银耳皂角米果冻的配方优化

王丽琼，马长路，邓志峰，柳 青，胡滇碧

（1. 北京农业职业学院食品与生物工程系，北京 102442；2. 云南省农业广播电视学校昆明分校，云南昆明 650032）

0 引言

皂荚属在全球约15 种，我国产6 种、2 变种，广泛分布于南北各省区，主产长江流域各省。云南有2种，其1 个为变种。滇皂荚（Gleditsia japonicavar.del-avayi） 属落叶乔木，多见于昆明、梁河、腾冲、会泽、蒙自等，生于山坡或路边村旁，它的种子能食用，俗称皂角米或皂角仁[1]。皂角米于2015 年被收入《中国药典》中。据《本草图经》记载：核中白肉，主治肺药。又炮核取中黄心，嚼饵之，治膈痰吞酸，有润燥通便、祛风消肿的作用。据研究，皂角米蛋白质含量2.37%~3.64%，总糖及粗纤维含量均低于1%； 氨基酸种类全，富含各种矿质元素，是一种高蛋白、低糖、氨基酸齐全和矿质元素丰富，符合高钾低钠饮食结构的营养保健食物[2]。目前，国内外对滇皂荚开展研究较多的是皂角米中的多糖植物胶、黄酮、三萜等。尤其是多糖植物胶即皂荚豆胶，主要成分为半乳甘露聚糖，性质与瓜尔豆胶相似，具有良好的稳定性、增稠性和水合性[3-4]。目前，皂角米加工已有滇皂荚粉和滇皂荚浸膏等滇皂荚保健食品上市，但皂角米进一步的加工开发鲜有报道。

银耳，学名（Tremella fuciformisBerk），又称为白木耳、雪耳等，是担子菌门真菌银耳的子实体。银耳含蛋白质、碳水化合物、无机盐等营养成分。银耳蛋白中含有亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等17 种氨基酸，其中含量最大的是脯氨酸[5]。银耳味甘、淡、性平、无毒，既补脾开胃又益气清肠、滋阴润肺，是我国治疗虚弱和衰老的滋补药[6]。现代研究表明，银耳中含有的多糖、黄酮为其重要的活性物质，具有抗氧化、抗肿瘤及免疫调节等多种作用[7]。目前，银耳加工研究较多的是银耳作为原料制作饮料、酸奶等[8-9]。王凤芳等人[10]研制的是用银耳作为单一原料研制的果冻。

传统果冻，所用卡拉胶、黄原胶、魔芋胶或琼脂等凝胶剂比较多。由于银耳、皂角米都富有天然植物性胶质，同时兼有营养功能的作用。因而，试验拟采用皂角米、银耳制作银耳皂角米果冻，一方面以减少凝胶剂的用量，另一方面能进一步提高和增强产品的润燥通便、滋阴润肺、抗氧化等保健功能，为皂角米和银耳的进一步开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

皂角米，于2018 年9 月25 日购自云南梁河；银耳、白砂糖，购自市售华联超市；柠檬酸、卡拉胶、魔芋胶，均为食品级，北京北方霞光食品添加剂有限公司提供。

1.2 仪器与设备

GYC-21GSO3 型九阳电磁炉，山东九阳股份有限公司产品；FA-004 型电子天平，上海精科天平有限公司产品；RM-255 型温度计，常州盛之源仪器仪表有限公司产品；MASTER-10a 型手持折光仪，深圳市方源仪器有限公司产品；DK-S26 型电热恒温水浴锅，上海精宏试验设备有限公司产品；HR2100/60型飞利浦料理机，荷兰皇家飞利浦公司产品；YXQLS-30 型高压蒸汽灭菌锅，上海博迅实业有限公司产品；BCD-460WDGZ 型海尔冰厢，青岛海尔公司产品；CT3 Texture Analyzer 质构仪，美国博勒飞公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程①干银耳→清洗浸泡→打浆→过滤→银耳汁；

②干皂角米→清洗浸泡→打浆→过滤→皂角米汁； 柠檬酸液

①+②→混合→调配、浓缩→灭菌→冷却→检验、成品。 复配胶、糖溶解、过滤

1.3.2 操作要点

（1） 银耳汁制作。将干银耳与水按1∶50 比例混合，待银耳吸水胀润后在90 ℃恒温水浴中浸泡4 h，用料理机打浆后过滤，得银耳汁，冷藏待用[10]。

（2） 皂角米汁制作。将干皂角米按1∶40，1∶50，1∶60 比例混合，用冷水浸泡12 h，待皂角米吸水胀润后变成透明色在90 ℃恒温水浴中再浸泡6，8，10 h，用料理机打浆后过滤，得皂角米汁，冷藏待用。

（3） 复配胶、糖溶解。称取一定比例的魔芋胶、白砂糖、卡拉胶先干混均匀，然后加蒸馏水不断搅拌混合均匀，为避免复配胶受热影响凝胶强度，控制水浴锅温度为75 ℃，加热使胶体全部溶解并过滤[10]。

（4） 调配、浓缩入模、灭菌、冷却。将银耳汁、皂角米汁、复配胶液在水浴锅上70 ℃加热，然后依次加入柠檬酸溶液（配成10%），最后趁热倒入模具中冷却成果冻。用巴氏杀菌10 min 后冷却放入冰箱冷藏至凝固，得银耳皂角米果冻。

1.3.3 银耳皂角米果冻的单因素试验

产品口味和品质取决于产品各主要成分，因而试验主要选取银耳汁添加量、皂角米汁添加量、凝胶剂种类及添加量、柠檬酸添加量、蔗糖添加量5 个因素进行单因素试验，以产品风味、质地为评价指标，以确定主要单因素及最佳值。

1.3.4 响应面试验设计

结合单因素试验结果，选取对果冻组织特性和感官影响较大的4 个因素：银耳汁添加量、皂角米汁添加量、复配胶添加量、柠檬酸添加量4 个因素为考察变量，以感官评价为指标，采用Design Expert8.0进行试验设计

因素与水平设计见表1。

表1 因素与水平设计/%

1.3.5 银耳皂角米果冻质构特性测定

对于果冻而言，果冻弹性对果冻口感影响较大，必须测定其弹性指标。将果冻产品冷却24 h 后，采用CT3 TextureAnalyzer 质构仪测定。具体测定参数：探头：TA18；预测试速度2 mm/s；测试速度1 mm/s；返回速度1 mm/s；触发点负载7 g；循环次数为2 次。每个样品测试3 次，取平均值。

1.3.6 感官评价得分与质构特性相关性分析

选10 名经验丰富的感官鉴评员对成品果冻进行感官评定，根据果冻的外观（30 分）、口感（30 分）、风味（40 分） 等指标进行评价。

银耳皂角米果冻感官评分标准见表2。

表2 银耳皂角米果冻感官评分标准

2 结果与分析

2.1 不同加水比例、不同水浴时间对泡制皂角米汁质量的影响

将干皂角米按干皂角米与水比例为1∶40，1∶50，1∶60，用冷水浸泡12 h，等皂角米吸水胀润后在90 ℃恒温水浴中浸泡6，8，10 h，用料理机打浆后过滤，得不同黏度及不同感官性状的皂角米汁。

干皂角米不同加水比例、不同水浴时间对皂角米汁感官品质的影响见表3。

表3 干皂角米不同加水比例、不同水浴时间对皂角米汁感官品质的影响

由表3 可知，加水少，皂角米吸水膨胀不够，泡不开；加水太多，打浆出的汁液又太稀，皂角米黏稠剂的作用不显著，皂角米汁也没香味。浸泡时间太短，皂角米吸水膨胀也不够，同样泡不开；浸泡时间10 h 太长，一是费时，另一方面，皂角米汁味也发生了变化，香味淡了。综合考虑，最终选择按干皂角米∶水比例为1∶50，浸泡8 h，用料理机打浆成皂角米汁。

2.2 银耳皂角米果冻的单因素试验

2.2.1 凝胶剂种类、比例及添加量对果冻产品品质的影响

通过查阅资料[10-13]，果冻制作过程中，单一种类的凝固剂制作出来的果冻凝胶效果不理想，所以采用复配胶为卡拉胶和魔芋胶。通过预试验处理最终确定用于果冻制作的2 种胶体为卡拉胶和魔芋胶，比例为2∶2。

以200 g 为基础，保持皂角米汁6%，银耳汁20%，柠檬酸1%（配成10%的溶液），蔗糖12%添加量不变，分别加入0.2%，0.3%，0.4%，0.5%，0.6%的复配胶（卡拉胶∶魔芋胶= 2∶2），制作果冻，并对其进行感官评分。

复配胶添加量对果冻产品品质的影响见图1。

图1 复配胶添加量对果冻产品品质的影响

由图1 可知，当复配胶含量不断增大时，其感官评分随复配胶含量不断提高，在添加量为0.4%时口感评分达到最大值。这时整个果冻体系的胶凝状态不断增强，分子排列更紧密，使银耳皂角米果冻变得越来越有弹性和咀嚼性，当复配胶含量继续增大时，银耳皂角米果冻组织状态不均匀，有颗粒感，感官评分逐渐降低。因而，复配胶含量为0.4%合适。

2.2.2 皂角米汁添加量对果冻产品品质的影响

以200 g 为基础，保持复配胶比例（卡拉胶∶魔芋胶= 2∶2），总量0.4%，银耳汁20%，柠檬酸1%（配成10%的溶液），蔗糖12%添加量不变，分别加入2%，4%，6%，8%，10%的皂角米汁，制作果冻，并对其进行感官评分。

皂角米汁添加量对果冻产品品质的影响见图2。

图2 皂角米汁添加量对果冻产品品质的影响

由图2 可知，当皂角米汁含量太低时，果冻偏绵软，当皂角米汁添加量不断增大时，银耳皂角米果冻外观、口味、咀嚼性、韧弹性等感官评分不断提高，在6%时口感评分达到最大值。当皂角米汁含量继续增大到8%~10%时，银耳皂角米果冻气泡增多，果冻咀嚼性及口感不理想，感官评分降低。因而，皂角米汁添加量6%为最佳。

2.2.3 银耳汁添加量对果冻产品品质的影响

以200 g 为基础，保持复配胶比例（卡拉胶∶魔芋胶= 2∶2），总量0.4%，皂角米汁6%，柠檬酸1%（配成10%的溶液），蔗糖12%添加量不变，分别加入10%，15%，20%，25%，30%的银耳汁，制作果冻，并对其进行感官评分。

银耳汁添加量对果冻产品品质的影响见图3。

图3 银耳汁添加量对果冻产品品质的影响

由图3 可知，当银耳汁添加量不断增大时，银耳皂角米果冻弹性、口感、组织状态等感官评分不断提高，在20%时银耳皂角米果冻组织状态均匀、韧弹性、咀嚼性令人满意。当银耳汁含量继续增大时，银耳皂角米果冻外观、口味、咀嚼性、韧弹性等感官评分降低。因而，银耳汁添加量最佳为20%。

2.2.4 柠檬酸添加量对果冻产品品质的影响

以200 g 为基础，保持复配胶比例（卡拉胶∶魔芋胶= 2∶2），总量0.4%，皂角米汁6%，银耳汁20%，蔗糖12%添加量不变，分别加入0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，1.4%的柠檬酸（配成10%的溶液），制作果冻，并对其进行感官评分。

柠檬酸添加量对果冻产品品质的影响见图4。

图4 柠檬酸添加量对果冻产品品质的影响

由图4 可知，当柠檬酸添加量不断增大时，银耳皂角米果冻等感官评分随柠檬酸添加量不断提高，在1.0%时口感评分达到最大值，也就是说大多数人喜欢这个口味，当柠檬酸含量继续增大时，银耳皂角米果冻凝胶易发生水解，果冻变软使其感官评分降低。

2.2.5 蔗糖添加量对果冻产品品质的影响

以200 g 为基础，保持复配胶比例（卡拉胶∶魔芋胶= 2∶2），总量0.4%，皂角米汁6%，银耳汁20%，柠檬酸1.0%添加量不变（配成10%的溶液），分别加入8%，10%，12%，14%，16%的蔗糖，制作果冻，并对其进行感官评分。

蔗糖添加量对果冻产品品质的影响见图5。

图5 蔗糖添加量对果冻产品品质的影响

由图5 可知，当蔗糖添加量不断增大时，银耳皂角米果冻外观、口味、咀嚼性、韧弹性等感官评分随蔗糖添加量不断提高，在12%时口感评分较高。当蔗糖添加量继续增大时，银耳皂角米果冻感官评分缓慢降低。分析认为，蔗糖添加量为12%~14%时，果冻产品感官评分都比较高，但没有出现剧烈变化。不作为试验的主要因素。综合考虑其他文献资料[10-11，14]。因而，蔗糖添加量12%为最佳。

2.3 响应面皂角米银耳果冻优化

2.3.1 响应面试验设计及结果

经过单因素试验，根据Box-behnken 试验设计原理，采用四因素三水平试验法，对各项参数进行优化，提升口感和弹性。

响应面试验设计及结果见表4。

表4 响应面试验设计及结果

2.3.2 响应面方差分析

以各项感官评分和果冻弹性为标准经过29 次试验，利用Design Expert 软件分析，得到四因素与果冻感官评分之间的回归方程如下：

其中，A，B，C，D为各因子水平的编码值。

感官评分回归方程方差分析见表5。

表5 感官评分回归方程方差分析

关于感官评分的回归系数R2=0.896 6，校正回归系数R2Adj=0.855 2，模型的p值＜0.000 1，达到极其显著水平。整体而言回归方程拟合度较高，可用于预测和调整参数。

从方差分析表中可以观察到一次项A、二次项A2、B2、D2的p值均小于0.000 1，达到极其显著水平，说明他们对感官评分有极其显著影响。C2的p值为0.000 9，也达到极其显著水平，一次项B达到0.001 4，极其显著，交叉项AC达到0.033 3 的显著水平，因此各项对感官评分影响显著性顺序为A，A2，B2，D2＞C2＞B＞AB。利用Design Expert 软件分析，得到四因素与果冻弹性指标之间的回归方程如下：

其中，A，B，C，D为各因子水平的编码值。

弹性回归方程方差分析见表6。

表6 弹性回归方程方差分析

关于弹性的回归系数R2=0.854 0，校正回归系数R2Adj=0.707 9，p=0.001 1，整体而言，回归方程拟合度较高，可用于预测和调整参数。

从方差分析表中可以观察到二次项A2，B2，C2的p值分别＜0.000 1，等于0.000 9，等于0.001 2，都达到极其显著水平，一次项B的p值为0.004 4 同样达到极其显著水平，一次项A达到0.015 9，影响显著。综合而言，各项对弹性的影响显著性顺序为：A2＞B2＞C2＞B＞A。

在模型中，F值代表各个因素对结果的影响力度，因素的F值越大表示对果冻弹性或感官评分的影响越大。其中，对感官评分和果冻弹性影响最大的因子分别为银耳添加量（A） 和皂角米添加量（B）。

2.3.3 响应面图形分析及指标优化

四因素关于感官评分的响应面曲线见图6，四因素关于果冻弹性的响应面曲线见图7。

从图6、图7 可以直观地看出两两因素交互作用对果冻感官评分及弹性的影响。

结合图6 图形的陡峭程度，可以看出柠檬酸溶液添加量对感官评分影响较大复配胶浓度影响次之。感官评分随复配胶添加量和柠檬酸溶液添加量增加先增加后减小，而对银耳汁添加量和皂角米汁添加量变化不敏感。

图6 四因素关于感官评分的响应面曲线

结合图7 四因素关于果冻弹性的响应面曲线，我们观察得到弹性关于复配胶添加量变化最为敏感，皂角米汁添加量次之，对果冻弹性影响最大的两因素为皂角米汁添加量和复配胶添加量。

图7 四因素关于果冻弹性的响应面曲线

经软件分析，得到最优解各项指标如下：银耳添加量19.06%，皂角米添加量6.53%，复原胶添加量0.41%，柠檬酸添加量1%，此时的理论感官评分为89.320 7 分，理论弹性为4.237 07 mm。经过试验验证，得到的感官评分和果冻弹性分别为90 分和4.22 mm，这与理论结果比较吻合，同时也说明利用回归方程来进行优化和预测是可行、合理的。

2.3.4 银耳皂角米果冻品质检验

（1） 感官检验。经该工艺制作出的银耳皂角米果冻色泽均匀、光滑、弹性好、凝胶状态好，有一定韧性，酸甜适宜，风味独特。

（2） 微生物指标。检验所得的菌落总数为56 CFU/g（＜100 CFU/g），大肠菌群为4.0 CFU/g（＜10 CFU/g），酵母菌和霉菌均未检出，符合GB 19299—2015 食品安全国家标准果冻的规定。

3 结论

银耳和皂角米都是具有营养与保健功能的食品。试验采用银耳、皂角米、蔗糖等为主要原料制作银耳皂角米果冻，采用单因素试验及Box-behnken 方法进行相关研究分析。银耳皂角米果冻得到最优配方：银耳添加量19.06%，皂角米添加量6.53%，复原胶为卡拉胶、魔芋胶（卡拉胶、魔芋胶= 2∶2）添加量0.41%，柠檬酸添加量1% （配成10%的溶液），蔗糖添加量12%。其中，对感官评分和果冻弹性影响最大的因子分别为银耳添加量（A） 和皂角米添加量（B）。下一步需要对银耳和皂角米不同浸泡温度和不同浸泡时间下其营养成分的流失进行研究。