連翹葉凝膠軟糖的制備工藝研究

王小敏，張文慧，張林婷，楊鈺昆

（1.山西中醫藥大學制藥與食品工程學院，山西晉中030619；2.山西大學生命科學學院，山西太原030006）

連翹葉為木犀科植物連翹 [Forsythia suspense（Thunb.）Vahl]的干燥葉，夏、秋季采集，鮮用或曬干，具有清熱解毒，散結排膿，以及抗微生物、抗肝損傷、抗炎、保護心血管系統等功效，主要分布于我國中西部的山西、陜西、河北等地。《中藥大辭典》、《中華本草》等現代典籍記載“連翹莖葉，味苦，性寒”，主治“心肺積熱”[1]。此外，連翹葉還具有降血糖、保肝、抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤等作用[2-3]。連翹葉中的活性成分有木脂素類（連翹苷、連翹脂素）[4]、黃酮類（槲皮素和蘆丁）[5]、三萜類（熊果酸）[6]、苯乙醇苷類（連翹酯苷A、連翹酯苷F）[7]、多酚類（金絲桃苷、牛蒡子苷）、綠原酸、（+）-松脂醇，（-）-松脂醇等[8-9]。其中連翹苷具有抗氧化和降血脂的作用，對于預防動脈粥樣硬化和冠心病等疾病有一定功效；連翹酯苷具有抑制彈性蛋白酶活性，治療肺氣腫等多種疾病的功效，是迄今為止從連翹屬植物中發現的抗菌活性最強的成分之一[10]；黃酮類化合物具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌、抗過敏、抗炎癥、抗病毒等多種生物活性及藥理作用，對人類的腫瘤、衰老、心血管等疾病的治療和預防具有重要意義[11]。民間用連翹嫩葉制成保健茶飲用已有數百年歷史，該茶具有預防感冒、清熱解毒、利咽消腫、降壓和抗氧化等功效。2017年國家衛計委正式將連翹葉列入新食品原料中，這為以連翹葉為原料開發食品提供了支持，結合近幾年糖果市場高價位、自然調配、營養強化的需求[12]，本試驗以連翹葉、白砂糖、明膠、卡拉膠及檸檬酸為原料，研制了一種連翹葉凝膠軟糖。配方優化過程中，為了克服以往簡單評分法結果帶來的主觀性和片面性，采用了模糊數學法對軟糖的感官指標：色澤、彈性、形態、口感、口味5個因素進行品評，以精確的數學方法來處理無法用數字精確描述的模糊概念或事物，綜合考慮較多的評定因素，使評定結果更加客觀合理[13]，以此期望為連翹葉的開發利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

連翹葉：于2017年6月份采摘自山西省安澤縣；白砂糖：上海市糖業煙酒有限公司；檸檬酸：山東濰坊英軒實業有限公司；明膠、卡拉膠：上海天宸生物科技有限公司，均為市售食用級。

1.2 儀器與設備

電熱鼓風干燥箱（GZX-9140MBE）：上海博訊實業有限公司醫療設備廠；電子天平（AX224ZH1E）：奧克斯儀器常州有限公司；熬糖鍋（RT03）：鉅拿工貿（上海）有限公司；糖度計（LB10T）：上海邦西有限公司；塑料模具等。

1.3 連翹葉軟糖制備工藝流程

1.3.1 連翹葉濃縮液的制備

取連翹葉用清水沖洗除塵，烘干，粉碎，以料液比1∶20（g/mL）于 60℃進行煎煮，煎煮 30 min，過濾，濾液濃縮至原體積的1/5[14]，備用。

1.3.2 連翹葉軟糖制備工藝流程

稱取一定量的明膠（透明、干燥）和卡拉膠，明膠用5倍的水浸泡10 h以上，充分吸水溶脹；卡拉膠用20倍的水浸泡，小火加熱至完全溶解。稱取一定量的白砂糖加水于熬糖鍋中熬煮，溫度達100℃時，加入卡拉膠溶膠，熬煮過程中保持溫度在100℃左右，糖度計測得糖液中可溶性固形物含量在65%左右，關火冷卻。當糖液冷卻至75℃左右時，即刻加入預備好的連翹葉濃縮液，熬煮1 min～2 min，冷卻，加入明膠溶膠和檸檬酸，攪拌1 min～2 min，離火冷卻至80℃左右，澆模，靜置，冷卻，凝膠成型。將產品放入電熱鼓風干燥箱，50℃下干燥6 h，溫度不得超過60℃，以免明膠融化[14]。連翹葉軟糖制備的工藝流程見圖1。

圖1 連翹葉軟糖制備的工藝流程Fig.1 Technological process for preparation of Forsythia suspensa leaves soft sweets

1.3.3 凝膠劑的選擇

在酸性條件下，明膠的纖維狀蛋白容易發生變化，對保水性有很大作用，因此明膠的用量決定著軟糖的彈性和持水性，卡拉膠對軟糖的彈性、透明度有很大影響。為了避免膠體單獨使用的缺點，使軟糖表現出良好的產品特性[12]，本試驗選用明膠、卡拉膠復配作為本次制作軟糖的凝膠劑。固定連翹葉濃縮液添加量12 g、白砂糖添加量25 g、檸檬酸添加量0.15 g，復合凝膠劑添加量4.5 g，復合凝膠劑以明膠與卡拉膠的質量比分別為 2.5∶1、2 ∶1、1.5∶1、1∶1、1 ∶1.5 來篩選凝膠劑的復配比例。

1.3.4 連翹葉軟糖單因素試驗設計

連翹葉濃縮液添加量的確定：固定復合凝膠劑添加量4.5 g、白砂糖添加量25 g、檸檬酸添加量0.15 g，以連翹葉濃縮液添加量分別為 12、14、16、18、20 g 設置5水平單因素試驗；復合凝膠劑添加量的確定：固定連翹葉濃縮液添加量12 g、白砂糖添加量25 g、檸檬酸添加量0.15 g，以復合凝膠劑添加量分別為3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g設置5水平單因素試驗；白砂糖添加量的確定：固定連翹葉濃縮液添加量12 g、復合凝膠劑添加量4.5 g、檸檬酸添加量0.15 g，以白砂糖添加量分別為 15、20、25、30、35 g 設置 5 水平單因素試驗；檸檬酸添加量的確定：固定連翹葉濃縮液添加量12 g、復合凝膠劑添加量4.5 g、白砂糖添加量25 g，檸檬酸添加量分別為 0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g設置 5 水平單因素試驗。

1.3.5 產品質量標準

用評分法對不同的成品進行感官檢驗，感官評定指標如下表所示總共10人參與感官評定，將產品的等級分為優、良、中、差4個等級。設定對產品的色澤、彈性、形態、口感、口味5個因素進行感官評價[15]，要求評定人員在品評前30分鐘內不可喝酒、吸煙、吃糖、喝咖啡或品嘗其他味道較重的食物。評定一個樣品后，要求評定人員以清水漱口，間隔10分鐘再評定下一個樣品全部品評結束后，收集評定人員的評定表，進行統計分析，評定標準見表1。

1.3.6 建立模糊矩陣

1.3.6.1 品評因素集、評價等級集、權重集的確定

品評因素集U是指產品感官質量構成因素的集合，其中 U＝{U1，U2，U3，U4，U5}，即色澤、彈性、形態、口感、口味；評價等級集V為對每個因素的評價，其中V={V1，V2，V3，V4}，即優（100 分）、良（75 分）、中（50分）、差（25分），則U×V的模糊關系可用模糊矩陣R來表示。采用模糊數學法進行食品感官質量評定時，權重分配方案的正確與否直接影響到評價結果的正確性，本研究依據軟糖感官指標內容和評價結果，將色澤、彈性、形態、口感、口味的權重集確定為X＝{0.1，0.1，0.3，0.2，0.3}。

1.3.6.2 模糊關系綜合評判集

需要進行評價的產品的集合即綜合評判集Y，Y＝X×R。

1.3.7 軟糖配方優化試驗

根據單因素試驗結果，對4種因素進行L9（34）正交試驗，試驗指標為模糊感官評分。

1.3.8 理化指標和衛生指標分析

測定了連翹葉軟糖的水分含量、還原糖含量，并對其菌落總數和大腸菌群指標進行了分析。

2 結果與分析

2.1 凝膠劑的確定

凝膠劑的復配試驗結果見表2，當明膠與卡拉膠的質量比為2∶1，連翹葉軟糖的口感最好。

表2 不同比例的凝膠對軟糖特性的影響Table 2 Effects of gelatin-carrageenin ratio on the properties of the soft sweet

2.2 連翹葉軟糖單因素試驗結果

2.2.1 連翹葉濃縮液添加量的的確定

連翹葉濃縮液添加量對連翹葉軟糖品質影響的單因素試驗結果見表3。

表3 連翹葉濃縮液添加量對軟糖品質的影響Table 3 Effect of the Forsythia suspensa leaves concentrate on the quality of soft sweets

續表3 連翹葉濃縮液添加量對軟糖品質的影響Continue table 3 Effect of the Forsythia suspensa leaves concentrate on the quality of soft sweets

根據表3建立模糊矩陣，矩陣中的rij表示軟糖的各項評價指標到該指標評價結果的隸屬程度。

依據模糊變換原理，用矩陣乘法計算樣品對各類因素的綜合隸屬度Y=X×R，軟糖感官質量綜合評判的結果向量計算如下：

同理可得 Y2=X2×R2=（0.49，0.39，0.12，0）；Y3=X3×R3=（0.46，0.37，0.17，0）；Y4=X4×R4=（0.37，0.42，0.21，0）；Y5=X5×R5=（0.35，0.33，025，0.07）。

由綜合得分可知，連翹葉濃縮液添加量為12 g時，軟糖的綜合得分最高，糖體呈棕褐色，表面光滑完整，富有光澤和彈性，有嚼勁，口感細膩不黏牙，酸甜適口，連翹葉特有風味適中，因此選取連翹葉濃縮液添加量分別為10、12、14 g進行后續的正交試驗。

2.2.2 復合凝膠劑添加量的確定

按照2.2.1的數據處理方法對復合凝膠劑添加量分別為 3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g的軟糖進行感官評價，軟糖感官質量綜合評判的結果向量如下：

各組試驗綜合得分為：H1=72.75；H2=74.50；H3=84.50；H4=77.00；H5=79.25。

由綜合得分可知，復合凝膠劑添加量為4.0 g時軟糖的綜合得分最高，因此選取復合凝膠劑添加量分別為3.5、4.0、4.5 g進行后續的正交試驗。

2.2.3 白砂糖添加量的確定

按照2.2.1的數據處理方法對白砂糖添加量分別為 15、20、25、30、35 g 的軟糖進行感官評價，軟糖感官質量綜合評判的結果向量如下：

各組試驗綜合得分為：H1=79.25；H2=86.25；H3=80.25；H4=70.00；H5=69.25。

由綜合得分可知，白砂糖添加量為20 g時，軟糖的綜合得分最高因此選取白砂糖添加量分別為15、20、25 g進行后續的正交試驗。

2.2.4 檸檬酸添加量的確定

按照2.2.1的數據處理方法對檸檬酸添加量分別為 0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 g 的軟糖進行感官評價，軟糖感官質量綜合評判的結果向量如下：

各組試驗綜合得分為：H1=79.25；H2=84.75；H3=75.25；H4=73.50；H5=74.50。

由綜合得分可知，檸檬酸添加量為0.15 g時軟糖的綜合得分最高，因此選取檸檬酸添加量分別為0.10、0.15、0.20 g進行后續的正交試驗。

2.3 軟糖正交試驗結果

采用L9（34）正交試驗設計確定4種因素的最優組合，以模糊感官評分為綜合指標，正交試驗模糊感官評分見表4，方差分析見表5。

表4 正交試驗結果Table 4 Results of the orthogonal experiment

續表4 正交試驗結果Continue table 4 Results of the orthogonal experiment

表5 方差分析Table 5 Variance analysis

由表4中A、B、C、D各因素的極差Rj值可知，配方中的考察因素對連翹葉軟糖的感官及綜合得分影響順序為：A＞B＞D＞C，說明在連翹葉軟糖的加工過程中連翹葉濃縮液的添加量影響軟糖的品質最大，其次是凝膠劑的添加量，白砂糖和檸檬酸的添加量對軟糖的品質影響較小。通過正交試驗得到的連翹葉軟糖的最優配方為A2B1C1D2，經過驗證試驗及評定小組的感官評定，該配方得到的軟糖模糊感官評分為87.75，得分高于正交試驗中最優組合，因此連翹葉軟糖的最優配方為A2B1C1D2，即連翹葉濃縮液12 g，復合凝膠劑3.5 g，白砂糖 15 g，檸檬酸 0.15 g。

由表4可知，白砂糖的添加量對軟糖的品質影響最小，因此將白砂糖的添加量作為誤差列進行方差分析。經方差分析得連翹葉濃縮液和復合凝膠劑的添加量對連翹葉凝膠軟糖工藝配方影響顯著（P＜0.05），檸檬酸的添加量對軟糖工藝配方無顯著性影響。

2.4 理化指標和衛生指標

水分含量：12%～18%；還原糖含量：20%～25%。大腸菌群未檢出；菌落總數≤2 500 CFU/g。

3 結論

通過單因素及正交試驗對連翹葉軟糖進行工藝配方優化，運用模糊數學法進行感官評價及數據分析，得到連翹葉軟糖最佳工藝配方為：連翹葉濃縮液12 g，復合凝膠劑 3.5 g（明膠 ∶卡拉膠=2 ∶1，質量比），白砂糖15 g，檸檬酸0.15 g。制作的連翹葉軟糖，色澤呈棕褐色，光滑半透明，酸甜適口，有一定的嚼勁，且具有連翹葉的特有風味。