復合增稠劑對紅棗蘆薈低糖果醬品質的影響

林志榮

(中華全國供銷合作總社管理干部學院，北京 100032)

目前中國市場上的果醬大多采用單一果蔬制成，風味單調且過于甜膩(含糖量高，通常在60%～65%)，長期食用不利于人體健康。低糖復合果醬含糖量在25%～45%，具有低糖低熱量的特點，且低糖醬體中水分所受到的約束力小，熬煮時間縮短，因此營養和香氣保存較好，深受消費者的青睞[1]。隨著果醬深加工行業的不斷發展，開發低糖型、多風味、高營養的果醬是國內外果醬消費市場共同的發展趨勢。

蘆薈含有蒽醌類衍生物、蘆薈多糖、蘆薈酊和有機酸等成分，具有抗病毒、增強免疫力、調節血糖等藥理作用[2]。研究[3-4]表明，蘆薈大黃素可通過線粒體死亡途徑誘導多種腫瘤細胞凋亡。目前，蘆薈在食品行業中主要用于乳制品、飲料和果凍，用于果醬深加工鮮有報道。

紅棗營養價值高，被《黃帝內經》列為最具有價值的“五果”之一，其含有豐富的多糖、多酚、有機酸和皂苷等活性成分，具有抗炎、抗腫瘤、降血脂、保護肝臟、增強免疫力等多種功效[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，這些果醬口感細膩，營養豐富，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和瓊脂為復合增稠劑，研究復合增稠劑在不同保藏時間下對紅棗蘆薈低糖果醬質構性質和感官品質的影響，并通過正交試驗和流變性檢測優化果醬配方，以期為紅棗蘆薈低糖復合果醬工業化生產提供理論指導。

1 材料和方法

1.1 材料和試劑

干紅棗、中國蘆薈葉、白砂糖：市售；

CMC-Na、瓊脂、海藻酸鈉、抗壞血酸：食品級，上海申光化學品有限公司。

1.2 儀器與設備

打漿機：JYL-B500型，九陽股份有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH-6型，江蘇科析儀器有限公司；

糖度計：RHB32型，山東恒美電子科技有限公司；

色差儀：RS-232C型，柯尼卡美能達公司；

流變儀：AR1000型，英國TA公司；

旋轉蒸發儀：RE-52A型，上海亞榮生化儀器廠；

黏度計：NDJ-8S數字式，維德(寧波)儀器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6020型，上海博迅實業有限公司；

電烤箱：MG38MD-ADRF型，美的集團股份有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點

(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，根據黏度、凝膠強度和感官評分值選擇較為適宜的兩種食品膠作為復合增稠劑[11-12]。

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

1.3.4 果醬配方正交試驗設計 在單因素試驗的基礎上，選取紅棗漿和蘆薈漿配比、白砂糖添加量和復合增稠劑(mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3)添加量為影響紅棗蘆薈低糖果醬品質的主要因素，采用L9(34)進行正交試驗，通過感官評分值選出最佳配方。正交試驗因素與水平見表1。

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

1.3.5 黏度測定 使用NDJ-8S數字式黏度計測定。保持樣品溫度在20 ℃左右，轉速為12 r/min，測定時間為5 min。

1.3.6 果醬質構測定 果醬的質構儀測定模式設定為凝膠模式，測定添加不同種類和濃度增稠劑的果醬凝膠強度值。測定條件：選用 P 0.5 型探頭，測前速度2 mm/s，測試速度2 mm/s，觸發力Auto-0.049 N，探頭下壓距離10 mm。

1.3.7 果醬流變性測定 挑選復合增稠劑優化試驗組中感官評分較高的5組樣品進行流變性質檢測。平板間距1 mm，剪切速率0～200 s-1，測定25 ℃下果醬的黏度與剪切應力隨剪切速率的變化曲線，采用Herschel-Bulkley方程[式(1)]對剪切應力隨剪切速率變化的流變曲線進行模型擬合[13-16]。

τ=Kγn+τ0，

(1)

式中：

τ——剪切應力，Pa；

τ0——屈服應力，Pa；

K——稠度系數，Pa·sn；

γ——剪切速率，s-1；

n——流動特征指數。

1.3.8 感官評價 隨機挑選10位經過培訓的食品專業人員，從果醬的組織狀態、色澤、口感和味道4個方面進行評分，結果取平均值。評分標準如表2所示。

表2 紅棗蘆薈果醬感官評分標準Table 2 The standards of sensory score evaluation on red jujube and aloe jam

1.4 理化指標檢測

1.4.1 保水性 準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)計算果醬保水性。

(2)

式中：

HWC——果醬保水性，%；

G1——果醬真空放置后質量，g；

G2——果醬烘箱干燥后質量，g；

G3——果醬樣品質量，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行高溫加熱。相對焙烤穩定性(BRS)和相對形成穩定性(FRS)由加熱后果醬的內徑和外徑測得。

(3)

(4)

SD=FRS-BRS，

(5)

式中：

BRS——相對焙烤穩定性，%；

FRS——相對形成穩定性，%；

x——高溫加熱后果醬的外徑，mm；

y——高溫加熱后果醬的內徑，mm;

SD——脫水收縮率，%。

當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，進行測定時，先進行白板校正，再用黑板校正，對果醬不同位置進行測定，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《罐頭食品的檢驗方法》執行。

1.5 數據處理

采用Origin 8.1軟件進行數據分析，計算標準誤差并制圖，試驗數據以3次重復的“均值±標準差”表示。通過正交助手ⅡV 3.1軟件對果醬配方進行優化。

2 結果與分析

2.1 增稠劑的篩選試驗

2.1.1 單一增稠劑對低糖果醬的影響 由表3可知，CMC-Na、海藻酸鈉和瓊脂3種增稠劑對紅棗蘆薈低糖果醬的凝膠強度、黏度和感官評價值都有較大的影響。CMC-Na添加量增加，果醬黏度逐漸上升，試驗發現當黏度值為20～23 Pa·s時，果醬易于涂抹，感官評價值較高。CMC-Na的添加使得分子間的纏結作用增強，體系更加穩定，但果醬凝膠性一般，當CMC-Na添加量為0.2%～0.3%時，紅棗蘆薈果醬涂抹性好，但凝膠效果較差，醬體易流散；當CMC-Na添加量為0.4%～0.5%時，果醬仍存在輕微流散現象，形成的凝膠穩定性不強。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度和黏度均明顯提高，析水量減少，但是感官評價值先增加后降低，主要是由于瓊脂用量加大后，果醬的凝膠硬度明顯增加，呈現板結狀況，流動性差，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到理想的效果。

表3 增稠劑種類和添加量對果醬性質的影響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程中，海藻酸鈉使紅棗蘆薈低糖果醬的黏度和凝膠強度較低，導致果醬有水分析出，影響了感官品質；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構和感官品質，因此，選擇CMC-Na和瓊脂作為復合增稠劑。

2.1.2 復合增稠劑對果醬性質的影響 由表4可知，隨著添加量增大添加不同配比的復合增稠劑的果醬的凝膠強度和黏度增大；mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6和5∶5時，貯藏90 d果醬的凝膠強度比0 d時增大，黏度降低，但當mCMC-Na∶m瓊脂繼續增大到6∶4及以上時，貯藏90 d的與0 d的果醬相比，其凝膠強度和黏度無顯著變化。因此，當mCMC-Na∶m瓊脂達到6∶4及以上時，果醬在保存過程中，其質構性質保持穩定。

由表4還可知，當mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6，5∶5，6∶4時，隨著增稠劑添加量增大，果醬感官評價值先增大后減小，但當mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時，果醬的感官評價值穩步增大，說明復合增稠劑配比對果醬的組織狀態有重要影響，既解決了低糖果醬凝膠性差，水分易析出問題，同時也能降低瓊脂單一使用時出現的醬體板結。延長貯藏時間，mCMC-Na∶m瓊脂為4∶6～6∶4時，貯藏90 d果醬的感官評分比0 d時降低；mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時，果醬感官評價值略微降低，但不顯著，說明果醬在此比例時，組織狀態良好，保藏時間長。

表4 復合增稠劑配比和儲藏時間對果醬質構和感官的影響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，復合增稠劑可以保持果醬的凝膠強度、黏度和感官評價值，且在mCMC-Na∶m瓊脂為7∶3時，貯藏30 d和90 d的果醬凝膠強度、黏度以及感官評價值與新鮮果醬相比無明顯差異，所以，確定mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3為最優復合增稠劑配比。

2.2 紅棗蘆薈低糖果醬配方優化

2.2.1 正交試驗優化 在單因素基礎上，以感官綜合評價為指標，選取紅棗漿和蘆薈漿體積比、白砂糖添加量和復合增稠劑(mCMC-Na∶m瓊脂=7∶3)添加量為影響紅棗蘆薈低糖果醬品質的主要因素，采用L9(34)進行正交試驗，試驗結果與分析見表5。

由表5可知，影響感官評價因素大小順序為A>B>C，最優組合為A1B2C1。在此條件下，做3次平行驗證實驗，感官評分值為90分，說明此配方最佳，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%，復合增稠劑添加量為0.4%。

表5 果醬配方優化正交試驗結果與分析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化試驗組中感官評分較高的樣品1、2、3、8和最佳樣(即添加最佳增稠劑A1B2C1的樣品)進行流變性質檢測。由圖1可知，5組復配增稠劑體系表觀黏度隨剪切速率的增加而降低，表現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，黏度降低，在咽下的過程中不會產生黏膩感，且有滑爽的口感。果醬的黏稠度隨剪切速率增加而降低，是因為隨著剪切速率的增大，膠體分子間在剪切場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模型對果醬剪切應力—剪切速率的數據點進行回歸擬合(表6)。結果表明，Herschel-Bulkley模型可以很好地擬合果醬的流動曲線，其中R2>0.99，5組增稠劑體系的流動指數0

流動指數n值偏離1越遠，剪切稀化程度越大，在食品加工中，剪切稀化現象有利于流體食品的輸送，從而降低機器運作過程中機械能損失，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，流動性和觸變面積較小，有助于形成相對穩定的結構。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，該體系結構較為穩定，生產耗能也較低。

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

2.3 產品質量指標

2.3.1 感官指標 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味；醬體均勻細膩，凝膠性好，無分層析水現象。

2.3.2 理化指標 試驗制得的紅棗蘆薈低糖果醬理化指標與市面上的番茄果醬進行對比，結果見表7。

果醬的保水性是評價果醬質量的一個比較重要的因素，如果果醬的保水性太差，水分容易散發，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勢，但是在色澤方面稍顯劣勢，果醬褐變程度比市面上的番茄果醬高，主要是蘆薈在去皮、切塊或打漿的過程中蒽醌和多酚類物質極易發生褐變反應，影響產品色澤。同時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、營養美味的低糖果醬。

表7 對照試驗結果Table 7 The contrast test results (n=3)

3 結論

探討了復合增稠劑對紅棗蘆薈低糖果醬穩定性的影響，結果表明復合增稠劑中CMC-Na和瓊脂配比(mCMC-Na∶m瓊脂)為7∶3時，新鮮果醬和保藏90 d果醬的硬度和黏度無明顯差異，且果醬細膩均勻，組織緩慢流動，無汁液析出，無板結；果醬最優工藝參數：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%，復合增稠劑添加量0.4%。對果醬進行理化檢測，其保水性能達到(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，口感風味俱佳，感官評分90。

但低糖果醬在含糖量較低的情況下，貯藏期較短，長期貯藏過程中易出現變質分層，后續將對紅棗蘆薈低糖果醬的貯藏穩定性開展相關研究。