海藻膳食纖維配料在水晶豬皮凍中的應(yīng)用研究

代增英 逄錦龍 范素琴 王曉梅 高克棟 馬興勝 解素花

青島明月海藻集團(tuán)有限公司 海藻活性物質(zhì)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266400

褐藻膠，是一種從深海褐藻(海帶、巨藻等)中提取的天然高分子多糖[1]，是一種海洋來源的膳食纖維，2018年美國FDA已批準(zhǔn)褐藻膠作為膳食纖維，可在營養(yǎng)標(biāo)簽中標(biāo)注。其具有優(yōu)良的凝膠特性，水溶性的褐藻膠遇到鈣、鋅等高價(jià)金屬離子，可以迅速形成熱不可逆凝膠，褐藻膠的凝膠特性被廣泛的應(yīng)用于肉制品、凝膠食材、凝膠休閑食品、爆趣珠等趣味包埋食品。此外，褐藻膠具有良好的增稠特性，不同規(guī)格的褐藻膠可以形成不同粘稠度的溶液，添加到產(chǎn)品中具有很好的保水效果。

海藻膳食纖維配料是以褐藻膠(海藻酸鈉)為主要原料，同時(shí)添加魔芋粉、卡拉等膳食纖維以及鈣鹽等輔料配制而成，其形成的凝膠具有熱不可逆特性，用于肉制品中能形成致密、穩(wěn)定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，有效提高肉制品的凝膠強(qiáng)度、粘結(jié)性和持水性[2]。

膠凍類產(chǎn)品是一種傳統(tǒng)的美容保健休閑食品，不僅具有Q彈爽滑的口感，富有嚼勁，還具有高蛋白等特點(diǎn)；其中用豬皮制成的水晶豬皮凍產(chǎn)品，與豬肉相比，富含膠原蛋白且脂肪含量較低，不僅可以除皺美容、抗衰老，更有促進(jìn)造血功能、抗癌等特殊功效[3～5]。并且豬皮中含有豐富的膠原蛋白，其水解之后的多種活性肽具有良好抗氧化活性[6,7]，具有很高的食用價(jià)值，開發(fā)前景廣闊。但是這種傳統(tǒng)的豬皮凍是以豬皮等為原料，經(jīng)高溫熬煮而成，存在凝膠強(qiáng)度低、熔點(diǎn)低、持水性差，夏天溫度稍高會(huì)化水，且貯存后期會(huì)析水等缺點(diǎn)，不僅影響其風(fēng)味口感，同時(shí)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的保質(zhì)期[8,9]。出現(xiàn)這種現(xiàn)象主要與皮凍的凝膠特性有關(guān)(傳統(tǒng)的皮凍形成的凝膠容易受溫度的影響)，為解決這一問題，考慮在豬皮凍中添加一種可形成凝膠的食品添加劑，或復(fù)合配料強(qiáng)化皮凍形成的凝膠，比如魔芋膠、卡拉膠、海藻酸鹽等，但魔芋加堿形成的凝膠有較強(qiáng)的堿味，卡拉膠形成的凝膠加熱會(huì)化等，所以選擇可以形成熱不可逆凝膠的海藻酸鹽體系，海藻膳食纖維配料是海藻酸鹽體系的配料，形成的凝膠具有很好的熱穩(wěn)定性，同時(shí)利用海藻膳食纖維配料制作的豬皮凍，富含膳食纖維，增加飽腹感，健康減肥，而且有助于胃腸運(yùn)動(dòng)，預(yù)防便秘。

1 材料與儀器

1.1 材料

褐藻膳食纖維配料(青島明月海藻集團(tuán)有限公司)、豬皮(購自當(dāng)?shù)爻?、食鹽、料酒、蔥、姜等調(diào)味料。

1.2 儀器與設(shè)備

攪拌機(jī)(仁和科儀，IKA RW20 digital)；

料理機(jī)(博朗BRAUN，F(xiàn)P3010)；

萬能蒸煮箱(RATIONAL AG，Self Cooking Center，SCC WE 61)；

冰箱(Haier，BCD-241WDBB)；

電子天平(梅特勒托利多)；

質(zhì)構(gòu)儀(北京盈盛恒泰科技，TMS-PRO)；

溫度計(jì)(德國德圖testo 106)；

電磁爐(格蘭仕，CH21503)；

鍋、盆、刀具等。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 水晶豬皮凍的制備

2.1.1 豬皮的處理

將購自當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)新鮮豬皮清洗干凈后，放入沸水中預(yù)煮2min，加入調(diào)味料(料酒、鹽、蔥、姜等)和水，熬煮3h，豬皮撈出備用，熬制的湯汁倒出備用，豬皮使用時(shí)切條(長(zhǎng)度2cm，寬1cm，厚度0.3cm左右)。

2.1.2 海藻膳食纖維膠液的配制

(1)按需稱取海藻膳食纖維配料加入到攪拌狀態(tài)下冰水中分散均勻，水量為配料重量的10～20倍左右，且水為水晶豬皮凍配方中的水。

(2)將分散好的步驟(1)中的液體，加熱至完全溶解，再繼續(xù)煮6min左右(溫度控制在75℃以上)，加熱過程中要不斷的攪拌，制成海藻膳食纖維配料膠液。

2.1.3 水晶豬皮凍的制備

將溶解后的海藻膳食纖維膠液，加入到上述熬制煮沸的豬皮凍湯汁中，攪拌均勻后出鍋倒入模具中，靜置成型即可。

2.2 測(cè)試方法

2.2.1 感官品評(píng)

參考GB/T16291.1-2012《感官分析：選拔與培訓(xùn)感官分析：優(yōu)選評(píng)價(jià)員導(dǎo)測(cè)》進(jìn)行感官品評(píng)人員的篩選和培訓(xùn)；品評(píng)人員主要從水晶豬皮凍的外觀、色澤、組織狀態(tài)及風(fēng)味四個(gè)方面進(jìn)行感官評(píng)價(jià)[2]，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 感官品評(píng)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)分表(20分計(jì))

2.2.2 水晶豬皮凍熔點(diǎn)的測(cè)定

水晶豬皮凍熔點(diǎn)的測(cè)定參照PRANOTO[10](2007)等的方法并稍作修改，取50g水晶豬皮凍，放入100mL燒杯中，并用保鮮膜封口，放在萬能蒸煮箱中加熱，起始溫度設(shè)定為25℃，每次增加5℃，目標(biāo)溫度是95℃，每個(gè)溫度下加熱約10min，記錄水晶豬皮凍出現(xiàn)融化的溫度，作為熔點(diǎn)。

2.2.3 TPA全質(zhì)構(gòu)分析

TPA全質(zhì)構(gòu)分析[11]是專業(yè)用于食品物性分析的方法，模仿人口腔咀嚼食物的一個(gè)過程，可以分析產(chǎn)品的硬度、脆性、粘性、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性等。將不同水晶豬皮凍樣品切成同樣大小方塊30mm×30mm×20mm，做質(zhì)構(gòu)分析，記錄硬度、彈性、咀嚼性。

設(shè)定參數(shù)[2]如下。

觸發(fā)力：0.2N。

檢測(cè)速度：60mm/min。

回升速度：60mm/min。

形變量：20%。

回升距離：35mm。

每組樣品做3個(gè)平行樣。

2.2.4 凝膠強(qiáng)度測(cè)定

豬皮凍凝膠強(qiáng)度的測(cè)定[12]參照王曉婧(2017)的方法，并進(jìn)行修改。將制作的水晶豬皮凍成型后，切成同樣大小正方體30mm×30mm×30mm，用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行凝膠強(qiáng)度的測(cè)定，設(shè)定參數(shù)[2]如下。

觸發(fā)力：0.2N。

檢測(cè)速度：60mm/min。

回升速度：60mm/min。

穿刺距離：10mm。

探頭半徑：6.25mm。

回升距離：35mm。

每組樣品做3個(gè)平行樣。

3 結(jié)果與分析

3.1 海藻膳食纖維配料對(duì)水晶豬皮凍效果的影響

海藻酸鈉具有親水性結(jié)構(gòu)，可以有效改善肉類制品的持水能力，同時(shí)其形成的熱不可逆凝膠，可以很好的維持產(chǎn)品的外形和結(jié)構(gòu)[1,2]。本實(shí)驗(yàn)研究了在褐藻膠(海藻酸鈉)的基礎(chǔ)上添加魔芋膠、鈣鹽等輔料制作的海藻膳食纖維配料對(duì)水晶豬皮凍的影響，并與傳統(tǒng)豬皮凍從熔點(diǎn)、感官品評(píng)、TPA質(zhì)構(gòu)、凝膠強(qiáng)度4個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比，表2為實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果。

表2 海藻膳食纖維配料對(duì)水晶豬皮凍效果的影響

從表2可以看出，添加海藻膳食纖維配料制作的水晶豬皮凍，具有良好的彈韌性和咀嚼性，凝膠強(qiáng)度也優(yōu)于傳統(tǒng)豬皮凍；且添加海藻膳食纖維配料后豬皮凍的熔點(diǎn)顯著提升，能達(dá)到90℃，室溫放置情況下不會(huì)出現(xiàn)化水的現(xiàn)象，有效的解決了豬皮凍夏天易化、結(jié)構(gòu)破壞的問題。

此外，通過對(duì)比兩者的外觀可以看出，添加海藻膳食纖維配料的豬皮凍成凍更加完整，不會(huì)出現(xiàn)邊角等部位掉落的現(xiàn)象，而且透明度高、色澤均一。經(jīng)品嘗，風(fēng)味比較協(xié)調(diào)，無其它異味。

由此可以看出，添加海藻膳食纖維配料能很好的提升豬皮凍的口感和外觀，能有效的解決傳統(tǒng)豬皮凍存在的夏天不易存儲(chǔ)、易化水的問題。同時(shí)，在豬皮凍中引入了海藻膳食纖維，有助于促進(jìn)胃腸道運(yùn)動(dòng)，預(yù)防便秘等問題。

3.2 海藻膳食纖維配料不同添加量對(duì)水晶豬皮凍的影響

在熬制煮沸的豬皮湯汁中，分別添加0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%不同比例的海藻膳食纖維配料，并作空白對(duì)照(不添加配料)，放置成型后進(jìn)行豬皮凍熔點(diǎn)、凝膠強(qiáng)度、全質(zhì)構(gòu)的測(cè)定，并進(jìn)行感官品評(píng)，最終確定海藻膳食纖維配料的最佳添加量。

3.2.1 海藻膳食纖維配料不同添加量對(duì)水晶豬皮凍熔點(diǎn)的影響

由圖2可以看出，隨著海藻膳食纖維配料添加量的增加，豬皮凍的熔點(diǎn)不斷提高；當(dāng)添加量為0.6%時(shí)，熔點(diǎn)顯著提高，達(dá)到75℃；當(dāng)添加量為1%時(shí)，熔點(diǎn)提高到最大90℃；繼續(xù)增加海藻膳食纖維配料的添加量，熔點(diǎn)變化不大；綜合考慮熔點(diǎn)的變化情況及成本等，建議企業(yè)使用海藻膳食纖維配料的添加量為0.6%～1.2%，根據(jù)需求選擇合適的添加量。

圖2 不同添加量的海藻膳食纖維配料對(duì)豬皮凍熔點(diǎn)的影響

3.2.2 海藻膳食纖維配料不同添加量對(duì)水晶豬皮凍凝膠強(qiáng)度的影響

由圖3可以看出，隨著海藻膳食纖維配料添加量的增加，豬皮凍的凝膠強(qiáng)度不斷升高；當(dāng)添加量為0.6%時(shí)，凝膠強(qiáng)度變化顯著，達(dá)到598g/cm2；當(dāng)添加量為1.2%時(shí)，凝膠強(qiáng)度達(dá)到642g/cm2；繼續(xù)增加海藻膳食纖維配料的添加量，凝膠強(qiáng)度變化不大。綜合考慮成本、凝膠強(qiáng)度，海藻膳食纖維配料的添加量為0.6%～1.2%，根據(jù)需求選擇合適的添加量。

圖3 不同添加量的海藻膳食纖維配料對(duì)豬皮凍凝膠強(qiáng)度的影響

3.2.3 海藻膳食纖維配料不同添加量對(duì)水晶豬皮凍全質(zhì)構(gòu)及口感的影響

見表3。

表3 不同添加量的海藻膳食纖維配料對(duì)豬皮凍全質(zhì)構(gòu)及口感的影響

由表3可以看出，隨著海藻膳食纖維配料添加量的增加，豬皮凍的口感不斷提升；當(dāng)添加量達(dá)到0.6%時(shí)，口感提升明顯；添加量為1%時(shí)，達(dá)到最佳組織狀態(tài)和口感，彈韌性也很好；繼續(xù)加大配料的添加量，產(chǎn)品的硬度會(huì)有較大的上升，但彈性會(huì)相對(duì)降低，口感相對(duì)來說不自然(偏膠質(zhì)感)。

綜合上述，海藻膳食纖維配料不同添加量對(duì)豬皮凍熔點(diǎn)、凝膠強(qiáng)度、硬度、彈性、咀嚼性以及感官方面的影響，結(jié)合成本方面，海藻膳食纖維配料在豬皮凍中應(yīng)用的添加量為0.6%～1.2%，企業(yè)可根據(jù)產(chǎn)品需求選擇合適的添加量。

3.3 組成海藻酸膳食纖維配料海藻酸鈉粘度的確定

配制海藻膳食纖維配料所用海藻酸鈉的粘度分別為400、600、800、1 000、1 200cps，其余組分相同；用配制好的配料進(jìn)行豬皮凍的制作(配料的添加量為0.8%)，通過對(duì)比豬皮凍的強(qiáng)度、質(zhì)構(gòu)等指標(biāo)以及感官品評(píng)結(jié)果，確定最佳的海藻酸鈉粘度。

由圖4可以看出，海藻膳食纖維配料所用海藻酸鈉的粘度越高，制作的豬皮凍強(qiáng)度越大；由表4感官評(píng)分、質(zhì)構(gòu)分析可以看出，隨著海藻酸鈉粘度的增高，豬皮凍的外觀狀態(tài)、口感越來越好，咀嚼性、彈性等逐漸提升，且保水效果也好；分析因?yàn)楦哒扯鹊暮Ｔ逅徕c分子量大，其分子鏈長(zhǎng)[2]，能夠與魔芋粉、鈣等輔料形成更穩(wěn)定的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，具有更好的協(xié)同增效的作用，所以制作的產(chǎn)品口感、穩(wěn)定性等方面更好。

圖4 不同粘度海藻酸鈉配制的配料對(duì)豬皮凍強(qiáng)度的影響

由圖4和表4可以看出，當(dāng)所用海藻酸鈉粘度達(dá)到800cps時(shí)，其強(qiáng)度和口感、質(zhì)構(gòu)等顯著提升；當(dāng)達(dá)到1 000cps時(shí)，口感達(dá)到最佳狀態(tài)，強(qiáng)度也較好；繼續(xù)提高海藻酸鈉的粘度，改善效果不顯著；綜合考慮，配制海藻膳食纖維配料最佳的海藻酸鈉粘度為1 000cps。

表4 不同粘度海藻酸鈉配制的配料對(duì)豬皮凍全質(zhì)構(gòu)及口感的影響

3.4 組成海藻膳食纖維配料鈣鹽的確定

選取1 000cps的海藻酸鈉，食品級(jí)鈣鹽分別選用碳酸鈣、硫酸鈣、葡萄糖酸鈣進(jìn)行海藻膳食纖維配料的配制；然后用配制好的配料進(jìn)行豬皮凍的制作(膳食纖維配料的添加量為0.8%)，通過對(duì)豬皮凍凝膠強(qiáng)度、熔點(diǎn)以及感官品評(píng)分析確定組成配料的最佳鈣鹽種類。

由圖5可以看出，由葡萄糖酸鈣作為鈣鹽，配制的海藻膳食纖維配料制作的豬皮凍凝膠強(qiáng)度大、熔點(diǎn)高，但是品評(píng)結(jié)果顯示：采用葡萄糖酸鈣配料制作的豬皮凍口感偏硬脆(膠質(zhì)感太強(qiáng)，口感偏假)；其次采用硫酸鈣配料制作的豬皮凍熔點(diǎn)可以，凝膠強(qiáng)度為505g/cm2(稍弱)，口感硬度稍差，彈性較好；另外，采用碳酸鈣的體系，熔點(diǎn)和強(qiáng)度都稍差，且外觀發(fā)白、不透明，加熱過程中會(huì)有氣泡產(chǎn)生，形成的皮凍結(jié)構(gòu)不太理想，因此碳酸鈣體系舍棄。

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圖5 不同鈣鹽配制的配料對(duì)豬皮凍凝膠強(qiáng)度和熔點(diǎn)的影響

綜合考慮凝膠強(qiáng)度、熔點(diǎn)以及口感，選擇采用硫酸鈣、葡萄糖酸鈣復(fù)合使用的方案，經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，硫酸鈣∶葡萄糖酸鈣的比例按照3∶1的比例復(fù)配效果最佳。

備注：葡萄糖酸鈣冷水不易溶解，加熱過程中會(huì)全部溶解，符合海藻膳食纖維膠液的配制工藝和豬皮凍制作工藝(都有加熱過程)。

4 結(jié)論

綜合以上可以看出，利用海藻酸鹽獨(dú)特的凝膠增稠等特性，配制的海藻膳食纖維配料能很好的提升豬皮凍的口感和外觀，能有效的解決傳統(tǒng)豬皮凍存在的夏天不易存儲(chǔ)、易化水的問題。同時(shí)，在豬皮凍中引入了海藻膳食纖維，有助于促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，預(yù)防便秘等問題。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。

(1)添加海藻膳食纖維配料制作的水晶豬皮凍具有良好的彈韌性、咀嚼性和爽滑性，凝膠強(qiáng)度也優(yōu)于傳統(tǒng)豬皮凍；且添加海藻膳食纖維配料后豬皮凍的熔點(diǎn)顯著提升，能達(dá)到90℃，室溫放置情況下不會(huì)出現(xiàn)化水的現(xiàn)象，有效的解決了豬皮凍夏天易化、結(jié)構(gòu)破壞的問題。

(2)綜合考慮成本和使用效果，海藻酸膳食纖維配料在水晶豬皮凍中應(yīng)用的添加量為0.6%～1.2%，企業(yè)可根據(jù)需求選擇合適的添加量。

(3)配制海藻膳食纖維配料，所用的海藻酸鈉粘度越高制作的豬皮凍口感、結(jié)構(gòu)越好，綜合考慮確定海藻酸鈉的最佳粘度為1 000cps。

(4)用葡萄糖酸鈣配制的海藻膳食纖維配料，制作的豬皮凍凝膠強(qiáng)度和熔點(diǎn)都較高，但是口感膠質(zhì)感太強(qiáng)；采用硫酸鈣配制的配料，制作的豬皮凍口感彈性較好，但是熔點(diǎn)和凝膠強(qiáng)度稍差一點(diǎn)；綜合考慮采用硫酸鈣與葡萄糖酸鈣復(fù)配的方案，硫酸鈣和葡萄糖酸鈣按照3∶1的比例復(fù)配效果最佳。