高膳食纖維南酸棗軟糖配方優(yōu)化及其質(zhì)構(gòu)特性

劉 飛,陳 軍,劉成梅,羅舜菁,凌華山,劉繼延,萬(wàn) 婕,*

(1.南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 330047;2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)部熱帶作物產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東湛江 524001;3.江西齊云山食品有限公司,江西贛州 341300)

南酸棗又名廣棗、五眼果、山棗、酸醋子、鼻涕果等,是一種無(wú)患子目漆樹(shù)科南酸棗屬落葉喬木。南酸棗樹(shù)喜光,適應(yīng)陽(yáng)光充足、濕潤(rùn)的環(huán)境,在我國(guó)江西、湖南、廣東、廣西、福建和四川等暖溫帶省區(qū)均有分布,在日本及一些東南亞國(guó)家也有分布[1-3]。南酸棗果實(shí)具有止血、消炎、止痛、清熱、解毒等功效,對(duì)于食欲不振、消化不良、便秘、食滯和因食滯引起腹痛腹瀉等病癥均有良好的療效[4-6]。

南酸棗皮具有較高的膳食纖維含量,可作為食品中優(yōu)質(zhì)的膳食纖維來(lái)源;并且含有多種對(duì)人體有益的生物活性物質(zhì),如維生素C、維生素P、酚類(lèi)化合物、單寧類(lèi)物質(zhì)、類(lèi)胡蘿卜素、氨基酸(18種)以及有機(jī)酸(21種)等[7-9]。而在南酸棗產(chǎn)品傳統(tǒng)的加工過(guò)程中,南酸棗皮作為加工副產(chǎn)物一直是一個(gè)困擾南酸棗加工企業(yè)的難題。工廠的處理方式一般是焚燒或直接丟棄,這在破環(huán)生態(tài)環(huán)境的同時(shí),也造成資源的極大浪費(fèi)。因此,對(duì)南酸棗皮進(jìn)行合理的開(kāi)發(fā)利用,是南酸棗加工副產(chǎn)物處理問(wèn)題的有效解決辦法,不但可以減少資源浪費(fèi),還可以豐富南酸棗的產(chǎn)品形式,為南酸棗加工行業(yè)產(chǎn)生更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[10]。

本文以南酸棗皮為膳食纖維來(lái)源,制作高膳食纖維南酸棗軟糖,通過(guò)質(zhì)構(gòu)分析及感官評(píng)價(jià)研究糖漿與蔗糖比例、棗皮及明膠溶液添加量對(duì)軟糖品質(zhì)的影響;并利用正交試驗(yàn)對(duì)軟糖的配方進(jìn)行優(yōu)化,以期為高膳食纖維南酸棗軟糖的加工提供理論依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

南酸棗肉、南酸棗皮 江西省齊云山食品有限公司提供,產(chǎn)于江西省贛州市崇義縣;麥芽糖漿 DE值80,江蘇先卓食品科技有限公司;蔗糖 南昌科龍食品有限公司;明膠 凍力220 g,廣東羅賽洛有限公司;硫酸鉀、硫酸銅、硫酸、鹽酸、硼酸、乙醚、乙醇、乙酸鋅、葡糖糖、氫氧化鉀、亞鐵氰化鉀、高氯酸、冰乙酸、甲基紅、正己烷、甲醇、氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚、丙酮、碳酸鈉、酚酞、抗壞血酸、碳酸氫鈉、半乳糖醛酸、四硼酸鈉、間羥基聯(lián)苯 均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

TA型質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)Stable Micro System公司;SH1983型電爐 江蘇東臺(tái)市正華電爐廠;DHG-9145A型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海一恒儀器設(shè)備有限公司;XM-800Y型手持式樣品粉碎機(jī) 永康鉑歐五金制品廠;AR224CN型電子分析天平 上海奧豪斯國(guó)際貿(mào)易有限公司;UV-1600PC型紫外分光光度計(jì) 上海美普達(dá)實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;SB-2000型數(shù)顯恒溫水浴鍋 上海愛(ài)郎儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 南酸棗肉及棗皮營(yíng)養(yǎng)成分分析 水分含量測(cè)定參考GB/T 5009.3-2010,膳食纖維含量測(cè)定參考GB 5009.88-2014,總糖含量測(cè)定參考GB/T 15672-2009,脂肪含量測(cè)定參考GB 5009.6-2016,蛋白含量參考GB 5009.5-2016測(cè)定,單寧含量參考農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1600-2008測(cè)定,維生素C含量參考GB 5009.86-2016測(cè)定,總酸含量測(cè)定參考GB/T 12456-2008,多酚含量測(cè)定參考徐金龍等[11]的Folin-酚法。

1.2.2 高膳食纖維南酸棗軟糖的制備 軟糖制作工藝流程見(jiàn)圖1。新鮮的南酸棗經(jīng)去皮去核,勻漿后備用;新鮮的南酸棗皮烘干至水分含量≤3%,粉碎,過(guò)80目篩備用;明膠顆粒用1.2倍質(zhì)量的熱水于60～80 ℃溶解,備用。將麥芽糖漿和蔗糖以一定比例混合,電爐加熱至蔗糖完全溶解,獲得混合糖漿?；旌咸菨{中加入一定量南酸棗肉和南酸棗皮粉,持續(xù)加熱攪拌,使棗肉和棗皮粉均勻分散,隨后加入明膠溶液并攪拌均勻,而后趁熱澆注在軟糖模具中,置于陰涼通風(fēng)處冷卻晾干24 h后得到軟糖樣品。

圖1 高膳食纖維南酸棗軟糖工藝流程圖

1.2.3 單因素實(shí)驗(yàn) 按原料總質(zhì)量為100%計(jì),棗肉添加量為16%,選取混合糖漿中麥芽糖漿與蔗糖比例、南酸棗皮添加量、明膠溶液添加量三個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。

1.2.3.1 麥芽糖漿與蔗糖比例 在南酸棗皮添加量為3%,明膠溶液添加量為10%,混合糖漿添加量為71%的條件下,研究混合糖漿中麥芽糖漿與蔗糖比例(1∶0.4、1∶0.6、1∶0.8、1∶1.0、1∶1.2 g/g)對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.3.2 南酸棗皮添加量 在麥芽糖漿和蔗糖比例為1∶0.8,明膠溶液添加量為10%的條件下,研究不同南酸棗皮添加量(1%、2%、3%、4%、5%)對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.3.3 明膠溶液添加量 在麥芽糖漿和蔗糖比例為1∶0.8,南酸棗皮添加量為3%的條件下,研究不同明膠溶液添加量(6%、8%、10%、12%、14%)對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。

1.2.4 正交優(yōu)化 在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分別以軟糖的硬度、黏度、彈性和咀嚼性為指標(biāo),選取麥芽糖漿與蔗糖比例、南酸棗皮添加量、明膠溶液添加量三因素,采用L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)軟糖的配方進(jìn)行優(yōu)化。

表1 L9(34)因素水平表

1.2.5 質(zhì)構(gòu)分析 將軟糖切分成1.0×1.0×1.0 cm大小均勻的小塊用于TPA質(zhì)構(gòu)分析,測(cè)定軟糖的硬度、黏度、彈性和咀嚼性四個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)。測(cè)試條件如下:樣品高度10 mm,測(cè)前速率為1 mm/s,測(cè)試及測(cè)后速率均為0.5 mm/s,壓縮形變程度為30%,測(cè)試重復(fù)次數(shù)為2。每個(gè)樣品重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次,取平均值[12]。

1.2.6 感官評(píng)價(jià) 篩選10名食品專(zhuān)業(yè)人員作為感官評(píng)價(jià)員,組成評(píng)定小組,按照國(guó)標(biāo)GB/T 16860-1997的方法進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。測(cè)試用的軟糖預(yù)先切成1.0×1.0×1.0 cm大小的立方體并隨機(jī)使用三位數(shù)編號(hào)。從軟糖的香氣、外觀(色澤和透明度)、口感(硬度、黏度、彈性、咀嚼性和韌性)及風(fēng)味(甜酸比和澀味)4個(gè)方面選取10個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo),進(jìn)行綜合評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2,采用百分制,每個(gè)指標(biāo)分值為1～10分。每個(gè)編號(hào)的軟糖重復(fù)三次評(píng)分,取平均值[13]。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用Origin 8.5軟件對(duì)質(zhì)構(gòu)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,并采用SPSS 18.0軟件的ANOVA方法對(duì)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析,P<0.05表示樣品間具有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 南酸棗肉及棗皮營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表3可見(jiàn),南酸棗肉和棗皮干物質(zhì)中總糖含量最高,分別為39.36和31.37 g/100 g,說(shuō)明其中含有較豐富的游離糖、多糖及果膠類(lèi)物質(zhì),利于凝膠軟糖的加工[14]。膳食纖維在南酸棗皮干物質(zhì)中含量較高,為30.21 g/100 g,約為棗肉的3倍,因此棗皮可作為食品中膳食纖維來(lái)源。維生素C在南酸棗肉和棗皮中也有較高含量,棗皮中含量達(dá)1.29 g/100 g,約是熱泵干燥檸檬片維生素C含量的4.5倍[15]。棗肉和棗皮干物質(zhì)中多酚含量較高,其中棗皮為10.41 g/100 g,約為蘋(píng)果果肉的10倍[16]。棗皮干物質(zhì)中單寧含量為9.98 g/100 g,約為棗肉中單寧含量的4倍,使得棗皮具有更為苦澀的口感,這也是限制棗皮開(kāi)發(fā)利用的一個(gè)主要因素。棗肉干物質(zhì)的總酸含量為16.67 g/100 g,約為棗皮的3倍,凍干檸檬片的1.4倍[17],因此南酸棗肉口感過(guò)酸,不宜直接食用。將棗皮和棗肉制作成軟糖,可調(diào)和棗皮的苦澀味及棗肉的酸味,獲得良好的感官品質(zhì)。此外,棗肉和棗皮中還含有少量蛋白質(zhì)和脂肪,棗肉干物質(zhì)中蛋白含量為棗皮的2.3倍,而棗皮干物質(zhì)脂肪含量為棗肉的1.3倍。結(jié)果表明,南酸棗皮有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,尤其是膳食纖維、多酚和維生素C含量豐富,可作為一種優(yōu)質(zhì)的食品原料。

表3 南酸棗肉和棗皮中營(yíng)養(yǎng)成分(g/100 g,干基)

2.2 單因?qū)嶒?yàn)結(jié)果

2.2.1 麥芽糖漿與蔗糖比例對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)與感官品質(zhì)的影響 按照不同麥芽糖漿與蔗糖比例制得的軟糖的質(zhì)構(gòu)特性分析結(jié)果如圖2所示。

圖2 麥芽糖漿∶蔗糖對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)的影響

由圖2可知,當(dāng)麥芽糖漿與蔗糖比例在1∶0.4～1∶1.2 g/g的范圍內(nèi)時(shí),軟糖的硬度、彈性、咀嚼性均隨著蔗糖比例的增加而增加;而其黏度隨蔗糖比例的增加而降低。這可能是由于蔗糖分子填充在軟糖凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)間隙,一定程度提高了軟糖的凝膠強(qiáng)度[18-19]。

麥芽糖漿與蔗糖比例對(duì)軟糖感官品質(zhì)的影響見(jiàn)表4。當(dāng)麥芽糖漿∶蔗糖為1∶0.4 g/g時(shí),制備的軟糖口感太軟,風(fēng)味偏酸,隨著蔗糖比例的增加,口感及風(fēng)味變好。由于棗皮中有機(jī)酸含量較高,因此加入了棗皮的軟糖在較低蔗糖含量下(1∶0.4、1∶0.6 g/g),風(fēng)味偏酸。而當(dāng)麥芽糖漿∶蔗糖達(dá)到1∶1.2 g/g時(shí),軟糖風(fēng)味偏甜。因此,麥芽糖漿∶蔗糖為1∶0.8～1∶1.0 g/g時(shí),軟糖的感官品質(zhì)較好。

表4 麥芽糖漿/蔗糖比例對(duì)軟糖感官品質(zhì)的影響

2.2.2 南酸棗皮添加量對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)與感官品質(zhì)的影響 南酸棗皮添加量對(duì)軟糖的硬度、彈性、黏度和咀嚼性的影響如圖3所示。

圖3 棗皮添加量對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)的影響

在1%～5%的棗皮添加量范圍內(nèi),隨著棗皮添加量的增加,軟糖的硬度、黏度、彈性和咀嚼性均有增加。這可能是由于南酸棗皮中含有大分子的植物纖維和顆粒形固形物,這些物質(zhì)在軟糖凝膠網(wǎng)絡(luò)形成的過(guò)程中起到了填充劑和網(wǎng)絡(luò)支架的作用,賦予軟糖更高的硬度、彈性和咀嚼性[20-21]。但是,由于干燥的棗皮粉中含有一定量粒徑較大的固體顆粒,隨著這些顆粒在軟糖中含量的增加,會(huì)在一定程度上阻礙軟糖中凝膠分子間結(jié)合,使軟糖中未被凝膠網(wǎng)絡(luò)束縛而游離的糖類(lèi)分子增多,從而造成軟糖黏度的增加[22-23]。

南酸棗皮添加量對(duì)軟糖感官品質(zhì)的影響如表5所示。隨著棗皮添加量的增大,其顏色由淺到深,口感變好,香味變濃。當(dāng)添加量低于2%時(shí),口感偏軟。而當(dāng)添加量達(dá)到5%時(shí),軟糖有明顯澀味,酸味較重,且顏色暗沉,透明度降低。因此當(dāng)棗皮添加量為3%～4%時(shí),感官品質(zhì)較佳。

表5 南酸棗皮添加量對(duì)軟糖感官品質(zhì)的影響

2.2.3 明膠溶液添加量對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)與感官品質(zhì)的影響 由圖4可知,軟糖的硬度、彈性、咀嚼性隨著明膠溶液添加量的增加而增加的,而黏度隨之降低。

圖4 明膠溶液添加量對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)的影響

由于明膠溶液添加量的增大,導(dǎo)致軟糖凝膠體系中單位體積內(nèi)的明膠分子增多,形成的分子間締結(jié)區(qū)域也增多,軟糖凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也更加致密[24-25],因此軟糖在質(zhì)構(gòu)性質(zhì)上表現(xiàn)為硬度、咀嚼性和彈性的顯著增大[26-27]。明膠溶液添加量低于8%時(shí),軟糖的硬度、咀嚼性和彈性偏低,韌性較差。

不同明膠溶液添加量制得軟糖的感官分析結(jié)果如表6所示。在6%～14%的明膠溶液添加量范圍內(nèi),隨明膠溶液添加量的增加,軟糖的外觀、口感及風(fēng)味變好。但明膠溶液添加量增加,使得軟糖的明膠味加重,果香味變淡;當(dāng)添加量達(dá)到14%時(shí),明膠的腥味明顯,香氣較差。因此當(dāng)明膠溶液添加量為10%～12%時(shí)感官品質(zhì)較好。

表6 明膠溶液添加量對(duì)軟糖感官品質(zhì)的影響

2.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,設(shè)置麥芽糖漿與蔗糖比例、南酸棗皮添加量、明膠溶液添加量三個(gè)因素的不同水平(見(jiàn)表2),以硬度、黏度、彈性和咀嚼性四個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)為指標(biāo),考察三個(gè)因素對(duì)軟糖質(zhì)構(gòu)性質(zhì)影響的交互作用,結(jié)果如表7。

表7 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

比較各因素極差R,三個(gè)因素對(duì)軟糖的硬度、彈性和咀嚼性的影響順序?yàn)?明膠溶液>棗皮>麥芽糖漿:蔗糖;對(duì)黏度的影響順序?yàn)?糖漿:蔗糖>棗皮>明膠溶液。理想的軟糖產(chǎn)品應(yīng)有較低的硬度和黏度,較高的彈性和咀嚼性,由此通過(guò)比較各列K值大小,得到最佳因素組合:A2B1C1、A3B3C3和A3B2C3。

2.4 方差分析

對(duì)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析,結(jié)果如表8所示,麥芽糖漿:蔗糖和棗皮添加量對(duì)硬度、黏度和彈性三個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均有顯著性影響;明膠溶液添加量對(duì)硬度、彈性和咀嚼性指標(biāo)具有顯著性影響。這與極差分析結(jié)果吻合。

表8 方差分析結(jié)果

2.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

以3個(gè)最佳組合分別制備軟糖,進(jìn)行質(zhì)構(gòu)特性和感官品質(zhì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表9所示。根據(jù)質(zhì)構(gòu)和感官評(píng)分結(jié)果,配方A3B2C3制得的軟糖呈深褐色,口感良好,酸甜適中,具有明顯的南酸棗風(fēng)味,感官評(píng)價(jià)得分最高,為92.1分。因此確定高膳食纖維南酸棗軟糖的配方為A3B2C3,即麥芽糖漿∶蔗糖為1∶1,棗皮添加量為3.5%,明膠溶液添加量為12%。

表9 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)論

南酸棗肉和棗皮的營(yíng)養(yǎng)素組成對(duì)比發(fā)現(xiàn),棗肉和棗皮中膳食纖維、多酚和維生素C 等均有較高含量,且棗皮中膳食纖維含量顯著高于棗肉。進(jìn)而探究了以棗皮為膳食纖維來(lái)源的高膳食纖維南酸棗軟糖配方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)和感官品質(zhì)的影響。麥芽糖漿與蔗糖比例和棗皮添加量對(duì)硬度、黏度和彈性指標(biāo)均有顯著性影響;明膠溶液添加量對(duì)硬度、彈性和咀嚼性指標(biāo)具有顯著性影響。軟糖的硬度、彈性和咀嚼性均隨著蔗糖比例、棗皮添加量或明膠溶液添加量的增加而增加,而黏度隨著蔗糖比例和明膠溶液添加量的增加而降低,隨棗皮添加量增加而增加。通過(guò)正交試驗(yàn),得出最佳軟糖配方為:按原料總質(zhì)量為100%計(jì),麥芽糖漿與蔗糖比例為1∶1,棗皮添加量為3.5%,明膠溶液添加量為12%,棗肉添加量為16%。以此得到的軟糖感官品質(zhì)良好。而且以南酸棗皮做為原料,提高了產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,豐富了南酸棗產(chǎn)品形式,為南酸棗皮在食品中的應(yīng)用提供一定可行性依據(jù)。