银耳多糖对卡拉胶-魔芋胶复配果冻性状的影响

张青，李季楠

上海辉文生物技术股份有限公司 （上海200120）

银耳（TremellafuciformisBerk）又称雪耳、白木耳，是真菌类银耳科银耳属植物，中医药学认为银耳子实体可入药，其味甘、淡、性平、无毒，具有滋补生津、润肺养胃的功效[1]，银耳多糖（Tremellafuciformispolysaccharide，TFPS）是以银耳子实体为原料，经水提、醇沉及纯化得到的一种带有分支的酸性黏多糖类[2]，是银耳的主要活性成分。现代药理研究表明银耳多糖具有抗氧化、免疫调节、抗炎症、降血糖和降胆固醇等生理功能[3-4]。Xu等[5]研究发现在高浓度下，银耳多糖能够形成更致密的纠缠网络和刚性分子链结构，且在高频率条件下表现出类固体流变行为；刘婷婷等[6]发现银耳多糖可改善结冷胶复配体系的弹性、黏性和持水性；杨嘉丹等[7]发现银耳多糖在低温及高角频率条件下可能形成弱凝胶；Zhang等[8]研究发现银耳多糖能够显著增加肌原纤维蛋白凝胶的硬度、持水力和弹性。这些研究证明银耳多糖与常见胶体复配可以有效改善其凝胶特性，也为银耳多糖在凝胶类果冻产品中的添加提供理论基础。

果冻是以水、食糖、胶凝剂等为主要原料，经溶胶、调配、杀菌等工序制得的胶冻状食品，根据从包装容器中倒出后是否能保持原有形态，又可分为凝胶状和半流体凝胶状果冻即可吸果冻[9]，市售果冻类产品多以卡拉胶和魔芋胶复配体系为胶凝剂，而银耳多糖对该体系凝胶特性的影响尚无文献报道。故试验向卡拉胶-魔芋胶复配果冻中分别添加2种不同分子量及不同比例的银耳多糖，分析其对卡拉胶-魔芋胶复配凝胶体系质构及持水性的影响，以期为银耳多糖在果冻类产品中的应用提供一定理论参考。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

卡拉胶、魔芋粉（北连生物科技有限公司）；银耳多糖（TFPS1和TFPS2，上海辉文生物技术股份有限公司）；白砂糖、柠檬酸、柠檬酸钠、氯化钾（均为食品级）。

1.2 主要仪器与设备

剪切搅拌器（RW 20D，德国IKA公司）；电热恒温水浴锅（HWS-24，上海一恒科学仪器有限公司）；温度计（探针式，米特尔电气有限公司）；电子天平（MP2002，上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；分析天平（FA1004，上海精密科学仪器有限公司）；旋转黏度计（NDJ-5S，上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；质构仪（TMS-PRO，美国FTC公司）。

1.3 工艺流程

干物料混合→胶液的制备→调配→灌装→杀菌→冷却→成品

1.4 制作要点

1) 称取配方质量胶体、氯化钾、银耳多糖、白砂糖等干物料，卡拉胶、魔芋胶、银耳多糖应先与白砂糖充分干混均匀，以便亲水胶体在水中更好分散。

2) 加入室温水中，以300～400 r/min转速搅拌溶解，并置于85 ℃水浴加热（10～15 min），促进胶体完全溶解，补足因加热蒸发损失的水分。

3) 溶液冷却至65～70 ℃时，用10%的柠檬酸溶液进行调配。

4) 趁热灌装至规格相同的可密封容器中。

5) 于水浴中进行灭菌（85 ℃，15 min）。

6) 降温冷却成型。

1.5 银耳多糖添加量

试验中可吸型果冻中总胶体浓度0.2%，凝胶型果冻中总胶体浓度0.7%。

在预试验结果的基础上，凝胶型果冻配方和可吸型果冻配方中添加不同比例梯度、不同分子量的银耳多糖，以比较2种银耳多糖对卡拉胶-魔芋胶复合凝胶结构的影响。

在凝胶型果冻配方中，TFPS1添加量为0.4%，0.6%，0.8%和1.0%，TFPS2添加量为0.04%，0.05%，0.06%和0.07%。在可吸型果冻配方中，TFPS1添加量为0.3%，0.4%，0.5%和0.6%，TFPS2添加量为0.01%，0.02%，0.03%和0.04%。

1.6 质构特性测定

TMS质构仪在室温下进行测定。测试参数：检测模式TPA500，探头为直径25.4 mm通用型圆柱探头，力量感应元量程400 N，探头回升到样品表面高度55 mm，样品形变百分比30%，测试前、测试中和返回速度均为30 mm/min，起始触发力0.3 N，测试循环次数2次，测定样品硬度、弹性、咀嚼性和胶黏性。

1.7 凝胶温度的测定[10]

将溶解完全的料液从水浴锅中取出约10 mL，倒入量筒中，使温度自然下降，不断倾斜量筒观察是否形成凝固状态，记录液面不再流动时的温度为凝胶形成温度。

1.8 黏度的测定

1.8.1 胶体溶液的配制及黏度测定

将0.5 g胶体边搅拌边加入99.5 g去离子水中，水浴加热至85 ℃并保温10 min，促进胶体溶解，冷却至室温后使用NDJ-5S旋转黏度计进行测定。

1.8.2 料液黏度[11]

取溶解完全并调酸后的料液转移至适当的容器中，于75 ℃保温5 min平衡料液，使用NDJ-5S旋转黏度计2号转子、60 r/min转速，测定黏度大小。

1.9 样品析水率测定

记录袋装果冻样品浇注料液质量M1（g），定期储存10，20，30和40 d，倾倒出析出的水分，计质量为M2（g）[10]。析水率按式（1）计算。

1.10 果冻品质感官评价标准

凝胶型果冻和可吸型果冻的评分项由质构物性、口感、气味及滋味、色泽4个部分构成，满分100分，由10人组成感官评定小组进行评定。

1.11 数据处理

所有样品平行测定3次，试验数据采用SPSS 26进行统计分析，显著性水平为P＜0.05，采用Origin 2022进行图片绘制。

2 结果与分析

2.1 试验用胶体多糖基本理化参数

卡拉胶是一种线性无分支的阴离子多糖，水溶液呈碱性，结构上带有约20%的硫酸酯基团，故多糖分子带负电性。因结构中硫酸酯基团数量较少，静电斥力带来的分子链间伸展程度较小，更倾向于形成双螺旋结构，宏观表现为溶液黏度较小且可形成脆性凝胶[12]。魔芋胶是从魔芋球茎中提取的一种中性多糖，水溶液具有较高的黏度，单一的魔芋胶在碱性条件下可形成凝胶[13]。银耳多糖是一种酸性杂多糖，辉文生物提供的TFPS1为小分子银耳多糖且具有高浓低黏特性，TFPS2则为大分子银耳多糖且低浓高黏，两者均具有良好透明度，如表1所示，相同质量浓度下，TFPS2的黏度是TFPS1的130倍。

表1 果冻质构感官评分标准

表2 试验用胶体的理化特性

2.2 银耳多糖对凝胶型果冻料液状态的影响

如图1所示，TFPS1对凝胶型果冻料液黏度和凝胶温度均无显著影响。TFPS2则可显著增大凝胶型果冻的料液黏度，但对凝胶温度的影响相对较小，0.07% TFPS2加入后，凝胶型果冻料液黏度增加约35%，原因可能是TFPS2具有较大分子链，在溶解过程中在液体内部伸展，与其他胶体分子缠绕，从而增加凝胶型果冻的料液黏度。

图1 银耳多糖对凝胶型果冻料液黏度和凝胶温度的影响

2.3 银耳多糖对凝胶型果冻质构的影响

从图2可知，随着银耳多糖TEPS1的添加，凝胶型果冻的硬度、胶黏性、咀嚼型都有显著增高趋势。相关研究表明，卡拉胶和魔芋胶之间存在强烈的协同作用，且认为是卡拉胶的硫酸酯基团，与魔芋胶分子链上的羟基形成氢键，当温度下降时其分子链间形成大量结合点，最终魔芋胶穿插于卡拉胶凝胶网格中，显著改善凝胶强度与弹性[14]。在此推测TEPS1增强卡拉胶-魔芋胶复配凝胶质构特性的作用机制：一方面，TEPS1加入可能在卡拉胶-魔芋胶复配凝胶网络中起到填充作用，从而增大凝胶强度；另一方面，有研究显示小分子糖类和多元醇类共溶剂（如蔗糖、山梨糖醇、甘油等）可显著影响卡拉胶的凝胶结构[15]，并可用于改善凝胶的强度和稳定性，主要是此类共溶剂的存在诱导增强周围水分子的氢键网络结构，进而增强疏水效应，从而促进大分子之间的缔合；在凝胶相中，此类小分子多元醇和凝胶聚合物之间存在一定的键合作用[16]，在该体系中推测TFPS1与蔗糖亦可形成共溶剂，从而诱导产生类似的凝胶增强效应。

图2 银耳多糖对凝胶型果冻质构参数的影响

TFPS2加入则使其硬度、胶黏性和咀嚼性均呈先增大后减小的趋势。TFPS2添加量低于0.06%时对质构无显著影响，但添加量进一步增大至0.07%时凝胶硬度显著减小，其余质构参数亦呈减小趋势。究其原理：一方面可能是TFPS2结构中含有一定数量的葡萄糖醛酸，在水溶液中同样以阴离子聚集体形式存在[17]，超过一定数量可能干扰卡拉胶与魔芋胶之间的结合，使原有卡拉-魔芋凝胶体系的凝胶强度下降；另一方面TFPS2在溶液中可与水分子的羟基形成氢键，结合大量的水产生黏度增大体系黏性质构，且基质黏度增大可能限制卡拉胶分子链的解缠和扩散及后续双螺旋结构的形成，最终导致凝胶强度显著下降。

2.4 银耳多糖对可吸型果冻料液状态的影响

如图3所示，TFPS1的加入对料液黏度和凝胶温度均无显著影响。TFPS2的加入则可使料液黏度显著增大，添加0.04% TFPS2后，可吸果冻料液黏度增加约90%，但对凝胶温度的影响相对较小。黏度增加表明TFPS2大分子链在溶液内部伸展缠绕，并可能对凝胶结构产生一定程度影响，将在后续结果中呈现。

图3 银耳多糖对可吸型果冻料液黏度和凝胶温度的影响

2.5 银耳多糖对可吸型果冻质构的影响

如图4所示，添加0.3%～0.6% TFPS1使可吸型果冻的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性均呈增大趋势，其中在添加0.6% TFPS1时，果冻的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性均显著增加，与空白组相比分别增加79%，59%，47%和120%。TFPS2添加量0.01%～0.03%时对可吸型果冻的质构参数无显著变化，但添加量增加至0.04%时，可吸型果冻的硬度、胶黏性与咀嚼性分别减小22%，23%和21%。

图4 银耳多糖的加入对可吸果冻质构参数的影响

2.6 银耳多糖对果冻析水率的影响

析水是指液体从固体类产品（如酱料、果冻、肉糜等）中渗出的过程，常用离心、过滤等方法来评价析水程度，对于食品体系来说，析出的物质一般是凝胶内的糖、盐和一些可溶性聚合物的溶液。因果冻凝胶是从液态向固态转变的过程，在凝胶后大分子自由构象数量减少，体系失去部分熵，聚合物分子链回复到初始状态，产生部分收缩，继而在凝胶内部产生压力，使内部的液体渗出[18-19]。研究表明果冻凝胶的渗透压和黏弹性对果冻析水有较大影响，因此以卡拉胶为主体形成的果冻脆性凝胶体系极易脱水收缩[20]，产生析水现象。

如图5所示，储存1 d后，卡拉胶-魔芋胶复配凝胶体系均出现不同程度析水，并且可吸型果冻的析水率（＜45%）显著高于凝固型果冻（＜18%），由此可验证增加总胶体用量可有效减少果冻析水[18]，TFPS1的加入对2种类型果冻析水情况无显著影响，而TFPS2则能够在一定程度上延缓果冻的析水，且持水率随TFPS2添加量的增加而增大，由此推测一方面是因为TEPS2分子量大，在水中具有极强的保水性，能够帮助束缚凝胶结构中的部分自由水，另一方面有研究表明增加渗透压和黏弹性均可防止析水现象的发生[20]，TFPS2的加入增加果冻体系内部的黏弹性，从而可以提高果冻的持水能力。

图5 银耳多糖对果冻析水率的影响

2.7 银耳多糖对果冻感官品质的影响

感官评价是测评食品品质的重要方法之一。通过感官评价，可以反映食用者对产品的接受程度与喜好程度，也从一定程度反映各组别产品的感观差异。从表3可知，TEPS对产品的滋气味和色泽无影响，对质构物性和口感影响较大。对凝胶型果冻，产品的弹性和胶感随TEPS1增加呈现较显著增加趋势，而TEPS2的增加对产品质构和口感基本无影响，感官分数与空白组较为接近，这与质构分析结果基本吻合。综合评分在1.0% TFPS1时最高，显著高于其他分组，此时产品入口细腻、胶感最强、咀嚼性最好。对可吸型果冻，添加TFPS对产品质构物性有一定影响，产品的硬度和咀嚼性随TEPS1增加呈现增加趋势，使可吸型果冻口感的顺滑度和流动性大幅降低，而TFPS2对产品质构和口感影响较小。对比2种产品类型的感官评价表可知，TEPS1、TEPS2可在一定添加量范围添加在卡拉胶-魔芋胶复配体系果冻中，有助于改善整体性状。

3 结论

银耳多糖是一种酸性黏多糖，可一定程度上调控果冻凝胶的硬度、黏弹性和持水性。TFPS1的加入能够显著改善凝胶型果冻（0.4%～1.0% TFPS1）和可吸型果冻（0.3%～0.6% TFPS1）的硬度、咀嚼性、弹性和胶黏性，同时对果冻料液黏度、凝胶温度及均无显著影响；TFPS2添加量较小时对果冻凝胶体系（凝胶型果冻TFPS2＜0.06%，可吸型果冻TFPS2＜0.03%）的质构参数无显著影响，但一定程度上延缓果冻的析水，但TFPS2添加量较大时则可能导致料液黏度显著增加，凝胶硬度和咀嚼性显著减小。因此，在实际生产过程中可根据果冻产品类型和生产需要选择不同分子量的银耳多糖，不仅有助于改善果冻性状，同时将赋予果冻一定的营养功能特性。