新型笼目海带风味果冻的加工工艺研究

罗 宣，宋东迷，陶欣然，刘海波，张雪楠，胡 月，汪秋宽

( 1.大连海洋大学 食品科学与工程学院，辽宁 大连 116023； 2.国家海藻加工技术研发分中心，辽宁 大连 116023； 3.辽宁水产品加工及综合利用重点实验室，辽宁 大连 116023 )

果冻产品，自从20世纪80年代中期进入中国市场以来，以其独特的风味和嫩滑的口感很快受到广大消费者特别是青少年的喜爱。目前，随着我国消费者生活水平的提高，对休闲食品市场需求量呈现持续增长，中国已经成为世界上最大的果冻生产国和消费国。据预测，今后几年中国果冻行业的年均复合增长率将达14.2%，成为休闲食品中快速发展的行业之一，具有较大的市场开发潜力[1]。但传统果冻生产常采用水果或者其他高营养价值物质为原料，如用西瓜[2]、鸡蛋[3]等，虽营养价值丰富，但保健功能有限，不能满足消费者对功能性食品的需求。

笼目海带(Kjellmaniellacrassifolia)作为一种大型经济褐藻，藻体内含有丰富的功能性多糖、蛋白质、多酚、岩藻黄素、矿物质等营养成分[4]。药物及临床研究发现，自海带中提取的活性物质具有调节血脂、降血糖、降血压、抗凝血、抗肿瘤[5-7]、抗突变、抗氧化、抗病毒及增强免疫功能[8-9]等特征。但褐藻具有特殊的腥味，影响其适口性[10]，直接食用可能不会被广大消费者接受，限制了褐藻产业的发展[11]。以海带制作的产品具有不同的脱腥方法，主要包括酸法、碱法、高压蒸煮法、微生物发酵法、遮蔽法和吸附法[12-13]。其中酸法、减法及高压蒸煮法脱腥效果不佳，还会破坏海带的营养成分；微生物发酵法和吸附法虽然脱腥效果较好，但过程繁琐，生产成本较高；遮蔽法不仅流程简单，而且不会对海带汁中的营养物质造成较大损失。魔芋胶和卡拉胶均为食品工业中常用的凝胶剂，前者能和其他高分子多糖间存在很好的协同作用，有效地改善凝胶体系的结构和性能，但必须在含量>2%、pH>9时才能形成凝胶，除用量大之外，应用于碱性食品中常有咸味和涩味，口感欠佳；后者在有钾离子和钙离子存在时，形成凝胶有所需含量低、透明度高等优点，但其脆性大，弹性小，易出现收缩脱液现象。其缺点很大程度上影响了它们作为凝胶剂在食品工业上的应用[14]。将魔芋胶与卡拉胶进行适当复合，可以形成对热可逆的弹性凝胶，且所需的凝胶剂用量少、凝胶强度高。本研究以笼目海带为原料，利用遮蔽法与凝胶复配法制作笼目海带果冻，旨在开发出营养丰富、风味独特、具有食疗保健功效的风味果冻产品[15-16]。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

试验材料：笼目海带由大连海洋大学国家海藻加工技术研发分中心提供；甘草、绿茶、卡拉胶、魔芋胶、琼脂、KCl、柠檬酸(食品级)均为市售；苹果(国光，产地大连市瓦房店)、橘子(蜜柑，产地浙江临海)。

试验仪器：TMS-Pro质构仪(美国Brookfield公司)，HH-4水浴恒温振荡器(国华电器有限公司)，LDZM-60KCS立式蒸汽灭菌器(上海申安医疗器械厂)，DRP-9052电热恒温培养箱(上海森信实验仪器有限公司)。

1.2 试验方法

1.2.1 笼目海带果冻制作工艺流程

笼目海带→切碎→煮沸(绿茶脱腥)→离心得笼目海带汤汁→充分搅拌→煮沸(5 min)→白砂糖+果汁调配(80 ℃)→灌装→杀菌→冷却→检验→成品。

1.2.2 操作要点

笼目海带汁液的获取：将干制的笼目海带洗净复水2 h，切碎加水煮沸，笼目海带和水的比例为1∶20 ，在煮沸的过程中补入消耗的水量，抽提3 h。检测笼目海带汁液的固形物含量为3%。

笼目海带脱腥：在笼目海带汁液中放入不同量的柠檬酸、绿茶、甘草进行单因素脱腥试验，煮沸时间10～30 min，待其汁液冷却后，对脱腥的笼目海带液进行感官评价。

果汁提取：用榨汁机将清洗过的苹果、橘子去皮，去核，切块，放入榨汁机进行榨汁，纱布过滤，提取新鲜的果汁，备用。

胶的预处理：将卡拉胶、魔芋胶、琼脂进行预浸泡，配制成不同比例的胶液，加热融化，使其完全溶解，煮沸5 min后，在常温下待其冷却凝固后观察其特点，进行质构检测。

成品果冻的封装：将热的果冻液灌装到食品级的包装袋内，进行真空封装。

杀菌：将封装好的软包装果冻在85 ℃情况下杀菌25 min，然后将杀菌后的果冻迅速放在冰水里冷凝。

1.2.3 微生物检测

对果冻产品的微生物菌落总数、大肠杆菌(Escherichiacoli)、致病菌等个数进行检测[17]。

1.3 笼目海带汁脱腥工艺优化

笼目海带汁的脱腥试验是以脱腥物质(甘草、柠檬酸、绿茶)、时间、温度的单因素试验基础上，采用四因素三水平设计正交法L9(34)进行。

以笼目海带汁为基料，绿茶、甘草、柠檬酸添加比例见表1，检验分析脱腥物(绿茶、甘草、柠檬酸)、含量、时间和温度对笼目海带腥味的影响，优化确定笼目海带果冻的最佳脱腥工艺。

表1 正交试验因素水平(笼目海带液100 mL)

正交试验结果的感官指标评价见表2。评定指标包括笼目海带汤汁的气味、澄清度、滋味；产品满分为100分，评分标准见表2；感官评价小组由8人组成。

表2 笼目海带脱腥感官评价

1.4 笼目海带果冻凝胶单因素试验优化

1.4.1 果冻复配凝胶的优选

卡拉胶、魔芋胶、琼脂复配试验设计见表3。将卡拉胶、魔芋胶、琼脂分别放入100 mL水中进行浸泡，浸泡时间为12 h，然后分别煮沸5 min。根据分析其透明度、弹性、硬度，选取总胶添加量0.9%为优选卡拉胶、魔芋胶、琼脂复配比例的单因素试验参数。

表3 复配胶的单因素试验

复配胶试验感官评定指标包括笼目海带凝胶的凝胶强度、透明度、弹性；产品满分为100分，评分标准见表4；感官评价小组由8人组成。

表4 笼目海带复配胶感官评价

1.4.2 不同添加物对果冻凝胶影响的单因素试验

在确定复配胶比的基础上，分别对总胶量、KCl、糖含量和果汁添加量进行单因素试验优选正交试验参数。其中总胶量分别设计为0.7%、0.9%、1.1%、1.3%、1.5%；KCl添加量分别设计为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.12%；白砂糖添加量分别设计为6%、8%、10%、12%、16%；果汁添加量分别设计为10%、20%、30%、40%。

1.5 正交试验确定笼目海带果冻最佳工艺条件

添加20%的经脱腥笼目海带汁(固形物含量为3%)，在复配胶比例、总胶量等单因素试验的基础上，设计笼目海带果冻的L16(45)正交试验因素水平(表5)。

表5 正交试验因素水平 %

果冻凝胶的结果由感官指标评价，评价指标包括保水度、透明度、咀嚼性及风味，具体评分标准见表6。感官评定试验在实验室中进行，自然光照，室温，由8名感官人员进行评定。

1.6 笼目海带果冻凝胶质构参数的测定

样品准备：成品果冻，冷却至室温后，取模具中的果冻做质构，再用质构仪测其硬度、内聚性、胶黏性、弹性和咀嚼性。

质构程式设定：使用质构测试仪并选用25 N的力臂和Φ10 mm的圆柱形平底探头进行果冻质构测试。测定程序为TPA-25 N，起始力为25 N，回复高度为35 mm，形变量50%，测试时探头的速度为60 mm/min。最小触发力为0.1 N。

表6 果冻凝胶感官评价

2 结果与分析

2.1 笼目海带脱腥工艺优化

以绿茶对笼目海带进行脱腥。笼目海带汁脱腥正交试验的优化结果见表7。由表7可知，这4种因素对笼目海带汁品质和风味影响强弱关系为脱腥物>温度>脱腥物含量>时间。最佳试验组为第5组，脱腥物为绿茶，脱腥物含量为0.15%，脱腥时间25 min，温度80 ℃；最佳理论组合为A2B2C3D1。研究进一步将最佳试验组和最佳理论组做验证试验，验证结果表明，优化理论组的感官评分平均78.9，试验组75.2。由此确定优化理论组的脱腥效果最佳，脱腥条件：脱腥物为绿茶，绿茶含量为0.15%，在温度90 ℃条件下脱腥时间为25 min。

2.2 复配胶优选试验结果分析

本研究以卡拉胶为主要凝胶原料，辅以魔芋胶、琼脂增加胶黏性的胶进行复配。选取总胶量为0.9%时测定复配胶凝胶的特性，结果见表8。由表8可见，随着魔芋胶的比例增加，透明度越来越差，凝胶的硬度、咀嚼性、胶黏性先增后减。卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂比例为8∶4∶1时，凝胶的硬度、咀嚼性、胶黏性达最大值；当卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂比例为9∶3∶1时，弹性达最大值；感官结果表明，当卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂比例为11∶1∶1和10∶2∶1时，复配胶的透明度较好；当卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂比例为9∶3∶1和8∶4∶1时，复配胶的硬度最佳。因此选择卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂比例为9∶3∶1，以此优化确定复配胶比例和总胶量对果冻的影响。

表7 笼目海带汁脱腥正交试验优化结果

2.3 不同添加物对果冻凝胶质构特性的影响

总胶量、KCl添加量、糖含量、果汁含量4个因素对凝胶特性的影响见图1。由图1a可知，硬度、胶黏性、咀嚼性随着总胶量的增加而增大，内聚性变化较小，弹性先增加后逐渐平缓，可以看出总胶量对胶黏性影响最大，当总胶量超过1.1%时，果冻的胶黏性过大，果冻的口感下降。因此，选择总胶量为1.1%。

表8 卡拉胶、魔芋胶、琼脂复配比对凝胶特性的影响

图1 总胶量、KCl添加量、糖含量、果汁含量4个因素对凝胶特性的影响

有报道显示[18]，钾离子能够增强凝胶性能，从而改善果冻口感，KCl的添加量将影响果冻的凝胶性能。由图1b可知，随着KCl添加量的增加，咀嚼性、胶黏性和硬度逐渐增加，当KCl添加量为0.06%时，凝胶性能最好。

图1c可知，糖含量会显著影响果冻凝胶的咀嚼性和硬度，并且白砂糖添加量为10%时，咀嚼性和硬度达到最大值；随着糖含量的增加，果冻甜味过浓，失去了复合果冻特有的风味和口感，白砂糖适宜添加量为6%。

果汁的添加量对果冻品质的影响较大，添加适量复合汁，可改善果冻的风味、口感，提高营养成分。由图1d可知，随着果汁添加量增加，凝胶的咀嚼性和弹性呈下降趋势。果汁用量太少会导致果冻味道太淡；而过量的果汁会使果冻的组织状态及口感变差，同时也会提高产品的成本。因此添加20%的浓缩果汁较合适。

2.4 笼目海带果冻制作正交优化工艺

以20%笼目海带汁为底物(固形物3%)，并通过正交试验探索不同辅助添加物对笼目海带风味果冻的影响。果冻制作的正交试验结果见表9，这5种因子对果冻品质和风味影响的关系依次为B总胶量>E果汁量>D白砂糖>A复配胶比>C KCl，最佳理论组合为A2B4C1D3E1。其中试验组最优为第16组，其复配胶配比8∶4∶1，总胶量为1.3%，KCl添加量为0.06%，白砂糖添加量为3%，浓缩果汁添加量为20%。将最佳理论组和试验组进行验证试验，结果显示，理论组感官评分为81.2，试验组为78.5，由此选取最佳工艺参数：复配胶比例为10∶2∶1，总胶量为1.3%，KCl为0.06%，白砂糖为3%，浓缩果汁量为10%。

表9 笼目海带果冻配方正交试验结果

2.5 笼目海带果冻微生物检测结果

笼目海带果冻微生物检测结果为细菌总数≤100 个/g；大肠菌群数≤3 个/100 g；致病菌未检出。

3 讨 论

3.1 笼目海带的脱腥工艺

海藻富含天然海洋药物成分，为优良的营养保健食品，但海藻独特的腥味限制了其作为功能食品开发原料方面的发展[19]。本研究采用遮蔽法脱除笼目海带汁的腥味，即通过添加绿茶进行脱腥。相较于酸法、碱法和微生物发酵等脱腥方法，操作简单，同时也避免造成海带营养成分的流失。正交试验表明，绿茶添加量达0.15%、时间30 min、温度90 ℃时脱腥效果最佳，并伴有绿茶清香，相较于未经脱腥处理的海带果冻[20]更具市场推广优势，同时减少了海带果冻营养成分损失。李应彪等[10]在探究绿茶对海带脱腥的影响中指出，1.5%绿茶含量，60 ℃脱腥10 min的脱腥效果最佳，研究结果所使用绿茶量较本研究高，分析产生差异原因主要是李应彪等[10]先将绿茶煮沸，做成茶水进行后续试验；本研究则是将绿茶直接按比例加入进行脱腥处理，因此绿茶含量相对较小，所需温度更高，得到的果冻气味清香，基本无腥味。

3.2 笼目海带果冻的制作

卡拉胶作为含有硫酸酯基的多糖，被广泛的应用于食品工业中[21]；魔芋胶是一种功能齐全的优质膳食纤维，热含量低[22]。卡拉胶与陆地魔芋胶混合可以形成优质的果冻凝胶[23]。本研究以卡拉胶为主要凝胶原料，辅以魔芋胶、琼脂增加胶黏性的胶进行复配。侯方丽等[23]研究发现，可吸果冻的制作过程中绿茶汁的添加，会对胶体的溶解度造成一定的影响，当卡拉胶和魔芋胶、卡拉胶和瓜尔豆胶的添加比例为1∶1，总含量为0.3%～0.5%时，弹性和脆性均太差，呈稀水状，不成型；本研究在进行复配试验时，增大卡拉胶的初始比例，最终得到的最优凝胶比为卡拉胶∶魔芋胶∶琼脂=10∶2∶1。在改善凝胶性能的过程中，一定含量的钾离子使卡拉胶分子之间排斥作用减弱(分子链的扩展消弱，分子链发生卷曲相互缠绕)，形成具有网络结构的凝胶。因此选择适宜含量的KCl对于制作果冻类显得尤为重要。本研究结果表明，KCl的添加量为0.06%时凝胶性能最佳。

4 结 论

优化笼目海带果冻的制作工艺，采用绿茶含量0.15%、时间25 min、温度90 ℃的脱腥工艺时，脱腥效果最佳；在笼目海带汤汁添加量为20%时，凝胶的最佳工艺参数为复配胶配比为10∶2∶1，总胶量为1.3%，KCl为0.06%，糖度为3%，浓缩果汁的总量在10%，pH控制在4.0，最终得到的风味果冻普遍可以接受，且微生物检测符合国家标准(GB 19299—2015)。此工艺制作的笼目海带果冻风味独特，酸甜爽口，为具有食疗保健功效的风味果冻产品。