朝鮮薊果凍的加工工藝及抗氧化能力研究

朝鮮薊果凍的加工工藝及抗氧化能力研究

朝鮮叫做楊濟(jì)和法國百合。它是科可可科和科可可的多年生草本植物，富含茶多酚、黃酮和鎘化合物。1實(shí)驗(yàn)1.1儀器、試劑和儀器朝鮮薊，匯美農(nóng)業(yè)科技有限公司;卡拉膠、魔芋膠、氯化鉀、檸檬酸，北京君澤生物科技有限公司;喜之郎果凍、白砂糖，當(dāng)?shù)爻?均為食品級。抗氧化能力試劑盒(ABTS法，批號:20181106;DPPH法，批號:20181110)，南京建成生物工程研究所。TA.XTPlus質(zhì)構(gòu)儀，英國StableMicroSystem公司;KQ5200E型超聲波清洗器，昆山市超聲波儀器有限公司;HJ-6型磁力加熱攪拌器，金壇石城東新瑞儀器廠;BCD-656WDPT型冰箱，青島海爾股份有限公司;EL104型電子天平，梅特勒-托利多儀器公司;DHG-9203A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海右一儀器有限公司;UV-1600紫外可見分光光度計(jì)，上海精密儀器有限公司;ELx800酶標(biāo)儀，美國寶特公司。1.2實(shí)驗(yàn)方法1.2.1朝鮮薊汁的制備朝鮮薊果凍的加工工藝流程:將朝鮮薊干苞葉清洗干凈，按體積質(zhì)量比20∶1加入90℃蒸煮2h，過濾得朝鮮薊汁，待用;將卡拉膠、魔芋膠及氯化鉀混勻后慢慢加入蒸餾水中攪拌均勻，在75℃下煮膠，加入朝鮮薊汁混合均勻，依次加入白砂糖、檸檬酸溶液，超聲脫氣泡后趁熱導(dǎo)入模具中，滅菌后放入冰箱冷藏至凝固，得朝鮮薊果凍，備用。1.2.2測試方法TA.XTPlus型質(zhì)構(gòu)儀采用TPA模式測試，對凝膠進(jìn)行硬度，內(nèi)聚性，彈性，膠黏性，咀嚼性的測定。探頭型號:P/0.5;預(yù)測試速度:1mm/s;測試速度:2mm/s;返回速度:2mm/s，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載10g;每個(gè)樣品測試3次，取平均值。1.2.3感覺評估組織20位感官監(jiān)評員對制備的朝鮮薊果凍從色澤、風(fēng)味、口感和組織形態(tài)等4個(gè)方面進(jìn)行感官評定1.2.4抗氧化性測定通過體外抗氧化實(shí)驗(yàn)ABTS法1.3實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.3.1橡膠的復(fù)合制備凝膠種類、配比及濃度對果凍性能起著決定性的作用，單一凝膠往往達(dá)不到預(yù)期的效果，而通過膠體復(fù)配協(xié)同增效可以提高凝膠的性能1.3.2單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果選取復(fù)配膠添加量，朝鮮薊汁添加量，白砂糖添加量及檸檬酸添加量4個(gè)因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)。當(dāng)其中一個(gè)變量變化時(shí)，其他的固定添加量為:檸檬酸添加量0.02%，復(fù)配膠添加量0.6%，白沙糖添加量5.5%，朝鮮薊汁添加量80%。對制備的朝鮮薊果凍進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析和感官評價(jià)，從而確定各個(gè)因素的適宜水平。1.3.3響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)優(yōu)化復(fù)配膠卡拉膠∶魔芋膠∶氯化鉀比例為5∶15∶4，結(jié)合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取檸檬酸、復(fù)配膠、白砂糖及朝鮮薊汁添加量4個(gè)因素為因變量，以朝鮮薊果凍的感官評價(jià)為自變量(Y)，采用響應(yīng)面Box-Behnken模式優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方，通過Design-Expert8.0.6軟件設(shè)計(jì)分析。響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)因素水平見表2。1.4響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方使用MicrosoftExcel2016繪制多元凝膠的數(shù)據(jù)圖像;通過ExponentLiteExpress軟件設(shè)定質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)及對果凍硬度、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性及咀嚼性數(shù)據(jù)分析;運(yùn)用Design-Expert8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)分析及二階模型的建立，進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方。所有實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。2結(jié)果與討論2.1果凍含不同蘋果顆粒，含不同水果顆粒，導(dǎo)致果汁顆粒制備為了建立果凍的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，先用質(zhì)構(gòu)儀對市面上銷售的三種喜之郎果凍(1號、2號含不同果肉顆粒，3號為水果味果凍)進(jìn)行檢測，結(jié)果如表3所示。三種果凍的硬度和咀嚼性在12～14之間，彈性在1.0左右。2.2果凍凝膠的制備通過大量的預(yù)實(shí)驗(yàn)，選擇在濃度為0.5%,0.7%,0.9%下，魔芋膠∶卡拉膠比例為3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3，檢測其三種物性指標(biāo)(表4)，在實(shí)驗(yàn)中，膠含量在0.5%中，3∶1的果凍呈半固體狀，軟爛不成形。這是因?yàn)榭ɡz-魔芋膠的體系中，卡拉膠形成主要的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，而魔芋膠起到填補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中去，這就形成較好凝膠的條件是要求卡拉膠達(dá)到一定的濃度，而在之前的預(yù)實(shí)驗(yàn)中證明了這一點(diǎn)。通過對數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，在不同濃度中，魔芋膠:卡拉膠在3∶1與2∶1的果凍中，其硬度，膠黏性較與其他的比例數(shù)據(jù)較大，這是因?yàn)槟в竽z能夠通過氫鍵與卡拉膠相互作用，用使膠體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更為致密2.3氯化鉀添加量鉀離子能夠有效地增加凝膠強(qiáng)度，使分子間的交聯(lián)增強(qiáng)。由表5可知，果凍的彈性、硬度及膠粘性隨氯化鉀添加量的增大先增大后減小，當(dāng)氯化鉀添加量為0.4%時(shí)，達(dá)到最大值。在0.1%～0.4%的范圍中，硬度，彈性，膠黏性先增大后減少。而在0.5%以后凝膠強(qiáng)度減少且在0.8%時(shí)，復(fù)配膠呈半凝固狀態(tài)，各種特征無法測出。這是因?yàn)檫^量的離子強(qiáng)度會(huì)加速凝膠老化過程，過量的離子中和了卡拉膠分子所帶的負(fù)電荷，減少了斥力，使游離水釋放出來2.4單因素試驗(yàn)的結(jié)果與討論2.4.1檸檬酸對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響在白砂糖5.5%，復(fù)配膠0.7%，朝鮮薊汁80%的條件下，分別加入檸檬酸0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%，檸檬酸對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響如圖2所示。檸檬酸為0.03%時(shí)，感官評價(jià)和彈性達(dá)到最大值92分和1.23mm，檸檬酸對調(diào)節(jié)溶液pH和果凍酸甜口感上有較大的作用，添加少量的檸檬酸，使果凍酸甜可口，口感更加豐富，且適當(dāng)濃度的OH2.4.2復(fù)配膠對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響在白砂糖5.5%，檸檬酸0.03%，朝鮮薊汁80%的條件下，分別加入復(fù)配膠0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%，復(fù)配膠對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響如圖3所示。感官評價(jià)和彈性隨著復(fù)配膠添加量的增加而減少。隨著復(fù)配膠添加量的增大，凝膠強(qiáng)度逐漸增大，彈性不斷減少?？ɡz是由紅藻類提取出來的多糖，其本身帶有的魚腥味味道刺激。當(dāng)在溶液中超過的一定濃度后，食用時(shí)明顯的異味，讓人難以接受，導(dǎo)致感官評價(jià)降低2.4.3白砂糖的添加量對果凍品質(zhì)的影響在復(fù)配膠0.7%，檸檬酸0.03%，朝鮮薊汁80%的條件下，分別加入白砂糖4.5%,5.0%,5.5%,6.0%,6.5%，白砂糖對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響如圖4所示。感官評分先增大后減少，人們大都偏愛稍甜的食品，但是超過一定限度后，甜味會(huì)掩蓋朝鮮薊本身的香味，影響朝鮮薊果凍的獨(dú)特風(fēng)味。在4.5%～6%中，彈性的變化不大，而在6.5%時(shí)彈性顯著增大，由于適量的白砂糖會(huì)使果凍的凝膠強(qiáng)度增強(qiáng)，與文獻(xiàn)報(bào)道的百合果凍影響一致2.4.4朝鮮薊汁對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響在復(fù)配膠0.7%，檸檬酸0.03%，白砂糖5.5%的條件下，分別加入朝鮮薊汁60%,70%,80%,90%,100%，朝鮮薊汁對朝鮮薊果凍品質(zhì)的影響如圖5所示。朝鮮薊具有獨(dú)特的清香及回甘效果，隨著朝鮮薊汁的增加，朝鮮薊風(fēng)味越加濃郁，感官評分逐漸增大。果凍的彈性先增大后減少，市面上熱銷的果凍彈性在1mm左右，選擇合適朝鮮薊汁添加量為80%。2.5試驗(yàn)與討論的結(jié)果2.5.1響應(yīng)面分析結(jié)果在單因素實(shí)驗(yàn)考察的區(qū)間內(nèi)，果凍彈性變化不大，感官變換較為明顯。因此，以果凍感官評價(jià)(Y)為響應(yīng)值，選取檸檬酸添加量(A)、白砂糖添加量(B)，復(fù)配膠添加量(C)，朝鮮薊汁添加量(D)四個(gè)配方變量，采用Box-Behnken模型設(shè)計(jì)了4因素3水平實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表6。將表6中數(shù)據(jù)利用DesignExpert8.0.6軟件進(jìn)行二次多元回歸擬合，得到模型的二次多項(xiàng)回歸方程如下:為了檢驗(yàn)方程的有效性，對朝鮮薊果凍感官得分的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表7所示。由表7可知，在模型中p值<0.05(=0.018)，表明回歸模型達(dá)到了顯著水平;而失擬項(xiàng)p值為0.2275，大于0.05，表明失擬項(xiàng)不顯著，說明模型方程與實(shí)際情況吻合的較好，實(shí)驗(yàn)誤差小，因此可用該回歸方程代替實(shí)驗(yàn)真實(shí)點(diǎn)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。該表中一次項(xiàng)A、C、交互項(xiàng)CD及二次項(xiàng)A2.5.2響應(yīng)平面的圖像分析為更直觀的分析兩兩交互因素對朝鮮薊果凍感官評價(jià)的影響2.5.3朝鮮薊果凍的最佳配方確定經(jīng)過響應(yīng)面優(yōu)化后的果凍配方(為了實(shí)驗(yàn)方便調(diào)配對其進(jìn)行取整處理)為:檸檬酸添加量0.03%，復(fù)配膠添加量0.7%，白砂糖添加量5.5%，朝鮮薊汁添加量80%，在此優(yōu)化配方的條件下，預(yù)測的感官評價(jià)為93.69分。為了進(jìn)一步驗(yàn)證響應(yīng)面法的可靠性，制作朝鮮薊果凍。經(jīng)實(shí)驗(yàn)人員根據(jù)果凍的評判標(biāo)準(zhǔn)得到，優(yōu)化配方過的果凍感官評價(jià)為93.9分，與預(yù)測得到的分?jǐn)?shù)接近，但也在誤差范圍內(nèi)，說明了響應(yīng)面法優(yōu)化產(chǎn)品工藝是可行的。2.6抗氧化能力檢測結(jié)果對比通過DPPH法和ABTS法分別檢測朝鮮薊果凍和市面上的兩種果凍抗氧化能力，結(jié)果如表8所示。DPPH法檢測朝鮮薊果凍的抗氧化能力分別是1號、2號和3號果凍的5.6倍、5.8倍和1.3倍;ABTS法檢測朝鮮薊果凍的抗氧化能力分別是1號、2號和3號果凍的4.3倍、4.1倍和2.1倍，且兩種方法的檢測結(jié)果具有一致性。由于朝鮮薊中富含洋薊素及綠原酸等多酚類化合物3白砂糖添加量對果凍品質(zhì)的影響本實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，利用響應(yīng)面法建立朝鮮薊果凍的二次多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型，對影響感官評價(jià)的關(guān)鍵因素及其相互作用進(jìn)行深入探討，發(fā)現(xiàn)各因素對果凍的感官影響大小為:白砂糖添加量>檸檬酸添加量>朝鮮薊汁添加量>復(fù)配