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富含花色苷的桑葚果糕制备工艺优化

2021-09-16彭传友李建凤廖立敏

食品研究与开发 2021年17期
关键词:麦芽糖果胶花色

彭传友,李建凤,廖立敏*

(1.重庆化工职业学院,重庆 401228;2.内江师范学院化学化工学院,四川 内江 641100)

桑葚为桑科植物桑树的果穗,又叫桑果、桑泡。桑葚有黑桑葚、白桑葚,黑桑葚花色苷含量高因而外观显示黑色。研究表明桑葚具有增强免疫、延寿、抗诱变等作用。桑葚已被列为“既是食品又是药品”的农产品之一,既具有较高的食用价值又具有较高的药用价值,是开发功能性食品、休闲食品的优质原料[1-3]。桑葚含有丰富的花色苷[4-6]、多酚类[7]、黄酮类[8-9]、多糖[10-12]、白黎芦醇[13]等多种活性成分,表现出良好的抗氧化、抗衰老、抗癌、降血脂、降血糖等活性和功能,此外桑葚还含有丰富的胡萝卜素、维生素B1、维生素B2等。桑葚在4月份~6月份成熟,目前农户主要以鲜销和吸引游客采摘为主获得收益。成熟的桑葚水分含量在80%以上,不易储存、销售期短、经济回报有限,这些问题限制了桑葚产业的健康持续发展。果糕产品是目前较受小孩和老人欢迎的休闲食品,营养丰富,附加值较高[14-15]。本文以桑葚为主要原料,开发一种富含花色苷的桑葚果糕,以期为桑葚产品开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

桑葚:市售,产自内江市市中区狮湾村;纯净水:市售;蔗糖:安琪酵母股份有限公司;麦芽糖:上海鸿乐食品有限公司;柠檬酸:硕之隆实业有限公司;琼脂:浙江一诺生物科技有限公司;果胶:河南万邦实业有限公司;黄原胶:健隆生物科技股份有限公司;以上均为食品级。pH1.0的氯化钾缓冲溶液、pH4.5的醋酸钠缓冲溶液:焦作市维联精细化工有限公司。

CP2202S电子分析天平:北京赛多利斯仪器公司;FW200高速万能粉碎机:北京成萌伟业科技有限公司;752型紫外可见分光光度计:上海精密科学仪器有限公司;FL-1电子万用电炉:北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 制备方法

桑葚洗净、烘干,密封储存。桑葚干经粉碎机粉碎1 min,将桑葚干粉和水以1∶10(质量比)的比例混合,置于烧杯中,电炉上小火加热,沸腾开始计时,保持微沸2 min,再用4层纱布过滤,得到桑葚汁,弃去残渣。控制物料总量为50 g,在洁净烧杯中加入一定量的桑葚汁、蔗糖、麦芽糖,温度控制在85℃左右,加热搅拌使物料溶解均匀(约3 min~5 min),在加热和搅拌下缓慢加入胶凝剂(琼脂、果胶、黄原胶),继续搅拌至物料均匀,加入柠檬酸,玻璃棒搅拌并不时蘸取少许物料观察,物料稠液从玻璃棒流下呈细长条不易断落状时停止加热,继续搅拌,待物料冷却至约75℃时,倒入预先准备好的硅胶立体模盘,冷却至室温(25℃左右)后脱模得桑葚果糕。

1.2.2 正交试验设计

考察蔗糖、麦芽糖、柠檬酸、琼脂、果胶、黄原胶的用量6个因素,每个因素取5个水平,以感官评分为评价指标,设计六因素五水平的正交试验,因素水平见表1。

表1 因素及水平Table 1 Factors and levels

1.2.3 感官评价

感官评价小组由10名固定人员组成,针对桑葚果糕的色泽、组织状态、风味及口感等方面进行评分,不同样品间以纯净水漱口,并记录评分结果(评分总分为10分,取10人的平均值),评分标准见表2。

表2 桑葚果糕感官评分标准Table 2 Sensory scoring standard of mulberry fruit cake

1.2.4 桑葚果糕花色苷含量的测定

取1 g桑葚果糕,溶于10 mL 60℃蒸馏水,4 000 r/min离心2 min,分别取上层清液1 mL置于2支带刻度的比色管中,分别向两支比色管中加入pH1.0的氯化钾缓冲溶液、pH4.5的醋酸钠缓冲溶液至比色管的10 mL刻度线,摇匀,用紫外可见分光光度计分别在波长为520 nm和700 nm处,以蒸馏水为空白测定吸光度。桑葚果糕的花色苷含量按下式计算。

式中:F为稀释倍数;V为稀释体积,mL;m为样品质量,g;ε为标准品矢车菊-3-葡萄糖苷的摩尔吸收系数,26 900 L/(cm·mg);MW为矢车菊-3-葡萄糖苷相对分子质量,443.2;A520nm,pH1.0为 pH1.0、波长 520 nm 下样品溶液的吸光度值;A700nm,pH1.0为pH1.0、波长700 nm下样品溶液的吸光度值;A520nm,pH4.5为pH4.5、波长520 nm 下样品溶液的吸光度值;A700nm,pH4.5为 pH4.5、波长700 nm下样品溶液的吸光度值。

1.3 数据处理

采用SPSS 13.0软件设计正交试验方案、处理数据及建模分析。

2 结果与分析

配方中的蔗糖和麦芽糖主要用于控制果糕的甜度,两者用量及比例恰当,可使果糕甜度适中且柔和。配方中的柠檬酸主要用于调节果糕的最终酸度,用量恰当可使果糕表现出恰当的酸度,增强食用者的食欲;同时,柠檬酸使果糕呈酸性,使花色苷更加稳定。琼脂、果胶、黄原胶为凝胶剂,可使果糕具有一定的硬度,用量和比例恰当可使果糕软硬适中、口感良好。

通过试验可得到各制备条件下桑葚果糕感官评分值,将各因素及交互影响作为自变量,桑葚果糕感官评分值作为因变量,建立桑葚果糕感官评分预测模型,对进一步优化桑葚果糕制备工艺具有指导作用。正交试验结果及模型预测值见表3。

表3 正交试验安排及结果Table 3 Orthogonal experimental arrangement and results

将表3中数据进行处理,得到极差分析结果,见表4。

表4 极差分析结果Table 4 Range analysis results

表4中可以发现柠檬酸用量的极差最大,说明柠檬酸的用量对桑葚果糕的最终评分影响较大。制备过程中,发现柠檬酸的用量稍微过大会使桑葚果糕偏酸,影响风味;而柠檬酸的用量稍微过小,则桑葚果糕酸度不够,不能刺激唾液分泌,起不到增强食欲的作用。因而制备过程应严格控制柠檬酸的用量。果胶用量的极差大小次之,也说明果胶的用量对桑葚果糕的最终评分影响较大。制备过程中,发现果胶的用量稍微偏小会使桑葚果糕偏软、影响口感,且果糕在脱模过程中形状容易被破坏;果胶用量偏大会使桑葚果糕略微偏硬,对口感影响不大,更利于脱模。因而,在制备过程需严格控制果胶用量,不能使果胶用量过小,果胶用量略微偏大对桑葚果糕风味、口感影响不大。

从表4中可以得到最优组合为A3B3C3D2E5F3,即蔗糖用量为24.00%、麦芽糖用量为7.00%、柠檬酸用量为0.50%、琼脂用量为0.70%、果胶用量为0.90%、黄原胶为0.15%(其余为桑葚汁)。

用标准多项式回归的方法,将表3中的试验数据进行拟合,可得到二次多项式模型。由于变量较多,变量间可能存在过拟合现象,因而需要对变量筛选以优化模型,最终得到拟合效果良好的模型,如下式。

上述模型相关系数(R)为0.967,标准偏差为0.166,说明模型拟合效果好,误差小,可以用于指导桑葚果糕的制备。将正交设计得到的最优组合A3B3C3D2E5F3各条件代入上述方程,得到桑葚果糕评分的理论预测值为9.4。为进一步验证正交试验结果的是否正确,在组合A3B3C3D2E5F3(即蔗糖为24.00%、麦芽糖为7.00%、柠檬酸为0.50%、琼脂为0.70%、果胶为0.90%、黄原胶为0.15%,其余为桑葚汁)的条件下进行3次重复试验,获得桑葚果糕平均得分为9.8分,高于表3各组合的试验结果,制得的桑葚果糕(见图1)色泽均匀、酸甜可口、风味独特、软硬适度、口感良好。

图1 最优条件下制得的产品Fig.1 Products made under optimal conditions

取1 g桑葚果糕样品,按照1.2.4中的方法进行测定和计算,样品中的花色苷含量高达0.683 2 mg/g。

3 结论

以桑葚、蔗糖、麦芽糖、柠檬酸、琼脂、果胶和黄原胶为原料,制备一种富含花色苷的桑葚果糕。通过正交试验对配方进行了优化,结果显示在蔗糖用量为24.00%、麦芽糖用量为7.00%、柠檬酸用量为0.50%、琼脂为0.70%、果胶用量为0.90%、黄原胶用量为0.15%(以上均为质量分数,其余为桑葚汁)时,制备的桑葚果糕色泽均匀、酸甜可口、风味独特、软硬适度、口感良好。经测定,桑葚果糕中的花色苷含量高达0.683 2 mg/g。本研究对于桑葚产品的研究与开发具有一定的参考价值。

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