海藻膳食纤维配料在水晶猪皮冻中的应用研究

代增英 逄锦龙 范素琴 王晓梅 高克栋 马兴胜 解素花

青岛明月海藻集团有限公司 海藻活性物质国家重点实验室 山东青岛 266400

褐藻胶，是一种从深海褐藻(海带、巨藻等)中提取的天然高分子多糖[1]，是一种海洋来源的膳食纤维，2018年美国FDA已批准褐藻胶作为膳食纤维，可在营养标签中标注。其具有优良的凝胶特性，水溶性的褐藻胶遇到钙、锌等高价金属离子，可以迅速形成热不可逆凝胶，褐藻胶的凝胶特性被广泛的应用于肉制品、凝胶食材、凝胶休闲食品、爆趣珠等趣味包埋食品。此外，褐藻胶具有良好的增稠特性，不同规格的褐藻胶可以形成不同粘稠度的溶液，添加到产品中具有很好的保水效果。

海藻膳食纤维配料是以褐藻胶(海藻酸钠)为主要原料，同时添加魔芋粉、卡拉等膳食纤维以及钙盐等辅料配制而成，其形成的凝胶具有热不可逆特性，用于肉制品中能形成致密、稳定的网状结构，有效提高肉制品的凝胶强度、粘结性和持水性[2]。

胶冻类产品是一种传统的美容保健休闲食品，不仅具有Q弹爽滑的口感，富有嚼劲，还具有高蛋白等特点；其中用猪皮制成的水晶猪皮冻产品，与猪肉相比，富含胶原蛋白且脂肪含量较低，不仅可以除皱美容、抗衰老，更有促进造血功能、抗癌等特殊功效[3～5]。并且猪皮中含有丰富的胶原蛋白，其水解之后的多种活性肽具有良好抗氧化活性[6,7]，具有很高的食用价值，开发前景广阔。但是这种传统的猪皮冻是以猪皮等为原料，经高温熬煮而成，存在凝胶强度低、熔点低、持水性差，夏天温度稍高会化水，且贮存后期会析水等缺点，不仅影响其风味口感，同时严重影响产品的保质期[8,9]。出现这种现象主要与皮冻的凝胶特性有关(传统的皮冻形成的凝胶容易受温度的影响)，为解决这一问题，考虑在猪皮冻中添加一种可形成凝胶的食品添加剂，或复合配料强化皮冻形成的凝胶，比如魔芋胶、卡拉胶、海藻酸盐等，但魔芋加碱形成的凝胶有较强的碱味，卡拉胶形成的凝胶加热会化等，所以选择可以形成热不可逆凝胶的海藻酸盐体系，海藻膳食纤维配料是海藻酸盐体系的配料，形成的凝胶具有很好的热稳定性，同时利用海藻膳食纤维配料制作的猪皮冻，富含膳食纤维，增加饱腹感，健康减肥，而且有助于胃肠运动，预防便秘。

1 材料与仪器

1.1 材料

褐藻膳食纤维配料(青岛明月海藻集团有限公司)、猪皮(购自当地超市)、食盐、料酒、葱、姜等调味料。

1.2 仪器与设备

搅拌机(仁和科仪，IKA RW20 digital)；

料理机(博朗BRAUN，FP3010)；

万能蒸煮箱(RATIONAL AG，Self Cooking Center，SCC WE 61)；

冰箱(Haier，BCD-241WDBB)；

电子天平(梅特勒托利多)；

质构仪(北京盈盛恒泰科技，TMS-PRO)；

温度计(德国德图testo 106)；

电磁炉(格兰仕，CH21503)；

锅、盆、刀具等。

2 实验方法

2.1 水晶猪皮冻的制备

2.1.1 猪皮的处理

将购自当地市场新鲜猪皮清洗干净后，放入沸水中预煮2min，加入调味料(料酒、盐、葱、姜等)和水，熬煮3h，猪皮捞出备用，熬制的汤汁倒出备用，猪皮使用时切条(长度2cm，宽1cm，厚度0.3cm左右)。

2.1.2 海藻膳食纤维胶液的配制

(1)按需称取海藻膳食纤维配料加入到搅拌状态下冰水中分散均匀，水量为配料重量的10～20倍左右，且水为水晶猪皮冻配方中的水。

(2)将分散好的步骤(1)中的液体，加热至完全溶解，再继续煮6min左右(温度控制在75℃以上)，加热过程中要不断的搅拌，制成海藻膳食纤维配料胶液。

2.1.3 水晶猪皮冻的制备

将溶解后的海藻膳食纤维胶液，加入到上述熬制煮沸的猪皮冻汤汁中，搅拌均匀后出锅倒入模具中，静置成型即可。

2.2 测试方法

2.2.1 感官品评

参考GB/T16291.1-2012《感官分析：选拔与培训感官分析：优选评价员导测》进行感官品评人员的筛选和培训；品评人员主要从水晶猪皮冻的外观、色泽、组织状态及风味四个方面进行感官评价[2]，评分标准见表1。

表1 感官品评标准评分表(20分计)

2.2.2 水晶猪皮冻熔点的测定

水晶猪皮冻熔点的测定参照PRANOTO[10](2007)等的方法并稍作修改，取50g水晶猪皮冻，放入100mL烧杯中，并用保鲜膜封口，放在万能蒸煮箱中加热，起始温度设定为25℃，每次增加5℃，目标温度是95℃，每个温度下加热约10min，记录水晶猪皮冻出现融化的温度，作为熔点。

2.2.3 TPA全质构分析

TPA全质构分析[11]是专业用于食品物性分析的方法，模仿人口腔咀嚼食物的一个过程，可以分析产品的硬度、脆性、粘性、弹性、内聚性、咀嚼性等。将不同水晶猪皮冻样品切成同样大小方块30mm×30mm×20mm，做质构分析，记录硬度、弹性、咀嚼性。

设定参数[2]如下。

触发力：0.2N。

检测速度：60mm/min。

回升速度：60mm/min。

形变量：20%。

回升距离：35mm。

每组样品做3个平行样。

2.2.4 凝胶强度测定

猪皮冻凝胶强度的测定[12]参照王晓婧(2017)的方法，并进行修改。将制作的水晶猪皮冻成型后，切成同样大小正方体30mm×30mm×30mm，用质构仪进行凝胶强度的测定，设定参数[2]如下。

触发力：0.2N。

检测速度：60mm/min。

回升速度：60mm/min。

穿刺距离：10mm。

探头半径：6.25mm。

回升距离：35mm。

每组样品做3个平行样。

3 结果与分析

3.1 海藻膳食纤维配料对水晶猪皮冻效果的影响

海藻酸钠具有亲水性结构，可以有效改善肉类制品的持水能力，同时其形成的热不可逆凝胶，可以很好的维持产品的外形和结构[1,2]。本实验研究了在褐藻胶(海藻酸钠)的基础上添加魔芋胶、钙盐等辅料制作的海藻膳食纤维配料对水晶猪皮冻的影响，并与传统猪皮冻从熔点、感官品评、TPA质构、凝胶强度4个方面进行对比，表2为实验对比结果。

表2 海藻膳食纤维配料对水晶猪皮冻效果的影响

从表2可以看出，添加海藻膳食纤维配料制作的水晶猪皮冻，具有良好的弹韧性和咀嚼性，凝胶强度也优于传统猪皮冻；且添加海藻膳食纤维配料后猪皮冻的熔点显著提升，能达到90℃，室温放置情况下不会出现化水的现象，有效的解决了猪皮冻夏天易化、结构破坏的问题。

此外，通过对比两者的外观可以看出，添加海藻膳食纤维配料的猪皮冻成冻更加完整，不会出现边角等部位掉落的现象，而且透明度高、色泽均一。经品尝，风味比较协调，无其它异味。

由此可以看出，添加海藻膳食纤维配料能很好的提升猪皮冻的口感和外观，能有效的解决传统猪皮冻存在的夏天不易存储、易化水的问题。同时，在猪皮冻中引入了海藻膳食纤维，有助于促进胃肠道运动，预防便秘等问题。

3.2 海藻膳食纤维配料不同添加量对水晶猪皮冻的影响

在熬制煮沸的猪皮汤汁中，分别添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%不同比例的海藻膳食纤维配料，并作空白对照(不添加配料)，放置成型后进行猪皮冻熔点、凝胶强度、全质构的测定，并进行感官品评，最终确定海藻膳食纤维配料的最佳添加量。

3.2.1 海藻膳食纤维配料不同添加量对水晶猪皮冻熔点的影响

由图2可以看出，随着海藻膳食纤维配料添加量的增加，猪皮冻的熔点不断提高；当添加量为0.6%时，熔点显著提高，达到75℃；当添加量为1%时，熔点提高到最大90℃；继续增加海藻膳食纤维配料的添加量，熔点变化不大；综合考虑熔点的变化情况及成本等，建议企业使用海藻膳食纤维配料的添加量为0.6%～1.2%，根据需求选择合适的添加量。

图2 不同添加量的海藻膳食纤维配料对猪皮冻熔点的影响

3.2.2 海藻膳食纤维配料不同添加量对水晶猪皮冻凝胶强度的影响

由图3可以看出，随着海藻膳食纤维配料添加量的增加，猪皮冻的凝胶强度不断升高；当添加量为0.6%时，凝胶强度变化显著，达到598g/cm2；当添加量为1.2%时，凝胶强度达到642g/cm2；继续增加海藻膳食纤维配料的添加量，凝胶强度变化不大。综合考虑成本、凝胶强度，海藻膳食纤维配料的添加量为0.6%～1.2%，根据需求选择合适的添加量。

图3 不同添加量的海藻膳食纤维配料对猪皮冻凝胶强度的影响

3.2.3 海藻膳食纤维配料不同添加量对水晶猪皮冻全质构及口感的影响

见表3。

表3 不同添加量的海藻膳食纤维配料对猪皮冻全质构及口感的影响

由表3可以看出，随着海藻膳食纤维配料添加量的增加，猪皮冻的口感不断提升；当添加量达到0.6%时，口感提升明显；添加量为1%时，达到最佳组织状态和口感，弹韧性也很好；继续加大配料的添加量，产品的硬度会有较大的上升，但弹性会相对降低，口感相对来说不自然(偏胶质感)。

综合上述，海藻膳食纤维配料不同添加量对猪皮冻熔点、凝胶强度、硬度、弹性、咀嚼性以及感官方面的影响，结合成本方面，海藻膳食纤维配料在猪皮冻中应用的添加量为0.6%～1.2%，企业可根据产品需求选择合适的添加量。

3.3 组成海藻酸膳食纤维配料海藻酸钠粘度的确定

配制海藻膳食纤维配料所用海藻酸钠的粘度分别为400、600、800、1 000、1 200cps，其余组分相同；用配制好的配料进行猪皮冻的制作(配料的添加量为0.8%)，通过对比猪皮冻的强度、质构等指标以及感官品评结果，确定最佳的海藻酸钠粘度。

由图4可以看出，海藻膳食纤维配料所用海藻酸钠的粘度越高，制作的猪皮冻强度越大；由表4感官评分、质构分析可以看出，随着海藻酸钠粘度的增高，猪皮冻的外观状态、口感越来越好，咀嚼性、弹性等逐渐提升，且保水效果也好；分析因为高粘度的海藻酸钠分子量大，其分子链长[2]，能够与魔芋粉、钙等辅料形成更稳定的三维网状结构，具有更好的协同增效的作用，所以制作的产品口感、稳定性等方面更好。

图4 不同粘度海藻酸钠配制的配料对猪皮冻强度的影响

由图4和表4可以看出，当所用海藻酸钠粘度达到800cps时，其强度和口感、质构等显著提升；当达到1 000cps时，口感达到最佳状态，强度也较好；继续提高海藻酸钠的粘度，改善效果不显著；综合考虑，配制海藻膳食纤维配料最佳的海藻酸钠粘度为1 000cps。

表4 不同粘度海藻酸钠配制的配料对猪皮冻全质构及口感的影响

3.4 组成海藻膳食纤维配料钙盐的确定

选取1 000cps的海藻酸钠，食品级钙盐分别选用碳酸钙、硫酸钙、葡萄糖酸钙进行海藻膳食纤维配料的配制；然后用配制好的配料进行猪皮冻的制作(膳食纤维配料的添加量为0.8%)，通过对猪皮冻凝胶强度、熔点以及感官品评分析确定组成配料的最佳钙盐种类。

由图5可以看出，由葡萄糖酸钙作为钙盐，配制的海藻膳食纤维配料制作的猪皮冻凝胶强度大、熔点高，但是品评结果显示：采用葡萄糖酸钙配料制作的猪皮冻口感偏硬脆(胶质感太强，口感偏假)；其次采用硫酸钙配料制作的猪皮冻熔点可以，凝胶强度为505g/cm2(稍弱)，口感硬度稍差，弹性较好；另外，采用碳酸钙的体系，熔点和强度都稍差，且外观发白、不透明，加热过程中会有气泡产生，形成的皮冻结构不太理想，因此碳酸钙体系舍弃。

3

图5 不同钙盐配制的配料对猪皮冻凝胶强度和熔点的影响

综合考虑凝胶强度、熔点以及口感，选择采用硫酸钙、葡萄糖酸钙复合使用的方案，经实验验证，硫酸钙∶葡萄糖酸钙的比例按照3∶1的比例复配效果最佳。

备注：葡萄糖酸钙冷水不易溶解，加热过程中会全部溶解，符合海藻膳食纤维胶液的配制工艺和猪皮冻制作工艺(都有加热过程)。

4 结论

综合以上可以看出，利用海藻酸盐独特的凝胶增稠等特性，配制的海藻膳食纤维配料能很好的提升猪皮冻的口感和外观，能有效的解决传统猪皮冻存在的夏天不易存储、易化水的问题。同时，在猪皮冻中引入了海藻膳食纤维，有助于促进胃肠蠕动，预防便秘等问题。具体实验结果如下。

(1)添加海藻膳食纤维配料制作的水晶猪皮冻具有良好的弹韧性、咀嚼性和爽滑性，凝胶强度也优于传统猪皮冻；且添加海藻膳食纤维配料后猪皮冻的熔点显著提升，能达到90℃，室温放置情况下不会出现化水的现象，有效的解决了猪皮冻夏天易化、结构破坏的问题。

(2)综合考虑成本和使用效果，海藻酸膳食纤维配料在水晶猪皮冻中应用的添加量为0.6%～1.2%，企业可根据需求选择合适的添加量。

(3)配制海藻膳食纤维配料，所用的海藻酸钠粘度越高制作的猪皮冻口感、结构越好，综合考虑确定海藻酸钠的最佳粘度为1 000cps。

(4)用葡萄糖酸钙配制的海藻膳食纤维配料，制作的猪皮冻凝胶强度和熔点都较高，但是口感胶质感太强；采用硫酸钙配制的配料，制作的猪皮冻口感弹性较好，但是熔点和凝胶强度稍差一点；综合考虑采用硫酸钙与葡萄糖酸钙复配的方案，硫酸钙和葡萄糖酸钙按照3∶1的比例复配效果最佳。