紫薯香芋果冻的研制

周民生，任 宇，端木凡林

（1.安阳工学院生物与食品工程学院，河南 安阳 455000；2.安阳市晶华油脂工程有限公司，河南 安阳 455000）

0 引言

果冻是以水、白砂糖、卡拉胶为主要原料，添加魔芋粉、果蔬制品、乳及乳制品、营养强化剂等制成的食品[1]。目前，果冻已经从最初的儿童小食品，发展成为覆盖各年龄段消费群的休闲零食[2]，开始向高端化、休闲化、趣味化和健康化的方向进行转变[3]。随着生活水平的提高，人们对休闲食品的要求不再仅仅是美味可口，而是应具有营养价值和一些保健功能[4-11]。紫薯又叫黑薯，其富含蛋白质、淀粉、果胶、纤维素、氨基酸、维生素及多种矿物质，同时还富含硒元素和花青素。紫薯具润肠通便、减缓血糖升高、抗氧化、抗衰老、改善视力等功效[12-15]。香芋中含有较多粗蛋白、淀粉、聚糖、粗纤维、钙、磷等营养元素[16-18]。中医认为，可益胃宽肠、通便解毒、补益肝肾、防治糖尿病等[16，19]。

以优质的紫薯和香芋为原料，经调配、混合熬煮、过滤、杀菌等工艺流程，通过单因素试验和正交试验优化紫薯汁与香芋汁配比、白砂糖添加量、柠檬酸添加量及复配胶添加量，并采用感官评分法对果冻的气味、色泽、口感、组织形态等进行评价，最终确定紫薯香芋果冻的最佳加工方案，以期研制出一种色泽诱人、入口细腻有嚼劲、柔软适中、晶莹剔透且具有浓郁紫薯风味和香芋风味的果冻。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 试验材料

黄原胶（食品级），广州汤比工贸有限公司提供；果胶（食品级），上海鑫泰实业有限公司提供；卡拉胶（食品级），东莞市福瑞斯特食品科技有限公司提供；柠檬酸（食品级），晟发生物科技有限公司提供；紫薯（食品级），苏州市饮力健康食品有限公司提供；香芋（食品级），桂林芋乐汇食品有限公司提供。

1.1.2 试验设备

MP2001 型电子天平，上海浦春计量仪器有限公司产品；S31-SI643 型电磁炉，杭州苏泊尔生活电器有限公司产品；DGL-50B 型水浴锅，宁波久兴试验室仪器有限公司产品；SH50-86-3 型磁力搅拌器，宁波中科生物科技有限公司产品；3RYJ 型阿贝折光仪，天津市博艺电子科技有限公司产品；FD40 型酸度计，上海越平仪器有限公司产品。

1.2 试验流程及操作要点

1.2.1 工艺流程

紫薯香芋果冻的制备流程图见图1。

图1 紫薯香芋果冻的制备流程图

1.2.2 紫薯汁制作

（1） 紫薯的选择。挑选无霉变、无虫蛀、无冻伤、无机械损伤、颜色大小均匀的紫薯。

（2） 用流动的清水清洗紫薯表面的泥沙、灰尘和杂质，再用手工刀去除表皮，然后将紫薯切成1 cm宽的长条。清洗用水应符合国家饮用水标准规定。

（3） 取500 g 的紫薯条放入榨汁机，加入500 mL饮用水，榨取的紫薯汁用纱布过滤，放入烧杯中备用。

1.2.3 香芋汁制作

（1） 香芋的选择。挑选无霉变、无虫蛀、无冻伤、颜色大小均匀、品质优良的香芋。

（2） 用流动的清水清洗香芋表面的泥沙和杂质，再用手工刀去除表皮，然后将香芋切成1 cm 宽的长条。清洗用水应符合国家饮用水标准规定。

（3） 取500 g 的香芋条放入榨汁机，加入500 mL饮用水，榨取的香芋汁用纱布过滤，放入烧杯中备用。

1.2.4 混合调配

（1） 复配胶的制备。按卡拉胶∶果胶∶黄原胶=1∶1∶2（质量比） 的比例，称取一定质量的卡拉胶、果胶和黄原胶，然后再加入适量的温水，泡制10 min，使复配胶充分吸水溶胀。将溶液放置70 ℃水浴锅孵浴10 min，期间不停搅拌，使复配胶混合充分。

（2） 原料的混合熬煮。将准备好的紫薯汁、香芋汁、复配胶、柠檬酸和白砂糖按比例放入大烧杯中不断搅拌20 min，将烧杯放在电磁炉中加热至沸腾，保持1 min，并不断搅拌，防止局部过热而造成焦煳，从而影响果冻的制作。

（3） 过滤及注模。将熬制的混合溶液趁热过滤，以免溶液冷却发生凝固，造成过滤堵塞，过滤后的溶液倒入大小一致的模具中并进行密封，则灌装完成。

1.2.5 灭菌处理

将密封好的果冻放入65 ℃的水浴锅中进行巴氏灭菌，持续灭菌30 min，最后放置在室温下冷却，即可得到成品。

1.3 单因素试验

1.3.1 单因素试验设计

（1） 紫薯汁与香芋汁的配比。在白砂糖添加量为10%，复配胶添加量为1.5%，柠檬酸添加量为0.2%的条件下，以紫薯汁和香芋汁的配比作为单因素试验，按照3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3 的配比进行试验，其中紫薯汁与香芋汁共200 mL，然后再以感官评价作为标准，确定紫薯汁与香芋汁合适的配比。

（2） 白砂糖添加量。在紫薯汁与香芋汁的配比为1∶1，复配胶添加量为1.5%，柠檬酸添加量为0.2%的条件下，以白砂糖添加量作为单因素试验，按照8%（即8 g 的白砂糖溶于100 mL 的水），9%，10%，11%，12%的添加量进行试验，以感官评价作为标准，确定白砂糖合适的添加量。

（3） 复配胶添加量。在紫薯汁与香芋汁的配比为1∶1，白砂糖添加量为10%，柠檬酸添加量为0.2%的条件下，以复配胶的添加量作为单因素试验，按照0.9%，1.1%，1.3%，1.5%，1.8%的添加量进行试验，以感官评价作为标准，确定复配胶合适的添加量。

（4） 柠檬酸添加量。在紫薯汁与香芋汁的配比为1∶1，白砂糖添加量为10%，复配胶添加量为1.5%的条件下，以柠檬酸添加量作为单因素试验，按照0.1% （即0.1 g 的柠檬酸溶于100 mL 的水），0.2%，0.3%，0.4%，0.5%的添加量进行试验，以感官评价作为标准，确定柠檬酸合适的添加量。

1.3.2 紫薯香芋果冻的评定方法

将加工好的紫薯香芋果冻进行编号，组织10 名具有一定感官功能评价经验的评价员，对果冻的色泽、口感、滋味及气味、组织状态进行评分，在10 名评价员的样品评分中，去掉一个最高分和一个最低分，剩下的分值计算出平均值，最后得出每个样品的得分。

紫薯香芋果冻的感官评定标准见表1。

表1 紫薯香芋果冻的感官评定标准

1.4 正交试验

从紫薯汁与香芋汁配比、白砂糖添加量、柠檬酸添加量、复配胶添加量4 个因素的单因素试验结果中分别选取3 个比较好的水平，进行L9（34）正交试验，以感官评分为标准确定紫薯香芋果冻的最佳配方。

紫薯香芋果冻配方的正交试验因素与水平设计见表2。

表2 紫薯香芋果冻配方的正交试验因素与水平设计

1.5 指标测定

1.5.1 可溶性固形物的测定

根据国家标准GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》，使用阿贝折光仪对果冻中可溶性固形物的含量进行测定[20]。

1.5.2 pH 值的测定

根据国家标准GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》，用酸度计测定果冻的pH 值[20]。

2 结果与分析

2.1 各因素对果冻感官评分的影响

2.1.1 紫薯汁与香芋汁的配比

紫薯汁与香芋汁的配比不仅能影响果冻的色泽（紫色）、细腻的口感和酸甜程度，而且还能赋予果冻浓郁的紫薯和香芋风味。

不同紫薯汁与香芋汁配比下果冻的感官评分见图2。

图2 不同紫薯汁与香芋汁配比下果冻的感官评分

由图2 可知，当紫薯汁与香芋汁的比例过大或过小时，果冻的感官评分均低。紫薯汁与香芋汁的配比1∶1 时，果冻的感官评分最高，这是由于此时紫薯汁与香芋汁的比例比较均衡，果冻的色泽均匀一致呈紫色，入口细腻且酸甜适口，紫薯风味和香芋风味浓郁协调。紫薯汁与香芋汁配比为1∶3 时，果冻香芋味基本覆盖了紫薯味，且果冻色泽浅淡，感官评分最低。

2.1.2 白砂糖添加量

白砂糖的添加不仅影响果冻的甜味，还赋予果冻丰富的口感，使果冻更加酸甜可口。

不同白砂糖添加量下果冻的感官评分见图3。

图3 不同白砂糖添加量下果冻的感官评分

由图3 可知，白砂糖添加量为8%～9%时，随着白砂糖添加量的增加，果冻的感官评分逐渐上升；当白砂糖添加量为9%时，果冻的感官评分最高，此时果冻甜而不腻，酸甜适口且入口软滑；当白砂糖添加量大于9%时，果冻的感官评分不断下降，且在白砂糖添加量为12%时，果冻的感官评分标准最低。

2.1.3 复配胶添加量

不同复配胶添加量下果冻的感官评分见图4。

图4 不同复配胶添加量下果冻的感官评分

由图4 可知，当复配胶添加量为0.9%～1.5%时，随着复配胶添加量的增加，果冻的感官评分呈上升的趋势；当复配胶添加量为1.5%时，紫薯香芋果冻的感官评分最高，此时的果冻组织状态较佳，吃起来有弹性，并且口感细腻；当复配胶添加量为0.9%时，紫薯香芋果冻口感较差，吃起来没有弹性，而且还有很多气泡，不够细腻，果冻的感官评分最低。

果冻中，由于复配胶的分子发生水化作用而具有增稠作用，可以使果冻的口感细腻，提高抗融性和保藏稳定性，改善果冻的组织结构[21-25]。果冻的形状、光亮度、咀嚼性和融化性等都与复配胶有着直接的关系[23]。此次试验所采用的复配胶主要是卡拉胶、黄原胶及果胶，其中卡拉胶是天然的膳食纤维，对人体有一定的好处，可使大便顺畅，能清理肠道内长时间积累的有害毒素，有排毒养颜的功效，从而恢复人体健康的生理机能；其次，果胶进入人体内时，可以促进胃肠道的蠕动，能够起到开胃健脾的功效，还具有降低人体内胆固醇的含量，以及软化血管、吸附胃肠道内的毒素、促进肠道内毒素的排出、降低体内血糖的浓度、预防糖尿病的作用[21，24]。

2.1.4 柠檬酸添加量

柠檬酸具有很强的酸性，在果冻中加入柠檬酸对果冻的感官品质有较大的作用，从而影响果冻的形状及组织和口感[26]。在果冻中加入适量的柠檬酸后，果冻的口感更为细腻，更有弹性和嚼劲。其次柠檬酸还可以调节果冻的酸度，促进食欲，并且还能够抑制部分细菌的繁殖，起到一定的防腐作用。除此之外，柠檬酸具有抗衰老、加快皮肤角化的更新、抗氧化作用，对于预防动脉硬化、软化血管及降血压都有一定的帮助；柠檬酸可增强体内正常代谢，如促进体内钙的排泄和沉积，适当的剂量对人体无害。

不同柠檬酸添加量下果冻的感官评分见图5。

图5 不同柠檬酸添加量下果冻的感官评分

由图5 可知，当柠檬酸添加量为0.1%～0.2%时，增加柠檬酸添加量，紫薯香芋果冻的感官评分升高；柠檬酸添加量为0.2%时，紫薯香芋果冻的感官评分最高；当柠檬酸添加量大于0.2%时，果冻的感官评分越来越低；当柠檬酸添加量为0.5%时，紫薯香芋果冻的感官评分最低，原因是此时的果冻酸甜严度重偏离，口感也不够柔软爽滑。

2.2 正交试验

从单因素试验的结果中可以看出各因素添加量的变化对紫薯香芋果冻的感官评分有一定的影响。所以，在单因素试验的基础上，进行正交试验，从而优化紫薯香芋果冻的最佳配方。

紫薯香芋果冻的正交试验结果极差分析见表3，第5 号试验与A2B1C1D1感官评分的比较见表4。

表3 紫薯香芋果冻的正交试验结果极差分析

表4 第5 号试验与A2B1C1D1 感官评分的比较

由表3 可知，影响果冻感官品质的主次顺序为D＞A＞B＞C，其中A表示为紫薯汁与香芋汁的配比、B为白砂糖添加量、C为复配胶添加量、D为柠檬酸添加量，最优方案A2B1C1D1，即紫薯汁与香芋汁配比为1∶1，白砂糖添加量为8%，复配胶添加量为1.1%，柠檬酸添加量为0.2%。而此组合并不在正交试验中，故进行验证试验。

由表4 可知，当配方A2B1C1D1时果冻感官评分为85.8 分，低于正交试验中第5 号感官评分86 分。因此，最优配方为A2B1C3D1，也就是当紫薯汁与香芋汁的配比为1∶1，白砂糖添加量为9%，复配胶添加量为1.5%，柠檬酸添加量为0.2%时，所制出的紫薯香芋果冻感官品质最佳，果冻的可溶性固形物含量15.28%，pH 值4.04。

最优方案指标测定的结果见表5。

表5 最优方案指标测定的结果

2.3 讨论

在挑选紫薯和香芋时，一定要挑选无霉变、无虫蛀、无冻伤、无机械损伤、颜色大小均匀的紫薯和香芋，只有控制好的品质，才能制作出上等的紫薯汁和香芋汁，赋予果冻浓郁的口感。复配胶要提前泡制。在水中浸泡10 min，并不断进行搅拌，以使胶体能够充分溶解。使用电磁炉熬煮时，一定要注意安全。过滤时，一定要将熬制的混合溶液趁热过滤，由于复配胶具有凝结的特性，为了防止溶液冷却发生凝固，从而造成仪器堵塞而损坏，要趁热进行过滤。在使用酸度计测定果冻的pH 值时，首先要用酒精棉球轻轻地进行擦拭，再用蒸馏水冲洗干净，以免影响读数。感官测试人员在评定果冻品质时，测试完一个样品后要用纯净水漱口再进行下一个样品测试，以免造成感官评分结果不准确，影响试验的结果。

3 结论

结果表明，影响果冻感官效果的主次顺序为柠檬酸添加量、紫薯汁与香芋汁配比、白砂糖添加量、复配胶添加量；紫薯香芋果冻的最优配方为紫薯汁与香芋汁配比1∶1，白砂糖添加量9%，复配胶添加量1.5%，柠檬酸添加量0.2%。其中，复配胶的最优配方为卡拉胶∶果胶∶黄原胶= 1∶1∶2（质量比），并且复配胶的最佳溶解温度为70 ℃，时间为15 min。其中，柠檬酸添加量对果冻酸甜口味的影响较大，复配胶对果冻的感官效果影响较小。所测得最优配方下试样的感官评分为86 分，可溶性固形物的含量为15.28%，pH 值为4.04，符合国家标准。