黄精软糖的制备及其工艺优化

摘要：以明胶添加量、黄精浆添加量、白砂糖添加量及苹果酸-柠檬酸添加量比例进行单因素试验，综合感官评价为考察指标，确定黄精（Polygonatum sibiricum）软糖相关加工参数，在单因素试验基础上，结合Box-Behnken响应面法设计三因素三水平进行17组处理，优化黄精软糖加工工艺。结果表明，黄精软糖的最佳制备条件为明胶添加量3.00%、黄精浆添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%、苹果酸-柠檬酸添加量比例1∶2，此时感官评分最高为86.69分，与理论值接近。该工艺配方条件下制备的黄精软糖具有独特的黄精风味，酸甜适宜，金黄透亮，弹性和咀嚼度最佳，并保留了黄精较多的营养价值，为黄精功能性软糖的开发提供新思路。

关键词：黄精（Polygonatum sibiricum）；软糖；单因素；响应面法；制备工艺

中图分类号：TS246.56 文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2024）10-0131-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2024.10.024 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract： The single factor experiments were conducted with the addition of gelatin， Polygonatum sibiricum pulp， white granulated sugar and malic acid-citric acid ratio. The processing parameters of Polygonatum sibiricum soft candy were determined by sensory evaluation. Based on the single factor experiments， Box-Behnken response surface methodology was used to design 17 groups of treatments with three factors and three levels to optimize the processing technology of Polygonatum sibiricum soft candy. The results showed that the optimum preparation condition of Polygonatum sibiricum soft candy was as follows： the addition of gelatin was 3.00%， Polygonatum sibiricum pulp was 30.00%， white granulated sugar was 15.00% and malic acid-citric acid ratio was 1∶2. Under this condition， the highest sensory score was 86.69 points， which was close to the theoretical value. The Polygonatum sibiricum soft candy prepared under the process formula had a unique Polygonatum sibiricum flavor， moderately sour and sweet taste， golden and bright color， good elasticity and chewability， and retained more nutritional value of Polygonatum sibiricum， providing a new idea for the development of functional soft candy of Polygonatum sibiricum.

Key words： Polygonatum sibiricum；soft candy；single factor；response surface methodology；preparation process

黄精为多年生百合科黄精属植物黄精（Polygonatum sibiricum）的干燥根茎，其药食同源历史悠久，早在《名医别录》《神农本草经》《本草纲目》《食疗本草》等古籍中均有记载，且2002年已被卫生部确定为药食同源类中药材［1，2］。现代研究表明黄精富含多糖、皂苷、生物碱、黄酮、蒽醌类、挥发性物质、植物甾醇、木脂素以及多种人体所需的氨基酸等物质，具有抗衰老、降血糖、降血脂、保护肾脏、抗阿尔兹海默症及调节免疫等作用［3-6］。黄精作为补益的食疗佳品［7，8］，入口甘甜滋润且具有独特香气，广泛用于保健食品和药膳的开发利用［9］，目前已有黄精酸奶［10］、黄精饮料［11］、黄精酒［12］等相关产品的研究，宋艺君等［13］对黄精进行煎煮，得到药液经RX60干酵母发酵生产黄精果酒；袁林祥等［14］以黄精提取液为主要原料研制一款复合饮料，迎合了人们对饮品高营养的需求。

软糖是一种或多种凝胶剂制成的半坚固糖果，作为低热值糖果其甜度较低，较大程度保留风味。近年来将药食同源中药材制成具有一定保健功能的软糖已成为研究的新热点［15，16］，如枳实软糖［17］、杜仲软糖［18］、连翘叶软糖［19］等。本试验以新鲜黄精作为关键原材料制作黄精软糖，通过感官评价和响应面分析优化制作工艺，探究其最佳配方，旨在丰富黄精保健市场和软糖种类的同时为黄精资源的开发与应用拓展新途径。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄精，河南省三门峡市卢氏县黄精基地；白砂糖，云南滇鹏糖业有限公司；明胶、卡拉胶、柠檬酸，山东佛森生物工程有限公司；苹果酸，阳东县化工工业公司；食用盐，中国盐业股份有限公司。

1.2 仪器与设备

HH-S4型数显恒温水浴锅，常州国宇仪器制造有限公司；赛多利斯BSA124S万分之一分析天平，浙江纳德科学仪器有限公司；FDN型热风循环烘箱，苏州王品工业烘箱设备有限公司；MR1029型破壁料理机，广东新宝电器股份有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 新鲜黄精清洗切片→蒸制→磨浆过筛→溶胶→熬糖→混合→调酸→装模→冷藏→干燥→成品。

操作要点：①黄精处理。将新鲜黄精清洗后去皮去杂切片，用7%淡盐水溶液浸泡6 h，流水清洗至无异味，放入圆气后蒸锅中蒸制4 h［20］。加入煮沸处理过的冷却水进行磨浆（黄精∶水=1∶3），冷却滤去残渣，得到黄精浆。②溶胶。将明胶放入烧杯中，加入10倍水浸泡4 h，在90 ℃水浴中保温备用。③熬制。称取白砂糖加入适量水熬制，当挑起糖液成黏稠状时，将黄精和明胶液进行混合并搅拌均匀，快速降温至70～75 ℃时，再加入苹果酸和柠檬酸搅拌均匀［21］。④浇模及包装。将混合糖液迅速倒入模具，结块成型后放入45 ℃恒温干燥箱中烘干至含水量16%～25%。冷却至室温、包装。

1.3.2 单因素试验 基于黄精软糖加工工艺流程［22-24］。选取明胶添加量、黄精浆添加量、白砂糖添加量和苹果酸-柠檬酸添加量比例4个因素进行单因素试验。在黄精浆添加量30%、白砂糖添加量15%和苹果酸-柠檬酸添加量比例1∶2条件下进行明胶添加量2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%的5个水平试验；在明胶添加量3.0%、白砂糖添加量15%和苹果酸-柠檬酸添加量比例1∶2条件下进行黄精浆添加量20%、25%、30%、35%、40%的5个水平试验；在明胶添加量3.0%、黄精浆添加量30%和苹果酸-柠檬酸添加量比例1∶2条件下进行白砂糖添加量10%、15%、20%、25%、30%的5个水平试验；在明胶添加量3.0%、黄精浆添加量30%和白砂糖添加量15%条件下进行苹果酸-柠檬酸添加量比例0∶3、1∶2、1∶1、2∶1、 3∶0的5个水平试验。通过单因素试验初步选取每个因素的水平范围，每次试验设置3个平行试验。

1.3.3 响应面优化试验设计 通过单因素试验结果发现明胶添加量、黄精浆添加量、白砂糖添加量均会对黄精软糖的感官品质产生影响。以感官评分为评价指标，采用Box-Behnken试验设计优化相关工艺参数［25］，进行三因素三水平响应面试验［26］。因素与水平见表1。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.2A1kEm2PWZIwkBl2FMwVGw==1.1 明胶添加量对黄精软糖品质的影响 明胶作为优质的动物胶，在软糖网络结构的构建上具有重要作用［29］，决定了软糖的硬度、弹性和咀嚼性等特性［30］。黄精软糖的硬度随着明胶添加量的增加呈显著增长趋势，其感官评分呈先上升后下降的变化趋势（图1）。明胶添加量小于2.5%时，黄精软糖质地较软且脱模时不易成型，其口感较差；明胶添加量大于4.0%时，黄精软糖弹性偏差且硬度大，咀嚼性下降；当明胶添加量为3.0%时，黄精软糖软硬适中且口感细腻，制得成品咀嚼性和弹性好，达到感官评分最高。

2.1.2 黄精浆添加量对黄精软糖品质的影响 由图2可知，黄精浆添加量对软糖感官评分影响呈先上升后下降的趋势，在添加量为30%时达到最高值。黄精浆添加量为20%时，黄精软糖中黄精特有风味不明显，制品特质不显著；当黄精浆添加量为30%时，黄精软糖呈金黄色，有宜人的特殊香味，较好突出制品的特色，其感官评分最高；黄精浆添加量为35%以上时，风味过于浓郁导致接受度降低，评分随之下降。

2.1.3 白砂糖添加量对黄精软糖品质的影响 白砂糖作为甜味料和软糖凝胶网络结构的填充剂，对软糖的口感和组织状态有着重要影响［31］。黄精软糖的感官评分随着白砂糖添加量的增加呈先增加后降低的趋势（图3）。白砂糖添加量为10%时，黄精软糖口感甜度不够，不能很好衬托黄精特有风味；白砂糖添加量为15%～20%时，黄精软糖制品酸甜适宜且黄精特有风味明显，两者感官评分均较高，综合考虑糖分摄入等因素采用15%白砂糖添加量为最适比例。白砂糖添加量超过25%时制得黄精软糖中明胶溶解性差且口感颗粒感明显，糖体表面易结硬块或硬皮影响外观和口感。

2.1.4 苹果酸-柠檬酸添加量比例对黄精软糖品质的影响 不同苹果酸-柠檬酸添加量比例对黄精软糖的感官评分呈先上升后下降的趋势（图4）。柠檬酸有温和爽快的酸感，苹果酸比柠檬酸酸度大，呈现强烈的天然水果风味，有苹果酸味，两者结合口感更加丰富。当酸味剂添加比例苹果酸∶柠檬酸=1∶2时，黄精软糖硬度适中，酸度层次丰富且感官评分最高；苹果酸添加比例较少或较多，黄精软糖的硬度和凝胶强度及酸度和口感不如前者。

2.2 响应面优化试验结果分析

2.2.1 响应面试验设计与结果 综合单因素试验结果，以明胶添加量（A）、黄精浆添加量（B）、白砂糖添加量（C）为自变量，感官评分为响应值，设计Box-Behnken试验［32］。试验设计及结果见表3。

2.2.2 模型建立与显著性检验 利用Design Expert 8.0.6 Trial对各因素进行响应面回归拟合分析，得到回归方程：Y=86.78+1.36A+2.70B-0.33C+0.86AB+1.80AC-0.68BC-10.30A2-14.61B2-7.75C2（R2=0.993 8，R2adj=0.985 9），方差分析见表4。

由表4模型方差分析可知，该模型极显著（P<0.000 1），失拟项不显著（P=0.059 9>0.05），表明模型合理且具有较高可信度；R2=0.993 8，表明拟合程度好，说明预测值与真实值具有高度的相关性；信噪比为28.532>4，表明该试验精度高，因此该回归模型可以将A、B、C各因素对黄精软糖感官评分的影响准确模拟出来。B、A2、B2、C2项对黄精软糖感官评分的影响极显著（P<0.01），A、AC项对黄精软糖感官评分的影响显著，根据表4中各因素的F可判断出各因素对感官评分的影响程度为黄精浆添加量>明胶添加量>白砂糖添加量。

2.2.3 响应曲面图分析 响应面AB、AC、BC的交互作用结果见图5，响应曲面越陡峭，自变量对响应值的影响越显著［33］。图中AB（明胶添加量与黄精浆添加量）、BC（黄精浆添加量与白砂糖添加量）交互作用对感官评分影响不显著，AC（明胶添加量与白砂糖添加量）响应面曲线陡峭，说明该因素之间交互作用显著，且A、B、C对软糖感官评分的影响均呈抛物线趋势，在所选取的试验值范围内存在最大响应值。

2.3 验证试验

用Design Expert 8.0.6 Trial软件对试验数据进行处理，得出黄精软糖最佳制作工艺为明胶添加量3.03%、黄精浆添加量30.47%、白砂糖添加量14.91%，预测感官评分为86.95分。兼顾配料的准确性及方便性，将工艺参数调整为明胶添加量3.00%、黄精浆添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%。为了验证该模型与实际的符合程度，在此条件下做3组平行试验进行验证，黄精软糖外观呈亮黄色且富有光泽，糖体表面完整细腻，咀嚼性和弹性良好，酸甜适中，具有明显的黄精特有风味。黄精软糖的感官评分为86.69分，与预测值的吻合度达99.7%，说明该模型在预测黄精软糖感官评分上可行。

3 结论与讨论

本研究旨在对黄精软糖加工工艺进行探究，获得具有一定功能性的软糖制品，为提高黄精制品的产品附加值提供技术支持。本试验以新鲜黄精为原料制备软糖，利用感官综合评分评判单因素试验中黄精、明胶、糖度和酸度不同添加比例对黄精软糖的影响，通过响应面试验进一步优化各因素与响应面的回归模型，确定黄精软糖最佳工艺配方为明胶添加量3.00%、黄精浆添加量30.00%、白砂糖添加量15.00%、苹果酸-柠檬酸添加量比例1∶2，此时感官评分最高，以此配方制得的黄精软糖外观呈亮黄色且富有光泽，酸甜适中，富有嚼劲和弹性，具有独特的黄精风味。

目前人们对糖果的需求不仅为了获得热量补充和良好的口感，还要从中获得营养、保健等，这已成为中国糖果消费潮流。功能性5skDQfkBVSjMa1LeeSuI+w==软糖近年来成为市场追捧的新风尚，中商产业研究院的数据显示，功能性软糖在国内销售市场增长明显，吸引众多企业将注意力聚集于此［34］。刘敏等［35］利用黑枣的补中益气作用，姜汁的发汗解表、温胃止呕作用研制出黑枣姜汁保健软糖；孔祥萍等［36］利用枸杞滋补肝肾、益精明目的功效研制出枸杞凝胶软糖。黄精作为药食同源植物，多糖是其主要的活性成分，具有增强免疫力、改善学习记忆等功效，且黄精多糖口感甘甜，适合将其开发为具有保健功能的产品［5］。膳食纤维为平衡人体膳食结构所必需的营养素，随着市场对膳食纤维需求的增加以及人们环境保护意识的增强，越来越多的研究倾向于从植物或蔬菜及其衍生物中提取膳食纤维［37］。目前对黄精的利用多为提取物，使黄精渣中的价值未被充分开发利用，本次研究以黄精浆为原材料，极大程度保留了黄精中多糖及膳食纤维等营养成分。

目前黄精软糖的研究相对较少，例如彭芳等［38］将黄精有芽头部分留下继续栽种，其他部位切块、蒸制，最后烘干制得黄精软糖，该法操作简单，但耗时较长，且所选黄精材料纤维较多，口感粗糙。肖建国［39］以黄精水提物进行黄精人参软糖的制作，该法可有效控制软糖的口感，但会造成黄精营养成分的丢失，使黄精保健功能不能达到预期效果。章新华等［40］以黄精粉制作黄精果汁软糖，该法操作方便，但黄精生品具有咽喉刺激性，且以粉末加入，可能会影响软糖口感。本研究以黄精浆作为原材料制作软糖，在保证口感的条件下极大地保留了黄精营养成分，通过优化制备工艺参数，丰富市场上软糖的种类，增加了软糖功能特征，为黄精软糖的工业化生产奠定基础。

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收稿日期：2023-03-06

基金项目：国家自然科学基金青年基金项目（32300334）；河南省中药材产业科技特派员服务团项目（2024）；2023年教育部中西部高等学校青年骨干教师国内访学项目；河南省高等学校重点科研项目（20B360002）；河南农业大学自然科学类创新基金项目（KJCX2019A02）；河南省大学生创新创业训练项目（202210466054）

作者简介：樊淑淼（1997-），女，河南平顶山人，硕士，主要从事药用植物资源开发与利用研究，（电话）18839794191（电子信箱）1034983122@qq.com；通信作者，洪利亚（1984-），女，河南漯河人，讲师，博士，主要从事药用植物资源开发与利用研究，（电话）13525520103（电子信箱）hongliya@henau.edu.cn。