红葡萄酒夹心果冻的制作工艺优化

丰暑敏，张波，李丽，杨平，台小文

(甘肃农业大学 食品科学与工程学院，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室，甘肃省葡萄与葡萄酒产业技术研发中心， 甘肃 兰州， 730070)

葡萄酒是一种营养丰富的酒精性饮品，除能愉悦我们的心情外，酒中所含的营养成分还对我们的健康有明显的保健作用，特别是在调节新陈代谢、促进血液循环、保护心血管和抗击氧化等方面发挥着重要功效[1-2]。尽管葡萄酒有着悠久的生产历史，形成的产品种类也很丰富，但均以液体饮料形式为主，其他类型的加工产品还很有限。随着食品生产技术的提高，越来越多的食品类型不断出现，多样化的发展在满足人民群众日益增长需求的同时，也为葡萄酒类产品的加工提供了技术参考。

果冻是一种以水、食用糖等为主要原料，辅以胶凝剂和果蔬或乳制品等加工而成的胶冻食品。因其外观晶莹剔透、酸甜平衡、口感爽滑弹牙、即开即食等特点深受大众喜爱。不过目前市售的大部分果冻产品为了增加其风味品质，通常会添加人工香精和色素等物质，这些成分不仅营养价值低、保健功能有限，大量食用还可能会对消费者的健康产生不利影响[3]。因此，如果能将葡萄酒添加到果冻中，利用后者稳定性好、共存性高的优点[4]，既能使用葡萄酒的天然色泽和风味提高果冻的感官品质和营养价值，又能为葡萄酒的衍生加工产品开发提供研究方向。

目前，通过在配料中添加酒类成分制作果冻已有少量的研究。宗留香等[5]以杜仲甜酒、鸡蛋为原料并配以辅料，采用单因素试验考察了不同原料对果冻品质的影响，得出了一种酒类营养保健果冻的最佳配方。采用正交试验设计，研究人员还进一步优化了添加有黑豆甜酒[6]以及红葡萄酒[7]的果冻制作工艺。而限于单一胶凝剂在成胶性、弹韧性、均一性、透明度、口感及组织状态等方面存在的不足[8]。秦慧彬等[9]以魔芋粉、卡拉胶、海藻酸钠和黄原胶为配料，研制了含有啤酒成分的果冻产品，同时作者还发现，由于各胶凝剂的协同增效作用，使得复配后的果冻产品在凝胶强度、组织状态、黏弹性及口感等性能方面均获得了很好的提升。不过综观已有的研究我们发现，目前的酒类果冻工艺多是将酒液和胶凝剂等直接混合形成的均一状胶体食品[10]，对于酒类夹心果冻的研究还鲜有报道，有待于进一步的工艺开发。

为此，本研究以干红葡萄酒为试验材料，通过对胶凝剂和其他辅料的选择和配比，制作一种葡萄酒夹心果冻，以期为丰富葡萄酒类产品，开发相关休闲食品提供一定的技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

卡拉胶(食品级)，河南秋之润食品配料有限公司；黄原胶(食品级)，郑州春信生物科技有限公司；魔芋胶(食品级)，成都新星成明生物科技股份有限公司；刺槐豆胶(食品级)，河南嘉致生物科技有限公司；海藻酸钠(食品级)，青岛明月海藻集团有限公司；羧甲基纤维素钠(carboxymethylcellulose，CMC)(食品级)、白砂糖，河南恩苗食品有限公司；无水柠檬酸(食品级)，潍坊英轩实业有限公司；赤霞珠干红葡萄酒，甘肃省葡萄与葡萄酒工程学重点实验室自酿。

1.2 仪器与设备

TA.TOUCH质构分析(texture profile analysis，TPA)仪，上海保圣实业发展有限公司；ZX-S26水浴锅，上海知信实验仪器技术有限公司；GC-20XCAa-WG电磁炉，珠海格力电器股份有限公司；AE223电子天平，上海恒平科学仪器有限公司；玻璃棒、烧杯、温度计、果冻模具等。

1.3 试验方法

1.3.1 果冻制作流程

果冻制作流程如下：

1.3.2 操作要点

(1)干混，将准备好的复配食用胶粉和白砂糖充分混匀；

(2)溶胶，将混合复配胶粉与白砂糖的共混物缓慢倒入40 ℃的温水中，一边倒入一边搅拌，避免结块成团影响胶的凝聚性，搅拌10 min，使其充分吸水、溶胀，再将溶液放入沸水浴中，维持3～5 min，使之溶解成均匀的胶体溶液；

(3)过滤，静置片刻后，去除胶体溶液表面的泡沫，并过滤除去胶体溶液内的气泡和杂质；

(4)加柠檬酸，无水柠檬酸先用少量水溶解，由于它会使食用胶的pH值降低，使食用胶容易发生水解，影响果冻的成型，因此为尽量减少其对胶体的影响，在工艺操作时应将胶溶液冷却至40～50 ℃时再加入，并搅拌均匀，以免造成局部酸度偏高；

(5)入模，将冷却后的胶体溶液倒入事先准备好的果冻模具中；

(6)夹心，将配制好的葡萄酒凝胶置入已经成型的透明果冻外壁中；

(7)灭菌、冷却，由于果冻的填充温度过低(低于85 ℃)，所以封口之后还需进行巴氏杀菌，放入85 ℃水浴中灭菌5～10 min，灭菌后应迅速放入冰箱冷却至室温，以便能最大限度保持果冻成品的色泽和风味。

1.3.3 果冻相关指标测定

1.3.3.1 析水率测定

先将待测凝胶精确称重，质量计为m1(g)，再用纱布轻轻挤压除去水分后再次精确称重，质量计为m2(g)，利用公式(1)计算果冻凝胶的析水率：

(1)

1.3.3.2 质构指标测定

参照孙彩玲等[11]方法，采用TPA全质构测定，具体测试参数为：P/5R探头，测前速率5 mm/s、测试速率1 mm/s、测后速率1 mm/s，压缩程度50%，停留时间15 s，触发值1 g。测试主要指标有硬度、脆性、弹性、黏聚性等。

1.3.3.3 透明度测定

将盛放有凝胶的烧杯放在一张白底黑字的纸张上，观察透过凝胶所看到的黑字的清晰度来判断凝胶的透明度。黑字看得越清晰，表明凝胶透明度越大：1表示透明度差；2表示透明度较差；2.5表示透明度介于较差和一般；3表示透明度一般；3.5表示透明度介于一般和较好；4表示透明度较好；4.5表示透明度好；5表示透明度非常好。

1.3.3.4 感官评价

试验样品优劣均采用评分检验法进行评价，参照GB/T 19883—2018《果冻》[12]，并略作调整。由11位葡萄酒专业的老师及学生组成评价小组。对葡萄酒夹心果冻的色泽、香气、组织状态、口感、风味给出评分，各感官评定满分为100分，产品综合评分标准如表1所示。

表1 红葡萄酒果冻的感官评定表Table 1 Sensory evaluation table of sandwich red wine jelly

1.3.4 数据分析

利用Microsoft Office Excel 2010和Origin 2018对试验所得数据进行基本处理和作图，使用IBM SPSS Statistics 20.0进行多因素方差分析(Duncan法，P<0.05)。

2 结果与分析

2.1 果冻外壁的制作

2.1.1 单一胶凝剂性能测定

试验首先对所用卡拉胶、黄原胶、魔芋胶、刺槐豆胶、海藻酸钠、CMC等食用胶凝剂在单独使用时的凝胶析水率和透明度进行了比较，具体数据见图1。

a-析水率；b-透明度图1 单一胶凝剂对凝胶析水率和透明度的影响Fig.1 Effect of single gelling agent on separated water ratio and transparency

一般来说，样品的析水率越小，则表明其持水性越好[13]。由图1-a中的下降曲线可以明显看出，胶凝剂的添加量与样品析水率均呈现负相关性，即随着胶凝剂添加量的增加，各凝胶样品析水率有下降的趋势。这其中由黄原胶所制成的凝胶析水率最小，表明其具有较强的保水性能，其次为魔芋胶，而卡拉胶所制成的凝胶析水率最大，并且在试验后期还观察到单一卡拉胶制成的胶体很容易出现收缩脱液的现象。此外，试验发现，在单独使用刺槐豆胶、海藻酸钠和CMC等胶凝剂时，上述三者不能很好的形成较为紧实的凝胶体，因此无法测定其持水性能。

图1-b显示的是单一胶凝剂的添加量对凝胶体透明度的影响。卡拉胶所制作成的凝胶样品透明度较好，而黄原胶制作出的凝胶由于杂质较多、含有许多絮状物且颜色不澄清透明，因此效果最差。同时，通过添加量的控制，试验发现，当胶凝剂的添加量在4～8 g/L，其各自样品的透明度均达到相对较好的状态。

综合上述结果，试验对单一胶凝剂制备样品的组织形态进行了总结，具体内容见表2。通过比较分析可以得出，使用单一种类的胶凝剂所制作出来的凝胶样品，其组织形态均较差。因此，我们考虑使用不同种类的胶凝剂进行复配，以期通过不同种类胶粉之间的协同作用来提高凝胶性能，从而使样品获得更好的弹性和保水性，以及较为透明的状态。

表2 单一胶凝剂对凝胶组织形态的影响Table 2 Effect of single gelling agent on the morphology of gel

2.1.2 复配胶凝剂性能测定

2.1.2.1 胶凝剂的二元复配对凝胶质构特性的影响

由前期单一胶凝剂的试验可知，卡拉胶在供试的6种材料中性能较好，因此在复配时将其设定为基础胶凝剂，通过与其他胶凝剂(前期试验筛选的魔芋胶和黄原胶，以及文献中报道效果较好的刺槐豆胶[14-16])的组合，研究当胶粉总质量浓度(6 g/L)固定时，复配胶凝剂形成样品的质构特性。

由表3可知，通过卡拉胶与魔芋胶的复配，可以有效改善其单一使用时的凝胶性能，使得所制成的凝胶体的保水性、弹性和硬度较好，且透明度较高，尤其当复配质量比为2∶1时，凝胶体的综合性能表现最好。而卡拉胶与其他胶粉的组合，在性能上比前者有较为明显的不足，例如黄原胶的使用会使样品的透明度大大降低，并且由于黄原胶所具有的气味，还会破坏果冻的风味品质；而刺槐豆胶复配，其整体在硬度方面表现较差(数据未列出)。因此，试验选择卡拉胶和魔芋胶复配组合，并在此基础上进一步对复配胶凝剂的添加量进行优化。

表3 复配胶凝剂(卡拉胶和魔芋胶)配比对凝胶 质构特性的影响Table 3 Effects of the ratios of compound gelling agents (carrageenan and konjac gum) on the texture properties of gels

由图2可知，随着卡拉胶和魔芋胶复配胶凝剂添加量的不断增加，所制成样品的弹性、脆性和硬度不断提高，从而改善所制胶体的凝胶特性。但在实际食品加工过程中，一方面要考虑复配胶的使用成本，另一方面又要考虑复配胶对最终成品口感的影响。因此，试验选择将复配胶凝剂添加量控制在5～7 g/L。

图2 复配胶凝剂(卡拉胶和魔芋胶)添加量对凝胶 质构特性的影响Fig.2 Effects of the amounts of compound gelling agents (carrageenan and konjac gum) on the texture properties of gels

2.1.2.2 胶凝剂的三元复配对凝胶质构特性的影响

由上述试验确定卡拉胶和魔芋胶的质量配比为2∶1时，所制成果冻的凝胶性能较好，在此二元胶的基础上进行三元复配，进一步改善凝胶性能。

由表4、表5可知，三元胶凝剂的复配可进一步改善胶体的凝胶特性。同二元复配的结果，黄原胶的加入可改善胶体样品的硬度，但同时也会降低果冻的透明度，并使样品有浓郁的异味产生，降低了凝胶的感官品质。而添加刺槐豆胶的凝胶体则效果相对较好，并且在m(卡拉胶)∶m(魔芋胶)∶m(刺槐豆胶)=2∶1∶2，总质量浓度为7 g/L时，所制成的凝胶性能最佳。因此，试验最终选择此组合及配比为夹心果冻外壁的最优工艺参数。

表4 复配胶凝剂(卡拉胶、魔芋胶和黄原胶)配比对凝胶质构特性的影响Table 4 Effects of compound gelling agents (carrageenan, konjac gum and xanthan gum) on the texture properties of gels

2.2 果冻夹心的制作

由于葡萄酒的密度小于凝胶，在制作夹心的时候不能很好地将其固定于果冻的中心部位。因此，我们尝试将夹心部分也制成凝胶状，并使夹心与外壁部分在口感上表现不同，能够在品尝时容易区分。

2.2.1 果冻夹心层制作的单因素试验

为确定果冻夹心层的最佳配方，试验以感官评定为指标，对影响果冻夹心部分品质的卡拉胶、白砂糖、柠檬酸和红葡萄酒等因素的用量首先进行了单因素的筛选，具体结果如图3所示。

由图3-a可知，夹心部分的整体感观品质随着卡拉胶质量浓度的增加，得分逐渐上升，表现为弹性逐渐增强，且口感爽滑弹牙。当卡拉胶质量浓度达到8 g/L时，果冻的口感达到最佳状态，相比初始状态在感官评分上提高了20%。但当卡拉胶质量浓度超过8 g/L时，夹心部分胶体则逐渐变硬，口感也变得粗糙且整体的透明性也有明显的下降。因此，夹心部分凝胶的最佳添加量为8 g/L的卡拉胶。

图3-b显示的是葡萄酒添加量对夹心部分整体感观品质的影响。随着葡萄酒添加量的增加，果冻的品质逐渐下降，当葡萄酒添加量超过400 mL/L时，表现为酒味浓厚、有明显涩感。此外，为了调整夹心的滋味，试验还对添加的白砂糖和柠檬酸的用量进行了确定。当白砂糖用量超过70 g/L时，果冻的品质下降，表现糖酸比的失调(图3-c)。而柠檬酸则在1.5 g/L的使用水平可保证产品的风味(图3-d)。同时试验发现，柠檬酸在高温时容易挥发，为了尽量避免这一损失，须将胶液的温度降到40～50 ℃时再添加。

2.2.2 果冻夹心层制作的正交试验优化

在单因素试验的基础上，试验对白砂糖用量(A)，葡萄酒量(B)，柠檬酸量(C)和卡拉胶用量(D)这4个因素进行正交试验，由11人根据果冻夹心层的组织状态、色泽、口感及风味等进行综合评分(表6)。

由表6可知，各因素对夹心部分的感官影响顺序为：D>B>A>C。综合产品的感官评分，以A2B3C1D2效果最好，即卡拉胶添加量8 g/L、葡萄酒添加量450 mL/L、柠檬酸添加量1 g/L、白砂糖添加量80 g/L。

a-卡拉胶；b-红葡萄酒；c-白砂糖；d-柠檬酸图3 影响果冻夹心层因素的感官评分Fig.3 Sensory score of factors affecting the sandwich part of jelly

表6 果冻夹心层配方正交试验结果表Table 6 The table of formula orthogonal test of the sandwich layer of jelly

利用上文中得到的最优工艺进行红葡萄酒夹心果冻的制作，并与市售透明果冻进行比较(市场上没有类似的夹心果冻销售)。TPA质构测试结果表明，试验制得的果冻与市售果冻在凝胶特性方面十分接近(表7)。同时感官品评结果表明，所得夹心果冻产品质地均匀、光滑、果冻外壁透明、有弹性，凝胶状态佳，无水滴明显析出。果冻夹心部分呈葡萄酒的宝石红色，较为透明，具有浓郁的葡萄酒风味，酒味明显，酸甜适口，口感爽滑，与弹性强的果冻外壁有明显的感觉差异。

表7 自制果冻与市售果冻的凝胶特性对比Table 7 Comparison of gelatinous properties between homemade and commercially available jellies

3 讨论

试验选择卡拉胶为基础胶凝剂进行复配是因为卡拉胶形成凝胶时所需质量浓度低，且制成的样品透明度高，可在实际生产加工中有效降低产品的成本。但卡拉胶存在凝胶脆性大、弹性小、易脱液收缩等问题，在实际应用中会带来不利因素。因此，通过选择复配魔芋胶及刺槐豆胶可改善单一使用卡拉胶的凝胶特性(硬度、弹性、脆性、透明度等)，使得制成的果冻具有较好的品质特点。已有报道表明，不同食品胶之间适当复配可以提高凝胶强度，减少收缩脱液、改善黏性、弹性等凝胶特性[17]。在卡拉胶与魔芋胶复配的体系中，卡拉胶是由1, 3-β-D-吡喃半乳糖和1,4-α-D-吡喃半乳糖作为基本骨架交替连接而成的线性多糖[18]，魔芋胶是由D-葡萄糖和D-甘露糖按2∶3或1∶1.6的摩尔比由β-1,4糖苷键结合起来[19]。因此，卡拉胶与魔芋胶的凝胶增效作用可能是由于这2种多糖分子以卡拉胶形成的双螺旋结构为主体，魔芋胶分子填充其间，使整体结构更加致密而导致凝胶强度的提高。在卡拉胶和刺槐豆胶体系中，卡拉胶主要是以具有硫酸酯的半乳糖残基为主链，刺槐豆胶是以甘露糖残基组成主链，平均每4个甘露糖残基就置换一个半乳糖残基，其大分子链中无侧链区与卡拉胶之间有较强的键和作用[20]，使生成的凝胶具有更高的强度。从感官角度来看，刺槐豆胶可使卡拉胶的脆性下降而弹性提高。

4 结论

(1) 红葡萄酒夹心果冻外壁的最佳配方为m(卡拉胶)∶m(魔芋胶)∶m(刺槐豆胶)=2∶1∶2 复配移交凝剂，添加量7 g/L。

(2) 红葡萄酒夹心果冻夹心的最佳配方为卡拉胶添加量8 g/L、葡萄酒添加量450 mL/L、柠檬酸添加量1 g/L、白砂糖添加量80 g/L。

(3) 红葡萄酒夹心果冻最佳工艺条件为果冻外壁复配胶凝剂与白砂糖混合，并在40 ℃的温水浴中搅拌溶解10 min，之后沸水浴加热3～5 min，去除胶体溶液表面的泡沫；果冻夹心部分的卡拉胶、葡萄酒和白砂糖混合后在40 ℃的温水浴中搅拌溶解10 min，之后沸水浴加热3～5 min，冷却至40～50 ℃加入柠檬酸搅拌，并去除胶体溶液表面的泡沫；果冻外壁和夹心部分入模、灭菌、冷却成形。