响应面优化软枣猕猴桃低糖茶果冻工艺

唐 玲，刘小平，吴家勇，刘 博，刘旸旸*

（1.沈阳医学院 公共卫生学院，辽宁沈阳 110034；2.中华人民共和国沈阳海关，辽宁沈阳 110179）

果冻，俗称果子冻，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[1]，是一种低热能高膳食纤维的健康休闲食品[2]。软枣猕猴桃果实富含维生素C、氨基酸等，具有抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血脂等功效[3-4]。冻顶乌龙茶被称为“茶中圣品”[5]。研究表明，茶中含有丰富的茶多酚、生物碱等生物活性成分，具有抗氧化、预防和治疗心血管疾病等作用[6]。赤藓糖醇作为一种新型零热量的天然甜味剂，入口清凉，是人体耐受量最高的糖醇，具有高热稳定性、甜味协调、零热值[7]、无致龋齿性、不会引起血糖升高以及高耐受性等特性[8]。

茶果冻符合当今果冻市场的销售热点，加以低糖配方，可以使本产品的适用人群更广泛。本文以软枣猕猴桃和冻顶乌龙茶为主要原料，以赤藓糖醇为甜味剂，利用响应面分析法优化软枣猕猴桃低糖茶果冻的加工配方，既可以满足当今市场对低糖果冻的需求，也可以为软枣猕猴桃加工提供一种新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

软枣猕猴桃、冻顶乌龙茶：市售；赤藓糖醇、魔芋胶、卡拉胶：上海源叶生物科技有限公司；柠檬酸、山梨酸钾：市售。BSA124S-CW型电子天平：赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；C22-LX83型电磁灶：杭州九阳生活电器有限公司；高压灭菌锅。

1.2 试验方法

1.2.1 果冻的生产工艺流程

果冻的制备工艺流程见图1。

图1 果冻生产工艺流程图

1.2.2 操作要点

通过预试验确定了该产品的基本配方为魔芋胶∶卡拉胶的配比1∶1，添加量为0.7%（质量比），茶水添加量为45%，软枣猕猴桃添加量为15%，山梨酸钾添加量为0.02%。

筛选成熟、无虫害的果实，洗净后，置于沸水中漂烫20 s，钝化其酶的活性再切片，并浸入0.04%的硫酸铜中护色，备用[13]。

称取适量的茶叶，热水漂烫后过滤，再加入沸水浸泡10 min，取上清液过滤2～3次，备用。

取称量好的魔芋胶、卡拉胶按一定的比例混合，搅拌均匀加入冷却后的茶汤，搅拌，并浸泡20 min，使之充分地吸水溶胀，以便更好地发挥出胶体的凝胶性能[9]。边加热边搅拌，使胶体受热均匀，直至胶体完全溶解时加入赤藓糖醇、柠檬酸、山梨酸钾，保持搅拌3～5 min至混合物澄清透亮。

将熬煮好的混合物进行过滤，并注入模具中，加入处理好的软枣猕猴桃果肉，密封灭菌120 ℃15 min，冷却成品。

1.2.3 单因素试验

通过预试验（水∶茶配比为40∶1，赤藓糖醇添加量15%，魔芋胶∶卡拉胶的配比1∶1，柠檬酸添加量0.05%）可设计单因素试验，将复合胶配比、茶水配比、柠檬酸添加量、赤藓糖醇添加量4因素中3个因素固定，改变另一个因素，进行单因素试验，对果冻进行感官评分，确定单因素的最佳值。

1.2.4 响应面试验设计

根据单因素试验结果，采用Box-Behnken模型，对茶水配比（A）、赤藓糖醇添加量（B）、复合胶配比（C）、柠檬酸添加量（D）4个因素进行响应曲面试验设计，设感官评价（Y）为响应值，通过Design-Expert 8.0.6软件设计分析，响应面试验因素水平见表1，优化软枣猕猴桃低糖茶果冻工艺。

表1 响应面试验因素及水平表

1.2.5 感官评价

由10名专业人员组成评价小组，对产品品质进行感官评价。对果冻的色泽、口感、风味及组织形态进行综合评分[10]，产品品质评定标准见表2。

表2 果冻产品感官评分标准

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 茶水配比对果冻品质的影响

乌龙茶主要对果冻的色泽和风味产生影响，过浓或过淡都会导致果冻的色泽不够美观，香气不够宜人。水∶茶为20∶1时，茶味过浓，有苦味，风味较差且颜色过深，影响食欲；水∶茶为30∶1时，苦味有所改善，但风味仍然不佳，感官评分较低；水∶茶为50∶1和60∶1时，茶味较淡，甚至无茶味，且色泽较暗偏黄；水∶茶为40∶1时，有乌龙茶的茶香，酸甜适宜，风味独特，感官评分最高，故以其为中心值，并围绕该值选择自变量范围进行Box-Behnken试验设计，具体感官评分见图2。

图2 茶水配比对果冻品质的影响

2.1.2 赤藓糖醇添加量对果冻品质的影响

赤藓糖醇的水合作用会对胶体造成一定的影响，降低胶体的凝胶性能，提高胶体的透明度[11]。由图3知，赤藓糖醇添加量13%、14%时，感官评分较低，果冻口感略涩，微酸，风味较差；添加量16%时果冻整体过甜，风味单一；添加量17%时，甜味完全掩盖了其他风味；赤藓糖醇添加量为15%时，酸甜适宜，有茶香也有甜味，感官评分最高，故以其为中心值，并围绕该值选择自变量范围进行响应面试验设计。

图3 赤藓糖醇添加量对果冻品质的影响

2.1.3 复合胶配比对果冻品质的影响

在果冻的制作过程中，卡拉胶形成的凝胶往往具有脆性大、弹性小、易脱水收缩等缺陷，因此，在应用时多将其与其他胶体复配使用，可以达到协同效果，增加胶体的性能[12]。卡拉胶与魔芋胶复配使用之后，可生产出富有弹性和优良咀嚼感的产品[13]。分析魔芋胶与卡拉胶的性质可知，当魔芋胶高于卡拉胶时果冻弹性较大，当卡拉胶高于魔芋胶时果冻脆性较大。由图4可知，魔芋胶∶卡拉胶的最优比例为2∶1，故以其为中心值，并围绕该值选择自变量范围进行响应面试验设计。

图4 复合胶配比对果冻的影响

2.1.4 柠檬酸添加量对果冻品质的影响

柠檬酸的添加量对果冻胶体的稳定性影响较大，酸性条件下，卡拉胶组成物易受热水解，进而降低胶体的凝胶性能，同时，对果冻风味的影响也较为显著，过酸过甜都会导致果冻的口感下降[14]。柠檬酸添加量0.03%和0.04%时对果冻品质的影响无太大变化，但风味较为一般，果冻风味不够丰富，赤藓糖醇的甜味较浓；添加量0.06%和0.07%时，果冻酸味较浓，掩盖了赤藓糖醇的甜；柠檬酸添加量0.05%时酸甜可口，感官评分最高，具体感官评分见图5。

图5 柠檬酸添加量对果冻品质的影响

2.2 响应面优化结果分析

2.2.1 响应面试验设计及结果

响应面结果见表3。利用响应面法对表2结果进行多元回归拟合分析，获得茶果冻的感官评分的回归方程为Y=92.12-1.62A+2.62B-0.19C+0.008 333D+2.10AB-0.17AC+1.97AD+0.70BC+0.30BD+0.55CD-4.87A2-3.49B2-11.23C2-4.78D2。

表3 Box-Behnken试验设计与结果

由表4可知，模型P＜0.000 1，达到了极显著的水平，且失拟项P=0.521 8＞0.05，不显著，说明模型拟合程度良好。模型校正系数R=0.998 1，模型修正系数Radj=0.996 2，说明试验值与预测值较为接近，响应值与因素之间建立的响应值可靠，该模型可用于对软枣猕猴桃低糖茶果冻响应面交互以及优化。由表4可知A、B、AB、AD、A2、B2、D2影响极显著（P＜0.01），BC、CD影响显著（P＜0.05）。从F值大小得出，4个因素对感官评分的影响大小排列顺序为B（赤藓糖醇添加量）＞A（水∶茶）＞C（魔芋胶∶卡拉胶）＞D（柠檬酸添加量）。

表4 响应面模型方差分析结果

2.2.2 果冻生产工艺参数的验证

软件得出的最优配比为水∶茶=39.07∶1，赤藓糖醇添加量15.35%，魔芋胶∶卡拉胶=2.03∶1，柠檬酸添加量0.043%，在该配方下感官评分为92.648 2分。结合实际，便于称量计算将最优配方设为水∶茶=40∶1，赤藓糖醇添加量15%，魔芋胶∶卡拉胶=2∶1，柠檬酸添加量0.05%，按此配方进行3次平行试验，得到感官评分平均值为92.3分，与预测的评分相近，具有实际应用价值。

（续表4）

3 结论

在单因素试验的基础上，通过响应面法得到了软枣猕猴桃低糖茶果冻的最佳工艺配方，水∶茶=40∶1，赤藓糖醇添加量15%，魔芋胶∶卡拉胶=2∶1，软枣猕猴桃添加量为15%，柠檬酸添加量0.05%。由该配方制成的果冻表面光滑，质地均匀，软硬适宜，口感爽滑，酸甜适当，茶香沁人心脾，还有软枣猕猴桃独特的果香。