基于响应面法优化探讨枇杷花凝胶软糖的制作工艺

高慧颖 王琦 赖呈纯 姜帆

摘要：【目的】利用枇杷花茶特色资源制备一种具有止咳化痰作用的凝胶软糖产品。【方法】通过单因素试验比较枇杷花茶冲泡质量浓度、明胶、柠檬酸、木糖醇添加量对凝胶软糖的模糊感官综合评分和硬度的影u向.确定凝胶软糖的评价指标;在单因素试验基础上，设计枇杷花茶冲泡质量浓度、木糖醇、柠檬酸为白变量的3因素3水平的响应面试验，共进行17组处理，从而确定枇杷花凝胶软糖的最优T艺参数。【结果】单因素结果显示：模糊感官综合评分作为评价凝胶软糖的指标较科学，明胶的适宜添加量为12%;响应面试验确定枇杷花凝胶软糖的最优T艺配方为：枇杷花茶冲泡质量浓度17.7 g·L-1、小糖醇13.85%、柠檬酸1.25%，该条件下制备的枇杷花凝胶软糖的模糊感官综合评分为91.23分，与模型理论值接近。【结论】确定枇杷花凝胶软糖的最佳T艺配方（以质量分数计）为枇杷花茶29.85%（冲泡质量浓度17.7 g·L-1）、麦芽糖浆28.4%、木糖醇13.85%、冰糖14. 55%，柠檬酸1.25%，明胶12%，分子蒸馏单苷酯0 1%。该研究制作的枇杷花凝胶软糖将为枇杷花新资源食品的深加T利用提供新思路。

关键词：枇杷花;软糖;响应面;感官综合评分;木糖醇

中图分类号：S 667

文献标志码：A

文章编号：1008-03 84（2021）08-0964-08

Optimized Formulation of a Chewable Candy Containing Loquat Flower Tea

GAO Huiying 1， WANG Qi 1， LAI Chengchun 1， JIANG Fan 2*

（ I.Institute of Agricultural Engineeiing Technology. Fujian Academy of Agricultural Sciences， Fuzhou. Fujian 350003， China;

2. Fruit Research Institute， Fujian Academy ofAgricultural Sciences. Fuzhou， Fujian 350013. China ）

Abstract： 【Objective】Formulation of a chewable candy containing loquat flower tea for cough relief and phlegm reductionwas optimized. 【Method】Formulation on loquat flower tea， xylitol， citrate acid， and gelatin for the candy product was testedin a single factor experiment using hardness measurement and sensory multiple-scoring as the evaluation criteria. It wasoptimized using a response surface method with 3 factors and 3 levels.【Result】The sensory evaluation suggested theappropriate gelatin addition to be 12%， and the response surface experiment optimized the formula to include 17.7 g. L-1 loquatflower tea. 13.85% xylitol， and l.25% citrate acid. A sensory score of 91.23 agreeing with the predicted value by the model wasobtained on the finished product. 【Conclusion】The finalized formulation for the chewable candy consisted of 29.85% ofloquat flower tea （i.e， a concentration at 17.7g·L-1）， 28.4% of maltose syrup， 13.85% of xylitol， 14.55% of sugar， 1.25% ofcitrate acid. 12% of gelatin. and 0. I % of glyceryl monostearate.

Key words： loquat flower： chewable candy; response surface： sensory multiple-scoring; xylitol

0 引言

【研究意義】枇杷花是蔷薇科枇杷属植物的花絮，性平、味淡，花香独特，是止咳化痰、和胃降气的传统中药，2018年已被国家卫健委列入新资源食品名录[1-3]。生产中为提高枇杷果实的质量，需要适量的花期疏花，粗略估计每年产生6.0×10 3t的生物量。【前人研究进展】目前枇杷花的主要加工形式以保健茶和饮品为主[2.4-5]。贵妃枇杷花茶是课题组自主研发的一种袋泡型花茶专利产品，其重金属含量和卫生指标符合国家标准，动物试验证实其安全无毒[2.5]。贵妃枇杷花茶中含有丰富的黄酮、三萜酸类、膳食纤维、灰分等物质[6-8]，花茶冲泡液的总抗氧化能力和羟自由基清除能力强[2]，在抗菌消炎、改善慢性功能性肠道障碍方面功效显著[3.9]。凝胶软糖又称软糖、QQ糖、橡皮糖，是深受消费者喜欢的糖果类型[10]。目前市售产品多注重产品的口味和口感，功能方面较少[11]。【本研究切入点】传统食品糖类的摄入量增多，容易出现龋齿、肥胖、糖尿病等问题。术糖醇作为一种新型的功能性甜味剂，具有低热量、防龋齿、减肥等生理特性，是糖尿病人安全的甜味剂、营养补充剂和辅助治疗剂[12-13]。因此，开发制备枇杷花的功能凝胶软糖时可以考虑以木糖醇辅以麦芽糖浆、冰糖作为主要甜味剂。【拟解决的关键问题】采用响应面试验设计，通过对枇杷花茶冲泡质量浓度、木糖醇、柠檬酸添加量进行优化，以模糊感官综合评分为指标，获得具有止咳化痰作用的枇杷花凝胶软糖的优化T艺。该研究丰富了枇杷花加T产品的类型，为枇杷花的综合利用提供参考。

1材料与方法

1.1材料试剂

贵妃枇杷花茶由福建省农业科学院果树研究所研制（专利号：CN200910111385.8）。

柠檬酸、木糖醇：上海万康生物科技有限公司;明胶：郑州指南针生物科技有限公司;麦芽糖浆：双桥（湖北）有限公司;冰糖：太古炼糖厂有限公司;分子蒸馏单苷酯：浙江博丹衡食品有限公司。

1.2仪器设备

BSA电子分析天平：德国赛多利斯集团;MR424-A型反渗透净水器：北京小米科技有限责任公司;BSG12型电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司;TA.XT plus物性测定仪：英国SMS公司。

1.3试验方法

1.3.1枇杷花凝胶软糖的制作工艺

1.3.1.1基本配方（以质量分数计） 枇杷花茶冲泡液30.6%，麦芽糖浆28.4%、冰糖28.4%、明胶11%、柠檬酸1.5%、分子蒸馏单苷酯0.1%。

1.3.1.2 T艺流程

贵妃枇杷花茶一冲泡

↓冰糖、木糖醇、麦芽糖浆→加热熬煮→加入用枇杷花茶溶脹的明胶→调酸→注模成型→冷却→脱模→干燥→包装→成品

1.3.1.3操作要点 贵妃枇杷花茶的冲泡条件：用95～100℃的纯净水冲泡10 min。

明胶的预处理：在明胶中加入温度≤40℃的枇杷花茶冲泡液，吸水溶胀th。

熬煮：将花茶冲泡液、冰糖、木糖醇、麦芽糖浆混合后，熬煮到内部温度116～119℃时加入吸水溶胀的明胶。

1.3.2单因素试验

1.3.2.1枇杷花茶冲泡质量浓度对凝胶软糖的影响凝胶软糖基本配方成分不变，分别用冲泡质量浓度为5、10、20、30、40 g·L-l的枇杷花茶制作凝胶软糖，然后进行模糊感官综合评分和硬度测定。1.3.2.2明胶对凝胶软糖的影响 麦芽糖浆、冰糖、柠檬酸、分子蒸馏单苷酯等成分不变，分别添加8%、10%、12%、14%、16%的明胶，调整花茶冲泡液用量保持原料总添加量100%。对凝胶软糖进行模糊感官综合评分和硬度测定。

1.3.2.3柠檬酸对凝胶软糖的影响 麦芽糖浆、冰糖、明胶、分子蒸馏单苷酯等成分不变，分别添加O.g%、1.2%、1.5%、1.8%、2.1%的柠檬酸，调整花茶冲泡液用量保持原料总添加量100%。对凝胶软糖进行模糊感官综合评分和硬度测定。

1.3.2.4木糖醇对凝胶软糖的影响 凝胶软糖基本配方成分不变，用木糖醇适量替代冰糖，替代量分别为20%、40%、60%、80%、100%，即木糖醇的添加量为5 .68%、11.36%、17.04%、22 .72%、28.4%，制作凝胶软糖后进行模糊感官综合评分和硬度测定。

1.3.3响应面试验 综合考虑单因素对枇杷花凝胶软糖感官综合评分和硬度影响的试验结果，根据Box-Behnken试验设计原理，设计枇杷花茶冲泡质量浓度（A）、木糖醇（B）、柠檬酸（C）作为响应因素，模糊感官综合评分为响应值的3因素3水平响应面分析试验（表1）。

1.3.4模糊评价

1.3.4.1模糊数学模型的建立 枇杷花凝胶软糖感官评价的因素集U={UI，U2，U3，U4}，其中UI、U2、U3、U4分别为外观形态、风味、咀嚼性、弹性。每个因素按照优、良、中、差等4个等级评价，即V={ V1，V2，V3，V4}，其中VI=IOO分、V2=75分、V3-50分、V4-25分。强制设定外观形态、风味、咀嚼性、弹性等因素的权重分别为0.3、0.3、0.2、0.2，即权重集X={0.3、0.3、0.2、0.2}。

枇杷花凝胶软糖感官综合评价的结果为y，Y=X·R，其中X为权重集，R为评判矩阵。

1.3.4.2感官评价 参照SB/T 10021-2017凝胶糖果的感官要求，结合本试验制定枇杷花凝胶软糖的感官评分标准（表2）。选择10位食品专业评定人员组成感官评价小组，按照表2要求对所有样品的外观形态、风味、咀嚼性、弹性进行评分。

1.3.5质构分析 采用TA.XT plus物性测定仪测定凝胶软糖的硬度。

测定条件为：探头P/3 6R，测前速率2.0 mm·s-1，测试速率2.0 mm·s-1，测后速率2.0 mm·s-1，压缩率50%，停留时间5s，触发力5 g。每个样品做6个重复。

1.4数据分析

采用SPSS 20.0进行凝胶软糖硬度的差异显著分析，Design-Expert V 8.0.6.1软件进行响应面试验设计和分析。

2 结果与分析

2.1枇杷花茶冲泡质量浓度对凝胶软糖的影响

由图1结果可知，随着枇杷花茶冲泡质量浓度的增加，凝胶软糖的模糊感官综合评分呈先增加后降低的趋势。冲泡质量浓度5 g·L-l时，为淡黄色半透明的凝胶软糖，其枇杷花香味不明显，不能突出制品的特色。冲泡质量浓度40 g·L-l时，软糖呈深褐色，枇杷花香味过浓。冲泡质量浓度为10～30 g·L-l时，软糖呈黄色或棕黄的，有宜人的枇杷花香味。不同冲泡质量浓度下枇杷花溶胶软糖的硬度差异不明显，5、10、20、40 g·L-l的凝胶软糖间无显著差异，而5、10、30. 40 g·L-l间的硬度也无显著差异;只有20、30 g·L-l存在显著差异（P<0.05）。因此枇杷花茶的冲泡质量浓度选择10～30 g·L-l，模糊感官综合评分作为评价不同冲泡质量浓度影响凝胶软糖变化的指标更具科学性。

2.2明胶对凝胶软糖的影响

明胶在软糖网络结构的构建上具有重要作用，随着明胶用量增加，凝胶软糖的硬度极显著增加，模糊感官综合评分呈先升高后降低的变化趋势（图2）。明胶用量8%时，凝胶软糖较软，脱模时容易变形，成品块形不完整的占比较高，模糊感官综合评分低，这与其硬度极显著（P<0.01）低于其他水平的结果一致。明胶用量10%时，凝胶软糖的硬度极显著（P<0.01）高于8%，模糊感官综合评分明显提高，但成品略软，咀嚼性较差。明胶用量12%时，模糊感官综合评分最高，制品的咀嚼性和弹性好。随着明胶用量的增多，加入明胶后料液中的泡沫多，最后获得的制品表面光滑性差，硬度大，弹性差。所以选择明胶的添加量为12%，硬度和模糊感官综合评分均可作为明胶影响凝胶软糖变化的评价指标。

2.3柠檬酸对凝胶软糖的影响

由图3可知，枇杷花凝胶软糖的模糊感官综合评分随着柠檬酸加入量的增加呈先增加后降低的趋势。柠檬酸添加量0.9%～1.5%时，模糊感官综合评分较高，0.9%与1.2%、1.5%间存在显著差异（P<0.05），但1 .2%和1.5%间无显著差异。当柠檬酸添加量超过1.8%时，凝胶软糖酸味突出，口中停留时间长，令人不悦，模糊感官综合评分较低，且硬度与O.9%、1.2%、1.5%间存在极显著差异（P<0.01）。所以柠檬酸的添加范围选择0.9%～1.5%。

2.4木糖醇对凝胶软糖的影响

由图4可知，随着木糖醇替代冰糖比例的升高，凝胶软糖的模糊感官综合评分呈先升高后降低的趋势，但硬度无显著差异。木糖醇替代量分别为20%、40%、60%（添加量为5.68%～17.04%）时，凝胶软糖的模糊感官综合评分较高，其中20%、40%间的硬度无显著差异，与60%的硬度存在显著差异（P<0.05）。添加木糖醇使得口感除具有枇杷花凝胶软糖自身的特点外，又增加了清涼感。但当木糖醇添加量超过17.04%（替代量>60%）时，料液中的明胶溶解性差，制作出的成品颗粒感明显，有些表面还存在硬皮或硬块，影响制品的形态和口感。所以木糖醇替代冰糖比例不能超过60%，即添加量<17.04%为佳。

2.5响应面试验

2.5.1响应面试验试验结果及方差分析 采用Desigh-Expert V 8.0.6.1软件对表3的试验数据进行二次响应面回归拟合分析，得到以冲泡质量浓度A、木糖醇B、柠檬酸C为白变量，感官综合评分Y为因变量的二次多项式回归方程：Y=-64.725+1.735 62A+5.124 3 4B+168.416 67C-0.039 613AB+0.729 17AC0.843 60BC -0.059 25 0A--0.121 668267.916 67 C2。R 2=0.9730.R 2adj=0.9382。确定系数R 2=0.9730，表明该模型的拟合程度好，试验误差小。调整确定系数R 2adj=0.9382，表明该模型能解释93.82%的响应值变化，可以较好地反映感官综合评分与冲泡质量浓度、木糖醇和柠檬酸之间的关系，较准确地预测枇杷花凝胶软糖制作的工艺参数。

由表4可知，模型极显著（P<0.01），失拟项不显著（ P=0.1715>0.05），说明该模型合理。一次项A、B、C对枇杷花凝胶软糖的感官综合评分影响均达到极显著水平（P<0.01），各因素对凝胶软糖的影响程度依次为C>B>A，即柠檬酸>木糖醇>冲泡质量浓度。二次项A2，B 2，C 2的影响极显著（P<0.01）。交互项AB、AC达到显著水平（P<0.05），表明冲泡质量浓度和木糖醇、冲泡质量浓度和柠檬酸对凝胶软糖有交互影响作用。

2.5.2各因素间交互作用分析 响应面交互作用的结果如图5所示。图5 （a）显示，凝胶软糖的感官综合评分随着A的增加先升高后快速下降，随着B的增加先升高后趋于稳定，等高线呈椭圆形[图5（b）]，表明AB交互作用显著。图5（c）、（d）显示，凝胶软糖的感官综合评分随着AC的增加先升高后降低，等高线呈椭圆形，表明AC交互作用显著。图5 （e）、（f）显示凝胶软糖的感官综合评分随着BC的增加先升高后趋于稳定，响应面的坡度较平缓，等高线呈近圆形，表明BC的交互作用不显著，这与方差分析的结果一致。

2.6验证试验结果

利用上述模型，以感官综合评分为最大值预测枇杷花凝胶软糖的最佳工艺配方为枇杷花茶冲泡质量浓度为17.7 g·L-1，木糖醇13.85%，柠檬酸1.25%。在此条件下进行3次平行验证，最终产品的感官综合评分平均为91.23分，与理论预测值91.29分相近，说明该模型在预测枇杷花凝胶软糖感官综合评分上可行。

3讨论与结论

食品质构特性的评定是通过质构仪完成的，它是一种对食品品质做出客观评价的感官化测量仪器，可以把产品的硬度、脆度、弹性、咀嚼性、内聚性、黏着性等性状用数字直观的表述，具有准确客观、易操作、重复性好等优点，受到研究工作者的青睐[14.15]。本研究的单因素试验中选用影响凝胶软糖质构特性的硬度作为评价指标，结果显示不同枇杷花冲泡质量浓度、木糖醇添加量下凝胶软糖的硬度差异不明显;不同明胶添加量的凝胶软糖间硬度均存在明显差异;不同柠檬酸添加量的凝胶软糖间存在一定的差异。所以在后续的响应面优化枇杷花凝胶软糖T艺参数的研究中，没有选择硬度作为评价指标。

本试验研究了枇杷花茶冲泡质量浓度、木糖醇、柠檬酸、明胶对枇杷花凝胶软糖感官综合评分的影响，设计响应面试验优化得到各因素与响应值关系的回归模型，综合单因素和响应面试验得到最佳的工艺配方（以质量分数计）为：枇杷花茶冲泡质量浓度17.7 9.L 1、用量29.8 5%，麦芽糖浆28.4%，木糖醇13.85%，冰糖14.55%，明胶12%，柠檬酸1.25%，分子蒸馏单甘酯0.1%。在此配比条件下制备的枇杷花凝胶软糖的感官综合评分为91.23分。本研究探索枇杷花茶的精深加T利用，获得一种具有止咳化痰作用的凝胶软糖制品，丰富枇杷花的加工形式，快速有效地提高枇杷的附加值。

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（责任编辑：吴宇琳）

收稿日期：2021-0302初稿;2021-0407修改稿

作者简介：高慧颖（ 1977-），女，硕士，助理研究员，研究方向：食品营养品质生物技术（E -Inail： 124785160@qq.com）

*通信作者：姜帆（ 1977-），男，硕士，副研究员，研究方向：龙眼、枇杷特异种质资源的鉴定评价与创新利用（E-mail： jiangfan006@126.com）

基金项目：福建省农业科学院青年英才计划（C2017-04）：福建省农业科学院对外合作项目（DWH22021-03）