段秋虹，郭楠楠，马荣琨，周甜甜（郑州科技学院，河南郑州450064）

奇亚籽原产于墨西哥和危地马拉，是芡欧鼠尾草的种子，已有五千多年的食用历史。奇亚籽含有多种营养成分如蛋白质、脂肪、膳食纤维、不饱和脂肪酸、矿物质、VC、VE、黄酮类、多酚类物质等，其中的膳食纤维含量可达34.40 g/100 g，分别是小麦、燕麦、玉米和稻米中膳食纤维的2.3、2.6、8.3、9.8倍，其中可溶性膳食纤维占31%。近些年研究表明，奇亚籽具有缓解便秘、抗氧化、改善血脂代谢等功能[1-3]。2014年，奇亚籽被我国正式批准为新食品原料。奇亚籽被很多国家应用在饮料、西点、果酱等方面，但是在国内的使用还不普遍[4-5]。菊粉又称菊糖，是一种由D-果糖通过β糖苷键连结而成的线性直链多糖，能使双歧杆菌增殖，抑制腐败菌的生长，润肠通便；还能够促进钙、镁、铁等矿物质吸收，调节体内的血脂和血糖的水平等[6-7]。在水中菊粉的黏度会随着浓度变化而变化，形成一种胶态物质，口感细腻丝滑，可作为制作功能性果冻的良好原料[8]。

果冻口感弹韧细腻，滋味酸甜，作为我国休闲零食的重要组成部分，其花色品种正在不断更新。传统果冻主要着眼于口感和外观品质的提升，本文拟采用模糊数学评价法，开发出一款高纤、低糖、低热值的功能性果冻，力求适应年轻一代人群的食用需求。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验使用原料及试剂见表1。

表1 试验使用原料及试剂Table 1 Raw material and reagent used in the test

1.2 仪器与设备

试验使用仪器见表2。

表2 试验使用仪器Table 2 Instrument used in the test

1.3 产品制作方法

1.3.1 产品制作工艺

产品制作工艺流程如下[9-12]。

1.3.2 产品制作工艺要点

1.3.2.1 溶胶及煮胶

将魔芋粉、海藻酸钠和菊粉按照一定质量比（7∶3∶1、6∶4∶1、5∶5∶1、4∶6∶1）混合均匀，缓慢倒入热水中，边溶解边搅拌，溶解2 min后，置于电磁炉加热，边加热边搅拌至沸腾，保持2 min左右，通过80目筛过滤气泡及杂质，降温消泡。

1.3.2.2 调配、搅拌

待复合胶液冷却至60℃左右，添加木糖醇溶液，充分搅拌均匀后，再加入奇亚籽与水（质量比）为1∶15的奇亚籽溶液，缓慢搅拌约5 min后，让其均匀分布，冷却至35℃左右加入柠檬酸溶液，继续搅拌至混合均匀。

1.3.2.3 灭菌

将上述混合物置于不锈钢容器中，覆保鲜膜（膜用竹签扎眼透气），置于蒸锅中蒸2 min，然后倒入保鲜盒常温（20℃）水浴降温，之后放入6℃左右的冰箱里成型，即为成品。

1.3.3 产品质量评价

1.3.3.1 凝胶质量评价

果冻的凝胶质量主要取决于胶体的配比。本试验采用的胶体是魔芋胶、海藻酸钠和菊粉[10]。凝胶评价指标测定如下。

凝胶析水率的测定[13]：凝胶灌装后放至常温（25℃左右），测定总质量，常温（25℃左右）下保存7 d，小心取出后用吸水纸轻轻吸干表面水分，测定析水率。

析水率/%=（m1-m2）/（m1-m3）×100

式中：m1为初始样品与果冻盒子的总质量，g；m2为凝胶析水后的质量，g；m3为盒子质量，g。

凝胶口感品质的测定见表3。

表3 凝胶口感品质的评价项目Table 3 Evaluation on the taste quality of gel

凝胶外观品质评价见表4。

表4 凝胶外观品质评价Table 4 Evaluation on the appearance quality of gel

续表4 凝胶外观品质评价Continue table 4 Evaluation on the appearance quality of gel

1.3.3.2 果冻质量评价

将做好的果冻产品分别给10个食品专业研究生进行品尝，从色泽（15%）、外形与结构（25%），香气（25%），滋味（35%）4个方面进行评分。感官评分标准见表5[14-15]。

表5 奇亚籽高纤低糖果冻的感官评价标准Table 5 Sensory evaluation standard for chia seed high-fiber and low-sugar jelly

1.4 试验设计

1.4.1 单因素试验设计

基础配方：以100 g果冻计，奇亚籽溶液添加量1.25%、复合胶添加量1.00%、木糖醇添加量8.00%、柠檬酸添加量0.04%。以100 g果冻质量计，分别添加0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、1.75%的奇亚籽溶液，0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%的复合胶，4.00%、6.00%、8.00%、10.00%、12.00%的木糖醇，0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%的柠檬酸，探究不同单因素对奇亚籽高纤低糖果冻品质的影响。

1.4.2 正交试验设计

通过单因素试验，从4个因素中选择较好的水平，做四因素三水平正交试验，基于模糊数学评价来确定最终感官评分，得到奇亚籽高纤低糖果冻的最优配方。因素水平见表6。

表6 奇亚籽高纤低糖果冻正交试验因素水平Table 6 Factors and levels for orthogonal test on chia seed highfiber and low sugar jelly

1.5 果冻产品感官评分的模糊数学模型的建立

1.5.1 评价因素集及因素权重的建立

评价因素集是指产品的感官质量的构成因素集合。根据果冻产品的品质特点，确定其评价因素集分别为色泽（U1）、外形与结构（U2）、香气（U3）、滋味（U4），得到的评价因素集 U=（U1，U2，U3，U4）。评价因素权重即用鉴别果冻品质的4个因素占总体感官评价的百分数来表示评价结果。即色泽15%、外形与结构25%、香气25%、滋味35%，各项指标的权重域为X=（X1，X2，X3，X4）[16-18]。

1.5.2 评价得分集的建立

评价得分集是对果冻产品的品质等级进行划分后的每个等级的分值。优良中差所对应分值是90、80、70、60。用 V 表示，V=（V1，V2，V3，V4）。

1.5.3 模糊关系综合评价集的计算

选定专业品评人员10人，对各产品的色泽、外形与结构、香气、滋味进行评价，并给出各项目等级。统计各产品各项目的等级获得的票数除以总人数10，即得到矩阵R。随后将权重集X与矩阵R相乘即Y=X×R，得到模糊关系评价集，依次类推，第i组试验就是Yi=X×Ri。最后，引入综合评分模糊关系评价集T，用评价等级的得分集V乘以模糊关系评价集Y，得到果冻的模糊关系综合评分T=Yi×V。

1.6 产品质量评价

1.6.1 产品理化指标评价

产品可溶性固形物含量按照GB/T 10786—2006《罐头食品的检验方法》进行检测，产品可溶性膳食纤维含量按照GB 5009.88—2014《食品安全国家标准食品中膳食纤维的测定》中可溶性膳食纤维含量测定进行检测。

1.6.2 产品微生物指标评价

产品菌落总数检测参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定》进行检测；大肠菌群检测参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》中最可能数（most probable number，MPN）计数法进行检测；霉菌检测参照GB 4789.15—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数》进行检测。

2 结果与分析

2.1 复合胶体配比对果冻凝胶质量的影响

胶体的使用对于果冻品质的影响至关重要。魔芋多糖、菊粉等多糖胶含有丰富的膳食纤维，具有调节人体血糖、降低胆固醇、吸附人体有害物质、促进胃肠动力及有益菌繁殖等功效。

2.1.1 复合胶配比对果冻凝胶析水率和质构品质的影响

复合胶配比对果冻凝胶析水率和质构品质的影响见表7。

表7 复合胶配比对果冻凝胶析水率和口感品质的影响Table 7 Effect of gel ratio to water release rate and taste quality on jelly

由表7可知，当菊粉的比例确定，魔芋多糖∶海藻酸钠为7∶3时，析水率高，弹性和韧性较差，当二者之间比例接近时，凝胶析水率低，质构特性较好。

2.1.2 复合胶体配比对果冻凝胶外观的影响

复合胶体配比对果冻凝胶外观的影响见表8。

表8 复合胶体配比对果冻凝胶外观的影响Table 8 Effect of gel ratio to appearance quality on jelly

由表8可知，当菊粉的比例确定，变换魔芋多糖∶海藻酸钠的比例时，外观评分相差不大，综合表7、表8的数据，选择魔芋多糖∶海藻酸钠∶菊粉为 5∶5∶1。

2.2 奇亚籽高纤低糖果冻的研制单因素试验结果

2.2.1 奇亚籽溶液的添加量对果冻品质的影响

奇亚籽溶液添加量对果冻品质的影响见图1。

图1 奇亚籽溶液添加量对果冻品质的影响Fig.1 Effect of chia seed addition amount on jelly quality

从图1可知，随着奇亚籽溶液添加量的增加，感官评分出现先升高后降低的现象。在试验当中发现，奇亚籽吸水后胀润晶莹，有弹性，适合做果冻配料。当奇亚籽溶液添加量在0.75%～1.25%时，能够看到奇亚籽均匀嵌入果冻，外观平滑紧实，有奇亚籽的颗粒口感。当奇亚籽溶液的添加量太少时，效果不明显；当添加量过多时，奇亚籽分布过于致密，影响外观品质，颗粒口感过于密集，影响了果冻整体效果。由图1可知，奇亚籽溶液添加量在1.25%时，感官评分最高。因此选择1.25%进行后续试验。

2.2.2 木糖醇添加量对果冻品质的影响

木糖醇添加量对果冻品质的影响见图2。

图2 木糖醇添加量对果冻产品品质的影响Fig.2 Effect of xylitol addition amount on jelly quality

从图2可以看出，随着木糖醇添加量增加，感官评分出现先升高后趋于平稳的趋势。当木糖醇添加量较少时，果冻吃起来过酸，口感差，组织状态松软欠佳，当木糖醇添加量逐渐增加，甜味逐渐上升，组织也有所改善。可能因为木糖醇的醇羟基对水分子有微弱的吸附作用，可以一定程度上改善产品组织状态[19]。当木糖醇添加量为8.00%时，感官评分最高。随着木糖醇添加量进一步增加，产品甜度增加，对感官改善贡献并不大。并且木糖醇成本较高，不宜添加过多。

2.2.3 复合胶添加量对果冻品质的影响

复合胶添加量对果冻品质的影响见图3。

图3 复合胶添加量对果冻产品品质的影响Fig.3 Effect of compound gel addition amount on jelly quality

从图3可知，当复合胶添加量在0.5%时，评分较低，口感软烂，出现塌陷、质地不均匀的现象；随着复合胶添加量的增加，感官评分先急剧上升，后出现逐渐下降的趋势。分析是因为复合胶添加量影响了产品凝胶网状结构的形成，添加量过少，凝胶形成不充分，果冻质地较差；添加过多时，凝胶网络过于致密，果冻硬度增加，弹性过高。由图2可知当复合胶添加量为1.00%时，感官评分最高。

2.2.4 柠檬酸添加量对果冻品质的影响

柠檬酸添加量对果冻品质的影响见图4。

图4 柠檬酸添加量对果冻产品品质的影响Fig.4 Effect of citric acid addition amount on jelly quality

从图4可以得出，随着柠檬酸添加量的增加，感官评分出现先升高后降低的趋势；当柠檬酸过少时，果冻甜味突出，口感缺乏层次性。当柠檬酸过多，酸味过于明显，且果冻质地发软，口感品质下降。可能是因为柠檬酸对多糖体系凝胶有一定的水解作用，添加量过多导致果冻凝胶韧性不足[20]。由图4可知，当柠檬酸添加量为0.04%时，感官评分最高。

2.3 奇亚籽高纤低糖果冻研制的正交试验及模糊感官评价结果

通过单因素试验得出奇亚籽溶液添加量、木糖醇添加量、复合胶添加量、柠檬酸添加量对产品品质影响的趋势。选择各因素中较为优异的水平，做四因素三水平正交试验来确定奇亚籽高纤低糖果冻的最优配方。

2.3.1 模糊感官评定及模糊矩阵建立

选择10名有经验的食品专业人士对所设计的9组试验成品一一进行评价，评价结果见表9。表9中每一个数字代表给出这个评价等级的人数。

表9 模糊感官评价矩阵Table 9 Fuzzy sensory evaluation matrix

由表9，按照评分人数对试验成品的优良中差所占的比例，也就是每个因素获得优的人与总人数相除，良、中、差依次类推，得到1～9试验成品的模糊矩阵。

由权重集X和1～9组试验成品的因素评价矩阵，利用Y=X×R可得每组模糊关系评价集，即

随后的8组依次类推，可知1～9组试验的模糊关系评价集如下。

Y1={0.145，0.24，0.38，0.235}；Y2={0.29，0.435，0.21，0.065}；Y3={0.14，0.44，0.245，0.175}；Y4={0.445，0.415，0.1，0.04}；Y5={0.6，0.225，0.125，0.05}；Y6={0.32，0.515，0.1，0.065}；Y7={0.17，0.425，0.235，0.17}；Y8={0.235，0.23，0.39，0.145}；Y9={0.275，0.375，0.25，0.1}。根据评价得分集可知优良中差分别被赋值于90、80、70、60，将得到的模糊关系评价结果与被赋值等级的分数相乘，即T1=Y1×V={0.145，0.24，0.38，0.235}×{90，80，70，60}=72.95。依次类推，1～9组试验成品一一计算，得到最终模糊关系评价结果T。

2.3.2 正交试验结果

在奇亚籽添加量、木糖醇添加量、复合胶添加量、柠檬酸添加量4个因素中，各选取3个较优水平进行正交试验，以确定最佳配方，正交试验因素水平见表10。

表10 正交试验结果分析Table 10 Analysis of orthogonal test results

最终模糊关系评价结果T在表10感官评分一栏。从表10极差分析可知，在产品制作过程中，影响果冻品质的因素主次顺序为A（奇亚籽溶液添加量）＞C（复合胶添加量）＞B（木糖醇添加量）＞D（柠檬酸添加量），即奇亚籽溶液的添加量影响最大，柠檬酸添加量影响最小，正交试验k值最优方案为A2B2C2D2。同时由表10可得出，正交试验最优方案为A2B2C3D1。

将正交试验k值最优方案与试验最优方案放在一起进行验证性试验，结果见表11。

表11 验证试验结果Table 11 Validation test results

由表11可知，理论配方A2B2C2D2评分为82，低于A2B2C3D1的88分，A2B2C3D1为最终最优配方。即奇亚籽溶液添加量1.25%，木糖醇添加量8.00%，复合胶添加量1.25%，柠檬酸添加量0.03%，产品品质最好。

2.4 产品卫生指标测定

产品的微生物检验结果见表12，产品微生物指标检测符合国标规定。

表12 产品的微生物检验结果Table 12 Result of microbial test CFU/g

2.5 产品理化指标测定

产品理化检测指标检测结果如表13，可溶性还原糖含量和可溶性膳食纤维含量明显高于市售同类商品。

表13 产品的理化性质检验结果Table 13 Result of physicochemical property test

3 结论

果冻本身口感独特，滋味酸甜，在大健康时代背景下，作为重要的日常休闲食品，其营养保健功能并未得到有效开发。菊粉为黏性多糖，属于膳食纤维，能够增强肠道有益菌群，且溶于水后形成胶态物质，适合作为果冻的原料。本文将其与魔芋胶、海藻酸钠等常用胶体以1∶5∶5比例复配，得到了良好的果冻凝胶品质。奇亚籽富含膳食纤维，本身无异味，其皮质部分含有的多糖具有高持水性，奇亚籽复水后籽粒涨润饱满，适合在果冻中添加。同时采用木糖醇替代蔗糖，降低产品热值，基于模糊数学评价法完成正交试验，研制出奇亚籽高纤低糖果冻的最优工艺配方：以100 g果冻为基准，奇亚籽添加量1.25%，木糖醇添加量为8.00%，复合胶添加量1.25%，柠檬酸添加量0.03%。该配方得到的成品表面光滑无气泡无杂质，结构紧密，奇亚籽均匀分布、透明度好、口感细腻爽滑、弹性好，酸甜可口，有奇亚籽的清新风味和Q弹的颗粒感。同时，产品具有较高的膳食纤维含量和较低的含糖量，具备防止肥胖，润肠通便，美味同时不升高血糖的营养保健功能。