was 15%， the proportion of konjac gum∶carrageenan was 2∶1. The addition of soft jujube kiwifruit was 15%， and the addition of citric acid was 0.05%. The jelly was prepared under this optimized condition had a uniform texture， smooth entrance， and had the unique flavor of soft date kiwifruit and oolong tea， which had a broad market prospect.

Keywords： Actinidia arguta; erythritol; oolong tea; jelly; response surface methodology

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(jīng)溶膠、調(diào)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(shí)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(yù)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(wěn)定性、甜味協(xié)調(diào)、零熱值[7]、無(wú)致齲齒性、不會(huì)引起血糖升高以及高耐受性等特性[8]。

茶果凍符合當(dāng)今果凍市場(chǎng)的銷售熱點(diǎn)，加以低糖配方，可以使本產(chǎn)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(yīng)面分析法優(yōu)化軟棗獼猴桃低糖茶果凍的加工配方，既可以滿足當(dāng)今市場(chǎng)對(duì)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(xué)儀器（北京）有限公司;C22-LX83型電磁灶：杭州九陽(yáng)生活電器有限公司;高壓滅菌鍋。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果凍的生產(chǎn)工藝流程

果凍的制備工藝流程見圖1。

1.2.2 操作要點(diǎn)

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)確定了該產(chǎn)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(zhì)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(wú)蟲害的果實(shí)，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(hù)色，備用[13]。

稱取適量的茶葉，熱水漂燙后過(guò)濾，再加入沸水浸泡10 min，取上清液過(guò)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(fā)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(shí)加入赤蘚糖醇、檸檬酸、山梨酸鉀，保持?jǐn)嚢?～5 min至混合物澄清透亮。

將熬煮好的混合物進(jìn)行過(guò)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(yàn)

通過(guò)預(yù)試驗(yàn)（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(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，將復(fù)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(gè)因素固定，改變另一個(gè)因素，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，對(duì)果凍進(jìn)行感官評(píng)分，確定單因素的最佳值。

1.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用Box-Behnken模型，對(duì)茶水配比（A）、赤蘚糖醇添加量（B）、復(fù)合膠配比（C）、檸檬酸添加量（D）4個(gè)因素進(jìn)行響應(yīng)曲面試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)感官評(píng)價(jià)（Y）為響應(yīng)值，通過(guò)Design-Expert 8.0.6軟件設(shè)計(jì)分析，響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平見表1，優(yōu)化軟棗獼猴桃低糖茶果凍工藝。

1.2.5 感官評(píng)價(jià)

由10名專業(yè)人員組成評(píng)價(jià)小組，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。對(duì)果凍的色澤、口感、風(fēng)味及組織形態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)分[10]，產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 茶水配比對(duì)果凍品質(zhì)的影響

烏龍茶主要對(duì)果凍的色澤和風(fēng)味產(chǎn)生影響，過(guò)濃或過(guò)淡都會(huì)導(dǎo)致果凍的色澤不夠美觀，香氣不夠宜人。水∶茶為20∶1時(shí)，茶味過(guò)濃，有苦味，風(fēng)味較差且顏色過(guò)深，影響食欲;水∶茶為30∶1時(shí)，苦味有所改善，但風(fēng)味仍然不佳，感官評(píng)分較低;水∶茶為50∶1和60∶1時(shí)，茶味較淡，甚至無(wú)茶味，且色澤較暗偏黃;水∶茶為40∶1時(shí)，有烏龍茶的茶香，酸甜適宜，風(fēng)味獨(dú)特，感官評(píng)分最高，故以其為中心值，并圍繞該值選擇自變量范圍進(jìn)行Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)，具體感官評(píng)分見圖2。

2.1.2 赤蘚糖醇添加量對(duì)果凍品質(zhì)的影響

赤蘚糖醇的水合作用會(huì)對(duì)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(shí)，感官評(píng)分較低，果凍口感略澀，微酸，風(fēng)味較差;添加量16%時(shí)果凍整體過(guò)甜，風(fēng)味單一;添加量17%時(shí)，甜味完全掩蓋了其他風(fēng)味;赤蘚糖醇添加量為15%時(shí)，酸甜適宜，有茶香也有甜味，感官評(píng)分最高，故以其為中心值，并圍繞該值選擇自變量范圍進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.1.3 復(fù)合膠配比對(duì)果凍品質(zhì)的影響

在果凍的制作過(guò)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(yīng)用時(shí)多將其與其他膠體復(fù)配使用，可以達(dá)到協(xié)同效果，增加膠體的性能[12]?？ɡz與魔芋膠復(fù)配使用之后，可生產(chǎn)出富有彈性和優(yōu)良咀嚼感的產(chǎn)品[13]。分析魔芋膠與卡拉膠的性質(zhì)可知，當(dāng)魔芋膠高于卡拉膠時(shí)果凍彈性較大，當(dāng)卡拉膠高于魔芋膠時(shí)果凍脆性較大。由圖4可知，魔芋膠∶卡拉膠的最優(yōu)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(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)。

2.1.4 檸檬酸添加量對(duì)果凍品質(zhì)的影響

檸檬酸的添加量對(duì)果凍膠體的穩(wěn)定性影響較大，酸性條件下，卡拉膠組成物易受熱水解，進(jìn)而降低膠體的凝膠性能，同時(shí)，對(duì)果凍風(fēng)味的影響也較為顯著，過(guò)酸過(guò)甜都會(huì)導(dǎo)致果凍的口感下降[14]。檸檬酸添加量0.03%和0.04%時(shí)對(duì)果凍品質(zhì)的影響無(wú)太大變化，但風(fēng)味較為一般，果凍風(fēng)味不夠豐富，赤蘚糖醇的甜味較濃;添加量0.06%和0.07%時(shí)，果凍酸味較濃，掩蓋了赤蘚糖醇的甜;檸檬酸添加量0.05%時(shí)酸甜可口，感官評(píng)分最高，具體感官評(píng)分見圖5。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

響應(yīng)面結(jié)果見表3。利用響應(yīng)面法對(duì)表2結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合分析，獲得茶果凍的感官評(píng)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-4.87A2-3.49B2-11.23C 2-4.78D2。

由表4可知，模型P<0.000 1，達(dá)到了極顯著的水平，且失擬項(xiàng)P=0.521 8>0.05，不顯著，說(shuō)明模型擬合程度良好。模型校正系數(shù)R=0.998 1，模型修正系數(shù)Radj=0.996 2，說(shuō)明試驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值較為接近，響應(yīng)值與因素之間建立的響應(yīng)值可靠，該模型可用于對(duì)軟棗獼猴桃低糖茶果凍響應(yīng)面交互以及優(yōu)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(gè)因素對(duì)感官評(píng)分的影響大小排列順序?yàn)锽（赤蘚糖醇添加量）>A（水∶茶）>C（魔芋膠∶卡拉膠）>D（檸檬酸添加量）。

2.2.2 果凍生產(chǎn)工藝參數(shù)的驗(yàn)證

軟件得出的最優(yōu)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(píng)分為92.648 2分。結(jié)合實(shí)際，便于稱量計(jì)算將最優(yōu)配方設(shè)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(jìn)行3次平行試驗(yàn)，得到感官評(píng)分平均值為92.3分，與預(yù)測(cè)的評(píng)分相近，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

3 結(jié)論

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)響應(yīng)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(zhì)地均勻，軟硬適宜，口感爽滑，酸甜適當(dāng)，茶香沁人心脾，還有軟棗獼猴桃獨(dú)特的果香。

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