紫薯香芋果凍的研制

周民生，任 宇，端木凡林

（1.安陽工學院生物與食品工程學院，河南 安陽 455000；2.安陽市晶華油脂工程有限公司，河南 安陽 455000）

0 引言

果凍是以水、白砂糖、卡拉膠為主要原料，添加魔芋粉、果蔬制品、乳及乳制品、營養強化劑等制成的食品[1]。目前，果凍已經從最初的兒童小食品，發展成為覆蓋各年齡段消費群的休閑零食[2]，開始向高端化、休閑化、趣味化和健康化的方向進行轉變[3]。隨著生活水平的提高，人們對休閑食品的要求不再僅僅是美味可口，而是應具有營養價值和一些保健功能[4-11]。紫薯又叫黑薯，其富含蛋白質、淀粉、果膠、纖維素、氨基酸、維生素及多種礦物質，同時還富含硒元素和花青素。紫薯具潤腸通便、減緩血糖升高、抗氧化、抗衰老、改善視力等功效[12-15]。香芋中含有較多粗蛋白、淀粉、聚糖、粗纖維、鈣、磷等營養元素[16-18]。中醫認為，可益胃寬腸、通便解毒、補益肝腎、防治糖尿病等[16，19]。

以優質的紫薯和香芋為原料，經調配、混合熬煮、過濾、殺菌等工藝流程，通過單因素試驗和正交試驗優化紫薯汁與香芋汁配比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量及復配膠添加量，并采用感官評分法對果凍的氣味、色澤、口感、組織形態等進行評價，最終確定紫薯香芋果凍的最佳加工方案，以期研制出一種色澤誘人、入口細膩有嚼勁、柔軟適中、晶瑩剔透且具有濃郁紫薯風味和香芋風味的果凍。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 試驗材料

黃原膠（食品級），廣州湯比工貿有限公司提供；果膠（食品級），上海鑫泰實業有限公司提供；卡拉膠（食品級），東莞市福瑞斯特食品科技有限公司提供；檸檬酸（食品級），晟發生物科技有限公司提供；紫薯（食品級），蘇州市飲力健康食品有限公司提供；香芋（食品級），桂林芋樂匯食品有限公司提供。

1.1.2 試驗設備

MP2001 型電子天平，上海浦春計量儀器有限公司產品；S31-SI643 型電磁爐，杭州蘇泊爾生活電器有限公司產品；DGL-50B 型水浴鍋，寧波久興試驗室儀器有限公司產品；SH50-86-3 型磁力攪拌器，寧波中科生物科技有限公司產品；3RYJ 型阿貝折光儀，天津市博藝電子科技有限公司產品；FD40 型酸度計，上海越平儀器有限公司產品。

1.2 試驗流程及操作要點

1.2.1 工藝流程

紫薯香芋果凍的制備流程圖見圖1。

圖1 紫薯香芋果凍的制備流程圖

1.2.2 紫薯汁制作

（1） 紫薯的選擇。挑選無霉變、無蟲蛀、無凍傷、無機械損傷、顏色大小均勻的紫薯。

（2） 用流動的清水清洗紫薯表面的泥沙、灰塵和雜質，再用手工刀去除表皮，然后將紫薯切成1 cm寬的長條。清洗用水應符合國家飲用水標準規定。

（3） 取500 g 的紫薯條放入榨汁機，加入500 mL飲用水，榨取的紫薯汁用紗布過濾，放入燒杯中備用。

1.2.3 香芋汁制作

（1） 香芋的選擇。挑選無霉變、無蟲蛀、無凍傷、顏色大小均勻、品質優良的香芋。

（2） 用流動的清水清洗香芋表面的泥沙和雜質，再用手工刀去除表皮，然后將香芋切成1 cm 寬的長條。清洗用水應符合國家飲用水標準規定。

（3） 取500 g 的香芋條放入榨汁機，加入500 mL飲用水，榨取的香芋汁用紗布過濾，放入燒杯中備用。

1.2.4 混合調配

（1） 復配膠的制備。按卡拉膠∶果膠∶黃原膠=1∶1∶2（質量比） 的比例，稱取一定質量的卡拉膠、果膠和黃原膠，然后再加入適量的溫水，泡制10 min，使復配膠充分吸水溶脹。將溶液放置70 ℃水浴鍋孵浴10 min，期間不停攪拌，使復配膠混合充分。

（2） 原料的混合熬煮。將準備好的紫薯汁、香芋汁、復配膠、檸檬酸和白砂糖按比例放入大燒杯中不斷攪拌20 min，將燒杯放在電磁爐中加熱至沸騰，保持1 min，并不斷攪拌，防止局部過熱而造成焦煳，從而影響果凍的制作。

（3） 過濾及注模。將熬制的混合溶液趁熱過濾，以免溶液冷卻發生凝固，造成過濾堵塞，過濾后的溶液倒入大小一致的模具中并進行密封，則灌裝完成。

1.2.5 滅菌處理

將密封好的果凍放入65 ℃的水浴鍋中進行巴氏滅菌，持續滅菌30 min，最后放置在室溫下冷卻，即可得到成品。

1.3 單因素試驗

1.3.1 單因素試驗設計

（1） 紫薯汁與香芋汁的配比。在白砂糖添加量為10%，復配膠添加量為1.5%，檸檬酸添加量為0.2%的條件下，以紫薯汁和香芋汁的配比作為單因素試驗，按照3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3 的配比進行試驗，其中紫薯汁與香芋汁共200 mL，然后再以感官評價作為標準，確定紫薯汁與香芋汁合適的配比。

（2） 白砂糖添加量。在紫薯汁與香芋汁的配比為1∶1，復配膠添加量為1.5%，檸檬酸添加量為0.2%的條件下，以白砂糖添加量作為單因素試驗，按照8%（即8 g 的白砂糖溶于100 mL 的水），9%，10%，11%，12%的添加量進行試驗，以感官評價作為標準，確定白砂糖合適的添加量。

（3） 復配膠添加量。在紫薯汁與香芋汁的配比為1∶1，白砂糖添加量為10%，檸檬酸添加量為0.2%的條件下，以復配膠的添加量作為單因素試驗，按照0.9%，1.1%，1.3%，1.5%，1.8%的添加量進行試驗，以感官評價作為標準，確定復配膠合適的添加量。

（4） 檸檬酸添加量。在紫薯汁與香芋汁的配比為1∶1，白砂糖添加量為10%，復配膠添加量為1.5%的條件下，以檸檬酸添加量作為單因素試驗，按照0.1% （即0.1 g 的檸檬酸溶于100 mL 的水），0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的添加量進行試驗，以感官評價作為標準，確定檸檬酸合適的添加量。

1.3.2 紫薯香芋果凍的評定方法

將加工好的紫薯香芋果凍進行編號，組織10 名具有一定感官功能評價經驗的評價員，對果凍的色澤、口感、滋味及氣味、組織狀態進行評分，在10 名評價員的樣品評分中，去掉一個最高分和一個最低分，剩下的分值計算出平均值，最后得出每個樣品的得分。

紫薯香芋果凍的感官評定標準見表1。

表1 紫薯香芋果凍的感官評定標準

1.4 正交試驗

從紫薯汁與香芋汁配比、白砂糖添加量、檸檬酸添加量、復配膠添加量4 個因素的單因素試驗結果中分別選取3 個比較好的水平，進行L9（34）正交試驗，以感官評分為標準確定紫薯香芋果凍的最佳配方。

紫薯香芋果凍配方的正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 紫薯香芋果凍配方的正交試驗因素與水平設計

1.5 指標測定

1.5.1 可溶性固形物的測定

根據國家標準GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗方法》，使用阿貝折光儀對果凍中可溶性固形物的含量進行測定[20]。

1.5.2 pH 值的測定

根據國家標準GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗方法》，用酸度計測定果凍的pH 值[20]。

2 結果與分析

2.1 各因素對果凍感官評分的影響

2.1.1 紫薯汁與香芋汁的配比

紫薯汁與香芋汁的配比不僅能影響果凍的色澤（紫色）、細膩的口感和酸甜程度，而且還能賦予果凍濃郁的紫薯和香芋風味。

不同紫薯汁與香芋汁配比下果凍的感官評分見圖2。

圖2 不同紫薯汁與香芋汁配比下果凍的感官評分

由圖2 可知，當紫薯汁與香芋汁的比例過大或過小時，果凍的感官評分均低。紫薯汁與香芋汁的配比1∶1 時，果凍的感官評分最高，這是由于此時紫薯汁與香芋汁的比例比較均衡，果凍的色澤均勻一致呈紫色，入口細膩且酸甜適口，紫薯風味和香芋風味濃郁協調。紫薯汁與香芋汁配比為1∶3 時，果凍香芋味基本覆蓋了紫薯味，且果凍色澤淺淡，感官評分最低。

2.1.2 白砂糖添加量

白砂糖的添加不僅影響果凍的甜味，還賦予果凍豐富的口感，使果凍更加酸甜可口。

不同白砂糖添加量下果凍的感官評分見圖3。

圖3 不同白砂糖添加量下果凍的感官評分

由圖3 可知，白砂糖添加量為8%～9%時，隨著白砂糖添加量的增加，果凍的感官評分逐漸上升；當白砂糖添加量為9%時，果凍的感官評分最高，此時果凍甜而不膩，酸甜適口且入口軟滑；當白砂糖添加量大于9%時，果凍的感官評分不斷下降，且在白砂糖添加量為12%時，果凍的感官評分標準最低。

2.1.3 復配膠添加量

不同復配膠添加量下果凍的感官評分見圖4。

圖4 不同復配膠添加量下果凍的感官評分

由圖4 可知，當復配膠添加量為0.9%～1.5%時，隨著復配膠添加量的增加，果凍的感官評分呈上升的趨勢；當復配膠添加量為1.5%時，紫薯香芋果凍的感官評分最高，此時的果凍組織狀態較佳，吃起來有彈性，并且口感細膩；當復配膠添加量為0.9%時，紫薯香芋果凍口感較差，吃起來沒有彈性，而且還有很多氣泡，不夠細膩，果凍的感官評分最低。

果凍中，由于復配膠的分子發生水化作用而具有增稠作用，可以使果凍的口感細膩，提高抗融性和保藏穩定性，改善果凍的組織結構[21-25]。果凍的形狀、光亮度、咀嚼性和融化性等都與復配膠有著直接的關系[23]。此次試驗所采用的復配膠主要是卡拉膠、黃原膠及果膠，其中卡拉膠是天然的膳食纖維，對人體有一定的好處，可使大便順暢，能清理腸道內長時間積累的有害毒素，有排毒養顏的功效，從而恢復人體健康的生理機能；其次，果膠進入人體內時，可以促進胃腸道的蠕動，能夠起到開胃健脾的功效，還具有降低人體內膽固醇的含量，以及軟化血管、吸附胃腸道內的毒素、促進腸道內毒素的排出、降低體內血糖的濃度、預防糖尿病的作用[21，24]。

2.1.4 檸檬酸添加量

檸檬酸具有很強的酸性，在果凍中加入檸檬酸對果凍的感官品質有較大的作用，從而影響果凍的形狀及組織和口感[26]。在果凍中加入適量的檸檬酸后，果凍的口感更為細膩，更有彈性和嚼勁。其次檸檬酸還可以調節果凍的酸度，促進食欲，并且還能夠抑制部分細菌的繁殖，起到一定的防腐作用。除此之外，檸檬酸具有抗衰老、加快皮膚角化的更新、抗氧化作用，對于預防動脈硬化、軟化血管及降血壓都有一定的幫助；檸檬酸可增強體內正常代謝，如促進體內鈣的排泄和沉積，適當的劑量對人體無害。

不同檸檬酸添加量下果凍的感官評分見圖5。

圖5 不同檸檬酸添加量下果凍的感官評分

由圖5 可知，當檸檬酸添加量為0.1%～0.2%時，增加檸檬酸添加量，紫薯香芋果凍的感官評分升高；檸檬酸添加量為0.2%時，紫薯香芋果凍的感官評分最高；當檸檬酸添加量大于0.2%時，果凍的感官評分越來越低；當檸檬酸添加量為0.5%時，紫薯香芋果凍的感官評分最低，原因是此時的果凍酸甜嚴度重偏離，口感也不夠柔軟爽滑。

2.2 正交試驗

從單因素試驗的結果中可以看出各因素添加量的變化對紫薯香芋果凍的感官評分有一定的影響。所以，在單因素試驗的基礎上，進行正交試驗，從而優化紫薯香芋果凍的最佳配方。

紫薯香芋果凍的正交試驗結果極差分析見表3，第5 號試驗與A2B1C1D1感官評分的比較見表4。

表3 紫薯香芋果凍的正交試驗結果極差分析

表4 第5 號試驗與A2B1C1D1 感官評分的比較

由表3 可知，影響果凍感官品質的主次順序為D＞A＞B＞C，其中A表示為紫薯汁與香芋汁的配比、B為白砂糖添加量、C為復配膠添加量、D為檸檬酸添加量，最優方案A2B1C1D1，即紫薯汁與香芋汁配比為1∶1，白砂糖添加量為8%，復配膠添加量為1.1%，檸檬酸添加量為0.2%。而此組合并不在正交試驗中，故進行驗證試驗。

由表4 可知，當配方A2B1C1D1時果凍感官評分為85.8 分，低于正交試驗中第5 號感官評分86 分。因此，最優配方為A2B1C3D1，也就是當紫薯汁與香芋汁的配比為1∶1，白砂糖添加量為9%，復配膠添加量為1.5%，檸檬酸添加量為0.2%時，所制出的紫薯香芋果凍感官品質最佳，果凍的可溶性固形物含量15.28%，pH 值4.04。

最優方案指標測定的結果見表5。

表5 最優方案指標測定的結果

2.3 討論

在挑選紫薯和香芋時，一定要挑選無霉變、無蟲蛀、無凍傷、無機械損傷、顏色大小均勻的紫薯和香芋，只有控制好的品質，才能制作出上等的紫薯汁和香芋汁，賦予果凍濃郁的口感。復配膠要提前泡制。在水中浸泡10 min，并不斷進行攪拌，以使膠體能夠充分溶解。使用電磁爐熬煮時，一定要注意安全。過濾時，一定要將熬制的混合溶液趁熱過濾，由于復配膠具有凝結的特性，為了防止溶液冷卻發生凝固，從而造成儀器堵塞而損壞，要趁熱進行過濾。在使用酸度計測定果凍的pH 值時，首先要用酒精棉球輕輕地進行擦拭，再用蒸餾水沖洗干凈，以免影響讀數。感官測試人員在評定果凍品質時，測試完一個樣品后要用純凈水漱口再進行下一個樣品測試，以免造成感官評分結果不準確，影響試驗的結果。

3 結論

結果表明，影響果凍感官效果的主次順序為檸檬酸添加量、紫薯汁與香芋汁配比、白砂糖添加量、復配膠添加量；紫薯香芋果凍的最優配方為紫薯汁與香芋汁配比1∶1，白砂糖添加量9%，復配膠添加量1.5%，檸檬酸添加量0.2%。其中，復配膠的最優配方為卡拉膠∶果膠∶黃原膠= 1∶1∶2（質量比），并且復配膠的最佳溶解溫度為70 ℃，時間為15 min。其中，檸檬酸添加量對果凍酸甜口味的影響較大，復配膠對果凍的感官效果影響較小。所測得最優配方下試樣的感官評分為86 分，可溶性固形物的含量為15.28%，pH 值為4.04，符合國家標準。