朝鲜蓟果冻的加工工艺及抗氧化能力研究

朝鲜蓟果冻的加工工艺及抗氧化能力研究

朝鲜叫做杨济和法国百合。它是科可可科和科可可的多年生草本植物，富含茶多酚、黄酮和镉化合物。1实验1.1仪器、试剂和仪器朝鲜蓟，汇美农业科技有限公司;卡拉胶、魔芋胶、氯化钾、柠檬酸，北京君泽生物科技有限公司;喜之郎果冻、白砂糖，当地超市;均为食品级。抗氧化能力试剂盒(ABTS法，批号:20181106;DPPH法，批号:20181110)，南京建成生物工程研究所。TA.XTPlus质构仪，英国StableMicroSystem公司;KQ5200E型超声波清洗器，昆山市超声波仪器有限公司;HJ-6型磁力加热搅拌器，金坛石城东新瑞仪器厂;BCD-656WDPT型冰箱，青岛海尔股份有限公司;EL104型电子天平，梅特勒-托利多仪器公司;DHG-9203A型电热恒温鼓风干燥箱，上海右一仪器有限公司;UV-1600紫外可见分光光度计，上海精密仪器有限公司;ELx800酶标仪，美国宝特公司。1.2实验方法1.2.1朝鲜蓟汁的制备朝鲜蓟果冻的加工工艺流程:将朝鲜蓟干苞叶清洗干净，按体积质量比20∶1加入90℃蒸煮2h，过滤得朝鲜蓟汁，待用;将卡拉胶、魔芋胶及氯化钾混匀后慢慢加入蒸馏水中搅拌均匀，在75℃下煮胶，加入朝鲜蓟汁混合均匀，依次加入白砂糖、柠檬酸溶液，超声脱气泡后趁热导入模具中，灭菌后放入冰箱冷藏至凝固，得朝鲜蓟果冻，备用。1.2.2测试方法TA.XTPlus型质构仪采用TPA模式测试，对凝胶进行硬度，内聚性，弹性，胶黏性，咀嚼性的测定。探头型号:P/0.5;预测试速度:1mm/s;测试速度:2mm/s;返回速度:2mm/s，触发点负载10g;每个样品测试3次，取平均值。1.2.3感觉评估组织20位感官监评员对制备的朝鲜蓟果冻从色泽、风味、口感和组织形态等4个方面进行感官评定1.2.4抗氧化性测定通过体外抗氧化实验ABTS法1.3实验设计1.3.1橡胶的复合制备凝胶种类、配比及浓度对果冻性能起着决定性的作用，单一凝胶往往达不到预期的效果，而通过胶体复配协同增效可以提高凝胶的性能1.3.2单因素实验结果选取复配胶添加量，朝鲜蓟汁添加量，白砂糖添加量及柠檬酸添加量4个因素进行单因素实验。当其中一个变量变化时，其他的固定添加量为:柠檬酸添加量0.02%，复配胶添加量0.6%，白沙糖添加量5.5%，朝鲜蓟汁添加量80%。对制备的朝鲜蓟果冻进行质构分析和感官评价，从而确定各个因素的适宜水平。1.3.3响应面优化实验优化复配胶卡拉胶∶魔芋胶∶氯化钾比例为5∶15∶4，结合单因素实验结果，选取柠檬酸、复配胶、白砂糖及朝鲜蓟汁添加量4个因素为因变量，以朝鲜蓟果冻的感官评价为自变量(Y)，采用响应面Box-Behnken模式优化实验配方，通过Design-Expert8.0.6软件设计分析。响应面实验因素水平见表2。1.4响应面优化实验配方使用MicrosoftExcel2016绘制多元凝胶的数据图像;通过ExponentLiteExpress软件设定质构仪参数及对果冻硬度、内聚性、弹性、胶黏性及咀嚼性数据分析;运用Design-Expert8.0.6软件进行响应面实验设计、数据分析及二阶模型的建立，进行显著性检验优化实验配方。所有实验重复3次，取平均值。2结果与讨论2.1果冻含不同苹果颗粒，含不同水果颗粒，导致果汁颗粒制备为了建立果冻的评价标准，先用质构仪对市面上销售的三种喜之郎果冻(1号、2号含不同果肉颗粒，3号为水果味果冻)进行检测，结果如表3所示。三种果冻的硬度和咀嚼性在12～14之间，弹性在1.0左右。2.2果冻凝胶的制备通过大量的预实验，选择在浓度为0.5%,0.7%,0.9%下，魔芋胶∶卡拉胶比例为3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3，检测其三种物性指标(表4)，在实验中，胶含量在0.5%中，3∶1的果冻呈半固体状，软烂不成形。这是因为卡拉胶-魔芋胶的体系中，卡拉胶形成主要的网络结构，而魔芋胶起到填补网络结构中去，这就形成较好凝胶的条件是要求卡拉胶达到一定的浓度，而在之前的预实验中证明了这一点。通过对数据分析发现，在不同浓度中，魔芋胶:卡拉胶在3∶1与2∶1的果冻中，其硬度，胶黏性较与其他的比例数据较大，这是因为魔芋胶能够通过氢键与卡拉胶相互作用，用使胶体网络结构更为致密2.3氯化钾添加量钾离子能够有效地增加凝胶强度，使分子间的交联增强。由表5可知，果冻的弹性、硬度及胶粘性随氯化钾添加量的增大先增大后减小，当氯化钾添加量为0.4%时，达到最大值。在0.1%～0.4%的范围中，硬度，弹性，胶黏性先增大后减少。而在0.5%以后凝胶强度减少且在0.8%时，复配胶呈半凝固状态，各种特征无法测出。这是因为过量的离子强度会加速凝胶老化过程，过量的离子中和了卡拉胶分子所带的负电荷，减少了斥力，使游离水释放出来2.4单因素试验的结果与讨论2.4.1柠檬酸对朝鲜蓟果冻品质的影响在白砂糖5.5%，复配胶0.7%，朝鲜蓟汁80%的条件下，分别加入柠檬酸0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%，柠檬酸对朝鲜蓟果冻品质的影响如图2所示。柠檬酸为0.03%时，感官评价和弹性达到最大值92分和1.23mm，柠檬酸对调节溶液pH和果冻酸甜口感上有较大的作用，添加少量的柠檬酸，使果冻酸甜可口，口感更加丰富，且适当浓度的OH2.4.2复配胶对朝鲜蓟果冻品质的影响在白砂糖5.5%，柠檬酸0.03%，朝鲜蓟汁80%的条件下，分别加入复配胶0.6%,0.7%,0.8%,0.9%,1.0%，复配胶对朝鲜蓟果冻品质的影响如图3所示。感官评价和弹性随着复配胶添加量的增加而减少。随着复配胶添加量的增大，凝胶强度逐渐增大，弹性不断减少。卡拉胶是由红藻类提取出来的多糖，其本身带有的鱼腥味味道刺激。当在溶液中超过的一定浓度后，食用时明显的异味，让人难以接受，导致感官评价降低2.4.3白砂糖的添加量对果冻品质的影响在复配胶0.7%，柠檬酸0.03%，朝鲜蓟汁80%的条件下，分别加入白砂糖4.5%,5.0%,5.5%,6.0%,6.5%，白砂糖对朝鲜蓟果冻品质的影响如图4所示。感官评分先增大后减少，人们大都偏爱稍甜的食品，但是超过一定限度后，甜味会掩盖朝鲜蓟本身的香味，影响朝鲜蓟果冻的独特风味。在4.5%～6%中，弹性的变化不大，而在6.5%时弹性显著增大，由于适量的白砂糖会使果冻的凝胶强度增强，与文献报道的百合果冻影响一致2.4.4朝鲜蓟汁对朝鲜蓟果冻品质的影响在复配胶0.7%，柠檬酸0.03%，白砂糖5.5%的条件下，分别加入朝鲜蓟汁60%,70%,80%,90%,100%，朝鲜蓟汁对朝鲜蓟果冻品质的影响如图5所示。朝鲜蓟具有独特的清香及回甘效果，随着朝鲜蓟汁的增加，朝鲜蓟风味越加浓郁，感官评分逐渐增大。果冻的弹性先增大后减少，市面上热销的果冻弹性在1mm左右，选择合适朝鲜蓟汁添加量为80%。2.5试验与讨论的结果2.5.1响应面分析结果在单因素实验考察的区间内，果冻弹性变化不大，感官变换较为明显。因此，以果冻感官评价(Y)为响应值，选取柠檬酸添加量(A)、白砂糖添加量(B)，复配胶添加量(C)，朝鲜蓟汁添加量(D)四个配方变量，采用Box-Behnken模型设计了4因素3水平实验，结果见表6。将表6中数据利用DesignExpert8.0.6软件进行二次多元回归拟合，得到模型的二次多项回归方程如下:为了检验方程的有效性，对朝鲜蓟果冻感官得分的数学模型进行方差分析，结果如表7所示。由表7可知，在模型中p值<0.05(=0.018)，表明回归模型达到了显著水平;而失拟项p值为0.2275，大于0.05，表明失拟项不显著，说明模型方程与实际情况吻合的较好，实验误差小，因此可用该回归方程代替实验真实点对实验结果进行预测。该表中一次项A、C、交互项CD及二次项A2.5.2响应平面的图像分析为更直观的分析两两交互因素对朝鲜蓟果冻感官评价的影响2.5.3朝鲜蓟果冻的最佳配方确定经过响应面优化后的果冻配方(为了实验方便调配对其进行取整处理)为:柠檬酸添加量0.03%，复配胶添加量0.7%，白砂糖添加量5.5%，朝鲜蓟汁添加量80%，在此优化配方的条件下，预测的感官评价为93.69分。为了进一步验证响应面法的可靠性，制作朝鲜蓟果冻。经实验人员根据果冻的评判标准得到，优化配方过的果冻感官评价为93.9分，与预测得到的分数接近，但也在误差范围内，说明了响应面法优化产品工艺是可行的。2.6抗氧化能力检测结果对比通过DPPH法和ABTS法分别检测朝鲜蓟果冻和市面上的两种果冻抗氧化能力，结果如表8所示。DPPH法检测朝鲜蓟果冻的抗氧化能力分别是1号、2号和3号果冻的5.6倍、5.8倍和1.3倍;ABTS法检测朝鲜蓟果冻的抗氧化能力分别是1号、2号和3号果冻的4.3倍、4.1倍和2.1倍，且两种方法的检测结果具有一致性。由于朝鲜蓟中富含洋蓟素及绿原酸等多酚类化合物3白砂糖添加量对果冻品质的影响本实验在单因素实验的基础上，利用响应面法建立朝鲜蓟果冻的二次多项式数学模型，对影响感官评价的关键因素及其相互作用进行深入探讨，发现各因素对果冻的感官影响大小为:白砂糖添加量>柠檬酸添加量>朝鲜蓟汁添加量>复配