降糖燕麥果凍口感改良研究

喬 興，陳 龍，趙曉梅，羅嶺慧

（四川旅游學(xué)院，四川成都 610100）

燕麥，屬于小雜糧，具有較高的營養(yǎng)價值，其蛋白質(zhì)、維E的含量均高于大米等谷物[1-2]。燕麥中含有的水溶性膳食纖維β-葡聚糖具有黏性[3]，可阻礙淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的消化和吸收[4]，使人體產(chǎn)生飽腹感，因此可降低餐后血糖的胰島素反應(yīng)[5]。燕麥也是一種營養(yǎng)健康的降糖食品，并被美國FDA（美國食品藥品管理局）認(rèn)定為功能性食品[6]。燕麥的營養(yǎng)成分包括燕麥淀粉（約60%）、燕麥蛋白質(zhì)（約15.6%）、燕麥脂肪（約8.8%）、燕麥膳食纖維和燕麥抗氧化物等[7]。

膳食纖維有許多重要的生理功能，如預(yù)防便秘、抑制腸癌發(fā)生、預(yù)防糖尿病、高血壓和肥胖癥等功能[8-10]。燕麥被認(rèn)為是最優(yōu)質(zhì)的谷物之一，具有較高的降血脂、降血糖，甚至抗疲勞的功效[11]，此類粗糧將會成為未來健康飲食發(fā)展的主流。有研究表明燕麥經(jīng)過蒸制、烘烤等工藝處理后，β-葡聚糖和脂肪含量及最終黏度和回生值均顯著升高[12]。報道稱微波處理能較好地抑制燕麥中脂酶活性[13]。

果凍是由果凍膠、甜味劑、增稠劑和香精等加工而成的膠狀食品，因其色彩豐富多樣、口感滑嫩、風(fēng)味清甜，受到人們的喜愛[14]。果凍在體內(nèi)產(chǎn)生熱能所占比例極低，有調(diào)節(jié)腸道菌群、增加雙歧桿菌等有益微生物、加強消化吸收功能等作用[15]。市售果凍多為水果味，營養(yǎng)價值不高[16]。以燕麥為主要原料，研究燕麥提取液、食用級明膠、酸酸乳等對果凍品質(zhì)的影響，通過單因素試驗及響應(yīng)面優(yōu)化試驗，結(jié)合感官評價得到最佳配方，制作出一種具有較高營養(yǎng)價值的降糖減脂食品。

1 材料與方法

1.1 材料

燕麥、明膠、酸酸乳，均為市場可食用級食材。

1.2 儀器和設(shè)備

FL1928型食物打磨機、JK-30H06型電煮鍋、BK802600型網(wǎng)紗、100 mL量筒、燒杯、BCD-319WTPZM型電冰箱、RZ-86844型電子秤等。

1.3 工藝流程

①明膠溶解→煮膠→得到產(chǎn)物進(jìn)行冷卻；

②酸酸乳；

③燕麥磨碎過濾→將燕麥粉煮后過濾→燕麥粉的濃縮液；

①+②+③→混合→煮沸→得到的產(chǎn)品灌裝封口→冷卻檢驗→成品包裝。

1.4 操作要點

該產(chǎn)品的基本配方為燕麥汁添加量2.4%，明膠添加量4.3%，酸酸乳添加量20%。

1.4.1 燕麥的磨碎和熬制濃縮液

市售燕麥磨碎、過濾，稱取8 g燕麥粉用100 g冷水浸泡30 min，煮鍋加220 g水，將浸泡過后的燕麥和水一起倒入鍋內(nèi)，燒開鍋后轉(zhuǎn)小火熬制，其間要適時攪拌，煮至燕麥粉完全溶解，勤加攪拌，煮至燕麥完全熟透即可，用6層網(wǎng)紗過濾3次[17]。

1.4.2 溶膠、煮膠

按基本配方稱取明膠，倒入燒杯，加入50 g水?dāng)嚢? min，放入85℃的水中水浴加熱[18]，直至明膠完全溶解，用6層網(wǎng)紗過濾3次，除去不溶性雜質(zhì)，保證果凍口感。

1.4.3 調(diào)配

熬制好的明膠加入稱量好的燕麥汁、酸酸乳，攪拌均勻。

1.4.4 灌裝、密封、滅菌

將果凍瓶用沸水清洗，裝入80～85℃的料液，用蓋子密封。將灌裝封蓋好的果凍于85℃熱水中殺菌10 min。

1.4.5 冷卻

將滅菌后的果凍冷卻到26℃，放入冰箱冷藏2 h后取出。

1.5 試驗設(shè)計

1.5.1 單因素試驗

（1）明膠添加量對果凍質(zhì)構(gòu)和感官的影響。在基礎(chǔ)配方基礎(chǔ)上，以明膠添加量3.1%，3.7%，4.3%，4.9%，5.5%進(jìn)行單因素試驗，使用質(zhì)構(gòu)儀對產(chǎn)品進(jìn)行分析并進(jìn)行感官評分。每組做3次平行測試。

（2） 燕麥汁添加量對果凍質(zhì)構(gòu)和感官的影響。在基礎(chǔ)配方基礎(chǔ)上，以燕麥添加量0.6%，1.5%，2.4%，3.3%，4.2%進(jìn)行單因素試驗，使用質(zhì)構(gòu)儀對產(chǎn)品進(jìn)行分析并進(jìn)行感官評分。

（3） 酸酸乳添加量對果凍質(zhì)構(gòu)和感官的影響。在基礎(chǔ)配方基礎(chǔ)上，以酸酸乳添加量14.2%，14.6%，20.0%，20.4%，20.8%進(jìn)行單因素試驗，使用質(zhì)構(gòu)儀對產(chǎn)品進(jìn)行分析并進(jìn)行感官評分[19]。

1.5.2 數(shù)據(jù)分析

對質(zhì)構(gòu)儀測定結(jié)果進(jìn)行分析，試驗結(jié)果均用Excel軟件進(jìn)行處理。

1.5.3 感官評價

邀請20位有專業(yè)知識的教師對該產(chǎn)品進(jìn)行品嘗和評價，通過問卷調(diào)查的方式得出該產(chǎn)品在色澤、口感、香味、硬度、組織狀態(tài)等5個方面的感官評價[20]。

產(chǎn)品綜合評定見表1。

表1 產(chǎn)品綜合評定

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 明膠添加量對果凍品質(zhì)的影響

明膠添加量對果凍質(zhì)構(gòu)的影響見圖1，明膠添加量對果凍感官評分的影響見圖2。

由圖1、圖2可知，隨著明膠添加量的增加，果凍的彈性和膠黏性增加，咀嚼性也增加，有研究表明復(fù)合膠的濃度越大，其凝膠強度也增大，故明膠的濃度越大，凝膠強度也越大。明膠添加量為3.7%時，果凍過硬，彈性、咀嚼性也逐步增大，明膠本身有種淡淡的腥味，當(dāng)明膠添加量過大時，果凍的腥味過大，不易讓人接受，食用效果不佳，當(dāng)明膠添加量為3.1%時，果凍接近市售果凍的口感，故選用明膠添加量為3.1%。

2.1.2 燕麥汁添加量對果凍品質(zhì)的影響

燕麥汁添加量對果凍質(zhì)構(gòu)的影響見圖3，燕麥汁添加量對果凍感官評分的影響見圖4。

由圖3、圖4可知，隨著燕麥汁添加量的增加，彈性和膠黏性先增加后降低，咀嚼性依次增加。燕麥汁的添加量較高時，果凍的滑嫩效果不佳，但營養(yǎng)價值卻最高。兩者平衡之下，選擇燕麥添加量為0.6%時，口感和營養(yǎng)價值最佳。

2.1.3 酸酸乳添加量對果凍品質(zhì)的影響

酸酸乳添加量對果凍質(zhì)構(gòu)的影響見圖5，酸酸乳添加量對果凍感官評分的影響見圖6。

由圖5、圖6可知，果凍的彈性、膠黏性、咀嚼性隨酸酸乳添加量的上升先增大后降低。由于酸酸乳的pH值＜7，所以酸酸乳降低了果凍的pH值，從而改變了明膠的膠凝性，最終影響果凍的口感。當(dāng)酸酸乳添加量為20%時，果凍的彈性、咀嚼性都達(dá)到了峰值，但酸酸乳的風(fēng)味不夠濃郁，口感略硬；當(dāng)酸酸乳添加量為20.4%時，果凍的彈性、咀嚼性較低，由于酸酸乳添加量過高，果凍酸味較重，口味不佳；當(dāng)酸酸乳添加量為14.6%時，果凍的彈性、咀嚼性略低于峰值，但果凍的酸味適中，口感更佳。故選酸酸乳添加量14.6%為最佳。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 自變量的取值

通過單因素試驗選明膠、燕麥、酸酸乳為自變量。

2.2.2 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

通過以上單因素試驗可知燕麥果凍的優(yōu)化配方，在此基礎(chǔ)上通過響應(yīng)面法得到最佳配方。選感官評分（Y）為響應(yīng)值，選取明膠添加量（A）、燕麥添加量（B）、酸酸乳添加量（C） 等為自變量，按照Design Expert 8.0.6軟件設(shè)計的三因素三水平表格。

響應(yīng)面試驗因素與水平設(shè)計見表2。

表2 響應(yīng)面試驗因素與水平設(shè)計/%

試驗方案以感官評分為單一響應(yīng)值。利用Boxbehnken試驗設(shè)計對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸和方差分析，來確定模型及各項顯著性水平。

Box-behnken設(shè)計方案及響應(yīng)值見表3，回歸方程的方差分析見表4，R2綜合分析見表5。

利用Design Expert 8.0.6軟件對各因素及響應(yīng)值進(jìn)行二項多次回歸擬合，方程如下：

Y=88.45-1.60A-1.48B+0.27C+0.22AB+0.72AC+0.90 BC-1.93A2-1.97B2-3.16C2.

失擬項的p值為0.196 9＞0.1不顯著，說明回歸模型與實際相統(tǒng)一，試驗誤差小。由表3可知，R2為0.992 4，R2adj為0.982 7，說明此回歸模型與實際試驗統(tǒng)一程度較好；R2Pred為0.916 7，說明該模型預(yù)測性良好。變異系數(shù)CV為0.43%，小于5%、信噪比27.284＞4，信噪比的值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于4，表明該試驗在可控的誤差范圍內(nèi)，信度較高。因此，可以用此模型來分析預(yù)測響應(yīng)值隨自變量的變化規(guī)律。

表3 Box-behnken設(shè)計方案及響應(yīng)值

表4 回歸方程的方差分析

表5 R2綜合分析

一次項中A、B的p值都小于0.000 1，遠(yuǎn)小于0.05；C的p值為0.089，大于0.05；AC、BC的p值均小于0.05，AB項p值為0.285 8，大于0.05；A2、B2、C2的p值也均小于0.000 1，遠(yuǎn)小于0.05，則表明 A、B、AC、BC、A2、B2、C2均顯著差異，說明其影響燕麥果凍的的口感。各因素對燕麥果凍的影響程度為A＞B＞C，所以主要影響燕麥果凍口感的是明膠添加量。

2.2.3 響應(yīng)面圖形分析

燕麥汁和明膠添加量對感官評分影響的三維響應(yīng)分析圖（a） 和等高線圖（b） 見圖7，酸酸乳和明膠添加量對感官評分影響的三維響應(yīng)分析圖（c）和等高線圖（d） 見圖8，酸酸乳和燕麥汁添加量對感官評分影響的三維響應(yīng)分析圖（e）和等高線圖（f）見圖9。

由圖7可知，隨著明膠添加量的增加，感官評分先增加后減少，隨著燕麥添加量的增加，感官評分同樣也是先增加后降低，從響應(yīng)面的陡峭程度來看，明膠和燕麥汁添加量對果凍感官評分影響基本一致且顯著。由圖8可知，隨著酸酸乳添加量的增加，感官評分先增加后減少，隨著明膠添加量的增加，感官評分同樣也是先增加后減少，但是從響應(yīng)面的陡峭程度來看，明膠添加量對果凍感官評分顯著，而酸酸乳添加量對果凍感官評分不顯著。由圖9可知，隨著燕麥汁添加量增加和酸酸乳添加量增加，果凍的感官評分先增加后減少，從響應(yīng)面的陡峭程度看，酸酸乳添加量對果凍感官評分不顯著，燕麥汁添加量對果凍評分顯著。

2.2.4 配方優(yōu)化

經(jīng)過響應(yīng)面回歸分析得到最佳燕麥果凍參數(shù)為明膠添加量2.65%，燕麥汁添加量0.18%，酸酸乳添加量14.53%，在此配方下感官評分高達(dá)89分，根據(jù)實際操作，將配方改為明膠添加量2.7%，燕麥汁添加量0.2%，酸酸乳添加量14.5%。試驗表明回歸方程模型對燕麥果凍配方是可行的。

2.3 產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)

2.3.1 感官評定

（1） 色澤。因燕麥本色為乳白色稍帶淡黃色，加入的酸酸乳為乳白色，所以燕麥果凍為乳白色稍帶淡黃色。

（2）口感。彈性適中、口感滑嫩、奶香味濃郁，略帶甜味和酸味。

（3）形狀。采用的罐裝法，果凍成型為瓶狀。

2.3.2 理化指標(biāo)

降糖燕麥果凍微生物檢驗，參考GB 19299—2015食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)果凍中的方法。經(jīng)檢測，果凍中細(xì)菌總數(shù)＜100 CFU/100 g；大腸菌群10 CFU/100 g；致病菌均未檢出，符合國標(biāo)要求。降糖燕麥果凍污染物檢驗，參考GB 2762—2017食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量，經(jīng)檢測無鉛、鎘、汞等重金屬，以及亞硝酸鹽、硝酸鹽等有毒有害物的檢出。根據(jù)最佳工藝得到的燕麥果凍，參考GB 2762—2017食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)，可溶性固形物＞25%，3.5＜pH值＜2.5。

3 結(jié)論

通過單因素試驗及響應(yīng)面法研究了燕麥果凍的最佳制作工藝條件，確定了制作該果凍的最佳配方為明膠添加量2.7%，燕麥汁添加量0.2%，酸酸乳添加量14.5%。根據(jù)此配方制作的燕麥果凍成品色澤均勻、口感細(xì)膩、風(fēng)味獨特、具有良好的感官評價和理化特性。