百香果软糖制备工艺优化

甘 玲,谢林娟,卢婷凤,张锐锐,许有瑞

(桂林医学院药学院,广西桂林 541004)

百香果(PassifloraeduliaSims)又名西番莲、鸡蛋果,是西番莲科西番莲属的草质藤木植物Passionforaedulisf.flavicarpaDeg的果实[1]。百香果营养丰富,富含多种维生素、17种人体所需的氨基酸以及各种微量元素,具有清热降火、止泻、驱虫等功效[2-3]。此外,百香果及其果皮、叶、种籽还具有一定的药用价值,如抗菌[4]、抗焦虑[5]、降血压[6]、抗皮肤衰老[7-8]、治疗失眠[9]等生物活性。在美洲、欧洲、印度等资源较丰富的国家,百香果历来就被作为一种传统药物[10]。目前,市场上百香果的产品主要有原果汁、复合果汁、果茶、碳酸饮料、果汁粉、果冻等[11-13]。而且随着对其生理活性成分和保健功能的不断研究,其鲜果及加工产品越来越受到人们喜爱,在保健品以及医药领域有着巨大的开发潜力。

罗汉果为葫芦科植物罗汉果Siraitiagrosvenorii(Swingle)C Jeffrey ex A. M. Lu et Z. Y. Zhang的干燥果实,性凉味甘[14]。罗汉果含有甜苷、黄酮、氨基酸等活性成分[15],具有润肺止咳、润肠通便、降血糖和降血脂等功效[16-18]。罗汉果甜苷是一种甜度为蔗糖340多倍的新型天然甜味剂,具有甜度高、热量低的特点,在食品工业中可代替传统甜味剂,来降低糖果中的含糖量,为糖尿病、肥胖等不宜吃糖者带来了福音[19]。

果蔬类软糖作为一种休闲食品,比普通糖果具有更高的营养价值,且有果蔬特有的风味,因而深受消费者的喜爱[20]。目前,大多果蔬软糖均是以果实预处理后的果浆或果汁为原料,以白砂糖和淀粉糖浆为主体,经过熬煮,配以食用香精、色素、乳化剂等食品添加剂加工而成[21-23]。这类软糖虽感官品质较好,但含糖量过高,易致龋齿、血糖升高等问题,不利于健康[24]。随着人们生活水平的提高和饮食模式朝着“三低”方向的发展,已无法满足人们对健康饮食模式的需求。

本文选用百香果为原料,以罗汉果为甜味剂,以明胶-琼脂粉为复合胶凝剂,不经熬煮,分别采用单因素试验和正交试验优选百香果软糖的最佳配方与制备工艺,研制一款低甜度、低热量、适宜人群广、且营养价值高的百香果软糖,来满足人们对健康饮食的需求。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

百香果 市售紫色百香果(产自广西区桂林市永福县);罗汉果 桂林恒利原生物科技有限公司;明胶 河南博洋明胶有限公司;卡拉胶、琼脂粉 福建省绿麟食品胶体有限公司;琼脂条 福建南平武夷飞燕琼脂有限公司;纯净水 桂林娃哈哈饮用水有限公司。

101-2AB型电热鼓风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司;OSB-2100型 水浴锅 上海泉杰有限公司;SF-400A电子秤 聚隆贸易有限公司;电子万用电炉 天津市泰斯特仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料预处理

1.2.1.1 百香果果汁的制备 选取表皮光滑、色泽均匀、香味浓郁的成熟百香果,取其内容物,去籽即得。

1.2.1.2 罗汉果浸提液的制备 选取色泽鲜亮、香味浓郁、无霉变罗汉果干果,破碎,按1∶10 g/mL料液比加水煎煮40 min,经纱布过滤,滤液直火加热浓缩至原体积的1/20[25]。

1.2.2 胶凝剂的选择 选取常用的明胶、卡拉胶、琼脂粉和琼脂条作为胶凝剂。由于溶胶方法会影响胶凝剂的胶凝性能与软糖品质,因此以胶凝剂胶凝效果的感官评分为考察指标,对四种胶凝剂溶胶时的恒温时间、用水量与单用或复配后的胶凝效果进行优化。四种胶凝剂的溶胶方法如下:明胶加水在室温条件下溶胀1 h,再加热至95 ℃恒温搅拌形成溶胶,冷却成型;卡拉胶加水后立即加热至80 ℃恒温搅拌形成溶胶,冷却成型;琼脂粉加95 ℃的水,恒温搅拌形成溶胶,冷却成型;琼脂条加水后立即加热至95 ℃恒温搅拌形成溶胶,冷却成型。

1.2.2.1 胶凝剂胶凝效果的感官评定方法与标准 由10名有经验人员组成评定小组,分别从透明度、弹性、脆度、硬度、粘度5个方面对胶凝剂胶凝效果进行感官评定,满分100分。最终得分取平均值来分析评定,感官评定标准[26]见表1。

表1 胶凝剂胶凝效果的感官评定标准Table 1 Sensory evaluation standard for gelling effect of gelling agents

1.2.2.2 胶凝剂恒温时间的选择 当明胶的用水量(料液比)为1∶5 g/mL、卡拉胶的用水量为1∶20 g/mL、琼脂粉的用水量为1∶30 g/mL、琼脂条的用水量为1∶30 g/mL时,分别对胶凝剂恒温时间为10、25、40、60 min时的胶凝效果进行感官评定,优选出最佳的恒温时间。

1.2.2.3 胶凝剂用水量的优化 在最佳的恒温时间下,分别对胶凝剂用水量为1∶5、1∶7、1∶10、1∶20、1∶30、1∶40 g/mL时的胶凝效果进行感官评定,优选最佳的用水量。

1.2.2.4 胶凝剂的选择及复配 根据对胶凝剂恒温时间与用水量进行优化选择出最好的复配品种,在确定百香果果汁添加量为20 g,罗汉果浸提液添加量为7 g条件下,在选择6 g胶凝剂添加量时考察明胶-琼脂粉的质量比为5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5 g/g对胶凝效果的影响,并进行感官评定,优选最佳的复配比例。

1.2.3 百香果软糖制备工艺流程

1.2.4 操作要点 选用1.2.2中优化的复合胶凝剂进行溶胶,溶胶液在环境温度下冷却至75 ℃,加入百香果果汁与罗汉果浸提液混合均匀,将调配好的混合物进行浇注,自然冷却成型,按要求切割为约4 cm× 1 cm× 1 cm的块状,于40 ℃下干燥至含水量在16%～25%之间,最后包装得到百香果软糖。

1.2.5 单因素试验设计

1.2.5.1 百香果果汁添加量的选择 确定罗汉果浸提液添加量为7 g,复合胶凝剂添加量为4 g,考察百香果果汁添加量分别为10、15、20、25、30、35 g时对软糖品质的影响,并进行感官评定。

1.2.5.2 罗汉果浸提液添加量的选择 确定百香果果汁添加量为20 g,复合胶凝剂添加量为4 g,考察罗汉果浸提液添加量分别为1、3、5、7、9、11 g时对软糖品质的影响,并进行感官评定。

1.2.5.3 复合胶凝剂添加量的选择 确定百香果果汁添加量为20 g,罗汉果浸提液添加量为7 g,考察复配凝胶剂的添加量分别为2、4、6、8、10、12 g时对软糖品质的影响,并进行感官评定。

1.2.6 正交试验优化 在单因素试验的基础上,选取百香果果汁添加量、罗汉果浸提液添加量、复合胶凝剂添加量3个因素,各取3个水平进行L9(34)正交试验,以感官品质评分为考察指标,对正交试验结果进行分析并验证,确定百香果软糖的最佳配方。正交试验因素水平见表2。

表2 正交试验因素水平表Table 2 Factors and levels of orthogonal experiment

1.2.7 百香果软糖感官品质的评定方法与标准 由10名有经验人员组成评定小组,对9组产品以评分的方法进行整体感官品质评定。根据SB/T 10021-2008《糖果 凝胶糖果》从组织形态、色泽、口感、滋味及气味4个方面进行评定,满分为100分。最后得分为10人评分的平均值。各评价指标所占比重及评分标准见表3。

表3 百香果软糖感官品质评分标准Table 3 Sensory evaluation standard ofpassion fruit soft candy

1.2.8 水分含量的测定 参照GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》,选用直接干燥法检测软糖的水分含量。

1.3 数据处理

应用Origin 8.5软件对单因素实验数据进行作图和统计分析;用正交设计助手Ⅱ软件进行正交试验设计及其结果分析。

2 结果与分析

2.1 胶凝剂的优化

2.1.1 胶凝剂恒温时间对胶凝效果的影响 胶凝剂恒温时间对胶凝效果的影响结果见图1,可知随着时间的增加,明胶的感官评分几乎不随时间的改变而改变;而卡拉胶、琼脂粉、琼脂条的感官评分呈先增大后减小的趋势,当恒温25 min时,卡拉胶的透明度较好,脆度、硬度适中,综合感官评定较好;当恒温40 min时,琼脂粉与琼脂条的透明度最佳,脆度较小、硬度适中,综合感官评定良好。因此,明胶的恒温时间在60 min内均可,卡拉胶的恒温时间为25 min,琼脂粉、琼脂条的恒温时间为40 min。

图1 胶凝剂恒温时间对胶凝效果的影响Fig.1 Effect of constant temperature time ofgelling agent on gelling effect

2.1.2 胶凝剂用水量对胶凝效果的影响 胶凝剂用水量对胶凝效果的影响结果见图2,可知随着用水量的增加,感官评分均呈先增大后减小的趋势,当比例为1∶7 g/mL时,明胶的胶凝性能最佳,成型快,口感柔软,富有弹性,综合感官评定良好;当比例为1∶30 g/mL时,卡拉胶的胶凝性能最佳,组织状态良好,稍有弹性;当比例为1∶20 g/mL时,琼脂粉的胶凝效果最佳,硬度适宜且稍有弹性;当比例为1∶30 g/mL时,琼脂条的透明度最佳,硬度及弹性较小。因此,明胶的用水量以7倍水为宜,卡拉胶、琼脂条的用水量以30倍水为宜,琼脂粉的用水量以20倍水为宜。

图2 胶凝剂用水量对胶凝效果的影响Fig.2 Effect of water consumption ofgelling agent on gelling effect

根据文献[27-28]与实验结果可知,明胶胶凝剂的热稳定性差,室温易融化,致使产品难以在较高温度中长时间保存;卡拉胶胶凝剂的弹性小且在酸性条件下其凝胶力易受到破环;琼脂粉和琼脂条胶凝剂也都存在弹性小、脆度大等问题,所以以上四种不宜单独作为软糖的胶凝剂。因此,为了提高胶凝剂的胶凝性能及糖果的组织形态与口感,将以上胶凝剂进行复配使用。由于百香果果汁的pH=2.83,所以选用受pH影响较小的明胶与琼脂粉复配使用,研究明胶-琼脂粉的配比对软糖品质的影响。

2.1.3 明胶-琼脂粉的配比对软糖品质的影响 明胶-琼脂粉的配比对软糖品质的影响结果见图3,可知随着总量中明胶含量的减少,软糖的感官评分呈先升高后下降的趋势,当明胶与琼脂粉质量比为3∶1 g/g时,胶凝剂胶凝性能最佳,既改善了明胶热稳定性差的缺点,又解决了琼脂粉弹性小、脆度大的问题。

图3 明胶-琼脂粉的配比对软糖品质的影响Fig.3 Effect of different ratio of gelatinand agar powder on gelation effect

2.2 百香果软糖单因素实验

2.2.1 百香果果汁添加量对软糖品质的影响 百香果果汁添加量对软糖品质的影响结果见图4,可知随着百香果果汁添加量的增加,软糖的感官评分呈先升高后下降的趋势,当百香果果汁添加量为20 g时,评分最高,软糖具有明显的百香果风味,酸甜适宜且富有光泽。当百香果果汁添加量过小时,酸甜比失衡且不足以体现出百香果的特有风味;而添加量过大,酸味较浓。因此百香果果汁添加量以20 g为宜。

图4 百香果果汁添加量对软糖品质的影响Fig.4 Effects of passion fruit juice additionon the quality of soft candy

2.2.2 罗汉果浸提液添加量对软糖品质的影响 罗汉果浸提液添加量对软糖品质的影响结果见图5,可知随着罗汉果浸提液添加量的增加,软糖的感官评分呈现先上升后下降的趋势,当罗汉果浸提液添加量为7 g时,评分最高,软糖具有良好的百香果风味,酸甜可口且滋味最佳。当罗汉果浸提液添加量过小时,甜味不足,滋味不佳;而添加量过大,会掩盖百香果的应有风味且过于甜腻。因此罗汉果浸提液添加量以7 g为宜。

图5 罗汉果浸提液添加量对软糖品质的影响Fig.5 Effects of siraitiae fructus extract additionon the quality of soft candy

2.2.3 复合胶凝剂添加量对软糖品质的影响 复合胶凝剂的添加量对软糖品质的影响结果见图6,可知随着复合胶凝剂添加量的增加而呈现先上升后下降的趋势,当复合胶凝剂添加量为4 g时,软糖感官评分最高,软糖外观完整,质地均匀且口感细腻。当添加量过小时,软糖糖体不完整,质地不均匀且口感不佳;当添加量增至6 g则出现组织松散、口感粗糙。因此复合胶凝剂添加量以4 g为宜。

图6 复合胶凝剂添加量对软糖品质的影响Fig.6 Effect of the addition of gelson the quality of soft candy

2.3 正交试验优化结果

由正交试验结果可知,影响软糖感官品质因素的主次顺序为A>C>B,即百香果果汁添加量影响最大,复合凝胶剂添加量次之,罗汉果浸提液添加量的影响最小。这是因为百香果果汁所占比例高,对整个糖体的色泽、滋味、气味等因素影响明显;而复合胶凝剂可明显影响糖果的组织形态及口感,因此影响作用也很突出。从表4直观结果分析表明理论上的最优配方组合为A2B2C2,即百香果果汁添加量20 g,罗汉果浸提液添加量7 g,复合胶凝剂添加量6 g。

表4 L9(34)正交试验结果Table 4 Result of L9(34)orthogonal test

2.4 验证试验

由于最优组合不在表4中,所以对其进行验证试验,对配方A2B2C2组合进行3次平行试验,结果表明,按照最优配方制得的软糖色泽亮丽,酸甜适口,口味独特,柔软而具有弹性,感官综合评分的平均值为(94±1)分,优于正交试验中的最高得分。

2.5 水分含量测定结果

参照《食品安全国家标准 糖果》(GB 17399-2016),软糖的水分含量在16%～25%之间,本研究优化配方制备的软糖水分含量为19%。

3 结论

在百香果软糖的研制中,百香果与罗汉果的质量对软糖的色泽和风味有很大影响。故挑选百香果时应以外皮呈暗红色,且新鲜、光滑完整、香味浓郁者为佳,方可使最终产品具有亮丽的色泽及浓郁的风味;挑选罗汉果时应以低温干燥果为佳,且完好、无破碎、无虫、味甜者为佳,方可避免最终产品颜色较深、滋味苦涩。

通过单因素试验和正交试验优选百香果软糖的最佳配方和制备工艺,得到百香果软糖的最佳配方为:百香果果汁添加量20 g,罗汉果浸提液添加量7 g,复合胶凝剂添加量6 g(明胶∶琼脂粉=3∶1,m/m);制备工艺为:明胶加入7倍水溶胀1 h,在95 ℃下搅拌形成溶胶,琼脂粉加入20倍95 ℃的水,恒温40 min形成溶胶,将二者混匀冷却,加入百香果果果汁与罗汉果浸提液,浇注成型,40 ℃干燥至含水量在16%～25%之间。制得的软糖色泽纯正,软硬适中,风味独特,口感最佳。关键在配方中未添加任何食用香精、色素、乳化剂等食品添加剂,并在生产过程中避免了高温熬煮,极大地保留了百香果特有的营养成分及风味,因此符合消费者对饮食模式朝着“三低”方向发展的需求,将具有很好的生产前景。