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        基于模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法研發(fā)百香果果凍的研究

        2019-12-06 07:15:08何玲玲倪團(tuán)結(jié)黃雪鳳
        食品研究與開(kāi)發(fā) 2019年22期
        關(guān)鍵詞:卡拉膠果凍百香果

        何玲玲,倪團(tuán)結(jié),黃雪鳳

        (百色學(xué)院農(nóng)業(yè)與食品工程學(xué)院,廣西百色533000)

        百香果(Passiflora edulis Sims),隸屬西番蓮科西番蓮屬,又被成為西番蓮,情人果,雞蛋果,巴西果等。百香果果實(shí)酸甜可口,具有芒果、石榴、荔枝、草莓等多種水果的復(fù)合清香風(fēng)味,素有“果汁之王”的嘉譽(yù)[1]。百香果不僅風(fēng)味獨(dú)特,且含有豐富的生物活性成分,主要包括黃酮類、生物堿類等,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和多種藥用功效。廣泛用于治療焦慮癥、哮喘、支氣管炎、尿路感染、糖尿病等[2-3]。目前百香果主要分布于中國(guó)西南地區(qū),以廣西發(fā)展最快,主要集中在百色、柳州、桂平、北海等種植面積逐年增加[4]。近年來(lái),百香果在國(guó)際市場(chǎng)需求量逐漸上升,具備廣闊的市場(chǎng)潛力。但是百香果屬于呼吸躍變型水果,采后極易出現(xiàn)褶皺,腐爛,影響其外觀,風(fēng)味,營(yíng)養(yǎng)和藥食兩用價(jià)值。目前百香果主要用于鮮食或加工成果汁,果酒,果醋,果茶,果脯等產(chǎn)品[5-6]。隨著百香果種植產(chǎn)業(yè),產(chǎn)量增加,亟需通過(guò)百香果技術(shù)加工解決百香果的保值、增值問(wèn)題[7]。

        果凍作為一種休閑食品,外觀晶瑩剔透,色澤多姿多彩,口感細(xì)膩潤(rùn)滑,清涼甜爽,廣受消費(fèi)者特別是少年兒童和婦女的喜愛(ài),是一種低熱能高膳食纖維的健康食品。作為“果中之王”的百香果,然而目前市場(chǎng)上果凍產(chǎn)品并未出現(xiàn)百香果口味。

        模糊數(shù)學(xué)是應(yīng)用于研究模糊問(wèn)題的方法體系,它可以將具有模糊特性的指標(biāo)量化,進(jìn)一步評(píng)價(jià)因素對(duì)整體效果的影響,具有評(píng)判客觀性、全面性的特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于食品新產(chǎn)品的工藝研發(fā)[8-11]。本試驗(yàn)以田陽(yáng)百香果,魔芋膠和卡拉膠等,通過(guò)正交設(shè)計(jì)及模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)百香果果凍進(jìn)行深入探討,以百香果汁,魔芋膠與卡拉膠復(fù)合膠,白糖,氯化鉀這4 個(gè)因素添加量研制一種百香果風(fēng)味的果凍,為百香果深加工及果凍新口味開(kāi)發(fā)提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 材料與儀器

        百香果:廣西省百色市靖西縣慧民生態(tài)農(nóng)業(yè)種植有限公司;白糖:市售;魔芋膠、卡拉膠(食品級(jí)):河南祥盛食品添加劑有限公司;氯化鉀(食品級(jí)):濰坊英軒實(shí)業(yè)有限公司。

        ATX-224 電子分析天平、E1200Y-2 電子天平:常州市天之平儀器設(shè)備有限公司;PR-HWS-26 電熱恒溫水浴鍋:常州國(guó)華電器有限公司;TGL-16C 高速離心機(jī):上海安亭科學(xué)儀器有限公司;KQ-700VDV 雙頻數(shù)控超聲波清洗器:昆山市超聲儀器有限公司;TA.XTplus 質(zhì)構(gòu)儀:英國(guó)Stable Micro System 公司;WZS-I阿貝折射儀:成都泰華光學(xué)有限公司;BCD-225SFM 電冰箱:青島海爾股份有限公司。

        1.2 試驗(yàn)方法與操作要點(diǎn)

        1.2.1 百香果果凍加工工藝流程

        1.2.2 百香果果汁的制備

        選取新鮮成熟,無(wú)蟲(chóng)害,無(wú)農(nóng)藥殘留的百香果。水果要成熟顏色呈淡紫色或深紫色。用刀對(duì)半切開(kāi)果皮,用勺子挖取可出食用部分果肉及果籽于燒杯中,榨汁,過(guò)濾掉籽粒。

        1.2.3 混合膠的制備

        將魔芋膠、卡拉膠按一定的比例加入35 ℃溫水?dāng)嚢柚脸浞秩苊?,置?0 ℃恒溫水浴鍋加熱5 min,超聲水浴5 min 除去氣泡。

        1.2.4 調(diào)配與灌裝

        將膠液冷卻至80 ℃加入蔗糖,待溫度繼續(xù)下降至60 ℃左右,加入百香果汁、氯化鉀,整個(gè)過(guò)程不斷攪拌使膠體混合均勻,防止局部酸度過(guò)高,影響膠體成型、凝膠性能。膠體溶液冷卻至50 ℃左右倒入預(yù)先消毒過(guò)的玻璃瓶中灌裝并封口。

        1.2.5 殺菌、冷卻和成品

        灌裝并密封好的果凍于85 ℃水浴鍋中滅菌15 min,取出冷卻至室溫25 ℃轉(zhuǎn)移至冰箱中冷藏,檢驗(yàn)無(wú)缺陷后即為成品。

        1.2.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        根據(jù)百香果果凍預(yù)試驗(yàn)和單因素試驗(yàn)配方,選取復(fù)配膠、百香果汁、白糖、氯化鉀添加量為考察因素,利用L9(34)正交設(shè)計(jì)表優(yōu)化百香果果凍生產(chǎn)配方。正交因素設(shè)計(jì)表見(jiàn)表1。

        表1 正交試驗(yàn)因素和水平設(shè)計(jì)Table 1 Orthogonal test factors and horizontal design

        1.2.7 感官評(píng)價(jià)

        由20 位人員組成感官評(píng)定小組,要求評(píng)定前24 h不吸煙、不飲酒、不食用辛辣等刺激性食物。每次評(píng)定樣品需用30 ℃左右的溫水漱口,評(píng)定間隔時(shí)間設(shè)為15 min,感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2。

        表2 百香果果凍感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 The sensory evaluation standard of passion fruit jelly

        續(xù)表2 百香果果凍感評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Continue table 2 The sensory evaluation standard of passion fruit jelly

        1.2.8 百香果果凍感官評(píng)價(jià)模糊數(shù)學(xué)法模型的建立

        1.2.8.1 確定評(píng)價(jià)因素加權(quán)重集

        評(píng)價(jià)因素集是百香果果凍感官品質(zhì)所涉及主要指標(biāo)集合,評(píng)價(jià)因素集U={風(fēng)味,口感,組織形態(tài),色澤};評(píng)價(jià)因素權(quán)重集采用用戶調(diào)查法及二元比對(duì)法,確定外觀,口感,組織形態(tài),風(fēng)味,色澤的權(quán)重。隨機(jī)選取不同年齡段20 位消費(fèi)者,對(duì)百香果果凍感官品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析,重要因素得1 分,次要得0 分,自身對(duì)比得1 分。各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)得分與總分200 的比重即為權(quán)重,計(jì)算可得百香果果凍感官指標(biāo)的權(quán)重X={0.27,0.25,0.36,0.12};評(píng)價(jià)得分集 V={優(yōu),良,中,差}={90,80,70,60}。

        1.2.8.2 模糊關(guān)系綜合評(píng)判集

        食品感官指標(biāo)綜合評(píng)判結(jié)果用Y 表示,Y=X·R,其中X 表示感官指標(biāo)權(quán)重,R 為模糊矩陣。

        1.2.9 可溶性固形物和微生物檢測(cè)

        采用阿貝折光儀測(cè)定可溶性固形物;微生物檢測(cè)參照食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T4789-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)菌落總數(shù)測(cè)定》。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 復(fù)合膠配比對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

        通過(guò)預(yù)試驗(yàn)證明魔芋膠與卡拉膠復(fù)配,制作果凍的質(zhì)地和口感優(yōu)異于單一膠體制備生產(chǎn)的果凍,因此采用魔芋膠與卡拉膠進(jìn)行復(fù)配。不同復(fù)配膠體制備的果凍,其口感,彈性,咀嚼性等質(zhì)量評(píng)價(jià)見(jiàn)表3。

        表3 復(fù)合膠比例對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 3 Effect of compound glue ratio on jelly quality

        表3 復(fù)合膠比例對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 3 Effect of compound glue ratio on jelly quality

        由表3 可知,魔芋膠:卡拉膠的最佳比例為1 ∶1.2(質(zhì)量比),產(chǎn)品透明無(wú)氣泡,良好適口性,有彈性,咀嚼感較好。

        2.2 復(fù)配膠用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

        百香果汁添加量為10 %,白糖添加量為10 %,氯化鉀添加量為0.06 %,魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2,加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)復(fù)合膠,對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表4。

        表4 復(fù)合膠用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 4 Effect of compound glue on jelly quality

        復(fù)合膠添加量為1.0%,果凍品質(zhì)較優(yōu),當(dāng)復(fù)合膠用量低于1.0%,果凍組織松軟,外觀成型不好,適口性較差,然而復(fù)合膠用量過(guò)多,果凍質(zhì)地逐漸變硬,百香果味清淡,口感下降,因此選取復(fù)合膠用量為1.0%。

        2.3 氯化鉀用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響

        氯化鉀用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響見(jiàn)表5。

        表5 氯化鉀用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 5 Effect of potassium chloride on jelly quality

        氯化鉀添加量為0.06%,果凍品質(zhì)較優(yōu),當(dāng)氯化鉀低于0.06%,果凍凝膠性和組織結(jié)構(gòu)較差,易脆不耐咀嚼;氯化鉀添加量過(guò)高,果凍硬度過(guò)高,口感降低。綜合篩選氯化鉀添加量為0.06%。

        2.4 百香果汁用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

        魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2(質(zhì)量比),復(fù)合膠添加量為1.0%,白糖用量為10%,氯化鉀添加量為0.06%,加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)百香果汁,對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表6。

        表6 百香果汁用量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 6 Effect of passion fruit juice on jelly quality

        百香果汁添加量為10%,果凍品質(zhì)較優(yōu),當(dāng)復(fù)合膠用量低于10%,果凍百香果果味略清淡,甜味略重,然而百香果汁用量過(guò)多,果凍百香果味過(guò)于濃郁,掩蔽甜味,酸味過(guò)高,綜合篩選百香果汁用量為10%。

        2.5 白糖用量對(duì)百香果果凍品質(zhì)的影響

        魔芋膠和卡拉膠質(zhì)量比為1 ∶1.2(質(zhì)量比),復(fù)合膠添加量為1.0%,百香果汁添加量為10%,氯化鉀添加量為0.06%,加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)白糖,對(duì)百香果果凍品質(zhì)影響如表7。

        表7 白糖添加量對(duì)果凍品質(zhì)的影響Table 7 Effect of sugar on jelly quality

        白糖添加量為10%,果凍品質(zhì)較優(yōu),當(dāng)白糖低于10%,果凍百香果果味濃郁,甜味不足,然而白糖用量過(guò)多,果凍百香果味清淡,口味偏甜,綜合篩選白糖添加量為10%。

        2.6 模糊感官評(píng)定及模糊矩陣建立

        在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用L9(34)正交設(shè)計(jì)表設(shè)計(jì)制備9 組百香果果凍,由20 名評(píng)價(jià)人員對(duì)其風(fēng)味,口感,組織形態(tài),色澤分別進(jìn)行等級(jí)評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)結(jié)果如表8。

        表8 果凍配方正交試驗(yàn)感官評(píng)價(jià)結(jié)果Table 8 Orthogonal test sensory evaluation results of jelly formula

        將表4 中各個(gè)樣品質(zhì)量因素各個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià)人數(shù)除 以總評(píng)價(jià)人數(shù)得到模糊矩陣,樣品1 號(hào)~9 號(hào)的模糊矩陣為Rj。

        依據(jù)模糊變換原理可知Y=X·R,對(duì)應(yīng)1~9 號(hào)樣品評(píng)價(jià)結(jié)果為 Yj=X·Rj,如 Y1=X×R1=(0.27 0.25 0.36 0.065),同理計(jì)算 Y2~Y9,結(jié)果如表 9。

        表9 果凍配方綜合結(jié)果Table 9 Comprehensive evaluation results of jelly formula

        2.7 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

        模糊綜合評(píng)價(jià)總分由表5 的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果分別乘以其對(duì)應(yīng)的分值(優(yōu)90 分,良 80 分,中 70 分,差60 分)并進(jìn)行加和,得樣品1 號(hào)~9 號(hào)的感官總分,見(jiàn)表10。

        表10 果凍配方正交試驗(yàn)結(jié)果和分析Table 10 Orthogonal test results and analysis of jelly formula

        通過(guò)正交試驗(yàn)結(jié)果分析,得到最優(yōu)百香果果凍生產(chǎn)配方A2B3C3D2(評(píng)定結(jié)果屬于“良好”),各因素對(duì)于產(chǎn)品品質(zhì)影響主次順序?yàn)锳>C>D>B,復(fù)配膠用量和百香果汁對(duì)果凍品質(zhì)影響較顯著,其次分別是白糖、氯化鉀。其中百香果凍的最佳配方為:百香果汁添加量為12%,復(fù)配膠添加量[魔芋膠∶卡拉膠=1 ∶1.2(質(zhì)量比)]為1.0%,氯化鉀添加量為0.07%,白糖添加量為10%。對(duì)優(yōu)化得到最佳配方進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),結(jié)果表明該配方制備果凍產(chǎn)品色澤均一,質(zhì)地均勻,口感細(xì)膩,富有彈性、有嚼勁,百香果香味濃郁且適宜,清爽,后味持久且可口。

        2.8 百香果果凍質(zhì)量指標(biāo)

        2.8.1 感官質(zhì)量

        色澤:透亮的淺黃色或淡黃色;風(fēng)味:清涼爽口,有果凍特有的風(fēng)味、茶香濃郁且清爽,后味持久;口感:光滑,細(xì)膩,酸甜適口;組織形態(tài):柔軟適中,無(wú)氣泡,無(wú)裂痕,富有彈性,有嚼勁,凝膠狀態(tài)好。

        2.8.2 理化指標(biāo)

        可溶性固形物含量高于10%。

        2.8.3 微生物指標(biāo)

        細(xì)菌總數(shù)≤100 cfu/g;大腸桿菌未檢出;致病菌也未檢出。

        3 結(jié)論

        本文采用模糊數(shù)學(xué)綜合評(píng)價(jià)法研制出百香果果凍,最優(yōu)百香果果凍配方為百香果汁添加量為12%,復(fù)配膠添加量 [魔芋膠∶卡拉膠=1 ∶1.2(質(zhì)量比)]為1.2%,氯化鉀添加量為0.05%,白糖添加量為10%。產(chǎn)品外觀晶瑩光滑,色澤均勻,口感細(xì)膩清爽,具有獨(dú)特的百香果味。且產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)符合GB 19299-2015《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)果凍》食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。該生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,設(shè)施條件要求不高,為百香果深加工及果凍新口味開(kāi)發(fā)提供參考,可適用于家庭小型制作或工業(yè)化生產(chǎn)。

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