黑米纖維果凍優化工藝研究

雷靜，于會國，李欣賢

（山東科技職業學院，山東濰坊261053）

黑米在我國已有幾千年的種植歷史，由西漢“絲綢之路”的張騫發現。黑米由于其豐富的營養和藥用價值一直被認為是稻米中的珍品。黑米中蛋白質、氨基酸總量、VB1、VB2等含量均高于普通大米，其中必需氨基酸的組成比例更是優于精白米[1]。黑米在民間被稱為“補血米”、“長壽米”，據《本草綱目》和《神農本草經》記載，黑米有滋陰補腎，健脾開胃，補中益氣，活血化瘀的療效，可以治療頭昏，貧血白發，夜盲耳鳴等多種病癥[1]。如今，以黑米作為原料的食品有黑米面包、黑米酸奶、黑米冰激凌等[1]，黑米在食品中的應用已經越來越被人們重視。此外，黑米表皮中大量的黑米色素作為安全的天然色素應用于食品、藥品和化妝品[2]。

中國是世界上產竹最多的國家之一，竹筍含豐富的營養，每百克鮮竹筍中含：蛋白質3.28 g、脂肪0.13 g、碳水化合物 4.47 g、鈣 22mg、鐵 0.1mg、磷 56mg[3]。竹筍具有開胃健脾、寬胸利膈、通腸排便、開膈消痰的藥用效果[4]。在肥胖人群愈發壯大的今天，低脂肪、低糖、多纖維的竹筍是減肥、預防大腸癌的佳品。

果凍是以水、食糖、增稠劑等為基本原料，經過溶膠、調配、灌裝、殺菌、冷卻等加工工序制成的膠凍類食品。果凍熱量低、口感潤滑，深受兒童和青少年的喜愛[5]?，F在市場上出現了各種花色的果凍，如布丁果凍、椰果果凍、水果果凍等。本試驗中果凍的膠體選用卡拉膠和魔芋膠煮沸后冷卻凝結而成的復合膠。卡拉膠是海藻類植物，天然的植物多糖，安全無害。魔芋膠富含人體所需的十幾種氨基酸和微量元素，其主要成分葡甘露聚糖，是一種具有代表性的高纖維、低脂肪、低熱量、低蛋白質的功能性食品[6]。此外還具備水溶、增稠、增效、流變、穩定、衍生、懸浮、凝膠、成膜、黏結、吸水等多種理化特性，所以它既是一種天然的保健食品，又是理想的食品添加劑。

將黑米獨特的香味以及天然的黑米色素結合竹筍制成深受消費者喜愛的果凍零食，由于產品使用的是營養的食材和天然的色素，故較普通果凍在營養價值和安全性上均有提高。而對竹筍而言，進行深加工后可有效增加原產品的附加值。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

黑米：深圳市香雅食品有限公司；竹筍：福建新日鮮食品開發有限公司；卡拉膠（選擇κ-卡拉膠含量高的）、魔芋粉精粉：上海博普食品科技有限公司；蔗糖、氯化鉀（KCl）、檸檬酸：市售。

TM-50NS打漿機：廣州康諾醫藥食品機械公司；YP202N電子天平：上海精科天美貿易有限公司；HHM4D恒溫水浴鍋：上海赫田科學儀器有限公司；EZ-S多功能質構儀：SHIMADZU日本津島公司。

1.2 分析方法

1.2.1 凝膠強度測定

采用EZ-S多功能質構儀平行測定3次，取平均值。

1.2.2 感官評定

由20名對果凍有鑒賞能力的感官評價員，根據產品的色澤、風味、彈性、韌性等對產品進行感官評價或評分，感官評定標準參考表1。

1.3 工藝流程

1.4 操作要點

1.4.1 制備黑米汁

將黑米清洗后，加入適量的水用打漿機打成漿，然后以120目的濾布過濾，最后收集黑米汁（固形物含量約為15%）備用。

1.4.2 制備竹筍漿

將竹筍清洗后剝去外殼，切成小塊，在加入0.2%的檸檬酸的水中煮熟，冷卻后用攪拌機攪成漿狀。

1.4.3 凝膠、其它輔料的溶解、溶脹

蔗糖、KCl、魔芋膠、卡拉膠稱量，混合后加入水進行溶解、溶脹。

1.4.4 熬煮、加酸調配

溶脹后的膠體溶液，連同黑米汁和竹筍漿在90℃至95℃的水浴中加熱5min左右即可完成熬煮的工序，先將檸檬酸溶于水配成1%溶液后，再加入復合膠體中并迅速攪拌均勻，加酸溫度一般控制在70℃到80℃。

1.4.5 灌裝、殺菌、冷卻

調配完成趁熱灌裝、密封后于85℃的溫度條件下，保持15min進行滅菌，迅速冷卻后即得成品。

1.5 黑米汁的添加量對產品感官品質的影響

黑米不但具有特別的顏色和香味，而且黑米色素具有較強的著色力，在黑米纖維果凍的工藝研究中應充分利用黑米的這兩個特性。為使果凍具有良好的黑米色澤和香味，在果凍中分別添加10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%的黑米汁，制成7組樣品，根據樣品黑米風味的強弱和顏色的深淺進行感官評定，找出合適的黑米汁添加范圍。

1.6 竹筍漿添加量對產品感官品質的影響

竹筍添加太多會導致果凍口感粗糙和酸澀味，使果凍風味不佳。為了不影響黑米纖維果凍的口感和風味，同時又能體現產品多纖維的特點，在果凍中分別加入0.1%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的竹筍漿，根據口感和風味對樣品進行感官評定，研究出竹筍漿添加量對果凍品質的影響，并確定適宜的添加量的范圍。

1.7 復合凝膠比例對果凍膠凝效果的研究

在果凍制作時，若單獨使用某一種凝膠劑生產出來的果凍感官品質相對較差，不同的凝膠劑都有其優缺點，將多種凝膠劑復合使用，可產生互補的效果。根據膠凝特點、健康性以及價格等因素[7]，本試驗采用魔芋膠和卡拉膠[8]，分別按質量比為1 ∶3、1 ∶2、1 ∶1、2 ∶1、3∶1的進行復配，并根據果凍凍體切面組織形態和凝膠強度，對不同配比的復合膠的膠凝效果進行評價，找出適宜的復配比例范圍。

1.8 復合膠添加量對果凍膠凝效果的研究

復合凝膠的添加量是影響果凍膠凝效果的重要因素。試驗時分別添加0.3%、0.5%、1%、1.5%的復合凝膠制成果凍，以感官為指標，研究復合膠添加量對果凍膠凝效果的影響，并找出復合凝膠合適的添加范圍。

1.9 KCl對提高果凍凝膠強度效果的研究

KCl是常用的助凝膠劑，其中的K+對κ-卡拉膠有強化凝膠的作用，在加熱的條件下κ-卡拉膠雙鏈4位負電荷的硫酸基對準和接近，被K+中和形成H鍵，冷卻后形成更強烈的熱可逆凝膠[9]。若不添加會明顯降低果凍的凝膠程度，對產品的質構和口感產生不良影響，此外KCl還可以作為營養強化劑，強化K+。根據復合凝膠配比和添加量的試驗結果，選擇魔芋膠0.4%和卡拉膠0.3%的果凍，分別加入0.1%、0.15%、0.2%、0.25%、0.30%、0.35%的KCl，以凝膠強度和口感為指標，研究不同KCl添加量對果凍膠凝效果的影響。

1.10 黑米纖維果凍主要凝膠成分的優化

為得到最優的生產配方，在前面試驗的基礎上將影響黑米纖維果凍膠凝效果的主要因素：復合凝膠、復合凝膠添加量、KCl添加量進行正交試驗，進一步優化配方。

表2 試驗因素水平表Table2 Factorsand levelsof test

1.11 黑米纖維果凍配方的優化

對果凍中黑米汁添加量、蔗糖、檸檬酸、竹筍添加量進行調配，通過正交試驗并采用模糊數學評價，進一步確定產品配方。

表3 正交試驗因素水平表Table3 Factorsand levelsof orthogonal test

表4 L9（34）黑米纖維果凍配方的正交試驗設計方案Table4 L9（34）Orthogonaldesign schemeof black rice fiber jelly formula

評價則根據色澤，風味，外觀，口感4個感官指標因素，建立模糊數據模型進行綜合評定。即評判對象因素集X=（色澤，風味，外觀，口感），將每個因素分成好、中、差3個等級，采用強制決定法確定各因素的權重值[10]，分別色澤（30%）、風味（40%）、外觀（10%）、口感（40%），即：評判集 Y=（好，中，差），權重值 A=（0.3，0.4，0.1，0.4）。

2 結果與分析

2.1 黑米汁添加量對產品感官品質的影響

表5 黑米汁添加量對果凍感官品質的影響Table5 Effectof theamountofb lack rice juiceon the sensoryquality of jelly

從表5的結果不難看出，當黑米汁添加量在10%到20%時，果凍的顏色偏淺，達到50%以上顏色則偏深，而在30%到40%的添加范圍內顏色深淺適宜。在風味上，黑米汁的添加量在30%到50%的添加范圍內黑米風味濃淡適宜。由于產品要求得到深淺恰當且鮮艷的紅褐色和濃淡適中的黑米風味，因此對樣品的顏色和風味的進行分析后，得出當黑米汁的添加量在30%到40%之間時，果凍的顏色和風味較為合適。

2.2 竹筍漿添加量對產品感官品質的影響

竹筍漿添加量對果凍口感和風味的影響見表6。

表6 竹筍漿添加量對果凍口感和風味的影響Table6 Effectofbamboo shootaddition on the tasteand flavor of jelly

表6顯示，當竹筍漿添加量超過0.4%，果凍有粗糙感，影響了果凍圓潤、順滑的口感。而當添加量增至0.6%時，不但具有較明顯的粗糙口感還伴有酸澀的味道，從口感和風味上都對果凍的感官品質產生不良影響。分析結果顯示竹筍漿添加量在0.1%到0.2%范圍內果凍的口感和風味基本不受影響。

2.3 復合凝膠劑復配比例對果凍膠凝效果的影響

使用質構儀測定5個樣品的凝膠強度并分析切面組織形態，結果如表7，當魔芋膠和卡拉膠質量比在1∶1到2∶1左右時且凝膠強度較高和切面組織形態良好。

表7 黑米纖維果凍復合凝膠劑的復配比例對果凍凝膠強度的影響Table7 Theeffectof the proportion of the com pound gelof black rice jelly jelly on thegelstrength of jelly

2.4 復配膠添加量對果凍膠凝效果的影響

復配膠添加量對果凍膠凝效果的影響見表8。

表8 復配膠添加量對果凍膠凝效果的影響Table8 Theeffectof theam ountof com pound glueon the jelly gelation effect

表8的試驗結果顯示，復配膠適合的添加量應該在0.5%～1%。添加量在0.3%果凍偏爛，超過1%則偏硬，口感不好。

2.5 KCl對提高果凍凝膠強度效果的研究

KCl添加量對果凍凝膠強度的影響見圖1。KCl提高黑米纖維果凍感官的影響見表9。

圖1 KCl添加量對果凍凝膠強度的影響Fig.1 Effectof KCladdition on gelstrength of jelly

表9 KCl添加量對黑米纖維果凍感官的影響Table9 Effectof KCladdition on thesensory effectsofblack rice fiber jelly

續表9 KCl添加量對黑米纖維果凍感官的影響Continue table9 Effectof KCladdition on thesensory effectsof black rice fiber jelly

從圖1可以看出KCl在0.3%以下時，凝膠強度隨KCl添加量的增多而增大，當添加量達到0.3%后凝膠強度的基本趨于平穩，但感官分析顯示果凍質地開始發硬，同時產生異味。綜合圖1和表9的分析結果，當KCl添加量為0.1%～0.2%時的產品凝膠強度和感官性質較佳。

（二）結合學生差異展開教學。正如前面提到的那樣，新課改下的初中數學教學手段已經得到了前所未有的進步。無論是微課教學還是多媒體互動課堂都為學生們帶來了數學認知過程中的更多可能。在這種情況下教師更是要充分結合學生的個體差異以及基礎狀況來制定出具有針對性的分層教學，讓每一名學生都能夠在有的放矢的調整課堂教學計劃的同時來實現既定教學任務與教學目標的落實。

2.6 黑米纖維果凍主要凝膠成分的優化

黑米纖維果凍主要凝膠成分的優化結果見表10。

表10 黑米纖維果凍主要凝膠成分的正交試驗結果Table10 Orthogonal test resultsof themain gelcomponentsof b lack rice jelly

由表10可以看出，黑米纖維果凍主要凝膠成分的最佳參數為B2C2A3，即復合凝膠添加量0.75%、KCl添加量0.2%、魔芋膠與卡拉膠質量比例3∶2為最佳配比，且對膠凝效果影響大小依次為復合凝膠添加量＞魔芋膠與卡拉膠比例＞KCl添加量。

2.7 黑米纖維果凍配方的優化

由20位感官評定員，對各個樣品進行品嘗，根據上述4個感官指標對表10中的樣品逐一進行單因素評價，并將品評結果填入表11中，用模糊綜合評價方法[11]進行評判。

表11 黑米纖維果凍感官評定結果Table11 Sensory evaluation resultsof black rice fiber jelly

將表10中每個樣品在各個因素下的等級評定結果轉化為概率rij，則每個樣品將得到一個矩陣Rn，即：

其中，n：表示樣品標號；i：表示質量因素；j：表示因素的評判等級。

據模糊變換原理：B=A·R，則編號為n的樣品的綜合評價結果表示為Bnj=A·Rnj，計算得出各配方樣品的綜合評結果為：

B1=（0.31，0.51，0.38）

B2=（0.37，0.48，0.35）

B3=（0.26，0.50，0.44）

B4=（0.38，0.49，0.33）

B5=（0.68，0.32，0.20）

B6=（0.47，0.44，0.29）

B7=（0.57，0.53，0.10）

B8=（0.61，0.39，0.20）

B9=（0.58，0.36，0.26）

將評判結果歸一化后根據“好”的高低進行綜合排序，結果如表12所示。

如表12所示，經模糊數學分析結果發現5號樣品最佳，即最佳工藝參數為黑米汁添加量35%、蔗糖添加量15%、檸檬酸添加量0.15%、竹筍漿添加量0.1%。

表12 歸一化后綜合排序Table12 Integrated sorting after normalization

3 結論

本試驗以黑米為主要原料，將單因素分析、正交試驗、模糊數學評價運用到黑米纖維果凍的制作與質量控制，通過感官評定、凝膠強度指標對各個配方的樣品進行綜合的質量控制，使試驗盡量得到客觀結果。通過試驗得出黑米汁添加量35%，復合凝膠添加量0.75%，且魔芋膠與卡拉膠的質量比為3∶2，竹筍漿添加量0.1%，蔗糖添加量15%，檸檬酸添加量0.15%，KCl添加量0.2%是黑米纖維果凍的最佳配方。

參考文獻：

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