辣木叶保健软糖加工工艺研究

周 伟,蔡慧芳,2,林丽静,李积华,*,郭长青,王丽萍

(1.中国热带农业科学院农产品加工研究所,广东湛江 524001;2.浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江杭州 310000;3.河南金辣木生物科技有限公司,河南鹤壁 458000)

辣木叶保健软糖加工工艺研究

周 伟1,蔡慧芳1,2,林丽静1,李积华1,*,郭长青3,王丽萍3

(1.中国热带农业科学院农产品加工研究所,广东湛江 524001;2.浙江工商大学食品与生物工程学院,浙江杭州 310000;3.河南金辣木生物科技有限公司,河南鹤壁 458000)

以辣木叶粉为主要原料,制备出一种具有辣木独特风味的保健软糖。通过正交实验和感官实验研究辣木叶粉量、复合凝胶量和糖醇比例等对最终产品感官评价和质构物性分析的影响。研究结果表明,辣木叶粉(2%)、复合凝胶剂(6%)、麦芽糖醇∶甘露糖醇(1∶1)、柠檬酸钠(0.5%)为制备辣木软糖的最佳配方,所得产品QDA(定量描述性分析,Quantitative descriptive analysis)评分最高,消费者喜好程度最高,其辣木风味达到最强的时间点适宜,并采用逐步回归分析,建立TPA(全质构分析,Texture Profile Analysis)模式下物性分析数据和软糖口感得分之间预测模型,为利用仪器测定软糖质构指标提供理论基础,对软糖成品的口感控制有着极其重要的参考价值。

辣木,软糖,质构,感官实验,回归分析

辣木(Moringa)原产于印度,因其叶、花、树皮、根、种子、枝和茎均具有较高的药效成分和营养价值,被西方科学家誉为“奇迹之树”[1]。其中每100 g辣木叶粉中含有的矿物质、维生素和人体必需氨基酸含量高于世界卫生组织推荐的每日摄入标准[2]。研究发现,辣木叶具有降血糖[3]、降血压[4]、降血脂[5-6]、降低胆固醇[7]、抗氧化[8-9]、抗衰老[10-11]、增强免疫力[12]等功效作用。近几年来,研究学者们愈加关注辣木营养价值和保健功能,以期将辣木作为食品加工原料,开发保健食品。

糖醇作为功能性甜味剂常用于无糖糖果的生产,不仅可以预防龋齿,还为糖尿病病人、高血压和肥胖病人带来了福音[13-14]。麦芽糖醇和蔗糖特性最相近,被广泛作为蔗糖的替代品用于生产[15-16]。然而麦芽糖醇不宜摄入过多,建议每日摄入量为50 g[17]。故本研究采用一定比例的甘露糖醇和麦芽糖醇做为辣木保健软糖的功能性甜味剂,以辣木叶粉为关键原料,开发出一种有营养,有辣木独特风味,口感适宜的保健软糖。

表2 辣木保健软糖定量描述性分析评分标准

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

辣木叶粉 河南金辣木生物科技有限公司提供;复合凝胶 美国FMC公司提供;麦芽糖醇、甘露醇、柠檬酸钠,均为食品级产品。

日本爱宕PAL-1折射仪 上海上天精密仪器有限公司;恒温水浴锅 上海腾方公司;DHG-9426A型烘箱 上海精宏实验设备有限公司;CT3-50K型质构仪 美国Brookfield公司。

1.2 实验方法

1.2.1 工艺流程 本研究制备辣木保健软糖的工艺流程综合参考了文献[18-20],最终具体流程如下所示:

辣木叶粉加热溶于60 g水中→加入复合凝胶溶解→加入糖醇→柠檬酸钠→注模→脱模后于40 ℃烘箱干燥24 h。

根据正交实验设计的软糖配方,将适量辣木叶粉溶于60 g水中,在60 ℃恒温水浴锅中充分溶解后,加入一定量的特定复合凝胶,在水浴锅中加热溶解至无颗粒状态。加入特定比例的糖醇,在电炉上加热熬煮呈半透明状,温度控制在105～110 ℃。待加热至液体粘稠,有拉丝状,固形物含量达到65%后,关闭电炉,加入柠檬酸钠,不断搅拌30 s,注模。自然冷却后脱模,放入烘箱中,40 ℃下干燥24 h。

1.2.2 辣木保健软糖正交实验设计 在考察单因素(复合凝胶加入量、辣木叶粉加入量、糖醇比例、柠檬酸钠加入量)对软糖质量影响的基础上,按照正交表L9(34)进行正交优化实验,具体因素水平见表1,其中复合凝胶、辣木叶粉、糖醇和柠檬酸钠的总质量和为100 g。

表1 辣木保健软糖正交实验因素水平表

1.2.3 产品感官实验 选择若干经过训练的感官评定员(21～29岁,4男5女),分为QDA(定量描述性分析)分析“九点”喜好评价和最终吞咽时间记录三大部分。产品编码采取随机编写的三位数字编码,并随机分给评价员。在QDA评定中,各项特征的评分细则参考文献[21-22],其标准描述见表2。喜好测试要求品评者按照表3勾选喜好选项。最终吞咽时间记录中,品评员需要蒙住眼睛,减少软糖外观形态对其的主观影响,样品以随机顺序分配给品评员。在品评员第一次咀嚼软糖时开始计时,到品评员感知到辣木风味达到最强,并达到吞咽状态后,品评员举手示意,计时结束。

1.2.4 产品物性分析 用质构仪通过TPA测试模式对产品硬度、弹性、咀嚼性等性能进行测定。设置参数在冯媛媛等人[18]的研究基础上改进:选择TA25探头,TPA模型,测试速度为0.05 mm/s,压缩形变量为75%,绘制力距曲线,记录辣木保健软糖的硬度、内聚性、弹性、胶着性、咀嚼性五个指标。至少重复五次。

文道观与经世观是紧密联系在一起的，若要具体了解欧阳修散文创作中的文道并重，就要先明白欧阳修散文中的“道”。在欧阳修之前，就有对“道”的多种阐述，唐代的古文运动就是以文道合一，以道为主作为理论的基础。韩愈所论的“道”，主要是神圣莫犯的儒家礼治秩序与伦理关系等，整体上偏向高妙精深。欧阳修虽然也推崇儒家圣人之道，但他的“道”是与现实生活紧密相连的，将生活中的小事也纳入“道”的范围，把抽象的“道”转换成具体实在的“道”。

表3 辣木保健软糖感官“九点”喜好程度表

1.3 数据分析

应用SPSS 19.0 统计软件对实验数据进行统计分析,包括方差分析,显著性差异分析,逐步回归分析等。

2 结果与分析

2.1 最佳配方工艺的确定

由10名经过感官培训的人员(4男6女,平均年龄23岁)根据表2对九种配方的辣木保健软糖进行定量描述性感官评分,最终结果剔除异常数,求取平均值,结果如下:

表4 辣木保健软糖配方正交实验结果与极差分析

通过表1正交实验表及极差分析可以看出,各因素对辣木保健软糖质构的影响大小为B>A>C>D,即辣木叶粉加入量对辣木软糖最终感官评分影响最大,是关键控制因素。其次为复合凝胶含量。通过对各因素和水平的优化比较,最优的因素水平组合为A2B2C3D1,即复合凝胶加入量6%,辣木叶粉量2 g,麦芽糖醇和甘露醇质量比为1∶1,柠檬酸钠加入量为0.5 g。辣木叶粉加入量主要影响最终产品感官评分中的辣木风味项,其加入量会影响辣木风味的释放时间和口腔残留时间,其中以加入量2 g最为适宜。复合凝胶的含量主要影响最终产品感官评分中的口感项,复合凝胶体系相比采取一种凝胶剂而言,其弹性模量有所增大,并且随着凝胶用量的增大,其相互交联形成的凝胶网络结构和网络空隙会发生变化[23],从而影响到产品的硬度、弹性和咀嚼性等,最终体现在口感差异上,结果显示,当复合凝胶添加量为6%时,口感最被感官评定员所喜好。据报道,麦芽糖醇甜度相当于蔗糖,甘露醇甜度相当于蔗糖的70%[24]。若麦芽糖醇含量过高,势必会导致最终成品的甜度过高,本文研究表明,当麦芽糖醇和甘露醇比例为1∶1时,所制得的软糖评分较高,其甜度最被感官评定员所接受。柠檬酸钠的加入主要影响软糖的组织状态和酸度。赵梅[22]等人发现改变柠檬酸的加入量对软糖的酸甜度,凝胶强度,硬度及黏度有一定影响,最可能的原因是柠檬酸造成的pH下降影响了凝胶分解速度,从而改变凝胶强度。本文采取了糖醇作为功能性甜味剂取代了普通工艺中的白砂糖,最终产品甜度有所降低,采用柠檬酸钠为护色剂和调味剂,结果证明柠檬酸钠最佳比例为0.5%。

为了进一步验证分析,将极差R最小的D因素作为误差空白项,利用SPSS软件进行方差分析,结果如表5所示。

表5 辣木保健软糖配方工艺优化正交实验方差分析

2.2 喜好测试和风味释放时间

由表6可知,最优因素水平组合方案下的软糖(即实验号5)最受消费者们喜欢。Christian[25]在一篇关于风味释放和感知的综述中表明,最强释放风味的感知发生在最终吞咽点。本文中以最终吞咽时间为指标,表征辣木风味释放最强的时间点。从表 6 可以看出,实验号5方案下的软糖,其最终吞咽时间适中,即辣木风味释放时间适中,其中可能影响因素最大的是辣木叶粉的添加量(2%),这为辣木保健软糖在工业生产上辣木叶粉加入量提供了一个科学的参考值。

表6 辣木保健软糖喜好得分和最终吞咽时间点记录表

2.3 辣木保健软糖物性分析数据

各实验号下的辣木保健软糖质构仪物性分析结果见表7。从表中可以看出不同配方下的辣木保健软糖成品物性测定中,各产品的硬度和咀嚼性之间有显著性差异,而内聚性、弹性和胶着性之间也略有差异。而这些物性性质将直接影响到品评员描述性感官评分里面的口感一项。实验号5的物性分析结果显示:硬度为87.19±7.50 N,内聚性为0.39±0.01,弹性为4.56±0.20 mm,胶着性为33.64±2.65 N,咀嚼性为153.58±14.06 mJ。根据显著性结果可以看出,实验号5与其他各实验组的结果相比,相关物性数值处于中间位置,该产品各质构特质较为理想。有研究表明,随着凝胶剂用量的增大,凝胶过程形成的三维网状结构越致密,硬度将会明显增大;而网络间隙更小,弹性则越来越小,咀嚼性将增大[26]。而本研究并非简单地以凝胶剂含量为唯一控制变量,其糖醇含量,柠檬酸钠含量[22]对物性分析的结果也有一定影响。

表7 辣木软糖物性测定数据

注：各方差检验齐次情况下,采取单因素方差分析中(ANOVA)的Tukey检验,置信区间为95%。

2.4 辣木保健软糖口感评分与仪器物性分析数据的逐步回归分析

以物性分析的五个指标作为自变量,软糖口感评分为因变量,进行逐步分析回归。变量入选预测模型的F值显著水平为0.05,剔除水平为0.1,回归结果如表8。总体上看,物性分析数据和最终口感得分,具有十分显著的相关性(R2=0.984),回归分析具有统计学意义(Sig.=0.007)。从预测模型的标准系数来看,硬度、弹性和内聚性对口感得分为正相关关系,胶着性和咀嚼性则为负相关。这为利用仪器测定软糖质构指标提供理论基础,对软糖成品的口感控制有着极其重要的参考价值。

表8 辣木保健软糖的口感分值与物性分析数据的逐步回归分析

3 结论

辣木保健软糖的最佳配方为:辣木叶粉(2%)、复合凝胶剂(6%)、麦芽糖醇∶甘露糖醇(1∶1)、柠檬酸钠(0.5%),能够得到色泽均匀,口感适宜,有辣木独特风味的辣木叶保健软糖。建立了基于TPA模式下物性分析数据和软糖口感得分之间逐步回归分析预测模型,为利用仪器测定软糖质构指标提供理论基础,对软糖成品的口感预测有着极其重要的参考价值,对于消费者口感嗜好反馈也具有良好的潜在价值。

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Study on the processing technology of Moringa health soft sweets

ZHOU Wei1,CAI Hui-fang1,2,LIN Li-jing1,LI Ji-Hua1,*,GUO Chang-qing3,WANG Li-ping3

(1.Agricultural Products Processing Research Institute,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences,Zhanjiang 524001,China;2.School of Food Science & Bioengineering,Zhejiang Gongshang University,Hangzhou 310000,China;3.Henan Gold Moringa Biotechnology Co.,Ltd.,Hebi 458000,China)

Moringa leaves powder was used as the major raw material to produce the soft candy with Moringa flavour. Orthogonal test was carried out to investigate the amount of the optimal composition of gels,the proportion of maltitol and mannitol,sodium citrate from the sensory evaluation and texture analysis of final products. The results showed that the optimum formulation was determined:Moriga powder(2%),gels(6%),maltitol∶mannitol(1∶1),Sodium Citrate(0.5%). Stepwise regression analysis was used to established prediction equations with the physical parameters of Texture Profile Analysis and sensory attributes. The results indicated a potential theory basic for instrumentally sensory evaluation and mouthfeel control during industrial processing.

Moringa;soft sweets;texture characteristics;sensory evaluation;correlation analysis

2016-09-06

周伟(1987-)，男，硕士研究生，助理研究员，研究方向:食品加工工艺,E-mail：weizhou111@foxmail.com。

*通讯作者:李积华(1979-)，男，博士研究生，研究员，研究方向:食品加工工艺,E-mail：foodpaper@126.com。

广西科学研究与技术开发计划(桂科攻15248003-18)；中国热带农业科学院院本级基本科研业务费专项资金(1630062015015)；湛江市科技计划项目(2015A03024)。

TS246.5

B

1002-0306(2017)05-0210-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.05.031