红茶菌发酵液莱阳梨果冻的研制

张莉，李文新，孙英瑞，梁硕佳，张新宇，范荣波

（1.青岛农业大学海都学院食品系，山东 莱阳 265200；2.青岛农业大学食品科学与工程学院，山东 青岛 266109）

红茶菌由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌等组成[1]，可经红茶水、糖发酵成含有多种活菌的菌液。红茶菌发酵液是一种对人体有多种保健作用的健康饮品，称为“胃宝”[2]，含有有机酸、茶多酚[3-4]、2-酮葡萄糖酸、维生素[5]、氨基酸等多种对人体有益的物质，在调理肠胃、抑制杂菌[6]、调节人体新陈代谢、体外抗氧化[7]等方面具有很好的促进作用。莱阳梨，莱阳市特产，为国家地理标志产品[8]，富含易被人体吸收且对人体有益的多糖、有机酸和多种维生素及矿物质[9-10]，可以生津止渴、润喉降火、清肺润肺、化痰止咳[11]。果冻色泽鲜亮、晶莹剔透、口感滑爽，深受青少年和女性朋友的喜爱[12]。如今市场上的果冻多以水果味果冻为主[13-15]，红茶菌在市场上多以饮料形式出现[16-18]，将两者进行结合，再添加具有地方特色的莱阳梨汁，研发一种酸甜适中、营养丰富，兼具红茶菌发酵的独特香气与莱阳梨清甜的红茶菌发酵液莱阳梨果冻，不仅可以增加果冻新种类，而且可为古老的红茶菌拓展新的加工利用途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红茶菌菌种：青岛农业大学食品与科学工程学院实验室保藏；莱阳梨、武夷红茶：市售；白砂糖：云南滇鹏糖业有限公司；卡拉胶（食品级）、魔芋胶（食品级）、柠檬酸（食品级）：河南万邦实业有限公司。

1.2 仪器与设备

榨汁机（HR1871）：飞利浦集团；恒温培养箱（303-5B）：龙口市先科仪器有限公司；水浴锅（HH-4）：上海亚荣生化仪器厂；立式压力蒸汽灭菌器（YXQ-50SII）：上海博迅医疗生物仪器股份有限公司；电子天平（JA50002）：上海精密仪器仪表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 红茶菌发酵液的制备

将煮沸的饮用水倒入烧杯中，加入武夷红茶（3g/L）浸提15 min，浸提结束后加入白砂糖（100 g/L），冷却至室温（25℃），再接入红茶菌菌膜（75 g/L），在30℃条件下恒温发酵5d，发酵完成后用200目的滤布过滤备用。

1.3.2.2 莱阳梨汁的制备

选取新鲜、完整、无腐烂的莱阳梨，切成均匀的小块，榨汁并用4层纱布过滤。

1.3.2.3 发酵

将500 mL红茶菌发酵液与一定量的莱阳梨汁混合，置于30℃恒温培养箱中培养24 h，制得果冻发酵混合液。

1.3.2.4 溶胶

将卡拉胶、魔芋胶按一定比例加入果冻发酵混合液中，浸泡使胶充分溶胀，置于（95±1）℃水浴锅中搅拌溶解，制得澄清透明、黏滑的溶液。

1.3.2.5 注入模具

在冷却前将果冻溶液快速倒入模具中，使其自然冷却，成型。

1.3.3 单因素试验设计

1.3.3.1 莱阳梨汁的添加量对果冻品质的影响

在红茶菌发酵液中分别添加柠檬酸1.2 g/L、白砂糖150 g/L、胶凝剂（卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1）添加量 14 g/L，考察莱阳梨汁添加量（300、350、400、450、500 mL/L）对果冻品质的影响。

1.3.3.2 卡拉胶和魔芋胶质量比对果冻品质的影响

在红茶菌发酵液中分别添加莱阳梨汁400 mL/L、柠檬酸1.2 g/L、白砂糖150 g/L、考察凝胶剂添加量为14 g/L 的卡拉胶与魔芋胶质量比（1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1）对果冻品质的影响。

1.3.3.3 白砂糖的添加量对果冻品质的影响

在红茶菌发酵液中分别添加莱阳梨汁400 mL/L、柠檬酸1.2 g/L、胶凝剂（卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1）14 g/L，考察白砂糖添加量（90、110、130、150、170 g/L）对果冻品质的影响。

1.3.3.4 柠檬酸的添加量对果冻品质的影响

在红茶菌发酵液中分别添加莱阳梨汁400 mL/L、白砂糖150 g/L、胶凝剂（卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1）14 g/L，考察柠檬酸添加量（0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 g/L）对果冻品质的影响。

1.3.4 感官品质评价标准

选择10名专业人员对果冻的各项感官指标进行评分，参照文献[19-20]设定分值，设定满分为100，包括色泽、风味、口感、组织形态四个方面，评分标准如表1所示。

表1 红茶菌发酵液莱阳梨果冻感官品质评价标准Table 1 Sensory quality evaluation standard of Kombucha fermentation broth Laiyang pear jelly

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 莱阳梨汁添加量的确定

莱阳梨汁添加量对果冻感官品质的影响见图1。

由图1可以看出，随着莱阳梨汁的添加量从300mL/L增长到400 mL/L，果冻的感官评分呈上升趋势，当添加量大于400 mL/L时，果冻的感官评分呈下降趋势，当莱阳梨汁的添加量在400 mL/L时，感官评分达到最高值。莱阳梨汁的添加主要影响果冻的风味，添加量过少则不能突出莱阳梨的风味，添加量过多则掩藏红茶菌发酵液的风味，红茶菌发酵液和莱阳梨汁达到最佳配比才能体现果冻的良好风味。因此，确定莱阳梨汁的最佳添加量为400 mL/L。

图1 莱阳梨汁添加量对果冻感官品质的影响Fig.1 Effect of Laiyang pear juice addition on sensory quality of jelly

2.1.2 卡拉胶与魔芋胶质量比的确定

卡拉胶和魔芋胶质量比对果冻品质的影响见图2。

图2 卡拉胶与魔芋胶质量比对果冻感官品质的影响Fig.2 Effect of the ratio of carrageenan to konjac gum on the sensory quality of jelly

由图2可以看出，随着卡拉胶所占比例的增加，果冻的感官评分先升高后降低。当卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1时，果冻的感官评分最高，果冻软硬适中，咀嚼性和弹性最佳。当继续增加卡拉胶添加量时，果冻的感官评分开始下降，这可能是由于随着卡拉胶添加量的加大，使得果冻不易成型，弹性较差，咀嚼性欠佳。因此，确定卡拉胶和魔芋胶的最适质量比为2∶1。

2.1.3 白砂糖添加量的确定

白砂糖添加量对果冻品质的影响见图3。

图3 白砂糖添加量对果冻感官品质的影响Fig.3 Effect of the white granulated sugar addition on the sensory quality of jelly

由图3可以看出，随着白砂糖添加量的逐渐增加，果冻的感官评分先升高后降低，当白砂糖的添加量为150 g/L时，果冻的感官评分最高，此时果冻的酸甜度达到最佳水平。白砂糖主要影响果冻的甜度，添加量过多过少都不能让果冻达到最佳口感。当白砂糖的添加量高于或低于150 g/L时，果冻的酸甜度均欠佳，感官评分低于最高值。因此，确定白砂糖最适添加量为150 g/L。

2.1.4 柠檬酸添加量的确定

柠檬酸添加量对果冻品质的影响见图4。

图4 柠檬酸添加量对果冻感官品质的影响Fig.4 Effect of citric acid addition on sensory quality of jelly

由图4可以看出，随着柠檬酸添加量的逐渐增加，果冻的感官评分先升高后降低，当柠檬酸添加量为1.2g/L时，果冻的酸甜度适宜，口味最佳，感官评分达到了最高。当柠檬酸含量低于1.2 g/L时，果冻口味不佳，风味不够凸显；当柠檬酸含量高于1.2 g/L时，果冻口感过酸，掩盖了莱阳梨汁和红茶菌的风味。因此，柠檬酸的最佳添加量为1.2 g/L。

2.2 响应面试验设计

结合单因素试验结果，柠檬酸添加量对果冻感官品质影响不够显著，选择对果冻感官影响较大的三个因素：莱阳梨汁添加量（A）、卡拉胶与魔芋胶质量比（B）、白砂糖添加量（C）为考察变量，根据Box-Behnken原理设计响应面试验，以感官评分为指标，采用Design-Expert进行试验设计，对红茶菌发酵液莱阳梨果冻的配方参数进行优化，试验自变量因素编码及水平见表2。

表2 响应面试验因素和水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

2.3 响应面试验结果

2.3.1 响应面回归模型的建立与分析

采用Box-Behnken模型设计三因素三水平试验，结果见表3。

表3 Box-Behnken试验设计方案及结果Table 3 Scheme and results of Box-Behnken experiment design

以感官评分为响应值，建立多元回归模型，回归方程：感官评分（Y）=82.76+2.11A-0.52B-2.78C-2.65AB-3.68AC-4.00BC-7.89A2-6.37B2-8.39C2。

由表4可知，模型P＜0.01为极显著，可以有效地预测工艺参数。同时，可见 A、AC、BC、A2、B2、C2为显著项；失拟项的P值为0.176 6＞0.05，对模拟有利，失拟项不显著。结果表明，回归方程与实际情况吻合较好，试验误差较小，因此可用该回归方程对试验结果进行预测。在选定的因素水平范围内，各个因素对果冻感官评分的影响程度：A莱阳梨汁添加量＞C白砂糖添加量＞B卡拉胶与魔芋胶质量比。

表4 方差分析结果Table 4 Results of ANOVA

2.3.2 交互作用分析

莱阳梨汁添加量和卡拉胶与魔芋胶质量比对果冻感官评分影响的等高线与曲面图见图5。

图5 莱阳梨汁添加量和卡拉胶与魔芋胶质量比对果冻感官评分的影响Fig.5 Influence of the added amount of Laiyang pear juice and the quality ratio of carrageenan to konjac gum on the sensory evaluation of jelly

由图5可知，发酵果冻的感官评分随着莱阳梨汁添加量的增加和胶凝剂中卡拉胶量的增加呈先增大后减小的趋势。等高线趋近圆形，说明莱阳梨汁添加量和卡拉胶与魔芋胶质量比的交互作用不显著。

莱阳梨汁添加量和白砂糖添加量对果冻感官评分影响的等高线与曲面图见图6。

图6 莱阳梨汁添加量和白砂糖添加量对果冻感官评分的影响Fig.6 Influence of the added amount of Laiyang pear juice and white sugar on the sensory evaluation of jelly

由图6可知，发酵果冻的感官评分因莱阳梨汁和白砂糖添加量的增多而呈现上升后降低的关系。等高线为椭圆形，响应面坡度较为陡峭，说明莱阳梨汁添加量和白砂糖的添加量的交互作用显著。

卡拉胶与魔芋胶质量比和白砂糖添加量对果冻感官评分影响的等高线与曲面图见图7。

图7 卡拉胶与魔芋胶质量比和白砂糖添加量对果冻感官评分的影响Fig.7 Influence of the added amount of the quality ratio of carrageenan to konjac gum and white sugar on the sensory evaluation of jelly

由图7可知，随着凝胶剂中卡拉胶量的增加和白砂糖添加量的增大，发酵果冻的感官评分先增大后减小。等高线为椭圆形，说明卡拉胶与魔芋胶质量比和白砂糖添加量的交互作用显著。

2.3.3 模型验证

通过响应面回归模型分析，得到红茶菌发酵液莱阳梨果冻的最佳配方参数：莱阳梨汁添加量为408.6mL/L，白砂糖的添加量为147.3 g/L，卡拉胶与魔芋胶质量比为2.06∶1，在此最佳条件下果冻的感官评分为83.07，考虑实际操作的可行性，将此配方调整：莱阳梨汁的添加量为410 mL/L，白砂糖的添加量为150 g/L，卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1，进行3次重复验证试验，得到的果冻感官评分为82.76，接近于预测值，证明该最佳工艺条件是合理的。

3 结论

通过单因素试验和响应面设计的优化，红茶菌发酵液莱阳梨果冻最佳配方为红茶菌发酵液500 mL，莱阳梨汁的添加量为410 mL/L，卡拉胶与魔芋胶质量比为2∶1（添加量14g/L），白砂糖添加量为 150 g/L，柠檬酸添加量为1.2 g/L，在此条件下，果冻的感官评分最高。此配方制作的红茶菌发酵液莱阳梨果冻色泽鲜亮，均匀一致，结构紧实，口感润滑、细腻，弹性和咀嚼性良好，具有红茶菌发酵液独特香气和莱阳梨的清香。该产品营养丰富，风味独特，是一种极具开发潜力的新型果冻。