海洋多糖水分散性食品凝胶的研发及在新饮料产业中的应用

海洋多糖水分散性食品凝胶的研发及在新饮料产业中的应用

1闫肃  2庄培荣  3张泉  1庄莎莎  1蔡丽纯

(１.       泉州市壹合食品研究院有限公司，２. 泉州轻工职业学院，3. 泉州市匠沁食品科技有限公司)

摘要：本研究以海洋多糖卡拉胶及海藻酸钠等为原料进行特色凝胶食品的研制。由单因素试验及正交试验得到其最佳生产工艺为：卡拉胶与海藻酸钠的配比为3:1、增稠剂与柠檬酸钾配比6:1、搅拌速度80转/分、充气流量0.02MPa、搅拌温度65℃、结冷胶添加量（1‰），制得的产品具有气泡视觉感与颗粒的特点，可为相关产品的研制提供参考。

关键词：海洋多糖、凝胶、生产工艺、感官气泡定型

1 引言

   海洋多糖普遍具有高粘度、凝固能力等特点，是由海洋生物中提取制得。其中，海藻酸钠与卡拉胶有较好的应用，能够被生产成不同特征的优质食品。卡拉胶作为一种很好的凝固剂，可取代通常的琼脂、明胶及果胶等。用琼脂做成的果冻弹性不足，价格较高；用明胶做成果冻的缺点是凝固和融化点低，制备和贮存都需要低温冷藏；而果胶则需要加入高溶度的糖和调节适当的pH值才能凝固。卡拉胶能够弥补这些不足，其制成的果冻富有弹性且没有离水性，因此，成为果冻常用的凝胶剂。海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻中提取碘和甘露醇之后的副产物，是一种天然多糖，其水溶液具有较高的黏度，已被用作食品的增稠剂、稳定剂、乳化剂等。作为增稠剂，广泛应用于色拉、布丁、果酱、番茄酱及罐装制品，以提高产品的稳定性质，减少液体渗出。

   目前，市面上的相关凝胶食品，在口感上较为单一，同质化严重，因此本研究旨在利用海洋多糖研发新型气泡凝胶，并应用于饮品和果冻制品中，赋予气泡饮品在口感上有颗粒感，视觉上有均匀不规则气泡。同时也为相关产品的开发提供借鉴。

2 材料与方法

1.1材料与试剂

卡拉胶、果葡糖浆、白砂糖、海藻酸钠、结冷胶、山梨酸钾、柠檬酸钾、柠檬酸、果味香精、色素、纯净水

1.2仪器与设备

胶体磨(温州金泽泵业有限公司 JM-FB100A)、电加热蒸汽锅(泉州十八子机械设备有限公司 定制)、杀菌水浴箱(泉州十八子机械设备有限公司 定制)、风干机(泉州十八子机械设备有限公司 定制)、空气压缩机(厦门东亚机械工业股份有限公司 福星XS-100)

1.3试验方法

1.3.1 生产工艺

配料调至成液态，混合加热，经过高速打发充气搅拌产生气泡→降温，成半凝胶状（第1次冷却固化气泡)，加入结冷胶→加热（增加气泡量）→成型（第2次冷却固化气泡）→杀菌冷却→有气泡感的成品

1.3.2 凝胶食品的指标测定

1.3.2.1 感官

通过感官评价考察产品的色泽、口感、组织、风味

1.3.2.2 气泡大小、数量、均匀性、稳定性

气泡应为圆形，直径应在2-4mm范围内为宜，每立方厘米气泡数量应在5-10个范围内，气泡均匀性考察等体积产品中气泡数量的一致性，取10个独立1立方厘米产品中气泡数量的相对标准偏差进行比较，稳定性考察一定时间内气泡的剩余量，剩余量应大于90%/月。

1.3.3 单因素及正交实验

以卡拉胶与海藻酸钠的配比、增稠剂与柠檬酸钾的配比、搅拌速度、充气流量、搅拌温度、结冷胶的添加量为单因素，探讨各因素对总体评价的影响。

在单因素实验的基础上，以感官评价分数和气泡评价分数的综合得分作为指标进行正交实验，探讨最优生产工艺。

1.3.4 感官评价表

表1 海洋多糖凝胶感官评价标准

1.3.5 气泡评价表

表2 海洋多糖凝胶气泡评价标准

2 结果与分析

2.1卡拉胶与海藻酸钠的配比对产品的影响

表3 卡拉胶与海藻酸钠配比对海洋多糖凝胶的影响

图1 卡拉胶与海藻酸钠配比对海洋多糖凝胶的影响

由图1可以看到，卡拉胶与海藻酸钠的配比为3.5:1时综合评分最高。作为主要的凝胶形成成分，卡拉胶与海藻酸钠的配比对感官影响较大，卡拉胶比例过低时，无法形成稳定的凝胶网络结构，所得产品成型较差且没有弹性，卡拉胶比较过高时则影响产品的咀嚼性。

2.2增稠剂与柠檬酸钾配比对产品的影响

表4 增稠剂与柠檬酸钾配比对海洋多糖凝胶的影响

图2 增稠剂与柠檬酸钾配比对海洋多糖凝胶的影响

由图2发现，当增稠剂与柠檬酸钾配比在6.0:1时，凝胶的感官评分和气泡分数均最高，综合得分最高，增稠剂添加量较低时形成的凝胶结构质地不够紧密均匀，且气泡较大，不规则，同时口感偏酸。当增稠剂与柠檬酸钾比值高于6.0:1时，综合分数下降，这是由于高浓度增稠剂使得凝胶偏硬，气泡的形成受到限制。

2.3 搅拌速度对总评分的影响

表5 搅拌速度对海洋多糖凝胶的影响

图3 转速对海洋多糖凝胶的影响

由图3可知，搅拌速度对产品的气泡形成影响较大，对感官影响较小。当搅拌速度为80转/分时总评分最高。搅拌速度过低不易形成气泡，气泡数量明显偏低，搅拌速度过高则形成气泡直径偏小。

2.4 搅拌温度对感官评分影响

表6 搅拌温度对海洋多糖凝胶的影响

图4 搅拌温度对海洋多糖凝胶的影响

搅拌温度是海洋多糖凝胶形成的重要影响因素，由图4可以发现，搅拌温度60℃时产品的综合评分最高。这是由于搅拌温度过低不利于物料的充分混合，导致形成的气泡大小不一，影响产品视觉效果；而温度过高，缸体内会产生大量细小气泡，无法控制产品品质的一致性。

2.5 结冷胶添加量对总评分影响

表7 结冷胶添加量对海洋多糖凝胶的影响

图5 结冷胶添加量对海洋多糖凝胶的影响

结冷胶添加于产品中起到辅助形成凝胶的作用，其添加量通常在1‰-3‰。由图5可知，在0.4‰-1.5‰添加范围内，结冷胶的添加量对产品的感官评分和气泡评分影响作用不明显，结冷胶添加量为1.0‰二者的综合评分最高。

2.6正交试验结果

   在单因素实验的基础上，选择多产品的感官评分和气泡评分影响较大的4个因素进行正交试验设计，正交试验的因素与水平设计如表8所示。

表8 因素水平表

试验设计与结果见表9。

表9 正交试验设计与结果

由表9可知，所得的最优工艺配方为A1B2C2D3，即卡拉胶与海藻酸钠的配比为3.0:1、增稠剂与柠檬酸钾的配比为6.0:1、搅拌速度80转/分、搅拌温度65℃。此配方工艺组合制得的海洋多糖凝胶气泡规则细腻，凝胶结构致密且稳定，酸甜适口，口感爽滑。

3 结论

由卡拉胶和海藻酸钠复配而成的海洋多糖凝胶产品的最佳工艺为该产品卡拉胶与海藻酸钠配比3.0:1，增稠剂与柠檬酸钾配比6.0:1，搅拌速度80转/分，搅拌温度65℃，结冷胶添加量为0.1%，形成的凝胶产品具有较好的气泡特性和感官品质。该产品通过各种海洋增稠剂与钾盐、钙盐的组合形成新型海洋多糖凝胶，并利用充气搅拌工艺，获得气泡口感，可以添加在饮品、果冻制品中，赋予产品独特的视觉与果冻颗粒口感。目前该产品在国内应用较少，在休闲食品创新发展的大趋势下具有广阔的市场前景。

4 参考文献

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基金资助：福建省教育厅“休闲食品加工应用技术协同创新中心资助项目” （项目编号：XSJC-2021-01）.