段秋虹，郭楠楠，馬榮琨，周甜甜（鄭州科技學院，河南鄭州450064）

奇亞籽原產于墨西哥和危地馬拉，是芡歐鼠尾草的種子，已有五千多年的食用歷史。奇亞籽含有多種營養(yǎng)成分如蛋白質、脂肪、膳食纖維、不飽和脂肪酸、礦物質、VC、VE、黃酮類、多酚類物質等，其中的膳食纖維含量可達34.40 g/100 g，分別是小麥、燕麥、玉米和稻米中膳食纖維的2.3、2.6、8.3、9.8倍，其中可溶性膳食纖維占31%。近些年研究表明，奇亞籽具有緩解便秘、抗氧化、改善血脂代謝等功能[1-3]。2014年，奇亞籽被我國正式批準為新食品原料。奇亞籽被很多國家應用在飲料、西點、果醬等方面，但是在國內的使用還不普遍[4-5]。菊粉又稱菊糖，是一種由D-果糖通過β糖苷鍵連結而成的線性直鏈多糖，能使雙歧桿菌增殖，抑制腐敗菌的生長，潤腸通便；還能夠促進鈣、鎂、鐵等礦物質吸收，調節(jié)體內的血脂和血糖的水平等[6-7]。在水中菊粉的黏度會隨著濃度變化而變化，形成一種膠態(tài)物質，口感細膩絲滑，可作為制作功能性果凍的良好原料[8]。

果凍口感彈韌細膩，滋味酸甜，作為我國休閑零食的重要組成部分，其花色品種正在不斷更新。傳統(tǒng)果凍主要著眼于口感和外觀品質的提升，本文擬采用模糊數(shù)學評價法，開發(fā)出一款高纖、低糖、低熱值的功能性果凍，力求適應年輕一代人群的食用需求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗使用原料及試劑見表1。

表1 試驗使用原料及試劑Table 1 Raw material and reagent used in the test

1.2 儀器與設備

試驗使用儀器見表2。

表2 試驗使用儀器Table 2 Instrument used in the test

1.3 產品制作方法

1.3.1 產品制作工藝

產品制作工藝流程如下[9-12]。

1.3.2 產品制作工藝要點

1.3.2.1 溶膠及煮膠

將魔芋粉、海藻酸鈉和菊粉按照一定質量比（7∶3∶1、6∶4∶1、5∶5∶1、4∶6∶1）混合均勻，緩慢倒入熱水中，邊溶解邊攪拌，溶解2 min后，置于電磁爐加熱，邊加熱邊攪拌至沸騰，保持2 min左右，通過80目篩過濾氣泡及雜質，降溫消泡。

1.3.2.2 調配、攪拌

待復合膠液冷卻至60℃左右，添加木糖醇溶液，充分攪拌均勻后，再加入奇亞籽與水（質量比）為1∶15的奇亞籽溶液，緩慢攪拌約5 min后，讓其均勻分布，冷卻至35℃左右加入檸檬酸溶液，繼續(xù)攪拌至混合均勻。

1.3.2.3 滅菌

將上述混合物置于不銹鋼容器中，覆保鮮膜（膜用竹簽扎眼透氣），置于蒸鍋中蒸2 min，然后倒入保鮮盒常溫（20℃）水浴降溫，之后放入6℃左右的冰箱里成型，即為成品。

1.3.3 產品質量評價

1.3.3.1 凝膠質量評價

果凍的凝膠質量主要取決于膠體的配比。本試驗采用的膠體是魔芋膠、海藻酸鈉和菊粉[10]。凝膠評價指標測定如下。

凝膠析水率的測定[13]：凝膠灌裝后放至常溫（25℃左右），測定總質量，常溫（25℃左右）下保存7 d，小心取出后用吸水紙輕輕吸干表面水分，測定析水率。

析水率/%=（m1-m2）/（m1-m3）×100

式中：m1為初始樣品與果凍盒子的總質量，g；m2為凝膠析水后的質量，g；m3為盒子質量，g。

凝膠口感品質的測定見表3。

表3 凝膠口感品質的評價項目Table 3 Evaluation on the taste quality of gel

凝膠外觀品質評價見表4。

表4 凝膠外觀品質評價Table 4 Evaluation on the appearance quality of gel

續(xù)表4 凝膠外觀品質評價Continue table 4 Evaluation on the appearance quality of gel

1.3.3.2 果凍質量評價

將做好的果凍產品分別給10個食品專業(yè)研究生進行品嘗，從色澤（15%）、外形與結構（25%），香氣（25%），滋味（35%）4個方面進行評分。感官評分標準見表5[14-15]。

表5 奇亞籽高纖低糖果凍的感官評價標準Table 5 Sensory evaluation standard for chia seed high-fiber and low-sugar jelly

1.4 試驗設計

1.4.1 單因素試驗設計

基礎配方：以100 g果凍計，奇亞籽溶液添加量1.25%、復合膠添加量1.00%、木糖醇添加量8.00%、檸檬酸添加量0.04%。以100 g果凍質量計，分別添加0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、1.75%的奇亞籽溶液，0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%的復合膠，4.00%、6.00%、8.00%、10.00%、12.00%的木糖醇，0.02%、0.03%、0.04%、0.05%、0.06%的檸檬酸，探究不同單因素對奇亞籽高纖低糖果凍品質的影響。

1.4.2 正交試驗設計

通過單因素試驗，從4個因素中選擇較好的水平，做四因素三水平正交試驗，基于模糊數(shù)學評價來確定最終感官評分，得到奇亞籽高纖低糖果凍的最優(yōu)配方。因素水平見表6。

表6 奇亞籽高纖低糖果凍正交試驗因素水平Table 6 Factors and levels for orthogonal test on chia seed highfiber and low sugar jelly

1.5 果凍產品感官評分的模糊數(shù)學模型的建立

1.5.1 評價因素集及因素權重的建立

評價因素集是指產品的感官質量的構成因素集合。根據(jù)果凍產品的品質特點，確定其評價因素集分別為色澤（U1）、外形與結構（U2）、香氣（U3）、滋味（U4），得到的評價因素集 U=（U1，U2，U3，U4）。評價因素權重即用鑒別果凍品質的4個因素占總體感官評價的百分數(shù)來表示評價結果。即色澤15%、外形與結構25%、香氣25%、滋味35%，各項指標的權重域為X=（X1，X2，X3，X4）[16-18]。

1.5.2 評價得分集的建立

評價得分集是對果凍產品的品質等級進行劃分后的每個等級的分值。優(yōu)良中差所對應分值是90、80、70、60。用 V 表示，V=（V1，V2，V3，V4）。

1.5.3 模糊關系綜合評價集的計算

選定專業(yè)品評人員10人，對各產品的色澤、外形與結構、香氣、滋味進行評價，并給出各項目等級。統(tǒng)計各產品各項目的等級獲得的票數(shù)除以總人數(shù)10，即得到矩陣R。隨后將權重集X與矩陣R相乘即Y=X×R，得到模糊關系評價集，依次類推，第i組試驗就是Yi=X×Ri。最后，引入綜合評分模糊關系評價集T，用評價等級的得分集V乘以模糊關系評價集Y，得到果凍的模糊關系綜合評分T=Yi×V。

1.6 產品質量評價

1.6.1 產品理化指標評價

產品可溶性固形物含量按照GB/T 10786—2006《罐頭食品的檢驗方法》進行檢測，產品可溶性膳食纖維含量按照GB 5009.88—2014《食品安全國家標準食品中膳食纖維的測定》中可溶性膳食纖維含量測定進行檢測。

1.6.2 產品微生物指標評價

產品菌落總數(shù)檢測參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數(shù)測定》進行檢測；大腸菌群檢測參照GB 4789.3—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗大腸菌群計數(shù)》中最可能數(shù)（most probable number，MPN）計數(shù)法進行檢測；霉菌檢測參照GB 4789.15—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗霉菌和酵母計數(shù)》進行檢測。

2 結果與分析

2.1 復合膠體配比對果凍凝膠質量的影響

膠體的使用對于果凍品質的影響至關重要。魔芋多糖、菊粉等多糖膠含有豐富的膳食纖維，具有調節(jié)人體血糖、降低膽固醇、吸附人體有害物質、促進胃腸動力及有益菌繁殖等功效。

2.1.1 復合膠配比對果凍凝膠析水率和質構品質的影響

復合膠配比對果凍凝膠析水率和質構品質的影響見表7。

表7 復合膠配比對果凍凝膠析水率和口感品質的影響Table 7 Effect of gel ratio to water release rate and taste quality on jelly

由表7可知，當菊粉的比例確定，魔芋多糖∶海藻酸鈉為7∶3時，析水率高，彈性和韌性較差，當二者之間比例接近時，凝膠析水率低，質構特性較好。

2.1.2 復合膠體配比對果凍凝膠外觀的影響

復合膠體配比對果凍凝膠外觀的影響見表8。

表8 復合膠體配比對果凍凝膠外觀的影響Table 8 Effect of gel ratio to appearance quality on jelly

由表8可知，當菊粉的比例確定，變換魔芋多糖∶海藻酸鈉的比例時，外觀評分相差不大，綜合表7、表8的數(shù)據(jù)，選擇魔芋多糖∶海藻酸鈉∶菊粉為 5∶5∶1。

2.2 奇亞籽高纖低糖果凍的研制單因素試驗結果

2.2.1 奇亞籽溶液的添加量對果凍品質的影響

奇亞籽溶液添加量對果凍品質的影響見圖1。

圖1 奇亞籽溶液添加量對果凍品質的影響Fig.1 Effect of chia seed addition amount on jelly quality

從圖1可知，隨著奇亞籽溶液添加量的增加，感官評分出現(xiàn)先升高后降低的現(xiàn)象。在試驗當中發(fā)現(xiàn)，奇亞籽吸水后脹潤晶瑩，有彈性，適合做果凍配料。當奇亞籽溶液添加量在0.75%～1.25%時，能夠看到奇亞籽均勻嵌入果凍，外觀平滑緊實，有奇亞籽的顆粒口感。當奇亞籽溶液的添加量太少時，效果不明顯；當添加量過多時，奇亞籽分布過于致密，影響外觀品質，顆?？诟羞^于密集，影響了果凍整體效果。由圖1可知，奇亞籽溶液添加量在1.25%時，感官評分最高。因此選擇1.25%進行后續(xù)試驗。

2.2.2 木糖醇添加量對果凍品質的影響

木糖醇添加量對果凍品質的影響見圖2。

圖2 木糖醇添加量對果凍產品品質的影響Fig.2 Effect of xylitol addition amount on jelly quality

從圖2可以看出，隨著木糖醇添加量增加，感官評分出現(xiàn)先升高后趨于平穩(wěn)的趨勢。當木糖醇添加量較少時，果凍吃起來過酸，口感差，組織狀態(tài)松軟欠佳，當木糖醇添加量逐漸增加，甜味逐漸上升，組織也有所改善?？赡芤驗槟咎谴嫉拇剂u基對水分子有微弱的吸附作用，可以一定程度上改善產品組織狀態(tài)[19]。當木糖醇添加量為8.00%時，感官評分最高。隨著木糖醇添加量進一步增加，產品甜度增加，對感官改善貢獻并不大。并且木糖醇成本較高，不宜添加過多。

2.2.3 復合膠添加量對果凍品質的影響

復合膠添加量對果凍品質的影響見圖3。

圖3 復合膠添加量對果凍產品品質的影響Fig.3 Effect of compound gel addition amount on jelly quality

從圖3可知，當復合膠添加量在0.5%時，評分較低，口感軟爛，出現(xiàn)塌陷、質地不均勻的現(xiàn)象；隨著復合膠添加量的增加，感官評分先急劇上升，后出現(xiàn)逐漸下降的趨勢。分析是因為復合膠添加量影響了產品凝膠網(wǎng)狀結構的形成，添加量過少，凝膠形成不充分，果凍質地較差；添加過多時，凝膠網(wǎng)絡過于致密，果凍硬度增加，彈性過高。由圖2可知當復合膠添加量為1.00%時，感官評分最高。

2.2.4 檸檬酸添加量對果凍品質的影響

檸檬酸添加量對果凍品質的影響見圖4。

圖4 檸檬酸添加量對果凍產品品質的影響Fig.4 Effect of citric acid addition amount on jelly quality

從圖4可以得出，隨著檸檬酸添加量的增加，感官評分出現(xiàn)先升高后降低的趨勢；當檸檬酸過少時，果凍甜味突出，口感缺乏層次性。當檸檬酸過多，酸味過于明顯，且果凍質地發(fā)軟，口感品質下降。可能是因為檸檬酸對多糖體系凝膠有一定的水解作用，添加量過多導致果凍凝膠韌性不足[20]。由圖4可知，當檸檬酸添加量為0.04%時，感官評分最高。

2.3 奇亞籽高纖低糖果凍研制的正交試驗及模糊感官評價結果

通過單因素試驗得出奇亞籽溶液添加量、木糖醇添加量、復合膠添加量、檸檬酸添加量對產品品質影響的趨勢。選擇各因素中較為優(yōu)異的水平，做四因素三水平正交試驗來確定奇亞籽高纖低糖果凍的最優(yōu)配方。

2.3.1 模糊感官評定及模糊矩陣建立

選擇10名有經(jīng)驗的食品專業(yè)人士對所設計的9組試驗成品一一進行評價，評價結果見表9。表9中每一個數(shù)字代表給出這個評價等級的人數(shù)。

表9 模糊感官評價矩陣Table 9 Fuzzy sensory evaluation matrix

由表9，按照評分人數(shù)對試驗成品的優(yōu)良中差所占的比例，也就是每個因素獲得優(yōu)的人與總人數(shù)相除，良、中、差依次類推，得到1～9試驗成品的模糊矩陣。

由權重集X和1～9組試驗成品的因素評價矩陣，利用Y=X×R可得每組模糊關系評價集，即

隨后的8組依次類推，可知1～9組試驗的模糊關系評價集如下。

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}。根據(jù)評價得分集可知優(yōu)良中差分別被賦值于90、80、70、60，將得到的模糊關系評價結果與被賦值等級的分數(shù)相乘，即T1=Y1×V={0.145，0.24，0.38，0.235}×{90，80，70，60}=72.95。依次類推，1～9組試驗成品一一計算，得到最終模糊關系評價結果T。

2.3.2 正交試驗結果

在奇亞籽添加量、木糖醇添加量、復合膠添加量、檸檬酸添加量4個因素中，各選取3個較優(yōu)水平進行正交試驗，以確定最佳配方，正交試驗因素水平見表10。

表10 正交試驗結果分析Table 10 Analysis of orthogonal test results

最終模糊關系評價結果T在表10感官評分一欄。從表10極差分析可知，在產品制作過程中，影響果凍品質的因素主次順序為A（奇亞籽溶液添加量）＞C（復合膠添加量）＞B（木糖醇添加量）＞D（檸檬酸添加量），即奇亞籽溶液的添加量影響最大，檸檬酸添加量影響最小，正交試驗k值最優(yōu)方案為A2B2C2D2。同時由表10可得出，正交試驗最優(yōu)方案為A2B2C3D1。

將正交試驗k值最優(yōu)方案與試驗最優(yōu)方案放在一起進行驗證性試驗，結果見表11。

表11 驗證試驗結果Table 11 Validation test results

由表11可知，理論配方A2B2C2D2評分為82，低于A2B2C3D1的88分，A2B2C3D1為最終最優(yōu)配方。即奇亞籽溶液添加量1.25%，木糖醇添加量8.00%，復合膠添加量1.25%，檸檬酸添加量0.03%，產品品質最好。

2.4 產品衛(wèi)生指標測定

產品的微生物檢驗結果見表12，產品微生物指標檢測符合國標規(guī)定。

表12 產品的微生物檢驗結果Table 12 Result of microbial test CFU/g

2.5 產品理化指標測定

產品理化檢測指標檢測結果如表13，可溶性還原糖含量和可溶性膳食纖維含量明顯高于市售同類商品。

表13 產品的理化性質檢驗結果Table 13 Result of physicochemical property test

3 結論

果凍本身口感獨特，滋味酸甜，在大健康時代背景下，作為重要的日常休閑食品，其營養(yǎng)保健功能并未得到有效開發(fā)。菊粉為黏性多糖，屬于膳食纖維，能夠增強腸道有益菌群，且溶于水后形成膠態(tài)物質，適合作為果凍的原料。本文將其與魔芋膠、海藻酸鈉等常用膠體以1∶5∶5比例復配，得到了良好的果凍凝膠品質。奇亞籽富含膳食纖維，本身無異味，其皮質部分含有的多糖具有高持水性，奇亞籽復水后籽粒漲潤飽滿，適合在果凍中添加。同時采用木糖醇替代蔗糖，降低產品熱值，基于模糊數(shù)學評價法完成正交試驗，研制出奇亞籽高纖低糖果凍的最優(yōu)工藝配方：以100 g果凍為基準，奇亞籽添加量1.25%，木糖醇添加量為8.00%，復合膠添加量1.25%，檸檬酸添加量0.03%。該配方得到的成品表面光滑無氣泡無雜質，結構緊密，奇亞籽均勻分布、透明度好、口感細膩爽滑、彈性好，酸甜可口，有奇亞籽的清新風味和Q彈的顆粒感。同時，產品具有較高的膳食纖維含量和較低的含糖量，具備防止肥胖，潤腸通便，美味同時不升高血糖的營養(yǎng)保健功能。