張莉，李文新，孫英瑞，梁碩佳，張新宇，范榮波

（1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院食品系，山東 萊陽 265200；2.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266109）

紅茶菌由醋酸菌、酵母菌、乳酸菌等組成[1]，可經(jīng)紅茶水、糖發(fā)酵成含有多種活菌的菌液。紅茶菌發(fā)酵液是一種對人體有多種保健作用的健康飲品，稱為“胃寶”[2]，含有有機(jī)酸、茶多酚[3-4]、2-酮葡萄糖酸、維生素[5]、氨基酸等多種對人體有益的物質(zhì)，在調(diào)理腸胃、抑制雜菌[6]、調(diào)節(jié)人體新陳代謝、體外抗氧化[7]等方面具有很好的促進(jìn)作用。萊陽梨，萊陽市特產(chǎn)，為國家地理標(biāo)志產(chǎn)品[8]，富含易被人體吸收且對人體有益的多糖、有機(jī)酸和多種維生素及礦物質(zhì)[9-10]，可以生津止渴、潤喉降火、清肺潤肺、化痰止咳[11]。果凍色澤鮮亮、晶瑩剔透、口感滑爽，深受青少年和女性朋友的喜愛[12]。如今市場上的果凍多以水果味果凍為主[13-15]，紅茶菌在市場上多以飲料形式出現(xiàn)[16-18]，將兩者進(jìn)行結(jié)合，再添加具有地方特色的萊陽梨汁，研發(fā)一種酸甜適中、營養(yǎng)豐富，兼具紅茶菌發(fā)酵的獨(dú)特香氣與萊陽梨清甜的紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍，不僅可以增加果凍新種類，而且可為古老的紅茶菌拓展新的加工利用途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅茶菌菌種：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)食品與科學(xué)工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室保藏；萊陽梨、武夷紅茶：市售；白砂糖：云南滇鵬糖業(yè)有限公司；卡拉膠（食品級(jí)）、魔芋膠（食品級(jí)）、檸檬酸（食品級(jí)）：河南萬邦實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

榨汁機(jī)（HR1871）：飛利浦集團(tuán)；恒溫培養(yǎng)箱（303-5B）：龍口市先科儀器有限公司；水浴鍋（HH-4）：上海亞榮生化儀器廠；立式壓力蒸汽滅菌器（YXQ-50SII）：上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；電子天平（JA50002）：上海精密儀器儀表有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點(diǎn)

1.3.2.1 紅茶菌發(fā)酵液的制備

將煮沸的飲用水倒入燒杯中，加入武夷紅茶（3g/L）浸提15 min，浸提結(jié)束后加入白砂糖（100 g/L），冷卻至室溫（25℃），再接入紅茶菌菌膜（75 g/L），在30℃條件下恒溫發(fā)酵5d，發(fā)酵完成后用200目的濾布過濾備用。

1.3.2.2 萊陽梨汁的制備

選取新鮮、完整、無腐爛的萊陽梨，切成均勻的小塊，榨汁并用4層紗布過濾。

1.3.2.3 發(fā)酵

將500 mL紅茶菌發(fā)酵液與一定量的萊陽梨汁混合，置于30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24 h，制得果凍發(fā)酵混合液。

1.3.2.4 溶膠

將卡拉膠、魔芋膠按一定比例加入果凍發(fā)酵混合液中，浸泡使膠充分溶脹，置于（95±1）℃水浴鍋中攪拌溶解，制得澄清透明、黏滑的溶液。

1.3.2.5 注入模具

在冷卻前將果凍溶液快速倒入模具中，使其自然冷卻，成型。

1.3.3 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.3.1 萊陽梨汁的添加量對果凍品質(zhì)的影響

在紅茶菌發(fā)酵液中分別添加檸檬酸1.2 g/L、白砂糖150 g/L、膠凝劑（卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1）添加量 14 g/L，考察萊陽梨汁添加量（300、350、400、450、500 mL/L）對果凍品質(zhì)的影響。

1.3.3.2 卡拉膠和魔芋膠質(zhì)量比對果凍品質(zhì)的影響

在紅茶菌發(fā)酵液中分別添加萊陽梨汁400 mL/L、檸檬酸1.2 g/L、白砂糖150 g/L、考察凝膠劑添加量為14 g/L 的卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比（1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1）對果凍品質(zhì)的影響。

1.3.3.3 白砂糖的添加量對果凍品質(zhì)的影響

在紅茶菌發(fā)酵液中分別添加萊陽梨汁400 mL/L、檸檬酸1.2 g/L、膠凝劑（卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1）14 g/L，考察白砂糖添加量（90、110、130、150、170 g/L）對果凍品質(zhì)的影響。

1.3.3.4 檸檬酸的添加量對果凍品質(zhì)的影響

在紅茶菌發(fā)酵液中分別添加萊陽梨汁400 mL/L、白砂糖150 g/L、膠凝劑（卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1）14 g/L，考察檸檬酸添加量（0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 g/L）對果凍品質(zhì)的影響。

1.3.4 感官品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

選擇10名專業(yè)人員對果凍的各項(xiàng)感官指標(biāo)進(jìn)行評分，參照文獻(xiàn)[19-20]設(shè)定分值，設(shè)定滿分為100，包括色澤、風(fēng)味、口感、組織形態(tài)四個(gè)方面，評分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍感官品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory quality evaluation standard of Kombucha fermentation broth Laiyang pear jelly

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 萊陽梨汁添加量的確定

萊陽梨汁添加量對果凍感官品質(zhì)的影響見圖1。

由圖1可以看出，隨著萊陽梨汁的添加量從300mL/L增長到400 mL/L，果凍的感官評分呈上升趨勢，當(dāng)添加量大于400 mL/L時(shí)，果凍的感官評分呈下降趨勢，當(dāng)萊陽梨汁的添加量在400 mL/L時(shí)，感官評分達(dá)到最高值。萊陽梨汁的添加主要影響果凍的風(fēng)味，添加量過少則不能突出萊陽梨的風(fēng)味，添加量過多則掩藏紅茶菌發(fā)酵液的風(fēng)味，紅茶菌發(fā)酵液和萊陽梨汁達(dá)到最佳配比才能體現(xiàn)果凍的良好風(fēng)味。因此，確定萊陽梨汁的最佳添加量為400 mL/L。

圖1 萊陽梨汁添加量對果凍感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of Laiyang pear juice addition on sensory quality of jelly

2.1.2 卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比的確定

卡拉膠和魔芋膠質(zhì)量比對果凍品質(zhì)的影響見圖2。

圖2 卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比對果凍感官品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of the ratio of carrageenan to konjac gum on the sensory quality of jelly

由圖2可以看出，隨著卡拉膠所占比例的增加，果凍的感官評分先升高后降低。當(dāng)卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1時(shí)，果凍的感官評分最高，果凍軟硬適中，咀嚼性和彈性最佳。當(dāng)繼續(xù)增加卡拉膠添加量時(shí)，果凍的感官評分開始下降，這可能是由于隨著卡拉膠添加量的加大，使得果凍不易成型，彈性較差，咀嚼性欠佳。因此，確定卡拉膠和魔芋膠的最適質(zhì)量比為2∶1。

2.1.3 白砂糖添加量的確定

白砂糖添加量對果凍品質(zhì)的影響見圖3。

圖3 白砂糖添加量對果凍感官品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of the white granulated sugar addition on the sensory quality of jelly

由圖3可以看出，隨著白砂糖添加量的逐漸增加，果凍的感官評分先升高后降低，當(dāng)白砂糖的添加量為150 g/L時(shí)，果凍的感官評分最高，此時(shí)果凍的酸甜度達(dá)到最佳水平。白砂糖主要影響果凍的甜度，添加量過多過少都不能讓果凍達(dá)到最佳口感。當(dāng)白砂糖的添加量高于或低于150 g/L時(shí)，果凍的酸甜度均欠佳，感官評分低于最高值。因此，確定白砂糖最適添加量為150 g/L。

2.1.4 檸檬酸添加量的確定

檸檬酸添加量對果凍品質(zhì)的影響見圖4。

圖4 檸檬酸添加量對果凍感官品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of citric acid addition on sensory quality of jelly

由圖4可以看出，隨著檸檬酸添加量的逐漸增加，果凍的感官評分先升高后降低，當(dāng)檸檬酸添加量為1.2g/L時(shí)，果凍的酸甜度適宜，口味最佳，感官評分達(dá)到了最高。當(dāng)檸檬酸含量低于1.2 g/L時(shí)，果凍口味不佳，風(fēng)味不夠凸顯；當(dāng)檸檬酸含量高于1.2 g/L時(shí)，果凍口感過酸，掩蓋了萊陽梨汁和紅茶菌的風(fēng)味。因此，檸檬酸的最佳添加量為1.2 g/L。

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合單因素試驗(yàn)結(jié)果，檸檬酸添加量對果凍感官品質(zhì)影響不夠顯著，選擇對果凍感官影響較大的三個(gè)因素：萊陽梨汁添加量（A）、卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比（B）、白砂糖添加量（C）為考察變量，根據(jù)Box-Behnken原理設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，以感官評分為指標(biāo)，采用Design-Expert進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)，對紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍的配方參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)自變量因素編碼及水平見表2。

表2 響應(yīng)面試驗(yàn)因素和水平Table 2 Factors and levels of response surface experiment

2.3 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

2.3.1 響應(yīng)面回歸模型的建立與分析

采用Box-Behnken模型設(shè)計(jì)三因素三水平試驗(yàn)，結(jié)果見表3。

表3 Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果Table 3 Scheme and results of Box-Behnken experiment design

以感官評分為響應(yīng)值，建立多元回歸模型，回歸方程：感官評分（Y）=82.76+2.11A-0.52B-2.78C-2.65AB-3.68AC-4.00BC-7.89A2-6.37B2-8.39C2。

由表4可知，模型P＜0.01為極顯著，可以有效地預(yù)測工藝參數(shù)。同時(shí)，可見 A、AC、BC、A2、B2、C2為顯著項(xiàng)；失擬項(xiàng)的P值為0.176 6＞0.05，對模擬有利，失擬項(xiàng)不顯著。結(jié)果表明，回歸方程與實(shí)際情況吻合較好，試驗(yàn)誤差較小，因此可用該回歸方程對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。在選定的因素水平范圍內(nèi)，各個(gè)因素對果凍感官評分的影響程度：A萊陽梨汁添加量＞C白砂糖添加量＞B卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比。

表4 方差分析結(jié)果Table 4 Results of ANOVA

2.3.2 交互作用分析

萊陽梨汁添加量和卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比對果凍感官評分影響的等高線與曲面圖見圖5。

圖5 萊陽梨汁添加量和卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比對果凍感官評分的影響Fig.5 Influence of the added amount of Laiyang pear juice and the quality ratio of carrageenan to konjac gum on the sensory evaluation of jelly

由圖5可知，發(fā)酵果凍的感官評分隨著萊陽梨汁添加量的增加和膠凝劑中卡拉膠量的增加呈先增大后減小的趨勢。等高線趨近圓形，說明萊陽梨汁添加量和卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比的交互作用不顯著。

萊陽梨汁添加量和白砂糖添加量對果凍感官評分影響的等高線與曲面圖見圖6。

圖6 萊陽梨汁添加量和白砂糖添加量對果凍感官評分的影響Fig.6 Influence of the added amount of Laiyang pear juice and white sugar on the sensory evaluation of jelly

由圖6可知，發(fā)酵果凍的感官評分因萊陽梨汁和白砂糖添加量的增多而呈現(xiàn)上升后降低的關(guān)系。等高線為橢圓形，響應(yīng)面坡度較為陡峭，說明萊陽梨汁添加量和白砂糖的添加量的交互作用顯著。

卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比和白砂糖添加量對果凍感官評分影響的等高線與曲面圖見圖7。

圖7 卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比和白砂糖添加量對果凍感官評分的影響Fig.7 Influence of the added amount of the quality ratio of carrageenan to konjac gum and white sugar on the sensory evaluation of jelly

由圖7可知，隨著凝膠劑中卡拉膠量的增加和白砂糖添加量的增大，發(fā)酵果凍的感官評分先增大后減小。等高線為橢圓形，說明卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比和白砂糖添加量的交互作用顯著。

2.3.3 模型驗(yàn)證

通過響應(yīng)面回歸模型分析，得到紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍的最佳配方參數(shù)：萊陽梨汁添加量為408.6mL/L，白砂糖的添加量為147.3 g/L，卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2.06∶1，在此最佳條件下果凍的感官評分為83.07，考慮實(shí)際操作的可行性，將此配方調(diào)整：萊陽梨汁的添加量為410 mL/L，白砂糖的添加量為150 g/L，卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1，進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證試驗(yàn)，得到的果凍感官評分為82.76，接近于預(yù)測值，證明該最佳工藝條件是合理的。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面設(shè)計(jì)的優(yōu)化，紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍最佳配方為紅茶菌發(fā)酵液500 mL，萊陽梨汁的添加量為410 mL/L，卡拉膠與魔芋膠質(zhì)量比為2∶1（添加量14g/L），白砂糖添加量為 150 g/L，檸檬酸添加量為1.2 g/L，在此條件下，果凍的感官評分最高。此配方制作的紅茶菌發(fā)酵液萊陽梨果凍色澤鮮亮，均勻一致，結(jié)構(gòu)緊實(shí)，口感潤滑、細(xì)膩，彈性和咀嚼性良好，具有紅茶菌發(fā)酵液獨(dú)特香氣和萊陽梨的清香。該產(chǎn)品營養(yǎng)豐富，風(fēng)味獨(dú)特，是一種極具開發(fā)潛力的新型果凍。