复合增稠剂对红枣芦荟低糖果酱品质的影响

林志荣

(中华全国供销合作总社管理干部学院，北京 100032)

目前中国市场上的果酱大多采用单一果蔬制成，风味单调且过于甜腻(含糖量高，通常在60%～65%)，长期食用不利于人体健康。低糖复合果酱含糖量在25%～45%，具有低糖低热量的特点，且低糖酱体中水分所受到的约束力小，熬煮时间缩短，因此营养和香气保存较好，深受消费者的青睐[1]。随着果酱深加工行业的不断发展，开发低糖型、多风味、高营养的果酱是国内外果酱消费市场共同的发展趋势。

芦荟含有蒽醌类衍生物、芦荟多糖、芦荟酊和有机酸等成分，具有抗病毒、增强免疫力、调节血糖等药理作用[2]。研究[3-4]表明，芦荟大黄素可通过线粒体死亡途径诱导多种肿瘤细胞凋亡。目前，芦荟在食品行业中主要用于乳制品、饮料和果冻，用于果酱深加工鲜有报道。

红枣营养价值高，被《黄帝内经》列为最具有价值的“五果”之一，其含有丰富的多糖、多酚、有机酸和皂苷等活性成分，具有抗炎、抗肿瘤、降血脂、保护肝脏、增强免疫力等多种功效[5-6]。耿楠等[7]选用红枣和山楂为原料研制低糖果酱，马雪玲等[8]用红枣、山楂和南瓜制作低糖果酱，这些果酱口感细腻，营养丰富，果香浓郁，但由于含糖量低难以形成高甲氧基果胶，普遍存在酱体凝胶性差、易析水等问题，不利于后期的贮藏和销售。

研究拟以红枣和芦荟鲜叶为主要原料制备红枣芦荟低糖果酱，选用CMC-Na和琼脂为复合增稠剂，研究复合增稠剂在不同保藏时间下对红枣芦荟低糖果酱质构性质和感官品质的影响，并通过正交试验和流变性检测优化果酱配方，以期为红枣芦荟低糖复合果酱工业化生产提供理论指导。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

干红枣、中国芦荟叶、白砂糖：市售；

CMC-Na、琼脂、海藻酸钠、抗坏血酸：食品级，上海申光化学品有限公司。

1.2 仪器与设备

打浆机：JYL-B500型，九阳股份有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-6型，江苏科析仪器有限公司；

糖度计：RHB32型，山东恒美电子科技有限公司；

色差仪：RS-232C型，柯尼卡美能达公司；

流变仪：AR1000型，英国TA公司；

旋转蒸发仪：RE-52A型，上海亚荣生化仪器厂；

黏度计：NDJ-8S数字式，维德(宁波)仪器有限公司；

真空干燥箱：DZF-6020型，上海博迅实业有限公司；

电烤箱：MG38MD-ADRF型，美的集团股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

1.3.2 操作要点

(1) 芦荟浆制备：将芦荟鲜叶洗净，沸水热烫5 min，去皮，果肉切块，按料液比1∶2 (g/mL)添加0.2%抗坏血酸溶液，打浆3 min，得到芦荟浆液[9]。

(2) 红枣浆制备：将红枣洗净，清水浸泡8～12 h，使红枣吸水膨胀。在100 ℃蒸汽中软化15 min，去皮去核，按料水比1∶2 (g/mL)打浆3 min，得到红枣浆液。

(3) 增稠剂调配：将增稠剂和少量白砂糖混匀溶于70 ℃的热水中，备用。

(4) 红枣芦荟果酱制备：红枣浆和芦荟浆按比例混合均匀，真空浓缩(真空度85～95 kPa，温度40～50 ℃)至固形物含量30%以下，再依次添加一定配比的增稠剂溶液和白砂糖，25 MPa下均质1次，降至室温，得到红枣芦荟低糖果酱成品[10]。

1.3.3 果酱增稠剂的确定

(1) 单一增稠剂的选择：称取300 g红枣芦荟混合浆，分别将琼脂、海藻酸钠和CMC-Na 3种食品胶添加到混合浆中作增稠剂，根据黏度、凝胶强度和感官评分值选择较为适宜的两种食品胶作为复合增稠剂[11-12]。

(2) 复合增稠剂配比确定：选择CMC-Na和琼脂2种胶体作复合增稠剂，称取300 g红枣芦荟混合浆，分别添加不同配比的复合增稠剂，根据黏度、凝胶强度和感官评分值选择CMC-Na和琼脂合适配比。

1.3.4 果酱配方正交试验设计 在单因素试验的基础上，选取红枣浆和芦荟浆配比、白砂糖添加量和复合增稠剂(mCMC-Na∶m琼脂=7∶3)添加量为影响红枣芦荟低糖果酱品质的主要因素，采用L9(34)进行正交试验，通过感官评分值选出最佳配方。正交试验因素与水平见表1。

表1 果酱配方优化正交试验因素与水平Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment of jam formula optimization

1.3.5 黏度测定 使用NDJ-8S数字式黏度计测定。保持样品温度在20 ℃左右，转速为12 r/min，测定时间为5 min。

1.3.6 果酱质构测定 果酱的质构仪测定模式设定为凝胶模式，测定添加不同种类和浓度增稠剂的果酱凝胶强度值。测定条件：选用 P 0.5 型探头，测前速度2 mm/s，测试速度2 mm/s，触发力Auto-0.049 N，探头下压距离10 mm。

1.3.7 果酱流变性测定 挑选复合增稠剂优化试验组中感官评分较高的5组样品进行流变性质检测。平板间距1 mm，剪切速率0～200 s-1，测定25 ℃下果酱的黏度与剪切应力随剪切速率的变化曲线，采用Herschel-Bulkley方程[式(1)]对剪切应力随剪切速率变化的流变曲线进行模型拟合[13-16]。

τ=Kγn+τ0，

(1)

式中：

τ——剪切应力，Pa；

τ0——屈服应力，Pa；

K——稠度系数，Pa·sn；

γ——剪切速率，s-1；

n——流动特征指数。

1.3.8 感官评价 随机挑选10位经过培训的食品专业人员，从果酱的组织状态、色泽、口感和味道4个方面进行评分，结果取平均值。评分标准如表2所示。

表2 红枣芦荟果酱感官评分标准Table 2 The standards of sensory score evaluation on red jujube and aloe jam

1.4 理化指标检测

1.4.1 保水性 准确称取红枣芦荟低糖果酱成品10～15 g，置于真空干燥箱中，约30 ℃放置4 h后称重[17]。按式(2)计算果酱保水性。

(2)

式中：

HWC——果酱保水性，%；

G1——果酱真空放置后质量，g；

G2——果酱烘箱干燥后质量，g；

G3——果酱样品质量，g。

1.4.2 脱水收缩率 选用直径为60 mm的饼干，将果酱均匀地涂在饼干表面，果酱直径为40 mm，厚度为10 mm，烤箱温度约为170 ℃，一般选择烤箱中间的位置进行高温加热。相对焙烤稳定性(BRS)和相对形成稳定性(FRS)由加热后果酱的内径和外径测得。

(3)

(4)

SD=FRS-BRS，

(5)

式中：

BRS——相对焙烤稳定性，%；

FRS——相对形成稳定性，%；

x——高温加热后果酱的外径，mm；

y——高温加热后果酱的内径，mm;

SD——脱水收缩率，%。

当BRS

1.4.3 色差 取一定量果酱于透明平板上，将果酱均匀铺平，进行测定时，先进行白板校正，再用黑板校正，对果酱不同位置进行测定，并记录果酱亮度L*的变化，+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《罐头食品的检验方法》执行。

1.5 数据处理

采用Origin 8.1软件进行数据分析，计算标准误差并制图，试验数据以3次重复的“均值±标准差”表示。通过正交助手ⅡV 3.1软件对果酱配方进行优化。

2 结果与分析

2.1 增稠剂的筛选试验

2.1.1 单一增稠剂对低糖果酱的影响 由表3可知，CMC-Na、海藻酸钠和琼脂3种增稠剂对红枣芦荟低糖果酱的凝胶强度、黏度和感官评价值都有较大的影响。CMC-Na添加量增加，果酱黏度逐渐上升，试验发现当黏度值为20～23 Pa·s时，果酱易于涂抹，感官评价值较高。CMC-Na的添加使得分子间的缠结作用增强，体系更加稳定，但果酱凝胶性一般，当CMC-Na添加量为0.2%～0.3%时，红枣芦荟果酱涂抹性好，但凝胶效果较差，酱体易流散；当CMC-Na添加量为0.4%～0.5%时，果酱仍存在轻微流散现象，形成的凝胶稳定性不强。琼脂常用于食品中作为胶凝剂、增稠剂，增加食品黏度，赋予食品黏滑而富有弹性的口感。添加琼脂后，红枣芦荟果酱的凝胶强度和黏度均明显提高，析水量减少，但是感官评价值先增加后降低，主要是由于琼脂用量加大后，果酱的凝胶硬度明显增加，呈现板结状况，流动性差，较难涂抹。海藻酸钠能提高红枣芦荟果酱黏度和凝胶强度，但改善程度并不大，果酱黏度偏低，凝胶效果差，易流散，引起此现象的原因可能是红枣芦荟低糖果酱中可溶性固形物含量较低，使海藻酸钠作为增稠剂不能达到理想的效果。

表3 增稠剂种类和添加量对果酱性质的影响Table 3 The effect of thickening agents variety and the addition on sensory evaluating and texture properties

3种增稠剂单一使用过程中，海藻酸钠使红枣芦荟低糖果酱的黏度和凝胶强度较低，导致果酱有水分析出，影响了感官品质；CMC-Na能提高果酱黏度，但维持凝胶性能一般，果酱易流散；琼脂能迅速提高果酱的凝胶强度，但改善果酱黏度效果一般。由此可知，单一增稠剂并不能保证低糖果酱的质构和感官品质，因此，选择CMC-Na和琼脂作为复合增稠剂。

2.1.2 复合增稠剂对果酱性质的影响 由表4可知，随着添加量增大添加不同配比的复合增稠剂的果酱的凝胶强度和黏度增大；mCMC-Na∶m琼脂为4∶6和5∶5时，贮藏90 d果酱的凝胶强度比0 d时增大，黏度降低，但当mCMC-Na∶m琼脂继续增大到6∶4及以上时，贮藏90 d的与0 d的果酱相比，其凝胶强度和黏度无显著变化。因此，当mCMC-Na∶m琼脂达到6∶4及以上时，果酱在保存过程中，其质构性质保持稳定。

由表4还可知，当mCMC-Na∶m琼脂为4∶6，5∶5，6∶4时，随着增稠剂添加量增大，果酱感官评价值先增大后减小，但当mCMC-Na∶m琼脂为7∶3时，果酱的感官评价值稳步增大，说明复合增稠剂配比对果酱的组织状态有重要影响，既解决了低糖果酱凝胶性差，水分易析出问题，同时也能降低琼脂单一使用时出现的酱体板结。延长贮藏时间，mCMC-Na∶m琼脂为4∶6～6∶4时，贮藏90 d果酱的感官评分比0 d时降低；mCMC-Na∶m琼脂为7∶3时，果酱感官评价值略微降低，但不显著，说明果酱在此比例时，组织状态良好，保藏时间长。

表4 复合增稠剂配比和储藏时间对果酱质构和感官的影响Table 4 The effect of composite thickening agents ratio and storage time on texture and sensory properties

综上所述，在90 d的贮藏期内，复合增稠剂可以保持果酱的凝胶强度、黏度和感官评价值，且在mCMC-Na∶m琼脂为7∶3时，贮藏30 d和90 d的果酱凝胶强度、黏度以及感官评价值与新鲜果酱相比无明显差异，所以，确定mCMC-Na∶m琼脂=7∶3为最优复合增稠剂配比。

2.2 红枣芦荟低糖果酱配方优化

2.2.1 正交试验优化 在单因素基础上，以感官综合评价为指标，选取红枣浆和芦荟浆体积比、白砂糖添加量和复合增稠剂(mCMC-Na∶m琼脂=7∶3)添加量为影响红枣芦荟低糖果酱品质的主要因素，采用L9(34)进行正交试验，试验结果与分析见表5。

由表5可知，影响感官评价因素大小顺序为A>B>C，最优组合为A1B2C1。在此条件下，做3次平行验证实验，感官评分值为90分，说明此配方最佳，即红枣浆和芦荟浆配比(V红枣浆∶V芦荟浆)为5∶5，白砂糖添加量为18%，复合增稠剂添加量为0.4%。

表5 果酱配方优化正交试验结果与分析Table 5 Results and analysis of orthogonal experiment for jam formula optimization

2.2.2 流变性研究 挑选红枣芦荟低糖果酱正交优化试验组中感官评分较高的样品1、2、3、8和最佳样(即添加最佳增稠剂A1B2C1的样品)进行流变性质检测。由图1可知，5组复配增稠剂体系表观黏度随剪切速率的增加而降低，表现为非牛顿流体的剪切稀化行为，此类流体在受到咀嚼剪切作用时，黏度降低，在咽下的过程中不会产生黏腻感，且有滑爽的口感。果酱的黏稠度随剪切速率增加而降低，是因为随着剪切速率的增大，胶体分子间在剪切场中逐渐解缠并取向所致。

图1 25 ℃红枣芦荟果酱的剪切速率与黏度、剪切力的流变曲线Figure 1 Rheological curve of shear rate, viscosity and shear stress of red jujube and aloe jam at 25 ℃

利用Herschel-Bulkley模型对果酱剪切应力—剪切速率的数据点进行回归拟合(表6)。结果表明，Herschel-Bulkley模型可以很好地拟合果酱的流动曲线，其中R2>0.99，5组增稠剂体系的流动指数0

流动指数n值偏离1越远，剪切稀化程度越大，在食品加工中，剪切稀化现象有利于流体食品的输送，从而降低机器运作过程中机械能损失，降低能耗。流体稠度K值越大，黏稠度就越大，黏稠性较大的果酱体系，流动性和触变面积较小，有助于形成相对稳定的结构。由表6可知，5组增稠剂体系中最佳样的剪切稀化程度和黏度都是最大的，该体系结构较为稳定，生产耗能也较低。

表6 果酱流体类型Herschel-Bulkley方程拟合参数Table 6 Fitting parameters of Herschel-Bulkley equation for fluid type of jam

2.3 产品质量指标

2.3.1 感官指标 红枣芦荟低糖果酱呈棕红色，颜色鲜亮，滋味甜中略带苦，兼有鲜芦荟和红枣风味；酱体均匀细腻，凝胶性好，无分层析水现象。

2.3.2 理化指标 试验制得的红枣芦荟低糖果酱理化指标与市面上的番茄果酱进行对比，结果见表7。

果酱的保水性是评价果酱质量的一个比较重要的因素，如果果酱的保水性太差，水分容易散发，果酱萎缩、塌陷。由表7可知，红枣芦荟低糖果酱在保水性和脱水收缩率方面相比市面上的番茄果酱更具优势，但是在色泽方面稍显劣势，果酱褐变程度比市面上的番茄果酱高，主要是芦荟在去皮、切块或打浆的过程中蒽醌和多酚类物质极易发生褐变反应，影响产品色泽。同时由于红枣芦荟果酱属于低糖果酱，其可溶性固形物含量较低，为(25.20±0.82)%，是一款健康、绿色、营养美味的低糖果酱。

表7 对照试验结果Table 7 The contrast test results (n=3)

3 结论

探讨了复合增稠剂对红枣芦荟低糖果酱稳定性的影响，结果表明复合增稠剂中CMC-Na和琼脂配比(mCMC-Na∶m琼脂)为7∶3时，新鲜果酱和保藏90 d果酱的硬度和黏度无明显差异，且果酱细腻均匀，组织缓慢流动，无汁液析出，无板结；果酱最优工艺参数：红枣浆和芦荟浆配比(V红枣浆∶V芦荟浆)为5∶5，白砂糖添加量18%，复合增稠剂添加量0.4%。对果酱进行理化检测，其保水性能达到(51.31±1.23)%，可溶性固形物含量为(25.20±0.82)%。研制得到的果酱为假塑性流体，口感风味俱佳，感官评分90。

但低糖果酱在含糖量较低的情况下，贮藏期较短，长期贮藏过程中易出现变质分层，后续将对红枣芦荟低糖果酱的贮藏稳定性开展相关研究。