黃精軟糖的制備及其工藝優(yōu)化

摘要：以明膠添加量、黃精漿添加量、白砂糖添加量及蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例進(jìn)行單因素試驗(yàn)，綜合感官評(píng)價(jià)為考察指標(biāo)，確定黃精（Polygonatum sibiricum）軟糖相關(guān)加工參數(shù)，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合Box-Behnken響應(yīng)面法設(shè)計(jì)三因素三水平進(jìn)行17組處理，優(yōu)化黃精軟糖加工工藝。結(jié)果表明，黃精軟糖的最佳制備條件為明膠添加量3.00%、黃精漿添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%、蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例1∶2，此時(shí)感官評(píng)分最高為86.69分，與理論值接近。該工藝配方條件下制備的黃精軟糖具有獨(dú)特的黃精風(fēng)味，酸甜適宜，金黃透亮，彈性和咀嚼度最佳，并保留了黃精較多的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，為黃精功能性軟糖的開(kāi)發(fā)提供新思路。

關(guān)鍵詞：黃精（Polygonatum sibiricum）；軟糖；單因素；響應(yīng)面法；制備工藝

中圖分類(lèi)號(hào)：TS246.56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2024）10-0131-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.024 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Abstract： The single factor experiments were conducted with the addition of gelatin， Polygonatum sibiricum pulp， white granulated sugar and malic acid-citric acid ratio. The processing parameters of Polygonatum sibiricum soft candy were determined by sensory evaluation. Based on the single factor experiments， Box-Behnken response surface methodology was used to design 17 groups of treatments with three factors and three levels to optimize the processing technology of Polygonatum sibiricum soft candy. The results showed that the optimum preparation condition of Polygonatum sibiricum soft candy was as follows： the addition of gelatin was 3.00%， Polygonatum sibiricum pulp was 30.00%， white granulated sugar was 15.00% and malic acid-citric acid ratio was 1∶2. Under this condition， the highest sensory score was 86.69 points， which was close to the theoretical value. The Polygonatum sibiricum soft candy prepared under the process formula had a unique Polygonatum sibiricum flavor， moderately sour and sweet taste， golden and bright color， good elasticity and chewability， and retained more nutritional value of Polygonatum sibiricum， providing a new idea for the development of functional soft candy of Polygonatum sibiricum.

Key words： Polygonatum sibiricum；soft candy；single factor；response surface methodology；preparation process

黃精為多年生百合科黃精屬植物黃精（Polygonatum sibiricum）的干燥根莖，其藥食同源歷史悠久，早在《名醫(yī)別錄》《神農(nóng)本草經(jīng)》《本草綱目》《食療本草》等古籍中均有記載，且2002年已被衛(wèi)生部確定為藥食同源類(lèi)中藥材［1，2］?，F(xiàn)代研究表明黃精富含多糖、皂苷、生物堿、黃酮、蒽醌類(lèi)、揮發(fā)性物質(zhì)、植物甾醇、木脂素以及多種人體所需的氨基酸等物質(zhì)，具有抗衰老、降血糖、降血脂、保護(hù)腎臟、抗阿爾茲海默癥及調(diào)節(jié)免疫等作用［3-6］。黃精作為補(bǔ)益的食療佳品［7，8］，入口甘甜滋潤(rùn)且具有獨(dú)特香氣，廣泛用于保健食品和藥膳的開(kāi)發(fā)利用［9］，目前已有黃精酸奶［10］、黃精飲料［11］、黃精酒［12］等相關(guān)產(chǎn)品的研究，宋藝君等［13］對(duì)黃精進(jìn)行煎煮，得到藥液經(jīng)RX60干酵母發(fā)酵生產(chǎn)黃精果酒；袁林祥等［14］以黃精提取液為主要原料研制一款復(fù)合飲料，迎合了人們對(duì)飲品高營(yíng)養(yǎng)的需求。

軟糖是一種或多種凝膠劑制成的半堅(jiān)固糖果，作為低熱值糖果其甜度較低，較大程度保留風(fēng)味。近年來(lái)將藥食同源中藥材制成具有一定保健功能的軟糖已成為研究的新熱點(diǎn)［15，16］，如枳實(shí)軟糖［17］、杜仲軟糖［18］、連翹葉軟糖［19］等。本試驗(yàn)以新鮮黃精作為關(guān)鍵原材料制作黃精軟糖，通過(guò)感官評(píng)價(jià)和響應(yīng)面分析優(yōu)化制作工藝，探究其最佳配方，旨在豐富黃精保健市場(chǎng)和軟糖種類(lèi)的同時(shí)為黃精資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用拓展新途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃精，河南省三門(mén)峽市盧氏縣黃精基地；白砂糖，云南滇鵬糖業(yè)有限公司；明膠、卡拉膠、檸檬酸，山東佛森生物工程有限公司；蘋(píng)果酸，陽(yáng)東縣化工工業(yè)公司；食用鹽，中國(guó)鹽業(yè)股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

HH-S4型數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國(guó)宇儀器制造有限公司；賽多利斯BSA124S萬(wàn)分之一分析天平，浙江納德科學(xué)儀器有限公司；FDN型熱風(fēng)循環(huán)烘箱，蘇州王品工業(yè)烘箱設(shè)備有限公司；MR1029型破壁料理機(jī)，廣東新寶電器股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程 新鮮黃精清洗切片→蒸制→磨漿過(guò)篩→溶膠→熬糖→混合→調(diào)酸→裝模→冷藏→干燥→成品。

操作要點(diǎn)：①黃精處理。將新鮮黃精清洗后去皮去雜切片，用7%淡鹽水溶液浸泡6 h，流水清洗至無(wú)異味，放入圓氣后蒸鍋中蒸制4 h［20］。加入煮沸處理過(guò)的冷卻水進(jìn)行磨漿（黃精∶水=1∶3），冷卻濾去殘?jiān)?，得到黃精漿。②溶膠。將明膠放入燒杯中，加入10倍水浸泡4 h，在90 ℃水浴中保溫備用。③熬制。稱(chēng)取白砂糖加入適量水熬制，當(dāng)挑起糖液成黏稠狀時(shí)，將黃精和明膠液進(jìn)行混合并攪拌均勻，快速降溫至70～75 ℃時(shí)，再加入蘋(píng)果酸和檸檬酸攪拌均勻［21］。④澆模及包裝。將混合糖液迅速倒入模具，結(jié)塊成型后放入45 ℃恒溫干燥箱中烘干至含水量16%～25%。冷卻至室溫、包裝。

1.3.2 單因素試驗(yàn) 基于黃精軟糖加工工藝流程［22-24］。選取明膠添加量、黃精漿添加量、白砂糖添加量和蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。在黃精漿添加量30%、白砂糖添加量15%和蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例1∶2條件下進(jìn)行明膠添加量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的5個(gè)水平試驗(yàn)；在明膠添加量3.0%、白砂糖添加量15%和蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例1∶2條件下進(jìn)行黃精漿添加量20%、25%、30%、35%、40%的5個(gè)水平試驗(yàn)；在明膠添加量3.0%、黃精漿添加量30%和蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例1∶2條件下進(jìn)行白砂糖添加量10%、15%、20%、25%、30%的5個(gè)水平試驗(yàn)；在明膠添加量3.0%、黃精漿添加量30%和白砂糖添加量15%條件下進(jìn)行蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例0∶3、1∶2、1∶1、2∶1、 3∶0的5個(gè)水平試驗(yàn)。通過(guò)單因素試驗(yàn)初步選取每個(gè)因素的水平范圍，每次試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)平行試驗(yàn)。

1.3.3 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì) 通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)明膠添加量、黃精漿添加量、白砂糖添加量均會(huì)對(duì)黃精軟糖的感官品質(zhì)產(chǎn)生影響。以感官評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化相關(guān)工藝參數(shù)［25］，進(jìn)行三因素三水平響應(yīng)面試驗(yàn)［26］。因素與水平見(jiàn)表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2A1kEm2PWZIwkBl2FMwVGw==1.1 明膠添加量對(duì)黃精軟糖品質(zhì)的影響 明膠作為優(yōu)質(zhì)的動(dòng)物膠，在軟糖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建上具有重要作用［29］，決定了軟糖的硬度、彈性和咀嚼性等特性［30］。黃精軟糖的硬度隨著明膠添加量的增加呈顯著增長(zhǎng)趨勢(shì)，其感官評(píng)分呈先上升后下降的變化趨勢(shì)（圖1）。明膠添加量小于2.5%時(shí)，黃精軟糖質(zhì)地較軟且脫模時(shí)不易成型，其口感較差；明膠添加量大于4.0%時(shí)，黃精軟糖彈性偏差且硬度大，咀嚼性下降；當(dāng)明膠添加量為3.0%時(shí)，黃精軟糖軟硬適中且口感細(xì)膩，制得成品咀嚼性和彈性好，達(dá)到感官評(píng)分最高。

2.1.2 黃精漿添加量對(duì)黃精軟糖品質(zhì)的影響 由圖2可知，黃精漿添加量對(duì)軟糖感官評(píng)分影響呈先上升后下降的趨勢(shì)，在添加量為30%時(shí)達(dá)到最高值。黃精漿添加量為20%時(shí)，黃精軟糖中黃精特有風(fēng)味不明顯，制品特質(zhì)不顯著；當(dāng)黃精漿添加量為30%時(shí)，黃精軟糖呈金黃色，有宜人的特殊香味，較好突出制品的特色，其感官評(píng)分最高；黃精漿添加量為35%以上時(shí)，風(fēng)味過(guò)于濃郁導(dǎo)致接受度降低，評(píng)分隨之下降。

2.1.3 白砂糖添加量對(duì)黃精軟糖品質(zhì)的影響 白砂糖作為甜味料和軟糖凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的填充劑，對(duì)軟糖的口感和組織狀態(tài)有著重要影響［31］。黃精軟糖的感官評(píng)分隨著白砂糖添加量的增加呈先增加后降低的趨勢(shì)（圖3）。白砂糖添加量為10%時(shí)，黃精軟糖口感甜度不夠，不能很好襯托黃精特有風(fēng)味；白砂糖添加量為15%～20%時(shí)，黃精軟糖制品酸甜適宜且黃精特有風(fēng)味明顯，兩者感官評(píng)分均較高，綜合考慮糖分?jǐn)z入等因素采用15%白砂糖添加量為最適比例。白砂糖添加量超過(guò)25%時(shí)制得黃精軟糖中明膠溶解性差且口感顆粒感明顯，糖體表面易結(jié)硬塊或硬皮影響外觀和口感。

2.1.4 蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例對(duì)黃精軟糖品質(zhì)的影響 不同蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例對(duì)黃精軟糖的感官評(píng)分呈先上升后下降的趨勢(shì)（圖4）。檸檬酸有溫和爽快的酸感，蘋(píng)果酸比檸檬酸酸度大，呈現(xiàn)強(qiáng)烈的天然水果風(fēng)味，有蘋(píng)果酸味，兩者結(jié)合口感更加豐富。當(dāng)酸味劑添加比例蘋(píng)果酸∶檸檬酸=1∶2時(shí)，黃精軟糖硬度適中，酸度層次豐富且感官評(píng)分最高；蘋(píng)果酸添加比例較少或較多，黃精軟糖的硬度和凝膠強(qiáng)度及酸度和口感不如前者。

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果分析

2.2.1 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果 綜合單因素試驗(yàn)結(jié)果，以明膠添加量（A）、黃精漿添加量（B）、白砂糖添加量（C）為自變量，感官評(píng)分為響應(yīng)值，設(shè)計(jì)Box-Behnken試驗(yàn)［32］。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表3。

2.2.2 模型建立與顯著性檢驗(yàn) 利用Design Expert 8.0.6 Trial對(duì)各因素進(jìn)行響應(yīng)面回歸擬合分析，得到回歸方程：Y=86.78+1.36A+2.70B-0.33C+0.86AB+1.80AC-0.68BC-10.30A2-14.61B2-7.75C2（R2=0.993 8，R2adj=0.985 9），方差分析見(jiàn)表4。

由表4模型方差分析可知，該模型極顯著（P<0.000 1），失擬項(xiàng)不顯著（P=0.059 9>0.05），表明模型合理且具有較高可信度；R2=0.993 8，表明擬合程度好，說(shuō)明預(yù)測(cè)值與真實(shí)值具有高度的相關(guān)性；信噪比為28.532>4，表明該試驗(yàn)精度高，因此該回歸模型可以將A、B、C各因素對(duì)黃精軟糖感官評(píng)分的影響準(zhǔn)確模擬出來(lái)。B、A2、B2、C2項(xiàng)對(duì)黃精軟糖感官評(píng)分的影響極顯著（P<0.01），A、AC項(xiàng)對(duì)黃精軟糖感官評(píng)分的影響顯著，根據(jù)表4中各因素的F可判斷出各因素對(duì)感官評(píng)分的影響程度為黃精漿添加量>明膠添加量>白砂糖添加量。

2.2.3 響應(yīng)曲面圖分析 響應(yīng)面AB、AC、BC的交互作用結(jié)果見(jiàn)圖5，響應(yīng)曲面越陡峭，自變量對(duì)響應(yīng)值的影響越顯著［33］。圖中AB（明膠添加量與黃精漿添加量）、BC（黃精漿添加量與白砂糖添加量）交互作用對(duì)感官評(píng)分影響不顯著，AC（明膠添加量與白砂糖添加量）響應(yīng)面曲線陡峭，說(shuō)明該因素之間交互作用顯著，且A、B、C對(duì)軟糖感官評(píng)分的影響均呈拋物線趨勢(shì)，在所選取的試驗(yàn)值范圍內(nèi)存在最大響應(yīng)值。

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)

用Design Expert 8.0.6 Trial軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出黃精軟糖最佳制作工藝為明膠添加量3.03%、黃精漿添加量30.47%、白砂糖添加量14.91%，預(yù)測(cè)感官評(píng)分為86.95分。兼顧配料的準(zhǔn)確性及方便性，將工藝參數(shù)調(diào)整為明膠添加量3.00%、黃精漿添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%。為了驗(yàn)證該模型與實(shí)際的符合程度，在此條件下做3組平行試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，黃精軟糖外觀呈亮黃色且富有光澤，糖體表面完整細(xì)膩，咀嚼性和彈性良好，酸甜適中，具有明顯的黃精特有風(fēng)味。黃精軟糖的感官評(píng)分為86.69分，與預(yù)測(cè)值的吻合度達(dá)99.7%，說(shuō)明該模型在預(yù)測(cè)黃精軟糖感官評(píng)分上可行。

3 結(jié)論與討論

本研究旨在對(duì)黃精軟糖加工工藝進(jìn)行探究，獲得具有一定功能性的軟糖制品，為提高黃精制品的產(chǎn)品附加值提供技術(shù)支持。本試驗(yàn)以新鮮黃精為原料制備軟糖，利用感官綜合評(píng)分評(píng)判單因素試驗(yàn)中黃精、明膠、糖度和酸度不同添加比例對(duì)黃精軟糖的影響，通過(guò)響應(yīng)面試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化各因素與響應(yīng)面的回歸模型，確定黃精軟糖最佳工藝配方為明膠添加量3.00%、黃精漿添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%、蘋(píng)果酸-檸檬酸添加量比例1∶2，此時(shí)感官評(píng)分最高，以此配方制得的黃精軟糖外觀呈亮黃色且富有光澤，酸甜適中，富有嚼勁和彈性，具有獨(dú)特的黃精風(fēng)味。

目前人們對(duì)糖果的需求不僅為了獲得熱量補(bǔ)充和良好的口感，還要從中獲得營(yíng)養(yǎng)、保健等，這已成為中國(guó)糖果消費(fèi)潮流。功能性5skDQfkBVSjMa1LeeSuI+w==軟糖近年來(lái)成為市場(chǎng)追捧的新風(fēng)尚，中商產(chǎn)業(yè)研究院的數(shù)據(jù)顯示，功能性軟糖在國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售市場(chǎng)增長(zhǎng)明顯，吸引眾多企業(yè)將注意力聚集于此［34］。劉敏等［35］利用黑棗的補(bǔ)中益氣作用，姜汁的發(fā)汗解表、溫胃止嘔作用研制出黑棗姜汁保健軟糖；孔祥萍等［36］利用枸杞滋補(bǔ)肝腎、益精明目的功效研制出枸杞凝膠軟糖。黃精作為藥食同源植物，多糖是其主要的活性成分，具有增強(qiáng)免疫力、改善學(xué)習(xí)記憶等功效，且黃精多糖口感甘甜，適合將其開(kāi)發(fā)為具有保健功能的產(chǎn)品［5］。膳食纖維為平衡人體膳食結(jié)構(gòu)所必需的營(yíng)養(yǎng)素，隨著市場(chǎng)對(duì)膳食纖維需求的增加以及人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的研究?jī)A向于從植物或蔬菜及其衍生物中提取膳食纖維［37］。目前對(duì)黃精的利用多為提取物，使黃精渣中的價(jià)值未被充分開(kāi)發(fā)利用，本次研究以黃精漿為原材料，極大程度保留了黃精中多糖及膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)成分。

目前黃精軟糖的研究相對(duì)較少，例如彭芳等［38］將黃精有芽頭部分留下繼續(xù)栽種，其他部位切塊、蒸制，最后烘干制得黃精軟糖，該法操作簡(jiǎn)單，但耗時(shí)較長(zhǎng)，且所選黃精材料纖維較多，口感粗糙。肖建國(guó)［39］以黃精水提物進(jìn)行黃精人參軟糖的制作，該法可有效控制軟糖的口感，但會(huì)造成黃精營(yíng)養(yǎng)成分的丟失，使黃精保健功能不能達(dá)到預(yù)期效果。章新華等［40］以黃精粉制作黃精果汁軟糖，該法操作方便，但黃精生品具有咽喉刺激性，且以粉末加入，可能會(huì)影響軟糖口感。本研究以黃精漿作為原材料制作軟糖，在保證口感的條件下極大地保留了黃精營(yíng)養(yǎng)成分，通過(guò)優(yōu)化制備工藝參數(shù)，豐富市場(chǎng)上軟糖的種類(lèi)，增加了軟糖功能特征，為黃精軟糖的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

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收稿日期：2023-03-06

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（32300334）；河南省中藥材產(chǎn)業(yè)科技特派員服務(wù)團(tuán)項(xiàng)目（2024）；2023年教育部中西部高等學(xué)校青年骨干教師國(guó)內(nèi)訪學(xué)項(xiàng)目；河南省高等學(xué)校重點(diǎn)科研項(xiàng)目（20B360002）；河南農(nóng)業(yè)大學(xué)自然科學(xué)類(lèi)創(chuàng)新基金項(xiàng)目（KJCX2019A02）；河南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（202210466054）

作者簡(jiǎn)介：樊淑淼（1997-），女，河南平頂山人，碩士，主要從事藥用植物資源開(kāi)發(fā)與利用研究，（電話）18839794191（電子信箱）1034983122@qq.com；通信作者，洪利亞（1984-），女，河南漯河人，講師，博士，主要從事藥用植物資源開(kāi)發(fā)與利用研究，（電話）13525520103（電子信箱）hongliya@henau.edu.cn。