復(fù)合增稠劑對(duì)紅棗蘆薈低糖果醬品質(zhì)的影響

林志榮

(中華全國(guó)供銷合作總社管理干部學(xué)院，北京 100032)

目前中國(guó)市場(chǎng)上的果醬大多采用單一果蔬制成，風(fēng)味單調(diào)且過(guò)于甜膩(含糖量高，通常在60%～65%)，長(zhǎng)期食用不利于人體健康。低糖復(fù)合果醬含糖量在25%～45%，具有低糖低熱量的特點(diǎn)，且低糖醬體中水分所受到的約束力小，熬煮時(shí)間縮短，因此營(yíng)養(yǎng)和香氣保存較好，深受消費(fèi)者的青睞[1]。隨著果醬深加工行業(yè)的不斷發(fā)展，開(kāi)發(fā)低糖型、多風(fēng)味、高營(yíng)養(yǎng)的果醬是國(guó)內(nèi)外果醬消費(fèi)市場(chǎng)共同的發(fā)展趨勢(shì)。

蘆薈含有蒽醌類衍生物、蘆薈多糖、蘆薈酊和有機(jī)酸等成分，具有抗病毒、增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)血糖等藥理作用[2]。研究[3-4]表明，蘆薈大黃素可通過(guò)線粒體死亡途徑誘導(dǎo)多種腫瘤細(xì)胞凋亡。目前，蘆薈在食品行業(yè)中主要用于乳制品、飲料和果凍，用于果醬深加工鮮有報(bào)道。

紅棗營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，被《黃帝內(nèi)經(jīng)》列為最具有價(jià)值的“五果”之一，其含有豐富的多糖、多酚、有機(jī)酸和皂苷等活性成分，具有抗炎、抗腫瘤、降血脂、保護(hù)肝臟、增強(qiáng)免疫力等多種功效[5-6]。耿楠等[7]選用紅棗和山楂為原料研制低糖果醬，馬雪玲等[8]用紅棗、山楂和南瓜制作低糖果醬，這些果醬口感細(xì)膩，營(yíng)養(yǎng)豐富，果香濃郁，但由于含糖量低難以形成高甲氧基果膠，普遍存在醬體凝膠性差、易析水等問(wèn)題，不利于后期的貯藏和銷售。

研究擬以紅棗和蘆薈鮮葉為主要原料制備紅棗蘆薈低糖果醬，選用CMC-Na和瓊脂為復(fù)合增稠劑，研究復(fù)合增稠劑在不同保藏時(shí)間下對(duì)紅棗蘆薈低糖果醬質(zhì)構(gòu)性質(zhì)和感官品質(zhì)的影響，并通過(guò)正交試驗(yàn)和流變性檢測(cè)優(yōu)化果醬配方，以期為紅棗蘆薈低糖復(fù)合果醬工業(yè)化生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

干紅棗、中國(guó)蘆薈葉、白砂糖：市售；

CMC-Na、瓊脂、海藻酸鈉、抗壞血酸：食品級(jí)，上海申光化學(xué)品有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

打漿機(jī)：JYL-B500型，九陽(yáng)股份有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-6型，江蘇科析儀器有限公司；

糖度計(jì)：RHB32型，山東恒美電子科技有限公司；

色差儀：RS-232C型，柯尼卡美能達(dá)公司；

流變儀：AR1000型，英國(guó)TA公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：RE-52A型，上海亞榮生化儀器廠；

黏度計(jì)：NDJ-8S數(shù)字式，維德(寧波)儀器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6020型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；

電烤箱：MG38MD-ADRF型，美的集團(tuán)股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

(1) 蘆薈漿制備：將蘆薈鮮葉洗凈，沸水熱燙5 min，去皮，果肉切塊，按料液比1∶2 (g/mL)添加0.2%抗壞血酸溶液，打漿3 min，得到蘆薈漿液[9]。

(2) 紅棗漿制備：將紅棗洗凈，清水浸泡8～12 h，使紅棗吸水膨脹。在100 ℃蒸汽中軟化15 min，去皮去核，按料水比1∶2 (g/mL)打漿3 min，得到紅棗漿液。

(3) 增稠劑調(diào)配：將增稠劑和少量白砂糖混勻溶于70 ℃的熱水中，備用。

(4) 紅棗蘆薈果醬制備：紅棗漿和蘆薈漿按比例混合均勻，真空濃縮(真空度85～95 kPa，溫度40～50 ℃)至固形物含量30%以下，再依次添加一定配比的增稠劑溶液和白砂糖，25 MPa下均質(zhì)1次，降至室溫，得到紅棗蘆薈低糖果醬成品[10]。

1.3.3 果醬增稠劑的確定

(1) 單一增稠劑的選擇：稱取300 g紅棗蘆薈混合漿，分別將瓊脂、海藻酸鈉和CMC-Na 3種食品膠添加到混合漿中作增稠劑，根據(jù)黏度、凝膠強(qiáng)度和感官評(píng)分值選擇較為適宜的兩種食品膠作為復(fù)合增稠劑[11-12]。

(2) 復(fù)合增稠劑配比確定：選擇CMC-Na和瓊脂2種膠體作復(fù)合增稠劑，稱取300 g紅棗蘆薈混合漿，分別添加不同配比的復(fù)合增稠劑，根據(jù)黏度、凝膠強(qiáng)度和感官評(píng)分值選擇CMC-Na和瓊脂合適配比。

1.3.4 果醬配方正交試驗(yàn)設(shè)計(jì) 在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取紅棗漿和蘆薈漿配比、白砂糖添加量和復(fù)合增稠劑(mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3)添加量為影響紅棗蘆薈低糖果醬品質(zhì)的主要因素，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過(guò)感官評(píng)分值選出最佳配方。正交試驗(yàn)因素與水平見(jiàn)表1。

表1 果醬配方優(yōu)化正交試驗(yàn)因素與水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment of jam formula optimization

1.3.5 黏度測(cè)定 使用NDJ-8S數(shù)字式黏度計(jì)測(cè)定。保持樣品溫度在20 ℃左右，轉(zhuǎn)速為12 r/min，測(cè)定時(shí)間為5 min。

1.3.6 果醬質(zhì)構(gòu)測(cè)定 果醬的質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定模式設(shè)定為凝膠模式，測(cè)定添加不同種類和濃度增稠劑的果醬凝膠強(qiáng)度值。測(cè)定條件：選用 P 0.5 型探頭，測(cè)前速度2 mm/s，測(cè)試速度2 mm/s，觸發(fā)力Auto-0.049 N，探頭下壓距離10 mm。

1.3.7 果醬流變性測(cè)定 挑選復(fù)合增稠劑優(yōu)化試驗(yàn)組中感官評(píng)分較高的5組樣品進(jìn)行流變性質(zhì)檢測(cè)。平板間距1 mm，剪切速率0～200 s-1，測(cè)定25 ℃下果醬的黏度與剪切應(yīng)力隨剪切速率的變化曲線，采用Herschel-Bulkley方程[式(1)]對(duì)剪切應(yīng)力隨剪切速率變化的流變曲線進(jìn)行模型擬合[13-16]。

τ=Kγn+τ0，

(1)

式中：

τ——剪切應(yīng)力，Pa；

τ0——屈服應(yīng)力，Pa；

K——稠度系數(shù)，Pa·sn；

γ——剪切速率，s-1；

n——流動(dòng)特征指數(shù)。

1.3.8 感官評(píng)價(jià) 隨機(jī)挑選10位經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的食品專業(yè)人員，從果醬的組織狀態(tài)、色澤、口感和味道4個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分，結(jié)果取平均值。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 紅棗蘆薈果醬感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The standards of sensory score evaluation on red jujube and aloe jam

1.4 理化指標(biāo)檢測(cè)

1.4.1 保水性 準(zhǔn)確稱取紅棗蘆薈低糖果醬成品10～15 g，置于真空干燥箱中，約30 ℃放置4 h后稱重[17]。按式(2)計(jì)算果醬保水性。

(2)

式中：

HWC——果醬保水性，%；

G1——果醬真空放置后質(zhì)量，g；

G2——果醬烘箱干燥后質(zhì)量，g；

G3——果醬樣品質(zhì)量，g。

1.4.2 脫水收縮率 選用直徑為60 mm的餅干，將果醬均勻地涂在餅干表面，果醬直徑為40 mm，厚度為10 mm，烤箱溫度約為170 ℃，一般選擇烤箱中間的位置進(jìn)行高溫加熱。相對(duì)焙烤穩(wěn)定性(BRS)和相對(duì)形成穩(wěn)定性(FRS)由加熱后果醬的內(nèi)徑和外徑測(cè)得。

(3)

(4)

SD=FRS-BRS，

(5)

式中：

BRS——相對(duì)焙烤穩(wěn)定性，%；

FRS——相對(duì)形成穩(wěn)定性，%；

x——高溫加熱后果醬的外徑，mm；

y——高溫加熱后果醬的內(nèi)徑，mm;

SD——脫水收縮率，%。

當(dāng)BRS

1.4.3 色差 取一定量果醬于透明平板上，將果醬均勻鋪平，進(jìn)行測(cè)定時(shí)，先進(jìn)行白板校正，再用黑板校正，對(duì)果醬不同位置進(jìn)行測(cè)定，并記錄果醬亮度L*的變化，+表示偏亮，-表示偏暗[20-21]。

1.4.4 可溶性固形物含量 按GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗(yàn)方法》執(zhí)行。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.1軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差并制圖，試驗(yàn)數(shù)據(jù)以3次重復(fù)的“均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。通過(guò)正交助手ⅡV 3.1軟件對(duì)果醬配方進(jìn)行優(yōu)化。

2 結(jié)果與分析

2.1 增稠劑的篩選試驗(yàn)

2.1.1 單一增稠劑對(duì)低糖果醬的影響 由表3可知，CMC-Na、海藻酸鈉和瓊脂3種增稠劑對(duì)紅棗蘆薈低糖果醬的凝膠強(qiáng)度、黏度和感官評(píng)價(jià)值都有較大的影響。CMC-Na添加量增加，果醬黏度逐漸上升，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)黏度值為20～23 Pa·s時(shí)，果醬易于涂抹，感官評(píng)價(jià)值較高。CMC-Na的添加使得分子間的纏結(jié)作用增強(qiáng)，體系更加穩(wěn)定，但果醬凝膠性一般，當(dāng)CMC-Na添加量為0.2%～0.3%時(shí)，紅棗蘆薈果醬涂抹性好，但凝膠效果較差，醬體易流散；當(dāng)CMC-Na添加量為0.4%～0.5%時(shí)，果醬仍存在輕微流散現(xiàn)象，形成的凝膠穩(wěn)定性不強(qiáng)。瓊脂常用于食品中作為膠凝劑、增稠劑，增加食品黏度，賦予食品黏滑而富有彈性的口感。添加瓊脂后，紅棗蘆薈果醬的凝膠強(qiáng)度和黏度均明顯提高，析水量減少，但是感官評(píng)價(jià)值先增加后降低，主要是由于瓊脂用量加大后，果醬的凝膠硬度明顯增加，呈現(xiàn)板結(jié)狀況，流動(dòng)性差，較難涂抹。海藻酸鈉能提高紅棗蘆薈果醬黏度和凝膠強(qiáng)度，但改善程度并不大，果醬黏度偏低，凝膠效果差，易流散，引起此現(xiàn)象的原因可能是紅棗蘆薈低糖果醬中可溶性固形物含量較低，使海藻酸鈉作為增稠劑不能達(dá)到理想的效果。

表3 增稠劑種類和添加量對(duì)果醬性質(zhì)的影響Table 3 The effect of thickening agents variety and the addition on sensory evaluating and texture properties

3種增稠劑單一使用過(guò)程中，海藻酸鈉使紅棗蘆薈低糖果醬的黏度和凝膠強(qiáng)度較低，導(dǎo)致果醬有水分析出，影響了感官品質(zhì)；CMC-Na能提高果醬黏度，但維持凝膠性能一般，果醬易流散；瓊脂能迅速提高果醬的凝膠強(qiáng)度，但改善果醬黏度效果一般。由此可知，單一增稠劑并不能保證低糖果醬的質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)，因此，選擇CMC-Na和瓊脂作為復(fù)合增稠劑。

2.1.2 復(fù)合增稠劑對(duì)果醬性質(zhì)的影響 由表4可知，隨著添加量增大添加不同配比的復(fù)合增稠劑的果醬的凝膠強(qiáng)度和黏度增大；mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6和5∶5時(shí)，貯藏90 d果醬的凝膠強(qiáng)度比0 d時(shí)增大，黏度降低，但當(dāng)mCMC-Na∶m瓊脂繼續(xù)增大到6∶4及以上時(shí)，貯藏90 d的與0 d的果醬相比，其凝膠強(qiáng)度和黏度無(wú)顯著變化。因此，當(dāng)mCMC-Na∶m瓊脂達(dá)到6∶4及以上時(shí)，果醬在保存過(guò)程中，其質(zhì)構(gòu)性質(zhì)保持穩(wěn)定。

由表4還可知，當(dāng)mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6，5∶5，6∶4時(shí)，隨著增稠劑添加量增大，果醬感官評(píng)價(jià)值先增大后減小，但當(dāng)mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時(shí)，果醬的感官評(píng)價(jià)值穩(wěn)步增大，說(shuō)明復(fù)合增稠劑配比對(duì)果醬的組織狀態(tài)有重要影響，既解決了低糖果醬凝膠性差，水分易析出問(wèn)題，同時(shí)也能降低瓊脂單一使用時(shí)出現(xiàn)的醬體板結(jié)。延長(zhǎng)貯藏時(shí)間，mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6～6∶4時(shí)，貯藏90 d果醬的感官評(píng)分比0 d時(shí)降低；mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時(shí)，果醬感官評(píng)價(jià)值略微降低，但不顯著，說(shuō)明果醬在此比例時(shí)，組織狀態(tài)良好，保藏時(shí)間長(zhǎng)。

表4 復(fù)合增稠劑配比和儲(chǔ)藏時(shí)間對(duì)果醬質(zhì)構(gòu)和感官的影響Table 4 The effect of composite thickening agents ratio and storage time on texture and sensory properties

綜上所述，在90 d的貯藏期內(nèi)，復(fù)合增稠劑可以保持果醬的凝膠強(qiáng)度、黏度和感官評(píng)價(jià)值，且在mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時(shí)，貯藏30 d和90 d的果醬凝膠強(qiáng)度、黏度以及感官評(píng)價(jià)值與新鮮果醬相比無(wú)明顯差異，所以，確定mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3為最優(yōu)復(fù)合增稠劑配比。

2.2 紅棗蘆薈低糖果醬配方優(yōu)化

2.2.1 正交試驗(yàn)優(yōu)化 在單因素基礎(chǔ)上，以感官綜合評(píng)價(jià)為指標(biāo)，選取紅棗漿和蘆薈漿體積比、白砂糖添加量和復(fù)合增稠劑(mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3)添加量為影響紅棗蘆薈低糖果醬品質(zhì)的主要因素，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果與分析見(jiàn)表5。

由表5可知，影響感官評(píng)價(jià)因素大小順序?yàn)锳>B>C，最優(yōu)組合為A1B2C1。在此條件下，做3次平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，感官評(píng)分值為90分，說(shuō)明此配方最佳，即紅棗漿和蘆薈漿配比(V紅棗漿∶V蘆薈漿)為5∶5，白砂糖添加量為18%，復(fù)合增稠劑添加量為0.4%。

表5 果醬配方優(yōu)化正交試驗(yàn)結(jié)果與分析Table 5 Results and analysis of orthogonal experiment for jam formula optimization

2.2.2 流變性研究 挑選紅棗蘆薈低糖果醬正交優(yōu)化試驗(yàn)組中感官評(píng)分較高的樣品1、2、3、8和最佳樣(即添加最佳增稠劑A1B2C1的樣品)進(jìn)行流變性質(zhì)檢測(cè)。由圖1可知，5組復(fù)配增稠劑體系表觀黏度隨剪切速率的增加而降低，表現(xiàn)為非牛頓流體的剪切稀化行為，此類流體在受到咀嚼剪切作用時(shí)，黏度降低，在咽下的過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生黏膩感，且有滑爽的口感。果醬的黏稠度隨剪切速率增加而降低，是因?yàn)殡S著剪切速率的增大，膠體分子間在剪切場(chǎng)中逐漸解纏并取向所致。

圖1 25 ℃紅棗蘆薈果醬的剪切速率與黏度、剪切力的流變曲線Figure 1 Rheological curve of shear rate, viscosity and shear stress of red jujube and aloe jam at 25 ℃

利用Herschel-Bulkley模型對(duì)果醬剪切應(yīng)力—剪切速率的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行回歸擬合(表6)。結(jié)果表明，Herschel-Bulkley模型可以很好地?cái)M合果醬的流動(dòng)曲線，其中R2>0.99，5組增稠劑體系的流動(dòng)指數(shù)0

流動(dòng)指數(shù)n值偏離1越遠(yuǎn)，剪切稀化程度越大，在食品加工中，剪切稀化現(xiàn)象有利于流體食品的輸送，從而降低機(jī)器運(yùn)作過(guò)程中機(jī)械能損失，降低能耗。流體稠度K值越大，黏稠度就越大，黏稠性較大的果醬體系，流動(dòng)性和觸變面積較小，有助于形成相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。由表6可知，5組增稠劑體系中最佳樣的剪切稀化程度和黏度都是最大的，該體系結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，生產(chǎn)耗能也較低。

表6 果醬流體類型Herschel-Bulkley方程擬合參數(shù)Table 6 Fitting parameters of Herschel-Bulkley equation for fluid type of jam

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官指標(biāo) 紅棗蘆薈低糖果醬呈棕紅色，顏色鮮亮，滋味甜中略帶苦，兼有鮮蘆薈和紅棗風(fēng)味；醬體均勻細(xì)膩，凝膠性好，無(wú)分層析水現(xiàn)象。

2.3.2 理化指標(biāo) 試驗(yàn)制得的紅棗蘆薈低糖果醬理化指標(biāo)與市面上的番茄果醬進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表7。

果醬的保水性是評(píng)價(jià)果醬質(zhì)量的一個(gè)比較重要的因素，如果果醬的保水性太差，水分容易散發(fā)，果醬萎縮、塌陷。由表7可知，紅棗蘆薈低糖果醬在保水性和脫水收縮率方面相比市面上的番茄果醬更具優(yōu)勢(shì)，但是在色澤方面稍顯劣勢(shì)，果醬褐變程度比市面上的番茄果醬高，主要是蘆薈在去皮、切塊或打漿的過(guò)程中蒽醌和多酚類物質(zhì)極易發(fā)生褐變反應(yīng)，影響產(chǎn)品色澤。同時(shí)由于紅棗蘆薈果醬屬于低糖果醬，其可溶性固形物含量較低，為(25.20±0.82)%，是一款健康、綠色、營(yíng)養(yǎng)美味的低糖果醬。

表7 對(duì)照試驗(yàn)結(jié)果Table 7 The contrast test results (n=3)

3 結(jié)論

探討了復(fù)合增稠劑對(duì)紅棗蘆薈低糖果醬穩(wěn)定性的影響，結(jié)果表明復(fù)合增稠劑中CMC-Na和瓊脂配比(mCMC-Na∶m瓊脂)為7∶3時(shí)，新鮮果醬和保藏90 d果醬的硬度和黏度無(wú)明顯差異，且果醬細(xì)膩均勻，組織緩慢流動(dòng)，無(wú)汁液析出，無(wú)板結(jié)；果醬最優(yōu)工藝參數(shù)：紅棗漿和蘆薈漿配比(V紅棗漿∶V蘆薈漿)為5∶5，白砂糖添加量18%，復(fù)合增稠劑添加量0.4%。對(duì)果醬進(jìn)行理化檢測(cè)，其保水性能達(dá)到(51.31±1.23)%，可溶性固形物含量為(25.20±0.82)%。研制得到的果醬為假塑性流體，口感風(fēng)味俱佳，感官評(píng)分90。

但低糖果醬在含糖量較低的情況下，貯藏期較短，長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中易出現(xiàn)變質(zhì)分層，后續(xù)將對(duì)紅棗蘆薈低糖果醬的貯藏穩(wěn)定性開(kāi)展相關(guān)研究。