黑木耳果冻加工工艺研究
2022-06-16刘志鑫孔祥辉
张 欣 刘志鑫 孔祥辉*
（1 黑龙江省科学院微生物研究所，黑龙江哈尔滨150010；2 哈尔滨商业大学，黑龙江哈尔滨150028）
黑木耳Auricularia auricula，是隶属于担子菌亚门、木耳目、木耳科的大型食药用真菌，营养价值高[1]。大量研究表明，黑木耳具有降血脂、降血糖、抗氧化、抗血栓、抗辐射以及抗肿瘤等作用[2-11]。近年来，黑木耳功能性食品、保健品开发研究逐渐增多，但大多是粗加工，深加工产品研发投入较少，还未形成较大的产业规模。黑木耳颜色不鲜艳，口感不佳，而且泡发后的不良气味也难以被消费者接受，特别是普通黑木耳深加工产品对儿童的吸引力不强。
果冻，又称啫喱，由凝胶剂加水、糖、果蔬汁或果肉等原料，经溶胶、调配、灌装、杀菌、冷却等工序加工而成的胶冻食品。果冻外观晶莹，口感软滑、甜而不腻，深受广大消费者的喜爱，是居家旅行常选的休闲方便食品。目前国内外已有具有保健功效的果冻产品。保健果冻既具备果冻的清爽嫩滑，又具备果蔬、中草药等物质的营养保健功能，具有广阔的市场前景[12-13]。
东北地区气候独特，黑木耳的栽培历史悠久，质量好，品质佳，为我国黑木耳的主产区域[20]。研究优化东北黑木耳的果冻制作配方和工艺，为黑木耳深加工产品进一步向多样化、保健型方向发展提供新的开发思路。
1 材料与方法
1.1 材料
黑木耳、白砂糖、魔芋粉、卡拉胶、刺槐豆胶、苹果酸、柠檬酸、氯化钠、大豆蛋白胨、酵母提取物。
1.2 方法
1.2.1 黑木耳果冻制备的工艺流程及操作要点
（1）黑木耳果冻的制备工艺流程
黑木耳→原料清洗→干燥→粉碎→过筛→溶胀→加入事先混合均匀的魔芋粉、卡拉胶、刺槐豆胶、白砂糖→搅拌均匀→加热软化→加热结束加酸和香精→搅拌均匀→趁热过滤→冷却→成品
（2）黑木耳果冻制备的操作要点
黑木耳预处理：选择色泽黑而光润、无污染、无霉变、无病虫害的黑木耳并清洗干净，干燥箱中烘干，用粉碎机粉碎过筛（孔径为0.125 mm），得原料黑木耳粉。称取2 g 黑木耳粉加入60 mL 约40 ℃温水中溶胀2 h。
搅拌：事先称量相应质量的白砂糖、魔芋粉、刺槐豆胶和卡拉胶，放入塑料杯中混合搅拌均匀，使食品胶充分分散开。
加热软化：将混合好的糖及胶类物质倒入复水后的黑木耳中，搅拌均匀，在电磁炉上加热沸腾15 s左右，加热过程中要不断搅拌，避免粘锅。
加酸、香精：加热结束后，待产品冷却至70 ℃以下加入柠檬酸、苹果酸及香精并搅拌均匀，最后加入山梨酸钾，搅拌均匀。
冷却成型：将过滤后所得的产品分装于果冻模具中冷却至室温或低温，产品凝结后即可包装。
1.2.2 黑木耳果冻的感官评价标准
黑木耳果冻的感官评价标准见表1。
表1 黑木耳果冻的感官评价评分标准
1.2.3 黑木耳果冻制备的单因素试验
制备方法：黑木耳粉2 g，加水60 mL，黑木耳粉于40 ℃温水中溶胀2 h，以黑木耳粉为基数，添加白砂糖14%，魔芋粉0.7%，卡拉胶0.14%，刺槐豆胶0.15%，并加热搅拌，沸腾15 s 后停止加热，冷却至70 ℃以下再加入柠檬酸0.1%，苹果酸0.15%，香精0.3%，搅拌均匀，冷却后即可。
1.2.3.1 复水时间对黑木耳果冻品质的影响
设置黑木耳粉复水时间为1.0 h、1.5 h、2 h、2.5 h、3 h，其他条件不变。
1.2.3.2 沸腾时间对黑木耳果冻品质的影响
设置沸腾时间为5 s、10 s、15 s、20 s、25 s，其他条件不变。
1.2.3.3 魔芋粉添加量（质量分数，下同）对黑木耳果冻品质的影响
设置魔芋粉添加量为0.60%、0.65%、0.70%、0.75%、0.80%，其他条件不变。
1.2.3.4 卡拉胶添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置卡拉胶添加量为0.12%、0.14%、0.16%、0.18%、0.20%，其他条件不变。
1.2.3.5 刺槐豆胶添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置刺槐豆胶添加量为0%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%，其他条件不变。
1.2.3.6 白砂糖添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置白砂糖添加量为8%、10%、12%、14%、16%，其他条件不变。
1.2.3.7 柠檬酸添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置柠檬酸添加量为0.06%、0.08%、0.10%、0.12%、0.14%，其他条件不变。
1.2.3.8 苹果酸添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置苹果酸添加量为0.11%、0.13%、0.15%、0.17%、0.19%，其他条件不变。
1.2.3.9 香蕉味香精添加量对黑木耳果冻品质的影响
设置香蕉味香精添加量为0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，其他条件不变。
1.2.4 黑木耳果冻制备的最优配方确定
1.2.4.1 食用胶配比对黑木耳果冻感官品质的影响
采用正交试验法对影响黑木耳果冻品质的主要因素进行研究和分析。根据单因素试验和感官评价，确定正交试验的因素和水平，见表2。
表2 正交试验的因素和水平
1.2.4.2 白砂糖和酸味剂添加量对黑木耳果冻感官品质的影响
采用正交试验法对影响黑木耳果冻风味的主要因素进行研究和分析。根据单因素试验和感官评价，确定正交试验的因素和水平，见表3。
表3 正交试验的因素和水平
1.3 食品胶功能特性作用机理
食品胶的分子结构中含有许多亲水基团，如羟基、羧基、氨基、羧酸根等，水化后均匀分散于溶液中，形成黏稠胶体溶液，使蛋白质分子运动减慢，降低蛋白质分子相互结合的概率和沉降速度，使其均匀稳定地悬浮于体系中。同时，还可使悬浮组织稳定化，限制金属离子活动，避免食品成分凝聚、沉淀。
2 结果与分析
2.1 黑木耳复水时间对黑木耳果冻品质的影响
由图1可知，随黑木耳复水时间的延长，果冷感官评分先升高后缓慢下降。当复水时间达2 h时，感官评分最高，达68分。这可能是因为随复水时间的延长，黑木耳粉充分溶解，胶质溶出量增多，组织状态更加均匀、口感更加细腻，因此最佳复水时间为2 h。
图1 复水时间对黑木耳果冻感官评分的影响
2.2 沸腾时间对黑木耳果冻品质的影响
由图2可知，随沸腾时间的延长，果冻感官评分先升高后降低。当沸腾时间为15 s 时，感官评分最高，达69 分。这可能是由于随沸腾时间的延长，胶质溶出量增多，使得组织更加细腻均匀，产品的凝结性更好、更具有弹性。但当沸腾时间大于15 s时，果冻水分蒸发过量，组织变硬且缺乏弹性，因此最佳沸腾时间为15 s。
图2 沸腾时间对黑木耳果冻感官评分的影响
2.3 魔芋粉的添加量对黑木耳果冻品质的影响
魔芋粉添加量的多少是影响黑木耳果冻品质的最重要原因。由图3 可知，随魔芋粉添加量的上升，感官评分先升高后降低。当魔芋粉添加量为0.70%时，感官评分最高，达82分。可能是由于适量添加魔芋粉使果冻凝结性更好，过量添加使果冻变硬、弹性差。综合考虑，魔芋粉最佳添加量为0.70%。
图3 魔芋粉添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.4 卡拉胶添加量对黑木耳果冻品质的影响
卡拉胶添加量的多少直接影响黑木耳果冻的弹性以及凝结状态。由图4 可知，随卡拉胶添加量的上升，感官评分先升高后降低。当卡拉胶添加量为0.14%时，感官评分最高，达80 分。这可能是由于适量的卡拉胶与魔芋粉相互配合使产品的组织更加致密、有弹性，但当卡拉胶添加量过多时，果冻硬度过高，因此卡拉胶最佳添加量为0.14%。
图4 卡拉胶添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.5 刺槐豆胶的添加量对黑木耳果冻品质的影响
由图5 可知，随刺槐豆胶添加量的上升，感官评分先升高后降低。当刺槐豆胶添加量为0.1%时，感官评分最高，达79 分。这可能是由于适量的刺槐豆胶与卡拉胶、魔芋粉相互配合使产品的组织更加致密、口感更加细腻。但当刺槐豆胶添加量过多时，果冻凝结度过大、组织过于紧凑、硬度略高，因此刺槐豆胶最佳添加量为0.1%。
图5 刺槐豆胶添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.6 白砂糖添加量对黑木耳果冻品质的影响
由图6可知，随白砂糖添加量的上升，感官评分先升高后降低。当白砂糖添加量为14%时，感官评分最高，达79分。这可能是由于白砂糖添加量小于14%时，虽然黑木耳风味明显，但甜度偏低，酸度偏高；白砂糖添加量高于14%时，甜度偏高并且掩盖了黑木耳的风味；白砂糖添加量为14%时，甜度适中又具有黑木耳风味，因此最适白砂糖添加量为14%。
图6 白砂糖添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.7 柠檬酸的添加量对黑木耳果冻品质的影响
由图7可知，随柠檬酸添加量的上升，感官评分先升高后降低。当柠檬酸添加量在0.10%时，感官评分最高，达83 分。可能是柠檬酸添加量小于0.10%时，甜度略高；柠檬酸添加量高于0.10%时，酸度略高且有苦味；柠檬酸添加量为0.10%时，酸甜度适中且有明显的黑木耳风味，因此柠檬酸最佳添加量为0.10%。
图7 柠檬酸添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.8 苹果酸的添加量对黑木耳果冻品质的影响
添加苹果酸降低了黑木耳果冻的pH，塑造了酸性环境，对部分微生物的生长有抑制作用，还可以加强防腐。由图8可知，随白砂糖添加量的上升，感官评分先升高后降低。当苹果酸添加量为0.15%时，酸甜度适中，感官评分最高，达84分。可能是苹果酸添加量小于0.15%时，酸度小、甜度高，随苹果酸添加量的增多，感官评分逐渐升高。但当苹果酸添加量过高时，酸度大，感官评分逐渐降低，因此苹果酸的最佳添加量为0.15%。
图8 苹果酸添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.9 香蕉味香精的添加量对黑木耳果冻品质的影响
由图9可知，随香蕉味香精添加量的上升，感官评分先升高后降低。当香蕉味香精添加量为0.4%时，感官评分最高，达76 分。这可能是香蕉味香精添加量小于0.4%时，虽然黑木耳风味明显，但果味较淡；香蕉味香精添加量高于0.4%时，果味较浓且掩盖了黑木耳风味；当香蕉味香精添加量为0.4%时，香蕉风味适中又具有黑木耳风味，因此香蕉味香精最适添加量为0.4%。
图9 香蕉味香精添加量对黑木耳果冻感官评分的影响
2.10 增稠剂最佳配比的确定
根据单因素试验结果确定出影响黑木耳果冻组织状态的主要因素是：魔芋粉的添加量、卡拉胶的添加量、刺槐豆胶的添加量和沸腾时间。采用L9（34）正交试验法对上述4个因素进行研究和分析，正交试验结果见表4。
由表4中的R值可知，试验4个因素对黑木耳果冻品质影响的主次顺序为C（刺槐豆胶添加量）＞A（魔芋粉添加量）=D（沸腾时间）＞B（卡拉胶添加量）。
表4 L9（34）正交试验结果
由图10 可知最优组合为C3A2D2B1，此条件下制得的黑木耳果冻凝结度略低，口感细腻绵软，弹性弱，组织状态均匀，无沙粒感，酸甜度适中，有明显的黑木耳风味，无异味。因此最佳配方及工艺为魔芋粉添加量0.7%，卡拉胶添加量0.12%，刺槐豆胶添加量0.15%，沸腾时间15 s。
图10 魔芋粉、卡拉胶、刺槐豆胶、沸腾时间正交试验直观分析图
2.11 黑木耳果冻配方的最优糖酸比的确定
根据单因素试验结果确定出影响黑木耳果冻风味的主要因素是：白砂糖添加量、柠檬酸添加量、苹果酸添加量。采用L9（34）正交试验法对上述三个因素进行研究和分析，正交试验结果见表5。
表5 L9（34）正交试验结果
由表5中的R值可知，试验的4个因素对黑木耳果冻品质影响的主次顺序为E（白砂糖的添加量）＞G（苹果酸添加量）＞F（柠檬酸添加量）。
由图11可知，E2G2F1组合感官评分最高，以此配方制作出的黑木耳果冻酸甜度适中，有明显的黑木耳风味，无异味。所以白砂糖添加量14%，柠檬酸添加量0.08%，苹果酸添加量0.15%为最优风味配方。
图11 白砂糖、苹果酸、柠檬酸正交试验直观分析图
3 小结
通过单因素试验确定最佳复水时间为2 h，魔芋粉添加量为0.7%，卡拉胶添加量为0.14%，刺槐豆胶添加量为0.10%，白砂糖添加量为14%，柠檬酸添加量为0.10%，苹果酸添加量为0.15%，香蕉味香精添加量为0.4%，沸腾时间为15 s。
通过正交试验确定制作黑木耳果冻的最佳工艺及配方：复水时间2 h，魔芋粉添加量0.7%，卡拉胶添加量0.12%，刺槐豆胶添加量0.15%，白砂糖添加量14%，柠檬酸添加量0.08%，苹果酸添加量0.15%，沸腾时间15 s。以此工艺条件制作的黑木耳果冻凝结度适中，有适当弹性，组织均匀，口感细腻，无沙粒感，无未溶物且酸甜可口，有明显的黑木耳风味，无异味。
该工艺研制的黑木耳果冻食用方便，无黑木耳泡发环节，且无不良气味，易于被消费者接受；以黑木耳粉为原料，口感细腻且易于被人体消化吸收；混凝剂（魔芋粉+卡拉胶+刺槐豆胶）添加量为0.97%，低于常规用量，这可能是由于黑木耳本身具有一定黏性，替代一部分混凝剂。黑木耳果冻的便捷化、天然化能够拉动黑木耳深加工产品的市场需求，既具备果冻的清爽嫩滑，又具备黑木耳的营养保健功能，具有广阔的市场前景。
